logo1

logoT

 

Такт двигателя


Как работают 4-тактные двигатели | Briggs & Stratton

Хотите знать, как работает двигатель малого объема? В этом видеоролике подробно описывается то, как работают 4-тактные двигатели Briggs & Stratton для обеспечения максимальной мощности ваших газонокосилок & наружного оборудования.

Четырехтактные двигатели Briggs & Stratton являются лучшими в мире с точки зрения производительности и качества. Это связано с верхним расположением клапанов в 4-тактных двигателях. Она максимально увеличивает мощность вашего двигателя Briggs & Stratton, что в свою очередь повышает производительность вашей газонокосилки или другого наружного силового оборудования.

Процесс работы 4-тактного двигателя

  • Этап 1: Такт впуска
    Во время такта впуска воздух и топливо проходят через карбюратор и попадают в поршень при открытии впускного клапана. Клапан закрывается, отсекая подачу воздушно-топливной смеси, когда поршень достигает нижней части такта.
  • Этап 2: Такт компрессии
    Теперь, когда топливо находится в камере компрессии, двигатель максимизирует создаваемую мощность, сжимая это топливо в меньшем пространстве. Поршень возвращается наверх в верхнюю точку, захватывая воздушно-топливную смесь между поршнем и головкой цилиндров. Эффективность четырехтактных двигателей Briggs & Stratton обеспечивается за счет максимальной компрессии на этом этапе.
  • Этап 3: Рабочий ход
    Теперь, когда воздушно-топливная смесь сжата, самое время добавить искру. Катушка зажигания создает высокое напряжение, которое разряжается в камере свечей зажигания. Как только воздушно-топливная смесь загорается, горячий воздух заставляет поршень опуститься вниз цилиндра.
  • Этап 4: Такт выхлопа
    Последним этапом в четырехтактном двигателе является такт выхлопа. Когда поршень выталкивает отработанные газы из камеры, открывается выпускной клапан. Как только этот процесс завершается, закрывается выпускной клапан и открывается впускной клапан, чтобы снова запустить процесс.

Для повторения каждого цикла требуется два оборота коленчатого вала. Интересно, как двигатель малого объема продолжает работать, когда только один из 4-х тактов создает мощность? Во время рабочего хода маховик получает толчок. Создаваемые импульс и инерция поддерживают его движение между рабочими тактами.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Современный автомобиль, чаще всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.

Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).

 

Первый такт - такт впуска

Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

 

Второй такт - такт сжатия

Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

 

Третий такт - рабочий ход

Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.

После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

 

Четвертый такт - такт выпуска

Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.

 

 

После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.

 

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 

Принцип работы 2х тактного и 4х тактного двигателей

При выборе силового оборудования необходимо уделить особое внимание типу двигателя. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: 2-х тактный и 4-х тактный.

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания основан на использовании такого свойства газов, как расширение при нагревании, которое осуществляется за счет принудительного воспламенения горючей смеси, впрыскиваемой в воздушное пространство цилиндра.

Зачастую можно услышать, что 4-х тактный двигатель лучше, но чтобы понять, почему, необходимо более подробно разобрать принципы работы каждого.

Основными частями двигателя внутреннего сгорания, независимо от его типа, являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также системы, отвечающие за охлаждение, питание, зажигание и смазку деталей.

Передача полезной работы расширяющегося газа осуществляется через кривошипно-шатунный механизм, а за своевременный впрыск топливной смеси в цилиндр отвечает механизм газораспре6деления.

Четырехтактные двигатели - выбор компании Honda

Четырехтактные двигатели экономичные, при этом их работа сопровождается более низким уровнем шума, а выхлоп не содержит горючей смеси и значительно экологичней чем у двухтактного двигателя.  Именно поэтому компания Honda при изготовлении силовой техники использует только четырехтактные двигатели. Компания Honda уже многие годы представляет свои четырехтактные двигатели на рынке силовой техники и добилась высочайших результатов, при этом их качество и надежность ни разу не подвергались сомнению. Но всё же, давайте рассмотрим принцип работы 2х и 4х тактных двигателей.

Принцип работы двухтактного двигателя

Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух этапов: сжатие и рабочий ход.

Сжатие. Основными положениями поршня являются верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ). Двигаясь от НМТ к ВМТ, поршень поочередно перекрывает сначала продувочное, а затем выпускное окно, после чего газ, находящийся в цилиндре, начинает сжиматься. При этом через впускное окно в кривошипную камеру поступает свежая горючая смесь, которая будет использована в последующем сжатии.

Рабочий ход. После того, как горючая смесь максимально сжата, она воспламеняется при помощи электрической искры, образуемой свечой. При этом температура газовой смеси резко возрастает и объем газа стремительно растет, осуществляя давление, при котором поршень начинает движение к НМТ. Опускаясь, поршень открывает выпускное окно, при этом продукты горения горючей смеси выбрасываются в атмосферу. Дальнейшее движение поршня приводит к сжатию свежей горючей смеси и открытию продувочного отверстия, через которое горючая смесь поступает в камеру сгорания.

Основным недостатком двухтактного двигателя является большой расход топлива, причем часть топлива не успевает принести пользу. Это связано с наличием момента, при котором продувочное и выпускное отверстие одновременно открыты, что приводит к частичному выбросу горючей смеси в атмосферу. Еще идёт постоянный расход масла, так как 2х тактные двигатели работают на смеси бензина и масла. Очередное неудобство - в необходимости постоянно готовить топливную смесь. Главными преимуществами двухтактного двигателя остаются его меньшие размеры и вес по сравнению с 4х тактным аналогом, но размеры силовой техники позволяют использовать на них 4х тактные двигатели и испытывать намного меньше хлопот в ходе эксплуатации. Так что уделом 2х тактных моторов осталось различное моделирование, в частности, авиамоделирование, где даже лишних 100г имеют значение. 

Принцип работы четырехтактного двигателя

Работа четырехтактного двигателя значительно отличается от работы двухтактного. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех этапов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск, что стало возможным за счет применения системы клапанов.

Во время впускного этапа поршень двигается вниз, открывается впускной клапан, и в полость цилиндра поступает горючая смесь, которая при смешении с остатками отработанной смеси образует рабочую смесь.

При сжатии поршень движется от НМТ к ВМТ, оба клапана закрыты. Чем выше поднимается поршень, тем выше давление и температура рабочей смеси.

Рабочий ход четырехтактного двигателя представляет собой принудительное движение поршня от ВМТ к НМТ за счет воздействия резко расширяющейся рабочей смеси, воспламененной искрой от свечи. Как только поршень достигает НМТ, открывается выпускной клапан.

Во время выпускного этапа продукты сгорания, вытесняемые поршнем, движущимся от НМТ к ВМТ, выбрасываются в атмосферу через выпускной клапан.

За счет применения системы клапанов четырехтактные двигатели внутреннего сгорания более экономичны и экологичны - ведь выброс неиспользованной топливной смеси исключен. В работе они значительно тише, чем 2х тактные аналоги, и в эксплуатации намного проще, ведь работают на обычном АИ-92, которым вы заправляете свою машину. Нет необходимости в постоянном приготовлении смеси масла и бензина, ведь масло в данных двигателях заливается отдельно в масляный картер, что значительно уменьшает его потребление. Вот именно поэтому компания Honda производит только 4х тактные двигатели и достигла в их производстве колоссальных успехов.

Двигатель внутреннего сгорания — урок. Физика, 8 класс.

Обрати внимание!

Двигатель внутреннего сгорания — распространённый вид теплового двигателя, который работает на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или горючем газе.

 

Двигатель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень \( 3\), соединённый при помощи шатуна \(4\) с коленчатым валом \(5\).

 

Два клапана, впускной \(1\) и выпускной \(2\), при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты.

  1. клапан для подачи горючей смеси;
  2. клапан для удаления отработанных газов;
  3. цилиндр;
  4. шатун;
  5. коленчатый вал;
  6. свеча для воспламенения горючих газов в цилиндре 3.

 

Рис. \(1\). Устройство двигателя

 

Ход поршня — расстояние между мёртвыми точками, крайними положениями поршня в цилиндре.

 

Такие двигатели называют четырёхтактными, т.к. рабочий цикл происходит за четыре хода или такта: впуск (а), сжатие (б), рабочий ход (в) и выпуск (г).

 

 

Рис. \(2\). Процесс работы двигателя

 

1 такт (впуск) — поршень «всасывает» горючую смесь.

 

 

2 такт (сжатие) — при сжатии температура смеси и давление повышаются. 

 

3 такт (рабочий ход) —  рабочая смесь воспламеняется от электрической искры свечи зажигания (поршень под действием этого давления начинает перемещаться к нижней мёртвой точке, создавая крутящий момент). 

 

 

4 такт (выпуск) — выброс отработанных газов.

 

 

После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, всё повторяется.

Для того чтобы вращение вала было более равномерным, двигатель обычно делают многоцилиндровым: 2-, 3-, 4-, 6-, 8-цилиндровым и т.д.

Источники:

Рис. 1. Устройство двигателя. © ЯКласс.
Рис. 2. Процесс работы двигателя. © ЯКласс.
http://usauto.ucoz.ru/news/bilet_6/2011-04-26-4

http://autooboz.info/wp-content/uploads/2007/09/dvigatel-vnutrennego-sgoraniya2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-3.jpg

 

Что называется тактом в работе двигателя?

Такт – это что? Латинское слово tactus переводится как «прикосновение». От него произошло французское слово takt, означающее норму поведения. В немецком языке Takt означает музыкальный интервал. В русский язык это слово пришло с девятнадцатого века и употребляется в нескольких значениях.

Музыкант уверен, что это метрическая единица в музыке. Можно сбиться с такта во время танца. А когда сбивается с такта сердце – срочно нужен врач. Механик уверен, что это технический термин, относящийся к двигателю. Программист скажет – к процессору. А лингвист вспомнит о речевом такте. И только педагог с психологом сойдутся во мнении, что такт – это чуткость в отношениях с людьми.

