Давление в цилиндре двухтактного двигателя

ВНИМАНИЕ. Обновите свой браузер! Наш сайт некорректно работает с IE 8 и более старыми версиями.

Вздумал я посмотреть/проверить в своем моторе(JPX) состояние поршневой.
Мотор налетал в общей сложности 80-90 часов, поршень и кольца не менялись.

Снял головку цилиндра, цилиндр. Снял поршень с шатуна. На первый взгляд все хорошо и правильно. Гильза цилиндра чистая, без задиров.
Поршень тоже без следов прихвата, но вот что смутило: нагар ниже 2-го кольца. Нагар несильный, смылся через минуту тряпкой смоченной в бензине.

Померил зазоры колец в замке — нормальный, 0.15мм

Собрал все обратно, взял у другана компрессометр автомобильный.
Замерил компрессию — 9, при комнатной температуре.
Немного пожалел о том, что не измерил ее ДО разборки.

Собственно вопрос к аудитории парамоторной:
-можно ли по компрессии 2Т двигателя чётко судить о степени износа поршневой?
-можно ли измерить компрессию 2Т двигателя автомобильным компрессометром?
-если можно, то сколько ее должно быть?

Фишка в том, что в моём моторе нет декомпрессионного «устройства». Нет отверстия. Нету и декомпрессора, как на 25-м джипиксе.

У меня 19-й, старинный.

(декомпрессионные отверстия, которые перекрываются только в рабочем режиме то есть когда мотор работает)- цитата.

В Симонини-2 декомпрессионное отверстие перекрывается исключительно поршнем, когда он проходит чуть больше половины пути от НМТ к ВМТ.
Смысл ентого отверстия диаметром около 1 мм в том, что когда мотор прокручивается в ручную(200 обмин) или электростартёром(400 обмин), часть смеси через него выходит и давление к концу такта сжатия меньше, то есть прокручивать двигатель легче. На частоте холостого хода, а, тем более, при средних оборотах, через декомпрессионное отверстие смесь просто не успевает выходить, и мощность мотора почти не падает.
Попробую объяснить подробнее. Ставим поршень в НМТ, (нижняя Мёртвая точка, поршень опущен совсем, и никакими ухищрениями его ниже не опустить), начинаем поворачивать коленвал медленно, чтобы успеть всё рассмотреть и, главное, понять. Поршень начинает движение вверх, закрываются впускные окна,(это к теме не относится), далее через всё ещё открытое выпускное окно выходят остатки выхлопных газов и немного свежей смеси. Далее поршень закрывает выпускное окно, казалось бы, начинается сжатие, но НЕТ, всё ещё открыто пресловутое декомпрессионное отверстие и через него выходит в выхлопную трубу наша рабочая смесь, загрязняя итак засранную атмосферу и не производя никакой работы.
Вот наконец поршень проходит декомпрессионное отверстие и начинается сжатие. К концу сжатия давление возрастает до 10-15 атмосфер, если случается искра на свече, всё очень быстро вспыхивает, давление возрастает до 40-45 атмосфер, и , если двигатель исправен, поршень идёт вниз, с силой раскручивая коленвал и через редуктор винт, толкающий ПЕЛОТа к новым приключениям!
Рассказчик из меня не очень, если будут вопросы, постараюсь ответить.
К измерению компрессии. Компрессометр перед употреблением желательно проверить(Как-нибудь, через кусок шланга соединяем с шинным ножным насосом, или ещё чем-нибудь, поправку записываем). Далее вворачиваем в свечное отверстие(РЕзиновая прокладкА!) и крутим мотор рукой или стартёром, до тех пор, пока показания не перестанут расти. Всё.
Холодный или горячий, не важно, главное, чтобы не был сухой(Завёл, заглушил, померял, или подёргал, выкрутил залитую свечу, померял)
Теперь смотри. Если 10, то тебе повезло, если 8, нормально. Если меньше 5, всё, парень, попал на бабки. Если меньше единицы, посмотри, в то ли отверстие закрутил наконечник.
Удачи!

Полезная статейка, где описывается разница между
компрессией и степенью сжатия . В мануале на Джипикс указана степень сжатия.

