Знакомьтесь - автомобиль

Горит смесь моментально. Температура и давление при этом резко повышаются, достигая соответственно 2000-2500 градусов и 30-40 атмосфер. Образовавшиеся при горении газы под таким давлением действуют на поршень, и он устремляется вниз, с силой поворачивая коленчатый вал. Газ произвел полезную работу, поэтому и процесс назвали рабочим тактом. Только при этом такте получается полезная работа.

 

Рабочий процесс четырехтактного четырехцилиндрового двигателя (третий полуоборот). Коленчатый вал повернулся на 540°. Первый цилиндр успел очиститься от отработавших газов, поршень его идет вниз, происходит заполнение горючей смесью. В четвертом цилиндре поршень также идет вниз. Какой же там такт? Очевидно, рабочий. Во втором и третьем цилиндрах поршни движутся вверх. Во втором – идет выпуск, в третьем – сжатие.

 

Когда поршень придет к нижней мертвой точке, откроется выпускной клапан, соединяющий цилиндр с атмосферой, и газы, выполнившие свою работу, станут уходить наружу. Вращаясь теперь по инерции, коленчатый вал будет толкать шатун вверх. Поршень, увлекаемый шатуном, подталкивает газы, ускоряя очистку цилиндра. К моменту, когда он придет в верхнюю мертвую точку, цилиндр полностью очистится и будет готов к приему очередной порции горючей смеси.

 

Рабочий процесс четырехтактного четырехцилиндрового двигателя (четвертый полуоборот). Коленчатой вал повернулся на 720°. Поршни первого и четвертого цилиндров идут вверх, в первом происходит сжатие, в четвертом – выпуск. Во втором цилиндре идет заполнение горючей смесью, в третьем – рабочий такт. За два оборота произошел полный рабочий цикл во всех цилиндрах, а дальше все повторится сначала.

 

Процесс, когда поршень идет вверх и выталкивает газы, назвали тактом выпуска. На нем собственно рабочий цикл и заканчивается, а дальше все повторяется сначала. Такие двигатели, в которых рабочий процесс совершается за четыре движения поршня между мертвыми точками, назвали четырехтактными.

Как мы уже установили, за один такт коленчатый вал поворачивается на полоборота, или на 180 градусов. Следовательно, за весь рабочий цикл коленчатый вал сделал два оборота.

 

Один – с сошкой, трое – с ложкой

Теперь вдумайтесь в работу такого двигателя. Лишь один такт из четырех – рабочий ход – является полезным, только при нем тепловая энергия превращается в работу. Три другие такта – впуск, выпуск и сжатие – не только не дают механической энергии, но даже расходуют ту, что получается при рабочем ходе. Энергия тратится на наполнение цилиндра, сжатие смеси и выталкивание продуктов горения. Вот и выходит, что все эти три такта являются тактами-иждивенцами. Перефразируя известную пословицу, можно сказать: «Один – с сошкой, а трое – с ложкой».

Конструкторы подумали: а нельзя ли сократить число тактов-иждивенцев. Оказалось, можно! Они создали двухтактный двигатель, где весь рабочий процесс совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня.

Как же он работает?

Характерным для такого двигателя является то, что горючая смесь в цилиндр поступает не прямо из карбюратора, а побывав предварительно в картере.

Предположим, поршень начал движение кверху. К тому времени цилиндр заполнен смесью и происходит ее сжатие.

Одновременно, уходя вверх, поршень создает в картере разрежение и через открывшееся окно туда устремляется горючая смесь из карбюратора. Сжатие совмещается с впуском.

Наконец поршень достиг верхней мертвой точки, такт сжатия закончился. В цилиндр поступает искра, и горючее вспыхивает. Под давлением газов поршень устремляется вниз – происходит рабочий ход.

Двигаясь вниз, поршень открывает сначала выпускное отверстие, затем впускное, соединяющее цилиндр с картером. Через выпускное продукты горения, уже выполнившие работу, уходят в атмосферу. По специальному же каналу через впускное отверстие в цилиндр устремляется горючая смесь из картера, где идущий вниз поршень создает значительное давление.