Рабочий цикл двигателя

Рабочим циклом называется совокупность периодически повторяющихся в определенной последовательности процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя, в результате которых тепловая энергия переходит в работу.
Тактом называется процесс, происходящий в цилиндре при перемещении поршня от одной мертвой точки к другой.

Если рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, чему соответствует два оборота коленчатого вала, то двигатель с таким циклом называется четырехтактным. Каждый такт такого двигателя имеет свое наименование и свои особенности.

Рис.2. Рабочий цикл четырёхтактного дизеля: 1-топливный насос; 2-поршень; 3-форсунка; 4-воздухоочиститсль; 5-впускной клапан; 6-выпускной клапан; 7-цилиндр

Такт впуска. При перемещении поршня от ВМТ до НМТ над ним освобождается пространство, куда через открывающийся впускной клапан 5 (рис.2) поступает чистый воздух у дизеля или смесь воздуха с мелко распыленным бензином (горючая смесь). Поступивший свежий заряд смешивается с остатками отработавших газов от предыдущего такта (такая смесь называется рабочей). При подходе к НМТ давление в цилиндре вследствие сопротивления во впускном трубопроводе, ниже атмосферного и составляет 0,07. 0,09. Температура газов в конце этого такта достигается 40. 70°С у дизеля и 70. 13О°С у карбюраторного двигателя.

Такт сжатия. При перемещении поршня от НМТ к ВМТ впускной клапан закрывается и поступивший в цилиндр воздух или рабочая смесь сжимается, вследствие чего их температура и давление повышаются. Величина повышения давления и температуры определяется степенью сжатия двигателя. У дизеля температура в конце такта сжатия достигает 550. 750°С, а давление 4. 5МПа; у карбюраторного двигателя рабочая смесь нагревается до 300. 430°, а давление составляет 0,8. 1.5МПа.

Такт расширения. При подходе поршня к ВМТ в цилиндр дизеля через форсунку впрыскивается топливо, которое, перемещаясь с нагретым и сжатым воздухом, сгорает; при этом давление газов в цилиндре возрастает до 6. 9 МПа, а их температура поднимается до 1800. 2000° С. Под действием давления расширяющихся газов поршень перемещается от ВМТ к НМТ. В конце этого такта температура газов понижается до 700. 900° С, а давление до 0,3. 0,5МПа.

В карбюраторном двигателе при подходе поршня к ВМТ сжатия горючая смесь воспламеняется от электрической искры, возникающей между электродами свечи, ввернутой в цилиндра. От сгорания смеси давление газов возрастает до 3,5. 5 МПа, а температура до 2100. 2400°. К концу такта расширения у карбюраторного двигателя температура газов снижается до 900. 1200°, а давление до 0,3. 0,35 МПа.

Такт выпуска. При перемещении поршня от НМТ к ВМТ открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выталкиваются из цилиндра в атмосферу. При этом давление газов к концу такта снижается до 0,11. 0,12 МПа, а температура до 500. 700°С у дизеля и 300. 400° у карбюраторного двигателя.

Таким образом, в четырехтактном двигателе только один такт расширения – ход поршня под действием давления газов поворачивает коленчатый вал и совершает полезную работу; этот ход называется рабочим. Остальные такты – впуска, сжатия и выпуска – называются вспомогательными. После такта выпуска рабочий цикл двигателя повторяется.

Что такое рабочий цикл двигателя автомобиля

Существует несколько различных типов двигателей, при этом на колесном, гусеничном, водном и даже иногда воздушном транспорте (грузовые и легковые авто, спецтехника, моторные лодки, самолеты и т.п.), нередко можно встретить двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Так или иначе, широкое распространение силовой агрегат данного типа получил благодаря своей автономности, универсальности, а также целому ряду других преимуществ. При этом агрегаты имеют много различных параметров и характеристик, среди которых стоит отдельно выделить рабочий цикл. Далее мы поговорим о том, что означает рабочий цикл автомобильного двигателя внутреннего сгорания.

Вывод

Тактовая частота – характеристика процессора, численно характеризующая количество операций, который может произвести CPU за секунду. От данного параметра зависит мощность ПК. Тем не менее стоит помнить, что частота – далеко не единственная характеристика, которая влияет на общую производительность ПК. Если частоты процессора не хватает для удовлетворения ваших потребностей, то стоит либо приобрести новую видеокарту, либо разогнать старый процессор. Если вы выбрали второй вариант, то будьте предельно осторожны. Процедура разгона может привести к сгоранию CPU. Поэтому неопытным пользователям лучше этим не заниматься.

Рабочий цикл ДВС: что нужно знать

Если рассматривать принцип работы двигателя внутреннего сгорания, топливо в таких агрегатах сгорает в закрытой камере (камера сгорания), куда подается готовая топливно-воздушная смесь или воздух и топливо по отдельности (дизельные агрегаты и моторы с прямым впрыском).

Работа такого мотора основана на том, что во время сгорания топлива происходит расширение газов. Указанные газы становятся причиной роста давления в цилиндре, благодаря чему поршень получает «толчок». Затем энергия, переданная на поршень, преобразуется в механическую работу. Давайте рассмотрим принцип работы двигателя, а также рабочие циклы более подробно.

Двигатели, которые устанавливаются на автомобили, обычно работают по четырехтактному циклу (четырехтактный двигатель). Это значит, рабочий цикл совершается за два оборота коленвала и четыре хода поршня. Работу такого ДВС можно разделить на такты: такт впуска, такт сжатия, такт рабочего хода, такт выпуска.

Как работает четырехтактный бензиновый двигатель

Чтобы было понятнее, начнем с того, что когда поршень в цилиндре во время работы ДВС начинает занимать крайние положения (максимально приближен или удален по отношению к оси коленчатого вала), эти положения принято называть ВМТ и НМТ. ВМТ означает верхняя мертвая точка, тогда как НМТ значит нижняя мертвая точка. Теперь вернемся к тактам.

  • На такте впуска коленчатый вал двигателя делает первую половину оборота, при этом поршень из ВМТ движется в НМТ. В этот момент открыт впускной клапан, а выпускной клапан закрыт. При движении поршня вниз в цилиндре образуется разрежение, в результате чего в цилиндр «засасывается» топливно-воздушная смесь через открытый впускной клапан. Рабочая смесь состоит из воздуха и распыленного топлива (в некоторых двигателях на такте впуска поступает только воздух).
  • Следующим тактом является сжатие. После того, как произойдет наполнение цилиндра топливно-воздушной смесью, коленвал начинает совершать вторую половину оборота. В этот момент поршень начинает подниматься из НМТ в ВМТ. При этом впускной клапан уже закрыт. Далее поршень сжимает смесь в герметично закрытом цилиндре. Чем больше уменьшается объем цилиндра, тем сильнее сжимается смесь. Результатом такого сжатия является повышение температуры смеси.
  • К тому времени, когда поршень подойдет к концу такта сжатия (практически дойдет до ВМТ), смесь в бензиновых двигателях воспламеняется от внешнего источника (электрическая искра на свече зажигания). Затем топливный заряд сгорает, в результате в цилиндре резко повышается температура и давление. В этот момент поршень уже перемещается обратно из ВМТ в нижнюю мертвую точку, принимая на себя энергию расширяющихся газов.
  • После того, как поршень почти дойдет до НМТ в конце рабочего хода, происходит открытие выпускного клапана. После этого давление в цилиндре снижается, несколько падает и температура. Затем начинается такт выпуска. В это время коленчатый вал совершает последний полуоборот, при этом поршень снова поднимается из НМТ в ВМТ, буквально «выталкивая» отработавшие газы из цилиндра через открытый выпускной клапан в выпускной коллектор.

Работа четырехтактного дизельного ДВС

Хотя дизель конструктивно похож на бензиновый мотор, в дизельных двигателях изначально сжимается только воздух, после чего прямо в камеру сгорания впрыскивается дизтопливо. При этом воспламенение такой смеси происходит самостоятельно (под большим давлением, а также в результате контакта с нагретым от сильного сжатия воздухом).

Простыми словами, воздух сначала сжимается и нагревается, в среднем, до 650 градусов по Цельсию. В самом конце такта сжатия в камеру сгорания топливная форсунка впрыскивает солярку, затем смесь дизтоплива и воздуха самовоспламеняется.

С учетом данной особенности на такте впуска (поршень движется из ВМТ в НМТ), за счет разряжения в цилиндр подается воздух через открытый впускной клапан. Давление и температура воздуха в этот момент имеют низкие показатели.

Затем начинается сжатие, поршень поднимается из НМТ в верхнюю мертвую точку. Как и в случае с бензиновым мотором, впускной и выпускной клапаны полностью закрыты, что позволяет поршню сильно сжать воздух.

Будет полезно: Как циркулирует жидкость в системе охлаждения двигателя?

Если учесть, что давление воздуха в цилиндре высокое (необходимо для его нагрева), дизельное топливо в момент впрыска должно также подаваться под очень высоким давлением. Фактически, форсунке нужно «продавить» солярку в камеру сгорания, в которой уже находится сильно сжатый поршнем и горячий воздух.

Для решения этой задачи многие системы питания дизельного двигателя имеют ТНВД (топливный насос высокого давления). Также в схеме могут быть использованы насос-форсунки (форсунка и насос объединены в одно устройство). Еще существуют варианты, когда питание двигателя реализовано при помощи так называемого «аккумулятора» высокого давления. Речь идет о системах Common Rail.

После воспламенения заряда происходит расширение газов и начинается рабочий ход поршня. Температура в результате горения смеси повышается, происходит увеличение давления. Указанное давление газов «толкает» поршень, происходит рабочий ход. Завершающим этапом становится выпуск, когда поршень после совершения рабочего хода снова поднимается из НМТ в ВМТ. Затем весь описанный выше процесс (рабочий цикл двигателя) повторяется.

Так в чем же разница?

Статья получилась сложнее, чем я предполагал, но если подвести итог. ТО получается:

ОТТО – это стандартный принцип обычного мотора, которые сейчас стоят на большинстве современных автомобилей

АТКИНСОН – предлагал более эффективный ДВС, за счет изменения степени сжатия при помощи сложной конструкции из рычагов которые подсоединялись к коленчатому валу.