Степень сжатия и компрессия

Степень сжатия — величина определяемая геометрическими параметрами двигателя:
1. Объем камеры сгорания — Объем образующийся над поршнем, когда он находится в ВМТ
2. Полный объем цилиндра — Это объем камеры сгорания, когда поршень
находится в НМТ, он равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания.

Степень сжатия = полный объем цилиндра/объем камеры сгорания.

Для движков классики составляет 8.5.
Изменяется при помощи изменения объема камеры сгорания (например прокладкой).
Повышение степени сжатия в карбюраторном двигателе ограничено стойкостью топлива к детонации.

Под компрессией понимают давление в конце такта сжатия. Эта величина и измеряется манометром (компрессиометром).

Как соотносятся степень сжатия и компресия?

Немного теории. Компрессия обычно больше, чем степень сжатия (12 у нового приработанного 2103 двигателя), поскольку сжатие происходит практически адиабатически, и, соответственно, сопровождается изменением (увеличением) температуры смеси. Эта величина была бы равна степени сжатия, если бы сжатие происходило изотермически в герметически замкнутом объеме.
В случае адиабатическиго сжатия максимальное возможное давление в конце такта сжатия («компрессия») оценивается согласно уравнению Пуассона

показатель степени для идеального двухатомного газа составляет x=cp/cv =7/5. Таким образом, для
«классического» движка со степенью сжатия 8.5 максимальное давление составляет примерно 20
атм. Кстати, очень похожая цифра (16-17 атм) получается у двигателя с идеально притертыми
клапанами при измерении компрессии «с маслом», когда кольца (и замки колец) герметизированы
залитым в цилиндр моторным маслом. Недостающие 3-4 атм получаются, например, за счет того,
что начальное давление меньше 1 атм. При измерении компрессии без масла давление составляет 12 атм, за счет вытекания горючей смеси из цилиндра при сжатии через замки колец и в зазор между кольцами и цилиндром, который имеется в силу конструктивных особенностей (например сетка Хона). Поэтому обычно говорят, что «компрессия у исправного двигателя в 1.2 -1.3 раза больше степени сжатия».

Измеряется компрессия следующим образом. На прогретом двигателе выкручиваются все свечи,
обычно одна из свечей устанавливается с центральным электродом на массу, нажимается «газ в пол» и двигатель прокручивается стартером, пока значение на установленном в свечном отверстии
компрессиометре не стабилизируется.

Следует отметить, что «бытовые» компрессиометры, особенно с резиновым наконечником могут иметь значительную погрешность, и, в случае получения низких значений, желательно проверить
результаты измерений другим компрессиометром. Кроме того, стартер должен обеспечивать
достаточную частоту вращения коленчатого вала, для чего двигатель должен быть прогретым, а
аккумуляторная батарея нормально заряжена.

По компрессии можно судить о степени износа цилидро-поршневой группы. Согласно
«Руководству по ремонту . » для наших движков, признаком необходимости капремонта является
компрессия ниже 10 атм или отличие компрессии в различных цилиндрах более 1 атм.

Для того, чтобы определить, в чем проблема, в негреметичности колец или клапанов, компрессию
измеряют повторно, залив в цилиндр 10-30 г моторного масла. Если компрессия останется такой же — то проблема в клапанах, если повысится — то в кольцах.

Геометрия и жизнь

Частенько даже бывалые специалисты путают такие понятия, как компрессия и степень сжатия, в то время как разница между ними изрядная (приблизительно, как между дедушкой и бабушкой). Внесем ясность.

Читать еще: В мороз двигатель начинает троить

Компрессия — это физическая величина, имеющая размерность давления и измеряемая, соответственно, в Атм(осферах), Бар(ах), МПа(скалях) и так далее. В отличие от компрессии степень сжатия — величина относительная, не имеющая ровным счетом никакой единицы измерения. Относительность степени сжатия проистекает из того, что она представляет собой отношение двух объемов — полного объема цилиндра (Vn) и объема камеры сгорания (Vc) — и показывает, во сколько раз уменьшается объем смеси или воздуха, находящихся в цилиндре, при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней. Поэтому желающие с полным основанием могут измерять степень сжатия в Раз(ах), хотя, строго говоря, измерять ее нет нужды. Это параметр конструктивный, раз и навсегда присущий данному типу двигателя и не изменяющийся в процессе эксплуатации. Если бы то же самое можно было сказать о компрессии!

