Цикъл на работа при дву- и четири- тактовите двигатели

Ще обясним на кратко в тази статия за това какви са тактовете на двутактовият и четиритактовият двигател.

Когато буталото, при четиритактовият двигател, е най-близо до коляновият вал това е „горната мъртва точка” („Top dead center (TDC)”), а когато е на срещуположният край това е „долната мъртва точка” (“Bottom dead center (BDC)”). Движението на буталото се осъществява следователно от „горната мъртва точка” до „долната мъртва точка” или обратното. Коляновият вал се върти непрекъснато на постоянна скорост, докато двигателят е включен. Ще опишем тактовете на двигателят – при работа буталото извършва два такта: от „TDC” към “BDC” и от „BDC” към “TDC”. Ще опишем процесът започващ от „горната мъртва точка”:

Първи такт на пълнене или всмукване – всмукателните клапани се отварят благодарение на газоразпределителния механизъм. Буталото започва да се движи надолу и така увеличава обема на горивната камера; това пък позволява нахлуването на въздух при “CI” (двигател със запалване чрез сгъстяване или дизелов двигател) двигатели и горивна смес при „SI” (двигател с искрово запалване или бензинов двигател) двигатели, които не използват директно впръскване (директен инжекцион).

Втори такт на сгъстяване – при този такт и двата клапана са затворени, а буталото се движи нагоре; това от своя страна намаля естествено обема на горивната камера, който обем ще е най-малък, когато буталото достигне до “TDC” (или горната мъртва точка). Буталото сякаш се свива / сгъстява, а резултатът е, че налягането, плътността и температурата на работното вещество се увеличават. В този такт започва и запалването на двигателят - при “SI” двигатели запалването е следното: запалителните свещи получават импулс с високо напрежение, при което се получава искра (двигател с искрово запалване); при „CI” двигатели бензиновият инжекцион като спрей впръсква бензин в горивната камера, а горивото се възпламенява поради високата температура (двигател със запалване чрез сгъстяване).

Трети такт на горене (разширение) – поради налягането в горивната камера, буталото се изтласква надолу; при този случай газовете (работното вещество) извършват повече работа, отколкото при сгъстяването от вторият такт. Така се получава разширението на горивната камера [и продуктите на горене] (тя се разширява необратимо поради високото налягане), а налягането, плътността и температурата на работното вещество противоположно се намаляват. Когато буталото достигне до „долната мъртва точка”, тогава се отваря и изпускателния клапан. Това е т.нар. работен ход на буталото.

Четвърти такт на изпускане – клапанът за изпускане остава отворен, докато буталото се движи нагоре, изтласквайки газовете. Може да остане някаква част от газовете в камерата, защото буталото не я затваря напълно; оставащите газове се изпускат при следващия цикъл. В края на този ход, изпускателният клапан се затваря, а респективно всмукателният клапан се отваря и така се повтаря въпросният цикъл отново.

Сега ще покажем и при двутактовите двигатели набързо тактовете на работа. Тук четирите такта на работа при четиритактовият двигател се изпълняват от два такта:

Докато буталото се спуска газовете (работното вещество) изпълняват работа, както при четиритактовите двигатели. Същото разширение на горивната камера и промяна на налягане, плътност и температура на газовете се наблюдава и тук. Около 75о от въртенето на коляновият вал (преди да достигне „долната мъртва точка”), изпускателният клапан се отваря и продуктите на горенето започват да изтичат. Малко след това се отваря и всмукателния клапан – навлизащото работно вещество измества, това кое е останало към изпускателния клапан и част от това прясно вещество може да се освободи през него. След като буталото, достигнало „BDC”, тръгне нагоре, в малък отрязък от време се затварят и изпускателния клапан; малко след това и всмукателният клапан.

След като и двата клапана са се затворили, буталото продължава своя ход нагоре, сгъстявайки работното вещество. Както при четиритактовият двигател и тук запалването става, когато буталото достигне “TDC”.

Това беше накратко какви са тактовете при двутактовият и четиритактовият двигател.