Как работает двигатель автомобиля – устройство, принцип действия видео. Как работает двигатель в машине

Как работает двигатель внутреннего сгорания

В данной статье мы расскажем об устройстве двигателя, его компонентах, о том, как они работают вместе, какие могут возникнуть неполадки и как увеличить производительность.

 Содержание статьи  

1. Введение
2. Внутреннее сгорание
3. Устройство двигателя
4. Неполадки двигателя
5. Клапанный механизм и система зажигания двигателя
6. Системы охлаждения, воздухозабора и запуска двигателя
7. Читайте также » Системы смазки, подачи топлива, выхлопа и электросистема двигателя
8. Увеличение мощности двигателя
9. Часто задаваемые вопросы по двигателям
10. Чем 4-цилиндровый двигатель отличается от V-образного шестицилиндрового двигателя?
11. Узнать больше
12. Читайте также Статьи про все типы двигателей

    Бензиновый автомобильный двигатель предназначен для преобразования энергии бензинового топлива для движения автомобиля. В настоящий момент самым простым способом привести автомобиль в движение является сгорание бензина в двигателе. В связи с тем, что двигатель автомобиля является двигателем внутреннего сгорания, сгорание топлива происходит внутри двигателя.   На заметку:  

• Существуют различные типы двигателей внутреннего сгорания. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
• Также существуют и двигатели внешнего сгорания. Паровые двигатели в поездах старого образца и пароходах являются наглядным примером двигателей внешнего сгорания. В паровых двигателях топливо (уголь, дрова, масло и т.д.) сгорает вне двигателя для получения пара, который уже приводит двигатель в движение. Внутреннее сгорание является более эффективным (расход топлива на 1км значительно ниже) чем внешнее сгорание, помимо этого размеры двигателей внутреннего сгорания намного меньше двигателей внешнего сгорания. Именно поэтому нам не встречаются автомобили Ford или GM на паровых двигателях.

 Внутреннее сгорание   Принцип работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания: Если поместить небольшой объем высокоэнергетического топлива (например, бензина) в небольшой закрытый сосуд и воспламенить, то в результате высвободится огромное количество энергии в виде расширяющегося газа. Этой энергии хватит для запуска картофелины на 1510м. В данном случае энергия используется для движения картофелины. Данную энергию можно использовать в более интересных целях. Например, если у Вас получится создать цикл, который позволит производить взрывы с частотой несколько сотен раз в минуту, и если Вам удастся эффективно использовать данную энергию, то Вы получите основную часть автомобильного двигателя!  

 

Рисунок 1   На сегодняшний день практически во всех автомобилях используется так называемый четырехтактный цикл сгорания для преобразования энергии топлива в механическую энергию. Четырехтактный принцип работы также называют Цикл Отто, в честь Николауса Отто, который изобрел его в 1867г. Все четыре такта представлены на рисунке 1. Эти такты:  

• Такт впуска
• Такт сжатия
• Рабочий такт
• Такт выпуска

  На рисунке видно, что в картофельной пушке картофелина заменена устройством, которое называется поршень. При помощи шатуна поршень соединяется с коленчатым валом. При вращении коленвала создается эффект "перезарядки пушки". Во время цикла в двигателе происходят следующие процессы:  

1. Поршень начинает движение сверху, впускной клапан открывается, поршень движется вниз для наполнения цилиндра воздухом и бензином. Это такт впуска. На данном этапе для смеси топлива и воздуха требуется лишь небольшое количество бензина. (Часть 1 рисунка)
2. Затем поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь. Сжатие способствует более мощному взрыву. (Часть 2 рисунка)
3. Как только поршень достигает верхней точки, срабатывает свеча зажигания, которая воспламеняет топливо. Происходит взрыв бензина, при этом поршень движется вниз. (Часть 3 рисунка)
4. Как только поршень достигает нижней точки хода, открывается выпускной клапан для вывода продуктов сгорания по выхлопной трубе. (Часть 4 рисунка)

  Теперь двигатель готов к началу следующего цикла, происходит впуск топлива и воздуха. Обратите внимание, что движение, получаемое в результате работы двигателя внутреннего сгорания, является вращательным, в то время как движение, производимое картофельной пушкой - линейное (прямая линия). В двигателе линейное движение поршней переводится во вращательное движение при помощи коленвала. Вращательное движение идеально подходит для вращения колес автомобиля.   В следующем разделе мы предлагаем рассмотреть детали, которые обеспечивают работу двигателя, начиная с цилиндров.

