Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Двигатель Внутреннего Сгорания.

Дви́гатель вну́треннего сгора́ния - двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри ) двигателя. ДВС преобразует тепловую энергию от сгорания топлива в механическую работу.

По сравнению с двигателями внешнего сгорания:

· не имеет дополнительных элементов теплопередачи - топливо, сгорая, само образует рабочее тело;

· компактнее, так как не имеет целого ряда дополнительных агрегатов;

· экономичнее;

· потребляет газообразное или жидкое топливо, обладающее весьма жёстко заданными параметрами (испаряемостью, температурой вспышки паров, плотностью, теплотой сгорания, октановым или цетановым числом), так как от этих свойств зависит сама работоспособность ДВС.

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).

Четыре такта двигателя.

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.

Каждый человек, обучающийся музыке, в обязательном порядке проходит изучение и сольфеджио. И одной из основополагающих тем являются размеры в музыке. Далее будут рассмотрены их основные разновидности, способы определения и некоторые наиболее часто встречающиеся комбинации.

Понятие музыкального метра

Прежде чем давать определение того, что представляет собой музыкальный размер, нужно иметь представление о понятии, называемом музыкальным метром.

Принято считать, что вся музыка основана на так называемой пульсации - чередовании равных по длительности долей, которые могут быть сильными и слабыми. Сильная доля всегда находится на первом месте в такте. Но нельзя путать сильные доли с акцентом, поскольку такое выделение может приходиться и на слабые доли.

В современной музыке чаще всего можно встретить метры, состоящие из двух или трех долей. В простом выражении двухдольный метр состоит из одной сильной и одной слабой доли (раз-два), а трехдольный - из одной сильной и двух слабых (раз-два-три). Таким образом, музыкальный метр можно представить как процесс счета таких чередований или даже как некую временную сетку с указанной в ней последовательностью долей.

Виды долей и их разновидности

Понимание того, что представляет собой музыкальный размер, невозможно без знания разновидностей долей. Как уже было сказано, они в самом простом случае делятся на сильные и слабые.

Однако некоторые могут возразить, мол, а как же наиболее распространенный размер 4/4? В музыке считается, что в нем первая доля является сильной, вторая и четвертая - слабые, а вот третья - относительно сильная. Сам размер относится к сложным, поскольку состоит из двух простых. Но об этом будет сказано отдельно.

Такт в музыке

Теперь несколько слов о понимании такта. Если говорить простым языком, такт в музыке - это промежуток звучания от одной до другой сильной доли.

Сколько бы ни было указано в музыкальном размере долей суммарно, в такте может присутствовать только одна сильная доля и сколько угодно относительно сильных и слабых. Счет в такте всегда начинается на «раз». В зависимости от размера, доли могут считаться как «раз-два» («раз-два-три»), «раз-и-два-и» («раз-и-два-и-три-и») и т. д.

Тактовый размер в музыке: основные разновидности

Наконец, переходим к понятию размера. Размеры в музыке иногда называют числовым выражением метра с указанием на относительную длительность долей и их суммарное количество в одном такте.

Почему используется понятие относительной длительности? Да только потому, что доли можно разбить на составляющие, чего музыкальный метр не предусматривает. Например, размер 4/4 в музыке, обозначаемый еще латинской литерой «C», предусматривает наличие одного такта, состоящего из четырех четвертных нот в сумме.

Но ведь каждую четвертную ноту можно представить и виде комбинаций восьмых, шестнадцатых, тридцать вторых или даже шестьдесят четвертых нот! Как именно они будут комбинироваться между собой, решает уже сам композитор. Главное - чтобы их сумма не превышала общей длительности звучания, соответствующей четырем четвертям. Но это уже основы музыкальной грамоты.

Что касается основных разновидностей, тактовые размеры в музыке подразделяются на простые и сложные. Сложные размеры включают в себя еще и категории смешанных, несимметричных и переменных размеров.

Простые музыкальные размеры

Исходя из понимания метра, можно описать размеры, в музыке называемые простыми. В них различают двухдольные и трехдольные размеры. В первом случае повторение сильных долей происходить через одну слабую, а во втором - через две.

