2025-05-13
Почему в двигателе есть впуск и выпуск?
1. Роль системы впуска
• Обеспечить кислородом: суть горения заключается в химической реакции между топливом и кислородом. Система впуска подает воздух (содержащий кислород) в цилиндр, обеспечивая полное сгорание топлива.
• Топливная смесь: в бензиновом двигателе впускной коллектор смешивает воздух с распыленным топливом, образуя горючую смесь (дизельные двигатели впрыскивают топливо непосредственно в цилиндр).
• Охлаждающий эффект: поток всасываемого воздуха может способствовать охлаждению внутренних компонентов двигателя (таких как стенки цилиндров и поршни).
• Оптимизация наддува: двигатели с турбонаддувом или наддувом повышают эффективность сгорания и мощность за счет увеличения объема всасываемого воздуха.
2. Функция выхлопной системы
• Выхлопные газы: выхлопные газы после сгорания (такие как CO₂, водяной пар, оксиды азота и т. д.) необходимо своевременно выводить, чтобы они не занимали пространство цилиндра и не влияли на следующее сгорание.
• Снижение противодавления: оптимизированная конструкция выхлопной системы снижает количество остаточных выхлопных газов и повышает эффективность впуска. Диаметр и длина выхлопной трубы влияют на производительность двигателя.
• Защита окружающей среды и снижение шума: выхлопная система включает в себя каталитический нейтрализатор (для снижения вредных выбросов) и глушитель (для снижения шума) для соответствия экологическим нормам и требованиям комфорта.
• Турбинный привод: в двигателе с турбонаддувом выхлопные газы приводят во вращение турбину, тем самым приводя в действие компрессор на стороне впуска и увеличивая давление на впуске.
3. Согласованная работа впуска и выпуска. Двигатель завершает преобразование энергии посредством четырехтактного цикла (впуск, сжатие, мощность, выпуск) или двухтактного цикла:
1. Такт впуска: поршень движется вниз, впускной клапан открывается, и вдыхается свежий воздух или газовая смесь.
2. Такт сжатия: клапан закрывается, и поршень движется вверх, сжимая смесь.
3. Рабочий ход: свеча зажигания воспламеняется (или дизельное топливо сжимается), и смесь сгорает, толкая поршень вниз. 4. Такт выпуска: выпускной клапан открывается, и поршень движется вверх, выпуская выхлопные газы. При недостатке всасываемого воздуха горение не может начаться; При недостаточном выхлопе застой выхлопных газов приведет к резкому падению КПД или даже к срыву пламени.
4. Сравнение частных случаев
• Двухтактный двигатель: впуск и выпуск осуществляются синхронно за счет движения поршня (без независимых клапанов), но он менее эффективен и более загрязняет окружающую среду и в основном используется в малогабаритном оборудовании.
• Роторный двигатель: впуск и выпуск осуществляются за счет движения ротора. Структура другая, но принцип схожий.
Резюме Впуск и выпуск являются основными звеньями «дыхания» двигателя: впуск обеспечивает сырье для сгорания, а выпуск удаляет отходы. Эти два элемента работают вместе, обеспечивая непрерывную, эффективную и чистую работу двигателя. Современные технологии (такие как изменение фаз газораспределения и турбонаддув) дополнительно оптимизируют этот процесс, повышая производительность и экологичность.