ПЛЮСЫ — экономия топлива, эластичнее мотор, меньше шума.

МИНУСЫ – громоздкая и сложная конструкция, низкий крутящий момент на низких оборотах, плохо управляется дроссельной заслонкой

В чистом виде сейчас практически не применяется.

МИЛЛЕР – предложил использовать пониженную степень сжатия в цилиндре, при помощи позднего закрытия впускного клапана. Разница с АТКИНСОНОМ огромна, потому как он использовал не его конструкцию, а ОТТО, но не в чистом виде, а с доработанной системой ГРМ.

Предполагается что поршень (на такте сжатия) идет с меньшим сопротивлением (насосные потери), и лучше геометрически сжимает воздушно-топливную смесь (исключая ее детонацию), однако степень расширения (при воспламенении от свечи) остается почти такая же, как и в цикле ОТТО.

ПЛЮСЫ — экономия топлива (особенно на низких оборотах), эластичность работы, низкий шум.

МИНУСЫ – уменьшение мощности при высоких оборотах (из-за худшего наполнения цилиндров).

Стоит отметить, что сейчас принцип МИЛЛЕРА используется на некоторых автомобилях при невысоких оборотах. Позволяет регулировать фазы впуска и выпуска (расширяя или сужая их при помощи фазовращателей). Так двигатель SKYACTIV, на низких оборотах работает по принципу МИЛЛЕРА, а на высоких по принципу ОТТО. В чистом виде МИЛЛЕР (однако, почему то он называется АТКИНСОН) работает на гибридах ТОЙОТА.

Сейчас видео версия смотрим

НА этом я заканчиваю, думаю было полезно и интересно. Рассказывайте своим друзьям (кидайте им ссылку на статью или видео), будет еще много интересных материалов. ИСКРЕННЕ ВАШ, АВТОБЛОГГЕР.

Похожие новости

  • Крутящий момент и мощность двигателя. Что важнее? Пару слов про …
  • Распределенный или непосредственный впрыск (MPI или GDI). Какая …
  • Гидрокомпенсаторы или толкатели (клапанов). Что лучше?

Синхронная работа нескольких цилиндров

Выше были описан принцип работы ДВС, при этом рассматривались процессы в одном цилиндре. Однако, как известно, большинство двигателей являются многоцилиндровыми. Для того чтобы добиться ровной и синхронной работы всех цилиндров, рабочий ход поршня в каждом отдельном цилиндре должен происходить через равный промежуток времени (одинаковые углы поворота коленвала).

В зависимости от компоновки двигателя и его конструктивных особенностей последовательность (порядок работы) может быть разной. Дело в том, что двигатели бывают не только рядными, но и V-образными.

Во втором случае такая компоновка позволяет разместить цилиндры под углом, при этом становится возможным увеличить общее количество цилиндров без увеличения самой длины блока цилиндра двигателя. Такое решение позволяет разместить мощный многоцилиндровый ДВС под капотом не только большого внедорожника или грузовика, но и легкового авто.

Обороты и мотресурс двигателя. Недостатки езды на низких и высоких оборотах. На каком количестве оборотов мотора ездить лучше всего. Советы и рекомендации.

Зависимость мощности и крутящего момента двигателя от числа оборотов коленвала. Крутящий момент бензинового и дизельного ДВС, полка момента, эластичность.

Что означает понятие объем двигателя. Определение рабочего объема мотора. Классы авто в зависимости от объема ДВС, плюсы и минусы большого объема двигателя.

Почему дизельный мотор имеет больший коэффициент полезного действия по сравнению с двигателями на бензине. Крутящий момент и обороты, энергия дизтоплива.

Виды двигателей внутреннего сгорания, отличия различных типов ДВС. Особенности компоновки, объем двигателя, мощность, крутящий момент и другие параметры.

Что нужно знать об электромобилях. Устройство машин с электродвигателем, основные характеристики. Эксплуатация и обслуживание в теории и на практике.

Как повысить частоту?

Мало кто знает, но мощность процессора можно повысить. Как увеличить производительность CPU? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно понять от чего она зависит. Тактовая частота прямо пропорциональна произведению множителя, который закладывается при проектировании, на частоту шины. Причем встречаются два вида множителей – заблокированные и открытые. Не трудно понять, что первые не поддаются разгону.

Процедура увеличения тактовой частоты проводится на устройствах с разблокированным множителем. Для того, чтобы произвести разгон необходимо обладать специальными знаниями, уметь работать с БИОС и знать английский язык (хотя бы уметь читать). Процедура увеличения частоты довольно-таки сложна и неопытные пользователи вряд ли смогут ее произвести без негативных последствий для ПК. Если вкратце, то суть разгона в том, чтобы постепенно увеличивать частоту шины процессора через вышеупомянутый множитель.

Важно! Разгон CPU – опасная процедура, которая может негативно сказаться на компьютере, а то и вовсе вывести его из строя. Это связано с тем, что при повышении частоты процессор начинает сильнее нагреваться. Соответственно, если у вас слабая система охлаждения, то CPU может попросту сгореть.

Что такое мертвые точки и такты ДВС

Количество этапов, входящих в один рабочий цикл ДВС (двигателя внутреннего сгорания), принято считать исходя из числа ходов поршня в цилиндре. Такие этапы получили название такты двигателя. Непосредственно ход поршня определяется его перемещением из одной крайней точки в другую. Они получили наименование мертвые, поскольку если в такой точке произойдет остановка поршня, он не сможет начать движение без внешнего воздействия. Простыми словами мертвые точки — это позиции, при которых движение в текущем направлении поршня прекращается и он начинает обратный ход.

Мертвые точки и ход поршня ДВС

Существуют две мертвые точки:

  • Нижняя (НМТ) — положение, при котором расстояние между поршнем и осью вращения коленвала минимально.
  • Верхняя (ВМТ) — положение, при котором цилиндр находится на максимальном удалении от оси вращения коленвала двигателя.

В англоязычной документации ВМТ обозначается как TDC (Top Dead Centre), А НМТ — BDC (Bottom Dead Centre).

Существуют двигатели, рабочий цикл которых может состоять из двух, а также из четырех тактов. Исходя из этого их разделяют на двухтактные и четырехтактные моторы.

В речи

Речь человека, подобно музыке, тоже имеет свой такт. Как в слове существует ударение, то есть более громко произносимый звук, так и во всей фразе есть смысловое ударение. Речевой такт характеризуется ударением в группе слов. В речи всегда есть паузы – подлиннее и покороче. Пауза после законченной фразы более длинная, внутри фразы – более короткие паузы.

Фраза может состоять из одного или нескольких предложений. Каждое предложение – из одного или нескольких тактов. Каждый такт – из одного или нескольких слов. Таким образом, такт – это единица речевого потока.

Такт образует незаконченную конструкцию речи. Он, как кирпичик, всего лишь часть целого. Что будет создано из таких кирпичиков, зависит от оратора. Самое выразительное деление на такты встречается в стихотворениях. Неправильное деление речи на такты совершенно изменяет смысл сказанного.

Как работает четырехтактный двигатель

Конструктивно рабочий цикл типового четырехтактного агрегата обеспечивается работой следующих элементов:

  • цилиндр;
  • поршень — выполняет возвратно-поступательные движения внутри цилиндра;
  • клапан впуска — управляет процессом подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания;
  • клапан выпуска — управляет процессом выброса отработавших газов из цилиндра;
  • свеча зажигания — осуществляет воспламенение образовавшейся топливовоздушной смеси;
  • коленчатый вал;
  • распределительный вал — управляет открытием и закрытием клапанов;
  • ременной или цепной привод;
  • кривошипно-шатунный механизм — переводит движение поршня во вращение коленчатого вала.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя

Рабочий цикл такого механизма состоит из четырех тактов, в ходе которых реализуются следующие процессы:

  1. Впуск (нагнетание топлива и воздуха). В начале цикла поршень находится в ВМТ. В момент, когда коленвал начинает вращаться, он воздействует на поршень и переводит его в НМТ. Это приводит к образованию разрежения в камере цилиндра. Распредвал воздействует на клапан впуска, постепенно открывая его. Когда поршень оказывается в крайнем положении клапан полностью открыт, в результате чего происходит интенсивное нагнетание топлива и воздуха в камеру цилиндра.
  2. Сжатие (увеличение давления горючей смеси). На втором этапе поршень начинает обратное перемещение к верхней мертвой точке такта сжатия. Коленвал совершает еще один поворот, а оба клапана полностью закрыты. Внутреннее давление увеличивается до величины 1,8 МПа и повышается температура горючей смеси до 600 С°.
  3. Расширение (рабочий ход). При достижении верхней позиции поршнем в камере сгорания устанавливается максимальная компрессия до 5 МПа и срабатывает свеча зажигания. Это приводит к возгоранию смеси и увеличению температуры до 2500 С°. Давление и температура приводят к интенсивному воздействию на поршень, и он начинает вновь перемещаться к НМТ. Коленвал совершает еще поворот, и таким образом, тепловая энергия переходит в полезную работу. Распредвал открывает выпускной клапан, и при достижении поршнем НМТ он полностью раскрыт. В результате отработавшие газы начинают постепенно выходить из камеры, а давление и температура снижаются.
  4. Выпуск (удаление отработавших газов). Коленвал двигателя поворачивается, и поршень начинает движение в верхнюю точку. Это приводит к выталкиванию отработавших газов и еще большему снижению температуры и уменьшению давления до 0,1 МПа. Далее, начинается новый цикл, в ходе которого указанные процессы вновь повторяются.

В ходе каждого такта коленчатый вал двигателя совершает поворот на 180°. За полный рабочий цикл коленвал поворачивается на 720°.

Четырехтактный двигатель получил широкое распространение. Он может работать как с бензином, так и с дизельным топливом. Отличием рабочего цикла для дизеля является то, что воспламенение топливовоздушной смеси происходит не от искры, а от высокого давления и температуры в конечной точке такта сжатия.