В технических характеристиках двигателя чаще всего указывают именно степень сжатия, которая отражает совершенство конструкции, степень форсированности, способность работать на современных, высокооктановых сортах топлива. Степень сжатия и компрессия связаны между собой. Из общих соображений понятно, что чем выше степень сжатия, тем больше должно быть давление, в результате этого сжатия создаваемое. Все было бы так просто, если бы не существовало таких факторов, как нагрев смеси и ее

судить о состоянии механизмов (двигателя. Это величина компрессии в цилиндрах и давление масла в системе смазки. Надеемся, что все нижесказанное будет являться тому доказательством.

Принцип действия двухтактного дизеля

Принцип работы. Недостатком четырехтактного двигателя является то, что лишь один из четырех ходов поршня — рабочий, а три — подготовительные, совершающиеся с затратой энергии, выделяющейся за рабочий ход. Более удачное сочетание рабочей и подготовительной частей цикла у двухтактного двигателя.

Как видно, степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшился объем в цилиндре за ход сжатия. У дизелей речного флота она встречается в пределах 12—18.

При ходе всасывания, когда поршень движется вниз, объем увеличивается и в цилиндр всасывается воздух из атмосферы. Вследствие сопротивления каналов внутри крышки цилиндра и сопротивления впускного клапана давление в цилиндре бывает меньше давления окружающей среды, из которой засасывается воздух. Давление всасывания можно считать постоянным, поэтому график процесса всасывания (или линия всасывания) будет параллелен оси абсцисс и расположен ниже линии давления окружающей среды. Когда поршень во втором такте также движется вверх при закрытом впускном клапане, объем в цилиндре уменьшится, а давление повысится до рс — давления конца сжатия. Изменение давления по мере уменьшения объема характеризуется линией.

Рис. 1. Теоретическая индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля

Рис. 2. Схема работы двухтактного дизеля

В простейшем варианте двухтактный дизель не имеет впускных и выпускных клапанов. Вместо них цилиндр снабжен впускными и выпускными окнами. Окна открываются и закрываются поршнем, связанным шатуном с кривошипом коленчатого вала. Существенно, что высота выпускных окон больше, чем впускных. Цилиндр закрыт крышкой, в которую вставлена форсунка.

Предположим, что поршень движется вверх, как показано на рис. 2 а. Поскольку окна перекрыты поршнем, в цилиндре происходит сжатие воздуха примерно до тех же параметров, что и у четырехтактного дизеля При положении поршня вблизи в. м. т. в цилиндр через форсунку впрыскивается топливо, самовоспламеняющееся и сгорающее подобно тому, как это бывает в четырехтактном дизеле.

Под давлением газа поршень движется вниз, происходит процесс расширения, в течение которого совершается полезная работа. Расширение продолжается до открытия поршнем выпускных окон. С этого момента начинается выпуск отработавшего газа в выпускной (выхлопной) коллектор.

Несколько позднее поршень откроет впускные окна, через которые из ресивера в цилиндр поступит сжатый воздух. Так как давление в цилиндре двухтактного двигателя бывает всегда выше атмосферного, воздух должен находиться в ресивере под давлением, составляющим обычно 120— 150 кПа (1,2—1,5 кгс/см2). Этот воздух называется продувочным: поступая в цилиндр, он вытесняет из цилиндра отработавший газ, т. е. продувает цилиндр. Термин «продувочный» применяют и к окнам (продувочные окна), ресиверу (ресивер продувочного воздуха), к насосу, подающему воздух в ресивер (продувочный насос).

Итак, после открытия продувочных окон в цилиндре происходят выпуск и продувка. Эти процессы будут продолжаться в течение того времени, за которое поршень движется вниз до н. м. т. и затем вверх до закрытия им продувочных окон. Несколько позднее поршень закроет выпускные окна и начнется процесс сжатия.

Как видно, рабочий цикл совершился за два хода поршня, он включает в себя два такта, что и определяет название двигателя: двухтактный.

После того как движущийся вверх поршень закроет выпускные окна, начинается сжатие воздуха. По приходе поршня в в. м. т. в цилиндр впрыскивается топливо, часть которого сгорает при постоянном объеме, часть — при постоянном давлении. Степень сжатия е, давления конца сжатия и сгорания имеют те же величины, что и у четырехтактного дизеля.