Самыми распространенными двухдольными размерами считаются 2/8, 2/4 и 2/2 (размер 2/2 в музыке, равно как и 2/8, встречается крайне редко, и рассматривается исключительно в рамках теоретических сведений). Из трехдольных размеров таковыми являются 3/4, 3/8 и 3/2. Опять же, размеры 3/2 или 3/8 практически не используются, а размер «три четверти» является самым распространенным (например, он использован практически для всех вальсов).

Сложные музыкальные размеры

Сложные размеры в самом простом случае нужно понимать, как объединение двух и более простых. При этом именно первая доля первого размера является сильной, а вроде бы сильная доля из второго автоматически переходит в разряд относительно сильных.

В сложных размерах самыми простыми для понимания являются размеры вроде 4/4, 4/2, 6/4, 6/2, 6/8, 12/8, 8/4, 8/8. Как видим, такие размеры сопоставимы между собой, например, 8/8 - это то же самое, что и 4/4.

Смешанные и несимметричные музыкальные размеры

Другое дело - смешанные размеры. В музыке чаще всего встречаются пяти-, семи-, девяти- и одиннадцатидольные комбинации. И последовательность долей, соответственно, может выглядеть совершенно по-разному. В качестве примера рассмотрим 5/4.

При создании такого размера используются простые составляющие: 2/4 и 3/4. Но комбинация может иметь вид и «2+3», и «3+2». Таким образом, происходит смещение относительно сильной доли.

Самой, пожалуй, яркой и известной композицией, написанной в этом размере с комбинацией «3+2» можно назвать «Арию Марии Магдалины» из рок-оперы Эндрю Ллойда Уэббера «Иисус Христос - Суперзвезда».

Что же касается других размерностей, в них комбинаций может быть больше. Так, например, музыкальный размер 7/8 может состоять из последовательностей «2+2+3», «2+3+2» или «3+2+2». В девяти- и одиннадцатидольных размерностях таких вариаций, соответственно, больше. Но при создании музыки с применением таких размеров стоит помнить, что рядовой слушатель на слух такую мелодию будет воспринимать с трудом, да и сыграть ее сможет далеко не каждый.

Хотя, если посмотреть на группы, играющие thrash metal, они справляются с этим просто великолепно и достаточно часто совмещают «рваные» риффы с обычными простыми или сложными размерностями.

Например, та же группа Xentrix очень удачно чередует размерности 3/4 с триолями восьмых на каждую долю и 7/8, иногда добавляя 9/8. Естественно, неподготовленному слушателю определить размер на слух с первого раза будет не так уж и просто, но звучит это очень и очень интересно. В общем, классика жанра.

Переменные музыкальные размеры

Такого типа размеры в музыке встречаются крайне редко, причем в основном в народном музыкальном фольклоре. Болгарские народные песни - яркий пример.

Само понятие этого термина подразумевает только то, что на протяжении одной композиции основной размер может меняться по нескольку раз, например, с использованием нескольких обычных сложных и нескольких несимметричных размеров.

Методика определения размера

При определении размера слушатель полагается исключительно на свой слух и Только так можно различить, где именно звучит сильная доля, от которой и нужно отталкиваться.

Однако практически во всех музыкальных школах на уроках сольфеджио ученики применяют специальную технику дирижирования. Например, размер 4/4 представлен как взмахи кисти руки сначала вниз, затем - влево, затем - вправо и снова вверх (обычно под углом 45 градусов).

Три четверти - взмахи вниз, вправо и вверх. Шесть восьмых - взмахи вниз, влево, вправо, снова вверх, и наверху две отмашки вправо (или в другой комбинации). Впрочем, на первых порах при определении размерностей на слух и написании диктантов преподаватели, чтобы развить у учеников чувство ритма, намеренно выделяют сильную долю каждого такта. Именно такая методика позволяет добиться того, что в дальнейшем человек сможет определить любой тип размерности (даже с учетом их чередования) самостоятельно и без всяких акцентов или подсказок.

Заключение

Если подвести черту, можно отметить, что музыкальные размеры очень тесно связаны с пониманием музыкального метра, долей и тактов. Поэтому, чтобы научиться четко определять, какая именно размерность звучит в каком-либо музыкальном произведении, без основ музыкальной грамоты и сольфеджио не обойтись.