Как посмотреть тактовую частоту процессора

Известно несколько способов, как узнать частоту процессора на своем персональном компьютере. Самый простой – заглянуть в свойства ПК. Если возникла необходимость узнать тактовую частоту, выполните следующие действия:

  1. Перейдите в «Мой Компьютер», путем открытия ярлыка на рабочем столе.
  2. В открывшемся окне нажмите правой кнопкой мыши на пустой области.
  3. Выберите пункт «Свойства».
  4. В следующем окне обратите внимание на центральную область экрана, а именно на блок «Система».
  5. В строке «Процессор» отображены все важные характеристики ЦП.

Кроме стандартных методов есть еще и обширные способы проверки – с помощью стороннего софта. Лучшей утилитой, отображающей характеристики ключевых компонентов компьютера, считается CPU-Z.

Достаточно выполнить её установку на ПК и запустить. В окошке «Тактовая частота» она отображает то, что нужно.

Особенности работы двухтактных моторов

Основой того, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного, можно назвать тот факт, что в первом за один рабочий цикл коленвал совершает два оборота, а во втором весь рабочий цикл укладывается в один оборот коленвала (360°). Поршень при этом совершает лишь два хода. Процессы, происходящие в камере сгорания в течение рабочего цикла у двухтактного мотора, не отличаются от четырехтактных, но впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов выполняются одновременно с тактами сжатия и расширения.

Процесс одновременного удаления отработавших газов и нагнетания в цилиндр свежего заряда, происходящий в двухтактном двигателе, получил название продувка.

Принцип работы простейшего двухтактного двигателя заключается в следующем:

  1. Такт сжатия. В начале цикла поршень находится в НМТ и движется в положение ВМТ такта сжатия. При этом происходит перекрытие окна продувки (впуска), а затем канала выпуска. В момент, когда поршень закрывает окно выпуска, начинается сжатие горючей смеси, и в пространстве под поршнем возникает разрежение. Это обеспечивает нагнетание топлива в камеру через приоткрытый клапан впуска.
  2. Такт расширения (рабочего хода). Когда поршень приближается к ВМТ, происходит срабатывание свечи зажигания, и горючая смесь воспламеняется. Это провоцирует резкое повышение давления и температуры, в результате чего поршень начинает движение вниз. Таким образом, газы совершают полезную работу, а поршень при движении к НМТ увеличивает компрессию топливовоздушной смеси. С ростом давления клапан начинает закрываться и препятствует попаданию горючей смеси во впускной коллектор. При достижении поршнем выпускного окна, происходит открытие последнего, и отработавшие газы удаляются в систему выхлопа. Давление в камере снижается, а дальнейшее движение поршня открывает канал продувки и топливовоздушная смесь подается в камеру, вытесняя отработавшие газы.

Будет полезно: Как почистить радиатор отопления своими руками?

В зависимости от того, как реализована система продувки в устройстве двухтактного двигателя, их разделяют на разные типы:

  • С контурной кривошипно-камерной продувкой. Горючая смесь подается в камеру цилиндра напрямую из картера двигателя. При этом она всасывается в момент движения поршня к ВМТ, а при движении поршня к НМТ обеспечивается продувка за счет избыточного давления.
  • С клапанно-щелевой продувкой. Применяется для одноцилиндровых двигателей. Газораспределение реализуется путем перекрытия окон, выполненных в стенке цилиндра.
  • С прямоточной продувкой. В такой конструкции впуск выполняется через специальные продувочные окна, выполненные по окружности цилиндра в его нижней части. В свою очередь, выпуск реализуется через выхлопной клапан.
  • С использованием продувочных насосов. Применяется на многоцилиндровых двухтактных двигателях. При этом воздух для продувки сжимается специальным компрессором.

В отличие от четырехтактного, двухтактный двигатель не имеет системы газораспределения. Не требуют такие конструкции и организации сложной системы смазки. С другой стороны, четырехтактные моторы более экономичны по расходу топлива, а также меньше подвержены вибрации и обеспечивают более чистый выхлоп.

Какие есть двигателя внутреннего сгорания? Классификация двигателей внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания различаются по типам. Давайте разберем типы двигателей внутреннего сгорания:

  • Поршневые;
  • Роторно-поршневые;
  • Газотурбинные;
  • Дизельные.

Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания и производительность каждого отличается друг от друга. Как работает каждый вид?

Поршневые

Механическая работа формируется при использовании кривошипно-шатунного механизма. При его воздействии, движение передается на коленвал.

В карбюраторных двигателях формирование воздушно-топливной смеси производится в карбюраторе, после чего она перераспределяется в цилиндр.

В инжекторных двигателях регулировкой подачи топлива занимается ЭБУ. Распределение топлива осуществляется во впускной коллектор, попадая туда через форсунки.

Роторно-Поршневые

Механическая работа формируется при использовании ротора. Он выполняет работу газораспределительного механизма, коленвала, а также поршней.

Газотурбинные

В этих моторах механическая работа формируется также при использовании ротора. Он при вращении заставляет двигаться турбинный вал.

Дизельные

При впрыске топлива используются форсунки. Однако для воспламенения этим моторам не требуется свеча. Под температурой происходит нагревание сжатого воздуха. Температура же обязательно должна быть больше, чем температура горения.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Поршневой двигатель в своей работе является цикличным. Цикл может производить около ста тактов в одну минуту, что позволяет коленвалу непрерывно вращаться.

Такт двигателя внутреннего сгорания – это ход поршня. То есть поршень двигается именно либо вверх, либо вниз. Цикл – это последовательность тактов, которые постоянно повторяются.

Также существуют 2 типа поршневых ДВС, – это 2-тактные моторы и 4-тактные.

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Как только водитель заводит автомобиль, тут же начинают двигаться поршни. Они всегда двигаются по направлению либо вверх, либо вниз. Изначально поршень начинает движение вниз. Когда он касается нижней мертвой точки и меняет свое направление, то в цилиндр, а именно в камеру сгорания начинает проходить подача топлива. Когда поршень поднимается вверх, топливо начинает сжиматься.

От свечей зажигания образовывается искра. И когда поршень доходит до верхней стадии, то происходит воспламенение топливной смеси. В дальнейшем пары расширяются и заставляют поршень двигаться вниз.

Двухтактные двигатели неэффективны по сравнению с четырехтактными, поскольку при удалении отработавших газов теряется мощность.

Вся маломощная техника использует именно 2-тактные моторы.

Принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

Все автомобили, которые используются в 21 веке уже имеют 4-тактные моторы.

Четырехтактный двигатель отличается от двухтактного тем, что при осуществлении впуска/выпуска топливно-горючей смеси, а также отработанных газов никак не совмещаются со сжатием/расширением, а работают как отдельные процессы.

В отношениях

Словарь Ефремовой так объясняет значение слова «такт» в отношениях с людьми: чувство меры в поведении, деликатность, подсказывающая бережное отношение, подход к человеку. Понятие педагогического такта тесно связано с психологией. Что значит такт, хорошо объяснял К. Д. Ушинский. Он говорил, что воспитатель-практик обязан иметь психологический такт. Без этого бесполезны его знания теории педагогики.

Такт основан на душевных качествах: терпение, доверие, отзывчивость, чуткость. Они помогают правильно понять ситуацию, разрешить назревший конфликт, подобрать верные слова и не ущемить чувство собственного достоинства собеседника.

Можно быть тактичным и бестактным. Пример тому – девочка Алиса. Она пытается вести светскую беседу и быть образцом порядочности, но ей это не удается.

Алиса в стране чудес попала в слезное море и заметила, что рядом кто-то барахтается. Оказалось, это мышь. Начав вести с ней светскую беседу, она заговорила о своей кошке, как она ловко ловит мышей. Но мышь обиделась. Тогда Алиса стала рассказывать о соседском фокстерьере и дошла до случая, когда он всех крыс и мышей переловил. На это мышь резонно заметила: «Вы просто бестактная девочка. Уплываю».

Рабочие циклы двигателей

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

Работа двигателя внутреннего сгорания может быть представлена в виде систематически повторяющихся процессов, которые принято называть рабочими циклами. Рабочим циклом двигателя называется ряд последовательных, периодических повторяющихся процессов в цилиндрах, в результате которых тепловая энергия топлива преобразуется в механическую работу. При этом каждый полный рабочий цикл может быть разделен на одинаковые (повторяющиеся) части – такты.

Часть рабочего цикла, совершаемого за время движения поршня от одной мертвой точки до другой, т. е. за один ход поршня, называется тактом . Двигатели, рабочий цикл которых совершается за четыре хода поршня (два оборота коленчатого вала), называются четырехтактными. В головке блока цилиндров, над камерой сгорания (рис. 1) карбюраторного двигателя устанавливаются впускной 4 и выпускной 6 клапаны, управляемые газораспределительным механизмом, а также свеча зажигания 5.

Рабочий цикл карбюраторного четырехтактного двигателя состоит из последовательных тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.

Такт впуска

В результате вращения коленчатого вала при пуске двигателя (вручную или с помощью специального устройства – например, заводной рукоятки или электродвигателя – стартера) поршень совершает движение от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ). При этом впускной клапан 4 открыт, а выпускной клапан 6 закрыт. Так как объем цилиндра при движении поршня вниз (к НМТ) быстро увеличивается, давление над поршнем уменьшается до 0,07. 0,09 МПа, т. е. внутри цилиндра создается вакуум – избыточное разрежение. Впускной клапан 3 сообщается со специальным устройством – карбюратором, который приготавливает горючую смесь из топлива и воздуха. Вследствие разности давлений в карбюраторе и цилиндре горючая смесь всасывается через открытый впускной клапан в цилиндр двигателя.

Если двигатель уже работает, то горючая смесь, попадая в цилиндр из карбюратора, смешивается с остаточными продуктами сгорания от предыдущего цикла, и образует рабочую смесь. Смешиваясь с остаточными продуктами сгорания и соприкасаясь с нагретыми деталями цилиндра, рабочая смесь нагревается до температуры 75. 125 ˚С.