Расширение рабочего газа заканчивается в тот момент, когда поршень открывает выпускные окна, через которые отработавший газ выходит в атмосферу. Таким образом, газ расширяется в пределах объема вследствие чего он и называется полезным.

После открытия выпускных окон начинается свободный выпуск. Теоретически считается, что давление в цилиндре снижается при свободном выпуске до давления ps продувочного воздуха мгновенно. Практически это давление понижается в течение того времени, которое проходит от открытия поршнем выпускных окон до открытия продувочных (точка е). При дальнейшем движении поршня до н. м. т. и от нее до закрытия продувочных окон происходит продувка. Линия еа показывает, что от закрытия продувочных окон до закрытия выпускных продолжается выпуск.

Таким образом, за время изменения объема на величину происходят процессы газообмена: выпуск, продувка. С точки зрения работы газа часть хода, соответствующая высоте окон, потеряна. Этим и объясняется термин: «потерянная часть хода поршня».

Из диаграммы видно, что в любой момент рабочего цикла давление в цилиндре двухтактного двигателя выше давления окружающей среды.

Качественные особенности двухтактных двигателей. Частота циклов в цилиндре двухтактного двигателя вдвое больше, чем у четырехтактного: у первого цикл совершается за один оборот вала, у второго— за два. Это значит, что при тех же размерах (диаметре цилиндра, ходе поршня) и при равной частоте вращения (числе оборотов вала в минуту) двухтактный двигатель должен развивать мощность вдвое большую, чем четырехтактный. Однако часть хода поршня двухтактного двигателя с точки зрения работы газа является потерянной. Поэтому практически двухтактный двигатель развивает мощность в 1,7—1,8 раза больше четырехтактного. Если же сравнивать двигатели одинаковой мощности, то двухтактный будет иметь меньшие размеры и, следовательно, меньшую массу. Работа газа в цилиндре совершается лишь в течение части цикла, т. е. импульсами, в связи с чем вал двигателя вращается неравномерно. У двухтактных двигателей импульсы слабее, но чередуются вдвое чаще, чем у четырехтактных. Из этого следует, что вал двухтактного двигателя вращается равномернее, чем у четырехтактного.

Читать еще: Ваз 2114 утром троит двигатель

Рис. 3. Теоретическая индикаторная диаграмма двухтактного дизеля

Устройство двухтактного двигателя с продувкой через окна проще четырехтактного: у первого отсутствуют клапаны и механизм их привода. По этой причине двухтактные двигатели легче обслуживать.

К недостаткам двухтактных двигателей следует отнести прежде всего их меньшую экономичность, что объясняется худшей очисткой цилиндра, чем у четырехтактных, и потерей части энергии на привод продувочного насоса. В двухтактном двигателе процесс сгорания повторяется вдвое чаще, чем в четырехтактном, поэтому детали его испытывают более высокую тепловую нагрузку. В сочетании с повышенными механическими напряжениями это приводит к меньшему сроку службы двухтактных двигателей по сравнению с четырехтактными.

Перечисленные основные достоинства и недостатки двухтактных двигателей предопределили их распространенность. Много строится двухтактных двигателей малой мощности, в частности — подвесные лодочные моторы. Это объясняется сравнительной простотой их устройства и обслуживания, которое может осуществляться людьми с минимальной технической подготовкой. Наибольшее распространение в народном хозяйстве имеют двигатели средней мощности, поэтому они должны обладать максимальной экономичностью и максимальным сроком службы. Такому требованию удовлетворяют четырехтакные двигатели, и именно они получили в области средних мощностей преимущественное распространение. На судах речного флота двухтактных двигателей очень мало.

Чтобы уменьшить габариты и массу малооборотных двигателей большой мощности, их чаще всего строят двухтактными. Даже при двухтактном исполнении диаметр цилиндра достиг в настоящее время 1060 мм, ход поршня 2000 мм, а при четырехтактном эти размеры были бы больше. ГОСТ 4393—74 предусматривает, что дизели с рабочим объемом цилиндра свыше 215 л (такой объем будет, например, при диаметре цилиндра 550 мм и ходе поршня 900 мм) должны строитьсй двухтактными.

