Двигатель — это машина, преобразующая химическую энергию в механическую энергию; этот процесс преобразования по существу представляет собой рабочий цикл. Проще говоря, топливо сгорает внутри цилиндра, создавая кинетическую энергию, заставляя поршень двигаться вперед и назад. Это движение заставляет шатун и прикрепленный к нему кривошип вращаться вокруг центра коленчатого вала, тем самым выдавая мощность.
Работа четырехтактного бензинового двигателя- — это сложный процесс, состоящий из четырех тактов: впуск, сжатие, сгорание/расширение и выпуск.
Впускной ход
Во время этого хода поршень приводится в движение коленчатым валом и перемещается от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ); одновременно впускной клапан открывается, а выпускной клапан остается закрытым. Когда поршень движется вниз, объем над ним увеличивается, в результате чего давление внутри цилиндра падает и создается частичный вакуум. Поскольку впускной клапан открыт, цилиндр соединяется с впускным коллектором, позволяя воздушно-топливной-смеси всасываться в цилиндр. К тому времени, когда поршень достигает НМТ, цилиндр заполняется смесью свежего воздуха-топлива и остаточных выхлопных газов, оставшихся от предыдущего цикла.
Ход сжатия
Поршень движется от НМТ к ВМТ при закрытых впускных и выпускных клапанах. Под действием инерции маховика коленчатый вал вращается и толкает поршень вверх через шатун. Объем газа внутри цилиндра уменьшается, сжимая газ и вызывая повышение давления и температуры смеси.
Мощность удара
На этом этапе оба клапана остаются закрытыми, а свеча зажигания воспламеняет смесь. Смесь бурно горит, вызывая быстрый рост температуры и давления внутри цилиндра. Газы с высокой-температурой и-давлением толкают поршень вниз, заставляя коленчатый вал вращаться через шатун. Из четырех тактов двигателя это единственный, в котором тепловая энергия преобразуется в механическую энергию; следовательно, он известен как рабочий ход.
Выхлопной ход
Во время этого такта выпускной клапан открывается, и поршень перемещается от НМТ к ВМТ, вытесняя выхлопные газы из цилиндра по мере его подъема. Из-за сопротивления в выхлопной системе и собственного объема камеры сгорания невозможно полностью удалить все выхлопные газы к концу такта выпуска; газ, остающийся в цилиндре, известен как остаточный выхлопной газ. Этот остаточный газ не только препятствует поступлению свежего заряда, но и отрицательно влияет на процесс сгорания.
В конце такта выпуска поршень возвращается в верхнюю мертвую точку (ВМТ), завершая один рабочий цикл. Под действием инерции маховика коленчатый вал продолжает вращаться, начиная следующий цикл. Это постоянное повторение поддерживает работу двигателя.