Такт сжатия

При подходе поршня к НМТ впускной клапан закрывается. Далее поршень начинает перемещаться вверх (к ВМТ), сжимая смесь воздуха, топлива и остаточных продуктов сгорания, которые не были удалены из цилиндра при выпуске. При движении поршня от НМТ к ВМТ вследствие сокращения объема цилиндра при закрытых клапанах повышаются давление, при этом возрастает температура рабочей смеси (в соответствии с законом Гей-Люссака). В конце такта сжатия давление внутри цилиндра повышается до 0,9…1,5 МПа, а температура смеси достигает 270-480 ˚С. В этот момент к электродам свечи зажигания 5 подводится высокое напряжение, которые вызывает между ними искровой разряд, результате чего рабочая смесь воспламеняется и сгорает. В процессе сгорания топлива выделяется большое количество теплоты, из-за чего температура газов (продуктов сгорания) повышается до 2200-2500 ˚С, и давление внутри цилиндра достигает 3,0…4,5 МПа. Газы начинают расширяться, перемещая поршень вниз, к НМТ.

Будет полезно: Как определить наружную сторону шины?

Такт расширения (рабочий ход)

Под давлением расширяющихся газов поршень движется от ВМТ к НМТ (при этом оба клапана закрыты). В этот промежуток времени (такт) происходит преобразование тепловой энергии в полезную работу, поэтому ход поршня в такте расширения называют рабочим ходом. При движении поршня к НМТ объем цилиндра увеличивается, вследствие чего давление уменьшается до 0,3…0,4 МПа, а температура газов снижается до 900…1200 ˚С.

Такт выпуска

При подходе поршня к НМТ открывается выпускной клапан 6, в результате чего продукты сгорания рабочей смеси вырываются наружу из цилиндра. При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень начинает перемещаться от НМТ к ВМТ. Выталкивая отработавшие газы через открытый выпускной клапан, выпускной канал 7 и выпускную трубу в окружающую среду. К концу такта выпуска давление в цилиндре составляет 0,11…0,12 МПа, а температура – 600…900 ˚С.

При подходе поршня к ВМТ выпускной клапан закрывается, впускной открывается и начинается такт впуска, дающий начало новому рабочему циклу.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

Рабочий цикл дизельного двигателя принципиально отличается от цикла карбюраторного двигателя тем, что рабочая смесь (смесь топлива, воздуха и остаточных продуктов сгорания) приготовляется внутри цилиндра, поскольку воздух подается в цилиндр отдельно, а топливо отдельно – через форсунку. В дизельном двигателе нет специального устройства для поджигания рабочей смеси – она самовозгорается в результате высокой степени сжатия. Т. е. в дизеле, в отличие от карбюраторного двигателя, через впускной клапан подается не горючая смесь, а атмосферный воздух, а топливо впрыскивается через форсунку в конце такта сжатия. В цилиндре, как и в случае с карбюраторным двигателем, остаются продукты сгорания рабочей смеси, которые не удалось удалить продувкой. Смесеобразование (перемешивание воздуха, топлива и остаточных продуктов сгорания) в дизеле протекает внутри цилиндра, что и обуславливает основные отличия череды тактов, составляющих рабочий цикл.

Высокая степень сжатия приводит к тому, что поступивший в цилиндр через впускной клапан воздух, смешивается с остаточными газами и раскаляется (в буквальном смысле этого слова) до высоких температур. И в это время в цилиндр впрыскивается топливо, которое вспыхивает и начинает гореть.

Рабочие процессы в дизельном двигателе протекают в следующей последовательности (рис. 2) :

Такт впуска

В период такта впуска поршень 2 движется от НМТ к ВМТ. При этом впускной клапан 5 открыт, выпускной клапан 6 закрыт. В цилиндре 7 из-за разности давлений в окружающей среде и в цилиндре в конце такта впуска возникает разрежение 0,08. 0,09 МПа, при этом температура внутри цилиндра не превышает 40…70 ˚С.

Такт сжатия

В процессе такта сжатия оба клапана закрыты. Поршень 2 движется от НМТ к ВМТ, сжимая смесь воздуха и отработавших газов. Давление в конце такта сжатия достигает 3…6 МПа, а температура – 450…650 ˚С (превышает температуру самовоспламенения топлива).

При подходе поршня к ВМТ, в цилиндр через форсунку 3 впрыскивается распыленное жидкое топливо. Топливо подается к форсунке (через трубку высокого давления) топливным насосом 1 высокого давления (ТНВД). Форсунка обеспечивает тонкое распыление топлива в сжатом воздухе. Распыленное топливо самовоспламеняется и сгорает. В результате сгорания температура в цилиндре достигает 1600…1900 ˚С, давление – 6…9 МПа.

Такт расширения (рабочий ход)

Из чего состоит двигатель

Чтобы понять принцип работы, познакомимся с основными составляющими движка:

  • блок цилиндров;
  • кривошипно-шатунный механизм (включает коленвал, поршни, шатуны) ‒ он необходим для преобразования поступательно-возвратных движений поршня во вращательное движение коленвала;
  • головка блока вместе с газораспределительным механизмом, который открывает впускные и выпускные клапаны, для того чтобы поступала рабочая смесь и выходили отработавшие газы. ГРМ может включать один или более распредвалов, которые состоят из кулачков для толкания клапанов, самих клапанов и клапанных пружин. Для стабильной работы четырехтактного движка существует ряд вспомогательных систем:
  • система зажигания ‒ для поджига горючей смеси в цилиндрах;
  • впускная система ‒ для подачи воздуха и рабочей смеси в цилиндр;
  • топливная система ‒ для непрерывной подачи топлива, получения смеси воздуха и горючего;
  • система смазки – для смазки трущихся деталей, а также одновременного удаления продуктов износа;
  • выхлопная система – для удаления отработанных газов из цилиндров, снижения токсичности выхлопа;
  • система охлаждения – для поддержки оптимальной температуры движка.

Принцип работы и рабочие циклы двигателя автомобиля (ДВС)

На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу положено свойство газов расширяться при нагревании. Рассмотрим принцип работы двигателя и его рабочие циклы.

Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным. Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ).

Принцип работы ДВС - схематично

1. Впуск

По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

2. Сжатие

После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

3. Расширение или рабочий ход

В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал.

При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 - 0.75 МПа, а температура до 950 - 1200оС.

4. Выпуск

При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

В отличие от бензинового двигателя, при такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600оС. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.


Впуск

При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздушного фильтра в цилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 - 0.095 МПа, а температура 40 - 60°С.

Сжатие

Поршень движется от НМТ к ВМТ; впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом.

Расширение или рабочий ход

Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6 - 9 МПа, а температура 1800 - 2000°С. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ в НМТ - происходит рабочий ход. Около НМТ давление снижается до 0.3 - 0.5 МПа, а температура до 700 - 900оС.

Выпуск

Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 - 0.12 МПа, а температура до 500-700оС. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

Принцип работы многоцилиндровых двигателей

На автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени).
Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Значит после рабочего хода в первом цилиндре следующий происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.

Диаграмма работы двигателя по схеме 1-2-4-3

Многоцилиндровые двигатели бывают рядными и V-образными. В рядных двигателях цилиндры расположены вертикально, а в V-образных — под углом. Последние характеризуются меньшей габаритной длиной по сравнению с первыми. Современные восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с V-образным расположением цилиндров.

%d1%82%d0%b0%d0%ba%d1%82%20%d0%b4%d0%b2%d0%b8%d0%b3%d0%b0%d1%82%d0%b5%d0%bb%d1%8f — с русского на все языки

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────Айнский языкАканАлбанскийАлтайскийАрабскийАрагонскийАрмянскийАрумынскийАстурийскийАфрикаансБагобоБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийБурятскийВаллийскийВарайскийВенгерскийВепсскийВерхнелужицкийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийГуараниГэльскийДатскийДолганскийДревнерусский языкИвритИдишИнгушскийИндонезийскийИнупиакИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКиргизскийКитайскийКлингонскийКомиКомиКорейскийКриКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛюксембургскийМайяМакедонскийМалайскийМаньчжурскийМаориМарийскийМикенскийМокшанскийМонгольскийНауатльНемецкийНидерландскийНогайскийНорвежскийОрокскийОсетинскийОсманскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСанскритСеверносаамскийСербскийСефардскийСилезскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТатарскийТвиТибетскийТофаларскийТувинскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеркесскийЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШайенскогоШведскийШорскийШумерскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЮпийскийЯкутскийЯпонский

 

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────АлтайскийАрабскийАрмянскийБаскскийБашкирскийБелорусскийВенгерскийВепсскийВодскийГреческийДатскийИвритИдишИжорскийИнгушскийИндонезийскийИсландскийИтальянскийКазахскийКарачаевскийКитайскийКорейскийКрымскотатарскийКумыкскийЛатинскийЛатышскийЛитовскийМарийскийМокшанскийМонгольскийНемецкийНидерландскийНорвежскийОсетинскийПерсидскийПольскийПортугальскийСловацкийСловенскийСуахилиТаджикскийТайскийТатарскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрумскийФинскийФранцузскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеченскийЧешскийЧувашскийШведскийШорскийЭвенкийскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЯкутскийЯпонский

Шаговый двигатель (шаговый) - виды и примеры применения шаговых двигателей | Электронные компоненты. Дистрибьютор и интернет-магазин

Silnik krokowy (skokowy) – rodzaje oraz przykłady zastosowań silników krokowych

Шаговый двигатель - это бесщеточный двигатель постоянного тока, в котором вращение разделено на определенное количество шагов из-за конструкции двигателя. Обычно полное вращение вала на 360 ° делится на 200 шагов, что означает, что один ход вала выполняется каждые 1,8 °.Также есть моторы, у которых ход вала осуществляется через каждые 2; 2,5; 5, 15 или 30 °.

Описанная функциональность возможна благодаря особой конструкции шагового двигателя , о которой будет сказано далее по тексту. В связи с тем, что полное вращение вала разбито на определенные дискретные участки, шаговый двигатель не вращается плавно, а совершает скачки и пересекает промежуточные состояния, поэтому работа шагового двигателя сопровождается характерным звуком и вибрацией. .

