Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.

При рассмотрении цикла условно принимаем, что каждый такт начинается и заканчивается в одной из мертвых точек.

Первый такт — впуск (рис. 8, а). При вращении коленчатого вала 1 поршень 3 перемещается из ВМТ в НМТ, и в верхней части цилиндра создается разрежение. Распределительный вал через детали механизма газораспределения открывает впускной клапан 7, который через впускной трубопровод 5 соединяет цилиндр с карбюратором 6. Горючая смесь, поступающая под действием разрежения из карбюратора по впускному трубопроводу, заполняет цилиндр, где образуется рабочая смесь. Рабочая смесь состоит из горючей смеси и отработавших газов, которые всегда в небольшом количестве остаются в цилиндре от предыдущего цикла. В конце такта впуска, при работе двигателя на режиме полной нагрузки, давление в цилиндре составляет 8 — 9 кПа, а температура рабочей смеси равна 80 — 120 ос (для прогретого двигателя).

Второй такт — сжатие (рис. 8, 6). Такт впуска заканчивается, когда поршень приходит в НМТ. При дальнейшем повороте коленчатого вала поршень перемещается из НМТ в ВМТ и сжимает рабочую смесь. В течение такта сжатия оба клапана остаются закрытыми. Объем смеси при сжатии уменьшается, а давление внутри цилиндра увеличивается и достигает 100 — 120 кПа. Повышение давления сопровождается увеличением температуры смеси до 3000-4000с.

Третий такт — расширение газов или рабочий ход (рис. 8, в). Оба клапана закрыты. При подходе поршня в конце такта сжатия к ВМТ между электродами свечи зажигания 8 проскакивает электрическая искра. Сжатая рабочая смесь воспламеняется и быстро сгорает, образуя большое количество горячих газов. Газы давят на поршень, который под их давлением перемещается из ВМТ в НМТ и через шатун 11 вращает коленчатый вал. Это основной такт, так как расширяющиеся газы совершают полезную работу. С момента воспламенения смеси давление газов быстро возрастает, а затем по мере движения поршня вниз и увеличения объема снижается. В конце сгорания и начале расширения давление достигает 300 — 400 кПа при температуре 2000 — 2200 градусов, а в конце расширения снижается до 35 — 45 кПа при температуре 1200 — 1500 ос.

Рис. 8 - Схема работы четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя:

а — впуск в цилиндр горючей смеси; б — сжатие рабочей смеси: в — расширение газов или рабочий ход; г — выпуск отработавших газов;

1 — коленчатый вал; 2 — распределительный вал: 3 — поршень: 4 — цилиндр; 5 — впускной трубопровод; 6 — карбюратор; 7 — впускной клапан; 8 — свеча зажигания; 9 — выпускной клапан; 10 — выпускной трубопровод; 11 — шатун; 12 — поршневой палец: 13 — поршневые кольца.

Четвертый такт — выпуск (рис. 8, г).

Поршень движется от НМТ к ВМТ и через открытый выпускной клапан 9 вытесняет отработавшие газы в выпускной трубопровод 10, глушитель и далее в атмосферу. При такте выпуска не удается достигнуть полной очистки цилиндра от отработавших газов и часть их остается в цилиндре. В конце выпуска давление равно 10,5 — 12 кПа при температуре 700 — 900 градусов. После окончания такта выпуска рабочий цикл двигателя повторяется в рассмотренной выше последовательности.

На заднем конце коленчатого вала устанавливают тяжелый диск — маховик, который во время рабочего хода накапливает энергию, а затем продолжает вращаться по инерции. При этом вместе с маховиком вращается и коленчатый вал, который перемещает поршень в течение остальных вспомогательных тактов.