   Устройство двигателя   Цилиндр является самой важной частью двигателя, поршень совершает поступательные движения в цилиндре. Вышеописанный двигатель имеет один цилиндр. Такой двигатель типичен для газонокосилок, однако в автомобильные двигатели имеют более одного цилиндра (обычно четыре, шесть или восемь). В многоцилиндровых двигателях цилиндры расположены в одном из трех порядков: линейно, V-образно или оппозитно (т.н. двигатель с горизонтальными противолежащими цилиндрами или оппозитный двигатель).  Рисунок 2. Линейное расположение - Цилиндры расположены линейно в один ряд.  Рисунок 3. V-образное - Цилиндры расположены линейно в два ряда под углом друг к другу.  Рисунок 4. Оппозитное - Цилиндры расположены линейно в два ряда с противоположных сторон двигателя.   Говоря об управляемости, затратах на производство и характеристиках формы, необходимо отметить, что различные конфигурации имеют свои преимущества и недостатки. Благодаря этим преимуществам и недостаткам определенные типы двигателей подходят для определенных автомобилей.   Давайте более подробно рассмотрим основные детали двигателя.  Свеча зажигания Свеча зажигания подает искру для воспламенения топливно-воздушной смеси, что обеспечивает процесс сгорания. Для правильной работы двигателя искра должна подаваться в строго определенный момент.  Клапаны Впускной и выпускной клапаны открываются в определенный момент для впуска топлива и воздуха и выпуска выхлопа. Обратите внимание, что оба клапана закрыты во время тактов сжатия и сгорания для обеспечения герметичности камеры сгорания.  Поршень Поршень - это металлическая деталь цилиндрической формы, которая движется вверх и вниз внутри цилиндра.  Поршневые кольца Поршневые кольца обеспечивают скользящее уплотнение между внешней кромкой поршня и внутренней кромкой цилиндра. Кольца используются для двух целей:  

• Они препятствуют попаданию топливно-воздушной смеси в картер из камеры сгорания в процессе такта сжатия и рабочего такта.
• Они препятствуют попаданию масла из картера в камеру сгорания, где оно может сгореть.

  Большинство автомобилей, которые "жгут масло" и требуют его добавления каждые 1000 км, имеют старые двигатели, поршневые кольца которых уже не могут обеспечивать надлежащее уплотнение.  Шатун Шатун соединяет поршень и коленвал. Он может вращаться с обеих сторон для изменения угла во время движения поршня и вращения коленвала.  Коленвал Коленвал преобразует поступательное движение поршней во вращательное как рычаг "чертика из табакерки".  Картер Картер окружает коленвал. В нем находится некоторое количество масла, которое собирается в нижней части картера (поддоне картера).   Далее мы узнаем о неполадках двигателя.

 

 Неполадки двигателя   Итак, одним прекрасным утром Вы садитесь в машину, а двигатель не заводится... Что же случилось? Теперь, когда Вы знакомы с принципом работы двигателя, Вы сможете разобраться с основными проблемами, которые мешают запуску двигателя. Три наиболее частые неполадки: плохая топливная смесь, недостаточная компрессия, отсутствие искры. Помимо вышеперечисленных, могут возникнуть тысячи других проблем, но мы остановимся на "большой тройке". Основываясь на простом двигателе, который мы описывали, мы расскажем о том, как эти проблемы могут повлиять на Ваш двигатель:  Плохая топливная смесь - Данная проблема может возникнуть по нескольким причинам:  

• У Вас закончился бензин, поэтому в двигатель поступает только воздух без топлива.
• У Вас забилось впускное отверстие воздуха, поэтому поступает только топливо.
• Топливная система подает слишком много или мало топлива, в результате чего сгорание не происходит надлежащим образом.
• Возможно, в топливе присутствуют примеси (например, в бензобак попала вода), которые препятствуют сгоранию.