В настоящее время драйверы шаговых двигателей изготавливаются на основе цифровых схем, управляющих драйверами, увеличивающими нагрузочную способность выходов. Обычно в таком драйвере мы находим микроконтроллер, но не обязательно, потому что такой драйвер можно без особого труда сделать на основе вентилей и триггеров. Сам способ управления двигателем зависит от его типа, количества фаз и от того, с обратной связью или без нее. В некоторых контроллерах ток, протекающий через обмотки, можно регулировать с помощью формы сигнала ШИМ, в то время как направление вращения и управление ступенями (скачками) осуществляется с помощью сигналов прямоугольной формы.Однако, имея дело с конкретной моделью двигателя и его драйвером, чтобы определить правильный метод управления, следует обращаться к их каталожным карточкам.

Нагрузочные обмотки выходов контроллера представляют собой катушки с определенной индуктивностью и емкостью. Их реактивное сопротивление увеличивается с увеличением частоты, что ограничивает протекающий ток и ограничивает максимальную частоту переключения. При выборе двигателя для конкретного применения всегда необходимо учитывать некоторые компромиссы, такие как, например, максимальная угловая скорость и требуемый крутящий момент по отношению к разрешающей способности.В статье представлена ​​основная информация о принципе работы биполярных и униполярных шаговых двигателей и на что нужно обращать внимание при выборе двигателя для конкретного применения.

Шаговый двигатель - как он работает?

Шаговый двигатель состоит из ротора и статора . Статор является неподвижной частью, а ротор, установленный на валу с подшипником, вращается вслед за вращающимся магнитным полем, созданным вокруг статора. Статор, сделанный из стали или другого металла, представляет собой раму для набора электромагнитов, которые представляют собой катушки, установленные в определенных местах вокруг ротора.Когда ток течет через катушки статора, вокруг них создается магнитное поле. Определенные магнитные потоки имеют направление и силу в зависимости от силы и направления тока, протекающего через данную катушку.

Когда катушка находится под напряжением, возникающий электромагнит притягивает магнит (зуб), установленный на роторе, смещенный относительно него. Затем ротор и вал вращаются на угол, под которым их положение меньше всего противостоит магнитному потоку или результирующему множеству потоков.После прохождения этого смещения включается другой соленоид (катушка или катушки) на статоре, и ротор возвращается в новое положение. Последовательно переключая катушки, можно совершать дальнейшие прыжки вперед или назад, а также полное или частичное вращение ротора и вала вместе с ним.

Исходя из приведенного описания, вы можете представить шаговый двигатель как серию электромагнитов, притягивающих магнит ротора. В действительности, однако, ситуация намного сложнее, поскольку магнит притягивается к результирующему полю вокруг узла электромагнита, что позволяет не только работать с полным шагом, но также с полушагом (деление хода на 2) или меньше, которая называется микрошаговой операцией.

Шаговый двигатель - полный шаг

Принцип работы шагового двигателя в режиме полного шага показан на рис. 1. В этом режиме двигатель вращается на угол, определяемый его конструкцией, который может составлять, например, 1,8 °. Как нетрудно посчитать, в таком случае для полного поворота необходимо сделать 200 шагов (200 × 1,8 ° = 360 °).

Ход вала происходит, когда одна или две катушки находятся под напряжением. Работа с одной катушкой требует минимальной мощности драйвера.В 2-фазном режиме работы с питанием противоположных катушек требуется вдвое больше мощности, но скорость и крутящий момент также увеличиваются.

Silnik w trybie pełnego kroku Рис. 1. Принцип работы двигателя в полношаговом режиме с двухфазным питанием

Шаговый двигатель - полушаговый режим

Принцип работы двигателя в полушаговом режиме показан на рисунке 2. Как следует из названия, в этом режиме дискретный ход ротора делится на 2, и за один ход он поворачивается на половину номинального угла.Ссылаясь на приведенный выше пример, один ход будет производиться с шагом 0,9 °, а количество ходов за полный оборот увеличится до 400.

Для полушагового режима требуется переменное питание двух фаз (катушек). Это приводит к увеличению крутящего момента по сравнению с работой с однофазным питанием, «более плавной» работе двигателя и вышеупомянутому удвоению углового разрешения.

Silnik w trybie półkroku

Фиг.2. Принцип работы двигателя в полушаговом режиме при 2-х фазном питании

Шаговый двигатель - микрошаговый режим

В микрошаговом режиме номинальный ход делится на более короткие сегменты, чем в полушаговом режиме. Максимальный коэффициент разделения составляет 256. Отдельные положения ротора достигаются результирующим магнитным потоком катушек, питаемых ступенчатой ​​волной. Микрошаговый режим предпочтителен в тех приложениях, где требуется «плавная» работа двигателя и / или высокая точность позиционирования.

При использовании двигателя в микрошаговом режиме обратите внимание на требования к скорости в приложении. Как уже упоминалось, индуктивное реактивное сопротивление катушки увеличивается с частотой переключения тока в обмотках двигателя. Более высокая частота вращения требует более частого переключения, а значит - более высокой частоты переключения обмоток. Это приводит к увеличению импеданса катушки и, следовательно, к уменьшению среднего тока, протекающего через обмотки. Это немаловажно для работы двигателя - по мере уменьшения тока, протекающего через обмотки, уменьшается и крутящий момент, что может привести к колебаниям, остановке ротора или отсутствию ходов двигателя и, следовательно, ведомого элемента машины.Поэтому при использовании двигателя в микрошаговом режиме особое внимание следует уделять его каталожной карточке, которая должна включать график, показывающий значение крутящего момента как функцию частоты тока, протекающего через катушку.

Типы шаговых двигателей

Шаговый двигатель , по сравнению с обычным щеточным двигателем постоянного тока, не особенно сложен и более сложен по конструкции, но требует большей точности. Современные двигатели BLDC очень похожи на шаговые двигатели с постоянными магнитами, которые, кроме того, очень похожи на управление.

Согласно основному критерию, типы шаговых двигателей делятся в зависимости от способа их изготовления и количества фаз, необходимых для питания катушек. В зависимости от конструкции отдельные типы различаются по назначению (целевому применению), разрешающей способности и достигаемому крутящему моменту.

Шаговый двигатель с постоянным магнитом

Двигатель с постоянными магнитами может иметь две катушки (электромагниты), которые образуют четыре переменных полюса, а ротор (ротор) двигателя намагничивается в радиальном направлении.Изменение положения ротора изменит направление тока в катушках, что приведет к изменению магнитных полюсов. Если бы направление тока было соответствующим образом изменено, ротор в таком двигателе повернулся бы на 90 °. Один ход такого двигателя, хотя он может быть полезен в некоторых приложениях, был бы очень большим и не очень точным. Поэтому на самом деле двигатели с постоянными магнитами имеют больше полюсов ротора, и для увеличения количества ходов и точности позиционирования на их роторе установлено несколько магнитов.

Обычно Шаговые двигатели с постоянным магнитом перемещаются от 7,5 ° до 15 °, что составляет от 48 до 24 ходов на полный оборот. Намагниченные полюса ротора увеличивают магнитную индукцию, поэтому двигатели с постоянными магнитами характеризуются высоким крутящим моментом. Несложная конструкция обуславливает умеренную стоимость двигателя при довольно низком разрешении.

Шаговый двигатель с регулируемым сопротивлением

Двигатели с регулируемым сопротивлением были одними из первых шаговых двигателей .Сегодня они довольно редки и используются. В этом типе двигателя ротор состоит из нескольких зубцов из мягкого железа. Когда катушки статора питаются постоянным током, зуб ротора притягивается к магнитному полю. Благодаря последовательному переключению ротор вращается на угол, определяемый конструкцией двигателя.

Двигатели этого типа, хотя и просты по конструкции и легки в управлении, обладают низким разрешением и низким крутящим моментом.

Гибридный шаговый двигатель

Гибридный двигатель - один из наиболее широко используемых типов шаговых двигателей в промышленности.Он отличается высоким разрешением - его ротор совершает скачки от 0,9 ° до 3,6 ° (от 400 до 100 ходов). Этот тип двигателя превосходит другие по надежности, крутящему моменту, удерживающему моменту и скорости.

Ротор гибридного двигателя состоит из постоянных магнитов, но в отличие от двигателей с постоянными магнитами, описанных ранее, они не установлены радиально, а намагничены в осевом направлении. Обычно ротор состоит из двух намагниченных колец, расположенных на валу двигателя.Каждое кольцо имеет прорези, образующие зубья ротора.

Униполярные и биполярные двигатели

Другое разделение шаговых двигателей связано с тем, как устроена обмотка в двухфазных двигателях. В зависимости от этого двигатели делятся на униполярные и биполярные. Основное отличие состоит в том, что однополярный двигатель работает с одной полярностью тока (напряжения), а биполярный двигатель работает с двумя полярностями, что означает, что направление тока в катушке может меняться. Другое отличие состоит в том, что катушки двигателя должны быть соединены таким образом, чтобы можно было передавать мощность от конца одной катушки к началу другой.Такой способ подключения позволяет использовать ток (напряжение) одной полярности. Различия в конструкции обоих типов двигателей упрощенно проиллюстрированы на рисунках 3 и 4.

Silnik bipolarny Рис. 3. Биполярный двигатель и способ подключения его обмоток

Silnik unipolarny Рис. 4. Концептуальный чертеж униполярного двигателя и способ соединения его обмоток

Биполярный двигатель имеет больший крутящий момент, чем униполярный двигатель, хотя это происходит за счет более сложных элементов управления.

Плюсы и минусы шаговых двигателей

Основными преимуществами шагового двигателя являются точность работы, простота управления положением ротора и его скоростью вращения. Этого можно добиться при относительно простой конструкции и невысокой стоимости готового решения. Крутящий момент двигателя очень высокий на низких оборотах. В конструкции двигателя отсутствуют щетки, что обеспечивает его высокую механическую прочность и повышенную надежность. Еще одна важная особенность - легкое управление двигателем: быстрый запуск благодаря высокому крутящему моменту, легкая остановка благодаря высокому удерживающему моменту и возможность быстрого изменения направления вращения.Во многих приложениях также большое значение имеет простота формирования характеристик пуска и останова.