Очень важно, конечно, чтобы двигатели большой мощности были экономичными и имели длительный срок службы. Благоприятным для двухтактных двигателей в этом отношении является то обстоятельство, что по мере повышения мощности их экономичность приближается к экономичности четырехтактных, а срок службы мощных двухтактных достаточно велик потому, что они строятся малооборотными.

Категория Судовые дизели

Давление в цилиндре двухтактного двигателя

Главное меню

Главная
Паровые машины
Двигатели внутреннего сгорания
Электродвигатели
Автоматическое регулирование двигателей
Восстановление и ремонт двигателей СМД
- Блок-картер и картер шестерен двигателя СМД
- Кривошипно-шатунный механизм двигателя СМД
- Распределительный механизм двигателя СМД
- Масляный насос и масляный фильтр в двигателе СМД
- Водяной насос, вентилятор и радиатор двигателя СМД
- Топливный насос, фильтра и форсунки двигателя СМД
  - Топливный насос и форсунки двигателя СМД
  - Корпус топливного насоса в двигателе СМД
  - Головка топливного насоса в двигателе СМД
  - Кулачковый вал топливного насоса в двигателе СМД
  - Плунжерная пара в двигателе СМД
  - Нагнетательный (обратный) клапан в двигателе СМД
  - Тарелка пружины плунжера в двигателе СМД
  - Корпус подкачивающего насоса в двигателе СМД
  - Вилка тяги регулятора в двигателе СМД
  - Кронштейн вилки тяги регулятора в двигателе СМД
  - Муфта регулятора в двигателе СМД
  - Втулка муфты регулятора в двигателе СМД
  - Валик регулятора в двигателе СМД
  - Крестовина грузов в двигателе СМД
  - Распылитель форсунки в двигателе СМД
  - Корпус фильтра тонкой очистки в двигателе СМД
  - Крышка фильтра тонкой очистки топлива в двигателе СМД
  - Крышка фильтра отстойника в двигателе СМД
- Муфта сцепления в двигателе СМД
- Привод гидронасоса в двигателе СМД
- Электрооборудование двигателей СМД
- Электрофакельный подогреватель двигателя СМД
Топливо для двигателей
Карта сайта

Судовые двигатели

Судовые двигатели внутреннего сгорания
- Общие сведения о двигателях внутреннеого сгорания
- Основные части двигателя
- Газораспределение в двигателях
- Топлива и масла для двигателей
- Смесеобразование и топливная аппаратура в дизелях
- Система и устройство двигателя
- Примеры и описания судовых двигателей
- Идеальные циклы и тепловые процессы в двигателях
  - Расчет процесса продувки в цилиндрах двухтактных двигателей
  - Расчет процесса выпуска газов из цилиндра двухтактного двигателя
  - Среднее индикаторное давление двухтактного двигателя
  - Коэффициент наполнения в цилиндр рабочей смеси двухтактного двигателя
  - Параметры расчетных и рабочих циклов двухтактных двигателей
  - Прямоточные системы продувки в двухтактных тихоходных двигателях
  - Контурные системы продувок двухтактных двигателей
  - Система продувки и выпуска газов двухтактных двигателей
  - Среднее индикаторное давление рабочего цикла
  - Среднее индикаторное давление расчетного цикла
  - Диаграмма расчетного цикла среднего индикаторного давления
  - Процесс выпуска отработавших газов с цилиндра
  - Уравнение баланса тепла за период процесса расширения при сгорании топлива в цилиндре
  - Процесс расширения при движении поршня
  - Термодинамическое уравнение сгорания в цилиндре двигателя
  - Тепловой эффект реакции сгорания и коэффициент использования тепла в двигателе
  - Теплоемкость воздуха и продуктов сгорания в цилиндре двигателя
  - Количество воздуха, необходимое для сгорания топлива в дизеле
  - Характеристики периодов процесса сгорания в дизеле
  - Процесс самовоспламенения топлива в дизеле
  - Детонационное сгорание топлива в двигателе с принудительным зажиганием
  - Процесс сгорания топлива в двигателях с принудительным зажигание
  - Физико-химические процессы сгорания топлива в цилиндре двигателя
  - Воздушнокамерное смесеобразование в дизеле
  - Приближенный метод расчета процесса в вихревой камере дизеля
  - Предкамерное смесеобразование и сгорание в цилиндре дизеля
  - Пленочное смесеобразование и сгорание в цилиндре дизеля
  - Смесеобразование в дизелях (внутреннее смесеобразование)
  - Смесеобразование в карбюраторных двигателях (внешние смесеобразование)
  - Процессы смесеобразования и требования, предъявляемые к ним
  - Процесс сжатия в поршне
  - Коэффициент остаточных газов в цилиндре
  - Коэффициент наполнения цилиндра в двигателе
  - Оценка неполного сгорания топлива в двигателе по количеству сажи
  - Процесс наполнения цилиндра четырехтактного двигателя
  - Идеальные циклы двигателей и их термические К.П.Д.
  - Построение теоретической индикаторной диаграммы
  - Теоретический цикл ДВС с самовоспламенением от сжатия
  - Идеальные циклы двигателей внутреннего сгорания
  - Тепловой баланс работы двигателя
  - Утилизация теплоты от двигателя
- Мощность и экономичность двигателя
- Кинематика и динамика двигателя
- Расчет на прочность основных деталей двигателей
- Испытания и эксплуатация судовых двигателей
Судовые паровые турбины
Судовые газовые турбины
Судовые дизельные установки