Правда, многие учащиеся, по крайней мере на первых порах, сольфеджио, мягко говоря, недолюбливают, считая его ненужным и сложным для понимания. Однако именно он является той самой основой, которая дает благодатную почву для становления человека как музыканта самого высокого профессионального уровня. Ведь еще гитарист с мировым именем, игравший в таких известных группах, как Deep Purple и Rainbow, утверждал, что быстрота передвижения пальцев по грифу - это еще не техника. Без знания основ и классических канонов музыки стать профессионалом наивысшего уровня просто невозможно.

Так что начинающим музыкантам можно посоветовать запастись терпением и усидчивостью и изучить эти предметы досконально. В музыкальном образовании, если можно так выразиться, это - как «Отче наш».

Rating 4.32 (44 Votes)

Что необходимо знать для того, чтобы ясно чувствовать ритм музыки?

Если вы проработали предыдущий материал, то можно вас поздравить: основную часть нотного письма вы уже освоили! Теперь мы начинаем изучать не менее важную тему: ритм и всё, что с ним связано. Итак:

Ритм

Вы уже знаете, что у звука (ноты) есть важное для музыки свойство: длительность. Также в предыдущих уроках мы рассматривали в качестве примеров части мелодий. Буквально 1 - 2 такта, но этого достаточно, чтобы убедиться, что ноты играются последовательно, как написаны: слева направо. Последовательное построение длительностей звуков (нот) называют ритмом (прочитайте по очереди, слева направо длительности мелодии, представленной ниже - это и будет ритмом).

Длительности звуков (нот) могут объединяться в так называемые ритмические группы, ">фигуры . В данном примере красными скобками выделены ритмические группы:

Рисунок 1. Ритмические группы

Прослушивая песню, человек часто отстукивает ритм ногой, ритмично покачивает головой, пританцовывает. Человек может двигаться «в такт» музыке, потому что музыка как бы равномерно пульсирует. Звуки (ноты), на которые выпадает такая пульсация (т.е. тот самый момент, когда человек, к примеру, делает одно движение головой под музыку) - это акцентированные ноты. А само такое выделение звуков называется ">акцентом . Часть такта, которая содержит акцентированные звуки, называется сильной ">долей . Части такта, не имеющие акцентов, называются слабыми долями

Как правило, самый сильный акцент приходится на первую долю такта. Второй по силе - на середину такта. Самая слабая доля выпадает на конец такта. На рисунке мы показали сильные и слабые доли такта при размере 4/4. Давайте рассмотрим их

Рисунок 2. Акцентированные ноты

Обратите внимание: под некоторыми нотами есть знаки, которые мы ещё не изучали. Знаком «» обозначают акцентированную ноту. Знаком «» обозначают сильно акцентированную ноту. Вместе с мелодией простучите её ритм. Вы будете отстукивать акцентированные и сильно акцентированные ноты.

Метр

На рисунке 2 сильные и слабые доли равномерно чередуются. Такое чередование называют метром .

Размер

В одном из первых уроков мы вкратце коснулись понятия размер произведения. Напоминаем: размер - это то, что на рисунках данного урока обозначено, как « 4 / 4 » (справа от скрипичного ключа). Сейчас мы можем дать уже вполне научное определение термину «размер произведения».

Снова вернёмся к рисунку 2. Смотрим на ноты слева направо, начиная с самой первой (нота «ре»). Под ней стоит знак «сильно акцентированная нота». Длительность ноты - четверть. Получается, что это сильная доля длительностью в четверть. Далее идёт слабая доля. Длительность - тоже четверть. Затем сильная доля и слабая доля. Длительность каждой составляет четверть. В итоге у нас в один такт укладывается 4 доли длительностью в четверть каждая. Именно это и записано при ключе: 4/4 (первая, то есть верхняя на нотном стане цифра «4» обозначает количество долей в такте, вторая цифра «4» - длительность каждой доли, поэтому мы читаем размер так: «четыре четверти»).

Такт

Вы уже знаете, что такое такт. Обратите внимание, что такт - это ещё и отрезок музыкального произведения от сильной доли до следующей сильной доли. Теперь вы знаете полное определение такта.

Если музыка начинается со слабой доли, то самый первый такт - неполный. Это затакт. Как правило, последний такт будет неполным ровно настолько, чтобы сумма длительностей первого и последнего тактов составляла ровно такт. Заметим, что затакт может встречаться и в середине произведения. Пример затакта:

Рисунок 3. Затакт

Чтобы было проще услышать затакт, мы добавили к музыкальному сопровождению этого рисунка ещё одну дорожку. На рисунке она не отображена. Первый такт - неполный. Общая длина его - четверть (сумма двух восьмых). Это и есть затакт. А последний такт (половина с точкой) дополняет первый так, что суммарная длительность обоих тактов равняется 4/4 (целой ноте).

Итоги

В этой статье мы дали много материала. Если что-то недопоняли - не расстраивайтесь. В дальнейшем мы будем снова использовать изученные понятия и, при необходимости, комментировать их. Так что разберёмся!

Вы теперь знаете такие понятия, как ритм, сильные и слабые доли, затакт

- (нем. Takt, от лат. tactus - прикосновение) - с 17 в. осн. единица метра в музыке, отрезок муз. произведения, начинающийся с сильного метрич. акцента. В нотном письме Т. выделяются стоящими перед этими акцентами вертикальными линиями - тактовыми чертами. Музыкальная энциклопедия

такт - такт I м. 1. Метрическая музыкальная единица - каждая из обычно равных по длительности долей, на которые делится музыкальное произведение в соответствии с числом метрических ударений в нём; единица ритмического движения (в музыке). Толковый словарь Ефремовой

такт - Такт, такты, такта, тактов, такту, тактам, такт, такты, тактом, тактами, такте, тактах Грамматический словарь Зализняка

Такт - I (французский tact или немецкий Takt, от лат. tactus - прикосновение, осязание, чувство) чувство меры, подсказывающее правильное отношение, подход к кому-либо; умение держать себя подобающим образом. II в музыке, единица метра. Размер... Большая советская энциклопедия

ТАКТ - ТАКТ - специфическая форма и единица музыкального метра. В соответствии с типами метра различают простые (2- или 3-дольные) - сложные (4-, 6-, 9-, 12-дольные) - смешанные (напр., 5-дольные) такты. 1-я доля такта - сильная; в сложных тактах выделяют... Большой энциклопедический словарь

ТАКТ - ТАКТ (от лат. tactus - прикосновение, осязание, чувство) - англ. tact; нем. Takt. Чувство меры, подсказывающее правильное отношение к кому-либо; умение вести себя подобающим образом; соблюдение правил приличия. Социологический словарь

такт - ТАКТ - БЕСТАКТНОСТЬ Тактичный - бестактный тактично - бестактно тактичность - бестактность Такт в поведении - бестактность поведения. ○ Я вам только что говорил о такте, а вы сейчас же начинаете бестактность! Н. Лесков. Человек на часах. Словарь антонимов русского языка

такт - Род. п. -а. Через нем. Таkt с теми же значениями или непосредственно из франц. tасt от лат. tāctus "прикосновение, осязание" (ср. Гамильшег, ЕW 828; Клюге-Гётце 609). Этимологический словарь Макса Фасмера

такт - ТАКТ, см. такта. Также см. такта Толковый словарь Даля

такт - 1. ТАКТ1, а, м. 1. Метрическая музыкальная единица каждая из долей, обычно равных по длительности, на к-рые делится музыкальное произведение по числу метрических ударений в нём. Сбиться с такта. Толковый словарь Ожегова

такт - орф. такт, -а Орфографический словарь Лопатина

такт - ТАКТ 1. ТАКТ, -а; м. [нем. Takt от лат. tactus - прикосновение] 1. Метрическая музыкальная единица - музыкальное движение между двумя соседними ударными моментами (долями). Двудольный т. Заключительные такты увертюры. Держать ноту три такта. Толковый словарь Кузнецова

такт - 1) -а, м. 1. Метрическая музыкальная единица - музыкальное движение между двумя соседними ударными моментами (долями). Двудольный такт. Заключительные такты увертюры. Держать ноту три такта. Малый академический словарь

такт - I. такта, м. [латин. tactus – прикосновение]. 1. Метрическая единица музыкальной речи – каждая из мелких, равных по длительности частиц, на к-рые делится музыкальное произведение по числу метрических ударений в нем (муз.). Большой словарь иностранных слов

такт - сущ., кол-во синонимов: 15 вежливость 32 выдержка 48 деликатность 22 дисциплина 12 душевная тонкость 5 каданс 4 осторожность 30 политичность 12 пульс 9 ритм 22 тактичность 22 тонкость 50 удар 151 чувство 32 чувство меры 2 Словарь синонимов русского языка



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.