Одним из наиболее значительных недостатков шагового двигателя является его потребность в энергии. Электродвигатель требует мощности как при движении, так и при остановке. Крутящий момент двигателя максимален при относительно низких оборотах и ​​уменьшается при высоких оборотах. Как упоминалось ранее, это сильно связано с током через катушки, который, в свою очередь, зависит от их импеданса, который увеличивается с увеличением частоты переключения.По этой причине невозможно получить высокую скорость вращения при сохранении крутящего момента и способности двигателя «нести» заданную нагрузку.

Когда крутящий момент недостаточен, возникает явление, называемое проскальзыванием или пропуском ступеней. Поэтому для надежного управления двигателем необходим механизм обратной связи, который может быть выполнен, например, на базе энкодера или другого типа датчика. Благодаря этому контроллер мотора может «удостовериться» в том, что двигатель совершил заданное количество ходов.

Управление шаговым двигателем

Рекомендуется создавать приводы с учетом всего набора, то есть двигателя с контроллером, потому что невозможно учесть свойства всей приводной системы без учета параметров обоих. Проще говоря, можно сказать, что даже лучший двигатель не будет работать должным образом без правильного драйвера, и наоборот. Выбор блока «двигатель + контроллер» существенно повлияет на характеристики приводной системы.

Основным направлением развития шаговых двигателей является снижение инерции двигателя при увеличении разрешающей способности (количества ходов), крутящего момента и энергоэффективности. Поэтому на практике помимо вышеупомянутых типов двигателей можно встретить множество модификаций, направленных на улучшение вышеперечисленных параметров. Конкретные двигатели, в зависимости от применения, также различаются количеством обмоток и, следовательно, алгоритмом управления.

В Интернете вы можете найти множество конструкций драйверов шаговых двигателей, от самых простых в сборке, оснащенных потенциометром для регулирования скорости и кнопкой для изменения направления вращения или кнопкой запуска / остановки, построенных из дискретных компонентов, таких как ворота , триггеры и транзисторные ключи, вплоть до очень сложных, например, выполненные на базе специализированных интегральных схем драйверов и процессора DSP. Однако похоже, что такие проекты будут более полезными для создания непрофессиональных или экспериментальных устройств, чем, например, для использования в промышленности.Здесь, скорее, обратимся к готовым решениям от проверенных производителей.

Для непрофессионального использования проще всего построить контроллер двигателя на базе Arduino и подходящего усилителя тока или драйвера двигателя. Выбор платы расширения будет зависеть от используемого двигателя.

В биполярном двигателе ток должен протекать в двух направлениях. Поэтому для изменения направления магнитного потока в сердечнике следует использовать один тумблер, состоящий из попеременно включаемых транзисторов (полумостовая система).При управлении униполярным двигателем необходимо убедиться, что ток течет в данной обмотке только в одном направлении, поэтому достаточно использовать один транзисторный ключ на катушку. Как легко видеть, для униполярного управления требуется меньше ключевых транзисторов, но, как мы помним из предыдущих чтений, только половина обмотки работает в любой момент времени, поэтому сам униполярный двигатель производит меньший крутящий момент, чем биполярный двигатель. Таким образом, биполярный двигатель требует более обширной системы управления, но многие производители полупроводников предлагают специализированные интегральные схемы, которые включают два полных транзисторных моста, схемы защиты от перегрева, перегрузки по току и перенапряжения, а также логические вентили для упрощения управления самим двигателем.Такие интегральные схемы можно найти в портфолио STM, Toshiba Electric и других.

Ознакомьтесь с предложением из

контроллеров

Управление в полушаговом или микрошаговом режиме намного сложнее. Это требует соответствующего манипулирования отдельными магнитными потоками таким образом, чтобы результирующее поле вызывало изменение положения ротора не на полный шаг, а на определенную его часть.

В конце

Сегодня шаговые двигатели используются в большом количестве устройств, требующих точного управления движением и точного позиционирования.Следовательно, он в основном используется в приложениях, требующих точного управления перемещением, устройств позиционирования, потому что с помощью компьютера и драйвера легко создать соответствующее устройство и программное обеспечение. Они также широко используются в биомедицинских устройствах, компьютерных дисководах, принтерах, сканерах, интеллектуальном освещении, для управления линзами камер, положением регулировочных элементов в двигателях внутреннего сгорания, в робототехнике, 3D-сканерах и принтерах, плоттерах XY, станках с ЧПУ и др. устройств.Среди популярных устройств, в которых широко используются шаговые двигатели, можно упомянуть принтеры: от старых моделей матричных принтеров до современных, мало имеющих общего с традиционной печатью на 3D-принтере.

Применение шаговых двигателей

сегодня очень хорошо известно, и их нетрудно использовать даже любителям, которые используют их, например, с любительскими станками с ЧПУ или 3D-принтерами. Шаговым двигателем можно легко управлять с помощью Arduino с помощью соответствующего адаптера (например,щит с микросхемой L293D). Это открывает широкие возможности для создания множества интересных приложений, которые можно использовать в различных областях промышленности, в домашнем хозяйстве или домашней мастерской.

.

Рассчитайте длину хода двигателя со степенью сжатия 19 и площадью поперечного сечения

Мы знаем, что степень сжатия - это отношение общего объема цилиндра (Vc) к объему камеры сгорания (Vk).

Общий объем цилиндра (Vc) представляет собой сумму объема камеры сгорания (Vk) и рабочего объема (Vs)

Ходовой объем (Vk) является произведением площади поршня (D) и ход поршня (S)

Итак, мы можем, наконец, написать:

Теперь преобразуем приведенное выше уравнение, чтобы найти шаг поиска (S).Следовательно:

Выведя формулу для хода поршня и вставив следующие данные:

, получаем:

Ответ: Ход поршня 8см = 80 мм

.

Ursus C-330 гидроцилиндр для гидроусилителя руля. Ход 200 мм, сбоку на корпусе двигателя. Поставляется с шаровой опорой и креплениями.

Настройки файлов cookie

Здесь вы можете определить свои предпочтения в отношении использования нами файлов cookie.

Требуется для работы страницы

Эти файлы cookie необходимы для работы нашего веб-сайта, поэтому вы не можете их отключить.

Функциональный

Эти файлы позволяют использовать другие функции веб-сайта (кроме необходимых для его работы).Их включение предоставит вам доступ ко всем функциям веб-сайта.

Аналитический

Эти файлы позволяют нам анализировать наш интернет-магазин, что может способствовать его лучшему функционированию и адаптации к потребностям пользователей.

Поставщики аналитического программного обеспечения

Эти файлы используются поставщиком программного обеспечения, под управлением которого работает наш магазин.Они не объединяются с другими данными, введенными вами в магазине. Цель сбора этих файлов - выполнить анализ, который будет способствовать развитию программного обеспечения. Вы можете узнать больше об этом в политике Shoper в отношении файлов cookie.

Маркетинг

Благодаря этим файлам мы можем проводить маркетинговую деятельность.

.

Гидроцилиндр рулевого управления Ursus C-360 и C-360-3P. Ход 200 мм, сбоку на корпусе двигателя. Поставляется с шаровой опорой и креплениями.

Настройки файлов cookie

Здесь вы можете определить свои предпочтения в отношении использования нами файлов cookie.

Требуется для работы страницы

Эти файлы cookie необходимы для работы нашего веб-сайта, поэтому вы не можете их отключить.

Функциональный

Эти файлы позволяют использовать другие функции веб-сайта (кроме необходимых для его работы).Их включение предоставит вам доступ ко всем функциям веб-сайта.

Аналитический

Эти файлы позволяют нам анализировать наш интернет-магазин, что может способствовать его лучшему функционированию и адаптации к потребностям пользователей.

Поставщики аналитического программного обеспечения

Эти файлы используются поставщиком программного обеспечения, под управлением которого работает наш магазин.Они не объединяются с другими данными, введенными вами в магазине. Цель сбора этих файлов - выполнить анализ, который будет способствовать развитию программного обеспечения. Вы можете узнать больше об этом в политике Shoper в отношении файлов cookie.

Маркетинг

Благодаря этим файлам мы можем проводить маркетинговую деятельность.

.

Translandum.com -

квадратных моторов
Детали
Суперпользователь

Поршневой двигатель имеет квадратный или длинный ход, если его цилиндры меньше по диаметру (ширине), чем ход поршня (длина хода).Обратное верно для квадратных двигателей.

Квадратные двигатели
Благодаря удлиненному «рычагу» они создают крутящий момент от высокого до среднего числа оборотов. Однако это может быть недостатком, поскольку более длинный ход обычно означает большее трение; Более слабый коленчатый вал и меньший диаметр цилиндра также являются меньшими клапанами, ограничивающими газообмен, хотя современные технологии решают эти проблемы.Двигатель с квадратным квадратом обычно имеет более низкий предел оборотов, но должен обеспечивать более высокий пусковой крутящий момент. Вдобавок двигатель с более длинным ходом может иметь более высокую степень сжатия для того же октанового числа по сравнению с аналогичным двигателем с гораздо более коротким ходом. Это также снижает расход топлива и снижает выбросы газов. Двигатели с размерами меньше квадрата вызывают более быстрый износ поршней (более высокие боковые нагрузки на стенки цилиндров) и вызывают проблемы с уплотнением и смазкой, повышают нагрузку на коленчатый вал, поршни, поршневые пальцы, шатуны, подшипники и половинки гильз (из-за чтобы ускорить поршень).В целом, более длинный ход улучшает тепловой КПД за счет более быстрого сгорания и меньших общих тепловых потерь в камере. Более длинный ход приводит к более высокой скорости впуска в данном диапазоне оборотов, большему крутящему моменту из-за более длинного рычага кривошипа и лучшей производительности при более низких оборотах. Камера сгорания меньшего размера также более эффективна, поскольку фронт пламени имеет более короткий путь, что увеличивает сопротивление детонации и улучшает выбросы.