Процесс выпуска газов из цилиндра двухтактного двигателя происходит при изменяющемся давлении в цилиндре. В начальный момент выпуска давление в цилиндре больше критического давления, а в дальнейшем она падает ниже критического. Таким образом, процесс выпуска можно разбить на два периода.

Первый период выпуска от начального момента (точка b, рис. 100) до момента, когда давление в цилиндре станет равным критическому давлению р _кр (точка s), т. е. когда p ₂ /p ₁ ? (p ₂ /p ₁ ) _кр , а потому этот период является «надкритическим».

Второй(период истечения является «подкритическим»

Следовательно, выпуск газов до продувки — свободный выпуск разбивается на надкритический (линия b — s, см. рис. 100 и 101) и подкритический (линия s— k). За период свободного выпуска вытекает наибольшее количество газов.

В точке k происходит открытие продувочных окон, давление в цилиндре в этот момент еще несколько выше давления p _к , но обычно заброса газов в продувочный ресивер не происходит вследствие интенсивного падения давления в цилиндре и эжектирующёго действия столба выпускных газов.

Читать еще: Что такое даунсайзинговый двигатель

Конец первой фазы газообмена соответствует наиболее низкому давлению в цилиндре (точка d) он наступает около НМТ.

Вторая фаза — продувка и принужденный выпуск (участок d — e), вначале характеризуется значительным повышением давления (участок d — g), а в дальнейшем почти при неизменяющемся давлении. Третья фаза (участок е — з) — выпуск после продувки (потеря заряда), если выпускные органы закрываются позже продувочных. В тех системах продувки, в которых продувочные органы закрываются позже выпускных, третья фаза является дозарядкой цилиндра.

Как известно, критическое отношение давлений при истечении равно

Принимая значение показателя адиабаты расширения в период выпуска продуктов сгорания (в интервале температур 700—1000° К) равным 1,35, находим

Интегрируя полученное выражение в пределах от р _b до р _kp , т. е. для надкритического периода выпуска и соответственно для левой части уравнения от 0 до t _s получаем

Выражение (107) определяет «время-сечение» выпуска, необходимое для понижения давления в цилиндре от р _b до р _кр .

Для второго периода выпуска аналогично предыдущему можно написать

Для определения «время-сечения» второго периода выпуска полученное выражение необходимо интегрировать в пределах от р _кр до р _к и соответственно от t _s до t _к :

Суммируя выражения (107) и (ПО), найдем «время-сечение» всего периода свободного выпуска:

Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя

На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу их действия положено свойство газов расширяться при нагревании.

Рассмотрим принцип устройства и работы двигателя внутреннего сгорания, а также 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.

Принцип работы ДВС (для просмотра нажмите на кнопку иллюстрации)
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). Подробнее в статье как устроен двигатель внутреннего сгорания.

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.

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.

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 — 1200 о С.

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 600 о С. 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 — 900 о С.

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 500-700 о С. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

Более подробно про работу дизеля в статье Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы.

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. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход 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.