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)

В конце такта сжатия, при подходе к ВМТ, оба клапана закрыты. После впрыска топлива происходит самовоспламенение рабочей смеси и ее сгорание, при этом поршень 2 под давлением расширяющихся газов стремительно движется от ВМТ к НМТ и через шатун воздействует на коленчатый вал, совершая полезную работу.
Топливо, не успевшее сгореть в конце такта сжатия, догорает в начале такта расширения. К концу рабочего хода давление газов уменьшается до 0,2…0,4 МПа , а температура снижается до 700…900 ˚С .

Такт выпуска

При подходе к нижней мертвой точке (НМТ) выпускной клапан 6 открывается и большая часть отработавших газов под воздействием высокого давления вырывается из цилиндра в атмосферу. Поршень начинает перемещение от НМТ к ВМТ и через открытый выпускной клапан выталкивает оставшиеся в цилиндре отработавшие газы в окружающую среду. К концу такта давление газов в цилиндре составляет 0,11…0,12 МПа , а температура – 600...700 ˚С .
Далее рабочий цикл повторяется.

Таким образом, в четырехтактном двигателе только один такт – рабочий ход является полезным с точки зрения совершения полезной работы, остальные три вспомогательные, они осуществляются за счет кинетической энергии маховика, закрепленного на конце коленчатого вала.

Рабочий цикл двухтактного двигателя

В двухтактных ДВС рабочий цикл осуществляется за один оборот коленчатого вала.
Схема двухтактного дизеля представлена на рис. 3 .
Воздух насосом 3 нагнетается через впускное (продувочное) окно 4 в цилиндр. В нижней части цилиндра напротив впускного окна имеется выпускное окно 7 . В головке 5 блока цилиндра установлены форсунки 6 .

Первый такт (рис. 3, а) совершается при движении поршня от НМТ к ВМТ за счет кинетической энергии маховика двигателя. Оба окна открыты. Нагнетаемый через впускное окно 4 воздух вытесняет из цилиндра оставшиеся в нем отработавшие газы, которые выходят через выпускное окно 7 . Таким образом происходит очистка цилиндра от отработавших газов (продувка) и заполнение его свежим зарядом.

Движущийся вверх поршень 8 сначала закрывает впускное окно, а затем выпускное окно. С этого момента начинается процесс сжатия, в конце которого через форсунку 6 впрыскивается топливо.
Таким образом, за первую половину оборота коленчатого вала совершаются процессы наполнения и сжатия, и начинается сгорание топлива.

Второй такт (рис. 3. б) происходит при движении поршня ВМТ к НМТ. В результате выделения теплоты при сгорании топлива повышается температура и давление внутри цилиндра. Поршень перемещается вниз, совершая полезную работу.
Как только поршень открывает выпускное окно, отработавшие газы под давлением начинают выходить в окружающую среду. К моменту открытия впускного окна давление внутри цилиндра снижается на столько, что возможна очистка цилиндра путем вытеснения отработавших газов свежим зарядом воздуха, подаваемым в цилиндр насосом 3 .
Этот процесс называется продувкой цилиндра . При этом одновременно с вытеснением отработавших газов происходит наполнение цилиндра свежим зарядом. Далее все процессы повторяются в той же последовательности.

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя аналогичен рабочему циклу двухтактного дизеля. Отличие состоит в том, что в цилиндр поступает не чистый воздух, а горючая смесь, и в конце процесса сжатия в цилиндре посредством свечи зажигания подается искра, в результате чего происходит воспламенение горючей смеси.

Существенными недостатками двухтактных двигателей является их низкая топливная экономичность и меньший срок службы по сравнению с четырёхтактными двигателями. Объясняется этот недостаток тем, что при продувке цилиндра (или цилиндров) свежая горючая смесь частично удаляется вместе с отработавшими газами, поскольку, в отличие от четырехтактного двигателя, выпуск и впуск газов протекает одновременно.
Этими недостатками, а также большей токсичностью отработавших газов объясняется ограниченное применение двухтактных двигателей на автомобилях.