Квадратные двигатели обычно более надежны, меньше изнашиваются и могут работать на более высоких скоростях. В двигателях квадратной формы мощность не ухудшается, только начальный крутящий момент, который вызывается кривошипом вала (расстояние от центра кривошипа до кронштейна кривошипа). Двигатель более квадратной формы не обеспечивает такой высокой степени сжатия, как аналогичный двигатель с гораздо большим ходом и тем же октановым числом. В результате квадратный двигатель имеет более высокий расход топлива и немного худшие выбросы выхлопных газов. Важным преимуществом квадратных двигателей является дегазация , потому что стенка цилиндра не так сильно закрывает клапаны (у них нет так называемой оболочки). Большой диаметр обеспечивает лучшее прилегание клапанов к головке и позволяет увеличить зону дегазации.

Паразитные потери снижаются за счет более короткого хода коленчатого вала (т. Е. Движения поршня). Работа колец является основным источником внутреннего трения, а кривошип в сборе вращается по меньшей дуге, что снижает сопротивление воздуха.Уменьшаются проблемы из-за сопротивления воздуха и масляной насыщенности.

[Арт. ориг. частично Квадратные двигатели ]

.

Установка шагов на единицу в Mach4

Для того, чтобы программа Mach4 работала правильно, мы должны сконфигурировать шагов на единицу , , то есть мы должны указать, сколько импульсов должно быть послано программой, чтобы двигатель выполнил один миллиметр линейного пути. По такому принципу программа позиционирует мотор. Если теоретически есть 100 импульсов на один миллиметр ( шагов на = 100) , то для того, чтобы ось прошла 10 мм, программа отправит 10 x 100 = 1000 импульсов. Вот как программа выполняет позиционирование двигателя без обратной связи.

Mach4 шагов на конфигурацию

шагов на расчет единицы измерения

Есть два способа сконфигурировать единицу измерения:

Первый способ - вычислить количество шагов на единицу. В этом случае нам нужно знать разрешение двигателя и перекос винта или окружность шестерни. Если у нас есть передаточное число, его тоже нужно учитывать в расчетах. Разрешение двигателя можно определить с помощью микровыключателей на контроллере шагового двигателя.Например, у нас есть стандартный шаговый двигатель на 1,8 градуса. Это дает нам 200 шагов на оборот. Потому что 360 градусов / 1,8 градуса = 200 шагов. Микрошаг 1/8 устанавливается на контроллере мотора. Таким образом, мы умножаем 8 (деление) на 200 (механическое разрешение двигателя) = 1600 (электрическое разрешение шагового двигателя). И берем это значение для расчетов.

У нас есть винт с шагом 5 мм. Зная разрешение двигателя и шаг винта, мы можем преобразовать количество шагов на единицу. Мы разделяем эти две ценности на себя.1600 (разрешение) / 5 (шаг винта) = 320 (шагов на).

Таким образом, программа должна послать 320 импульсов для оси, чтобы пройти 1 мм пути. Если двигатель совершит полный оборот, т.е. программа отправит 1600 импульсов, ось составит 5 мм, т.е. ее ход.

То же правило применяется при расчете единицы для шестерен. Например, у нас есть колесо диаметром 100 мм и передаточным числом 1: 4. Зная разрешение мотора 1600, нам нужно вычислить длину окружности.

100 мм (диаметр) X 3,14 = 314 мм (длина окружности).Мы вычисляем количество шагов на единицу

1600 (разрешение двигателя) / 314 мм (окружность круга) = 5,09 импульса. Мы еще должны учитывать передаточное число, которое является результатом, который был выше, мы умножаем передаточное число. 5,09 X 4 (передаточное число) = 20,36 (шагов на). Наши шаги на единицу = 20,36 импульсов на миллиметр для колеса диаметром 100 мм с соотношением 1: 4.

Автоматическая установка количества шагов на единицу с помощью функции Mach4

Второй способ настройки количества шагов на единицу - это автоматическая установка с помощью одной из функций, предлагаемых программой Mach4.

Не зная шаг винта или диаметра колеса, и нам не нужно знать разрешение шагового двигателя, нам не нужно рассчитывать передаточное число. Программа Mach4 предлагает функцию, которая все рассчитает за нас.

Хорошей практикой перед началом калибровки устройства является установка станка в исходное положение. После наведения машины в исходное положение рекомендуется уменьшить скорость в Motor Tuning. Устанавливаем низкие скорости, чтобы на осях не было т. Н. проскальзывание и успеть остановить устройство, если мы вводим слишком большие значения на пути к исполнению.

Мы отмечаем нашу отправную точку, в которой в данный момент находится ось. С этого момента мы будем измерять путь, по которому будет двигаться ось. Перейдите на вкладку настроек (сочетание клавиш Alt + 6):

В нижнем левом углу нажмите кнопку Установить количество шагов / единиц. - Установите количество шагов на единицу измерения.

Откроется новое окно Выбрать ось для калибровки - Выбор осей для калибровки.

Отметьте, какую ось вы хотите откалибровать, и нажмите OK.Появится новое окно: Как далеко вы хотите переместить ось X? - как далеко мы хотим переместить ось. Вводим значение, которое должна сделать ось. Рекомендуется, чтобы значения были небольшими во время первой калибровки, потому что мы не знаем, какие шаги на единицу в настоящее время назначены. Если вы введете, например, 10, ось может фактически пройти 100 или, например, 1000 мм. Например, мы вводим 2. Ось в этот момент совершит движение. После перемещения появится другое окно Как далеко переместилась ось X? (Измеренное значение) - насколько далеко переместилась ось.

На этом этапе мы измеряем от нашей начальной точки, отмеченной ранее, начала движения, до места, где остановилась ось. Вводим это значение в миллиметрах, конечно, если у нас получаются доли миллиметра, мы их тоже учитываем. Мы смешиваем дробные значения после точки. После измерения и ввода значения нажмите ОК.

Появится следующее окно, в котором программа сообщит нам о вычислении количества шагов на единицу.

Мы принимаем изменение новой единицы с помощью кнопки Да.

В конце калибровки X Axis has Been Set появится окно , информирующее вас о том, что количество шагов на единицу было изменено.

Вернитесь к нашей нулевой точке, начальной точке оси и повторите действие. Уже во время калибровки второй оси мы можем дать большие размеры, чтобы погрешность дорожного исполнения была более заметной.

Мы повторяем шаги до тех пор, пока полный диапазон осей не станет идеальным. То есть выполняемый параметр пути будет измеряться пользователем.

Так мы устанавливаем блок шагов. На они не знают никаких механических параметров.

В следующих статьях мы описали:

Запуск отсюда функция программы Mach4 на практике

Как подключить и настроить кнопки управления в программе Mach4?

Mach4 или LinuxCNC? Сравнение

Настройка и установка Mach4 CNC

.

Ход (двигатель) - Ход (двигатель)

В контексте двигателя внутреннего сгорания термин ход имеет следующие связанные значения:

  • Фаза цикла двигателя (например, ход сжатия, ход выпуска), в которой перемещается поршень вверх и вниз или наоборот.
  • Тип силового цикла поршневого двигателя (например, двухтактный, четырехтактный).
  • «Длина хода», расстояние, проходимое поршнем за каждый цикл. Длина хода - вместе с диаметром отверстия - определяет смещение двигателя.

Фазы в энергетическом цикле

Обычно используемые фазы / такты двигателя (т. Е. Те, которые используются в четырехтактном двигателе) описаны ниже. Другие типы двигателей могут иметь очень разные фазы.

Индукционный / индукционный ход

Индукционный ход - это первая фаза четырехтактного двигателя (например, цикла Отто или дизельного цикла). Он включает движение поршня вниз, создавая частичный вакуум, который втягивает топливно-воздушную смесь (или только воздух в случае двигателя с прямым впрыском) в камеру сгорания.Смесь поступает в цилиндр через впускной клапан в верхней части цилиндра.

Такт сжатия

Такт сжатия является второй из четырех ступеней четырехтактного двигателя.

На этом этапе воздушно-топливная смесь (или воздух только в случае двигателя с прямым впрыском) сжимается поршнем до верхней части цилиндра. Это связано с движением поршня вверх, уменьшающим объем камеры. В конце этой фазы смесь воспламеняется - от свечи зажигания в случае бензиновых двигателей или путем самовозгорания в случае дизельных двигателей.

Такт сгорания / мощности / расширения

Такт сгорания - это третья фаза, в которой воспламененная воздушно-топливная смесь расширяется и толкает поршень вниз. Силовой файл, созданный этим расширением, - это то, что создает мощность двигателя.

Такт выпуска

Такт выпуска - последняя фаза в четырехтактном двигателе. В этой фазе поршень движется вверх, отжимая газы, образующиеся во время такта сгорания. Газы выходят из цилиндра через выпускной клапан в верхней части цилиндра. В конце этой фазы выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, который затем закрывается, позволяя свежему воздуху / топливной смеси войти в цилиндр, чтобы процесс мог повториться.

Типы энергетических циклов

Файл термодинамического цикла, используемый поршневым двигателем, часто описывается количеством ходов, необходимых для завершения цикла. Самые популярные конструкции двигателей - двухтактные и четырехтактные. Менее популярные конструкции включают пятитактные двигатели, шеститактные двигатели, а также двух- и четырехтактные двигатели.

Двухтактный двигатель

Двухтактный двигатель выполняет цикл через каждые два такта, что означает, что цикл мощности завершается при каждом обороте коленчатого вала.Двухтактные двигатели обычно используются в (обычно больших) судовых двигателях, внешних электроинструментах (например, газонокосилках и бензопилах) и мотоциклах.

Четырехтактный двигатель

Четырехтактные двигатели завершают энергетический цикл каждые четыре такта, что означает, что энергетический цикл выполняется каждые два оборота коленчатого вала. Большинство автомобильных двигателей - четырехтактные.

Длина хода

Длина хода - это расстояние, на которое поршень проходит в цилиндре, определяемое параметром кривошипа для каждого коленчатого вала.

Объем двигателя рассчитывается путем умножения площади поперечного сечения цилиндра (определяемой диаметром цилиндра) на длину хода. Это число умножается на количество цилиндров в двигателе, чтобы определить общий рабочий объем.

Паровая машина

Термин удар может также относиться к движению поршня в цилиндре локомотива.

.

Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf