Почему в двигателе есть впуск и выпуск?

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.

• Смешанное топливо: 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 принудительного увеличения объема впуска.

2. Роль выхлопной системы

• Выхлопные газы: выхлопные газы после сгорания (например, СО₂, водяной пар, оксиды азота и т. д.) 

необходимо своевременно разрядить, чтобы не занимать пространство цилиндра и не влиять на последующее сгорание.

• Уменьшить противодавление: Оптимизированная конструкция выхлопной трубы уменьшает остаток выхлопных газов и повышает эффективность впуска. Диаметр и длина выхлопной трубы будут влиять на производительность двигателя.

• Защита окружающей среды и снижение шума: выхлопная система включает в себя каталитический нейтрализатор (снижающий вредные выбросы) 

и глушитель (снижающий уровень 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, 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 смешанный газ.

3. Рабочий ход: свеча зажигания воспламеняется (или дизельное воспламенение от сжатия), смесь сгорает и толкает поршень вниз. 

4. Такт выпуска: выпускной клапан открывается, и поршень движется вверх, чтобы выпустить выхлопные газы. Если впуск недостаточен, сгорание не может начаться; 

При недостаточном выхлопе задержка выхлопных газов приведет к резкому снижению эффективности или даже к срыву пламени.

4. Сравнение частных случаев

• Двухтактный двигатель: впуск и выпуск синхронизированы посредством движения поршня (без независимых клапанов), 

Однако эффективность низкая, а загрязнение высокое, в основном используется в небольшом оборудовании.

• Роторный двигатель: впуск и выпуск осуществляются за счет движения ротора, конструкция отличается, но принцип схож.

Резюме Впуск и выпуск являются основными звеньями "hдыхания двигателя: впуск обеспечивает сырье для сгорания, а выпуск удаляет отходы. 

Эти два работают вместе, чтобы гарантировать, что двигатель работает непрерывно, эффективно и чисто. Современные технологии (такие как изменение фаз газораспределения и турбонаддув) еще больше оптимизируют этот процесс, 

повышение производительности и защита окружающей среды.