 Недостаточная компрессия - Если топливно-воздушная смесь не будет сжата надлежащим образом, процесс сгорания будет проходить неправильно. Недостаточная компрессия может быть вызвана рядом причин:  

• Износ поршневых колец (топливно-воздушная смесь вытекает за пределы поршня в процессе сжатия).
• Недостаточное уплотнение клапана впуска или выпуска, что опять же вызывает протечку.
• В цилиндре имеются повреждения.

  Наиболее часто повреждение цилиндра происходит в его верхней части (на которой установлены клапаны, свеча зажигания и которая называется головка цилиндра) крепится к самому цилиндру. Обычно головка цилиндра крепится к самому цилиндру при помощи болтового соединения с использованием тонкой прокладки, которая обеспечивает качественное уплотнение.. При повреждении прокладки, между цилиндром и его головкой образуются небольшие отверстия, в результате чего происходят протечки.   Регулярное техническое обслуживание может помочь избежать ремонта  Отсутствие искры - Искра может быть слишком слабой или отсутствовать вообще по следующим причинам:  

• При износе свечи зажигания или ее провода может наблюдаться слабая искра.
• При повреждении или обрыве провода или система, передающая искру, не функционирует надлежащим образом, искра может отсутствовать.
• Если искра подается слишком рано или поздно во время цикла (т.е. если регулировка зажигания отключена), воспламенение топлива не произойдет в нужный момент, что может повлечь к различным проблемам.

  Могут возникнуть и другие неполадки. Например:  

• Если аккумулятор разряжен, Вы также не сможете завести двигатель.
• Если подшипники, которые обеспечивают свободное вращение коленвала, изношены, коленвал не сможет вращаться, в результате чего двигатель не заведется.
• Если открытие/закрытие клапанов не происходит в нужный момент и не происходит вообще, воздух не сможет поступать и выходить, что будет препятствовать работе двигателя.
• Если кто-то засунет картофелину Вам в выхлопную трубу, выхлоп не будет выпущен из цилиндра, поэтому двигатель не заведется.
• Если у Вас закончилось масло, поршень не сможет свободно двигаться в цилиндре, в результате чего двигатель заклинит.
• В исправно работающем двигателе все эти факторы находятся в допустимых пределах.

  Как Вы видите, в двигателе имеется несколько систем, которые обеспечивают преобразование энергии топлива в механическую энергию. В следующих разделах мы рассмотрим различные подсистемы, которые используются в двигателях.

   Клапанный механизм и система зажигания двигателя   Большинство подсистем двигателя может быть установлено с использованием различных технологий, а новые технологии могут улучшить показатели двигателя. Далее мы рассмотрим различные подсистемы, которые используются в современных двигателях, начиная с клапанного механизма.   Клапанный механизм состоит из клапанов и механизма, который открывает и закрывает их. Открывающая и закрывающая система называется распредвал. Распредвал имеет кулачки, которые перемещают клапаны вверх-вниз ,как показано на Рисунке 5.  Рисунок 5. Распредвал   В большинстве современных автомобилей используются так называемые верхнерасположенные распредвалы. Распредвал имеет кулачки, которые перемещают клапаны вверх-вниз, как показано на Рисунке 5. Кулачки воздействуют на клапаны напрямую или посредством очень короткой тяги. В старых моделях двигателей распредвал расположен в картере рядом с коленвалом. Штифты соединяют нижнюю часть кулачков с толкателями клапанов, расположенными над клапанами. В таком устройстве имеется больше движущихся частей, в результате чего возникает отставание между временем активации кулачка и последующим перемещением клапана. Ремень ГРМ или цепь ГРМ соединяет коленвал с распредвалом таким образом, чтобы клапаны двигались синхронно с поршнями. Скорость вращения распредвала в два раза ниже, чем у коленвала. Во многих мощных двигателях на каждый цилиндр установлено по четыре клапана (два впускных и два выпускных), такая конструкция требует наличия двух распредвалов на блок цилиндров, отсюда и название "двухраспредвальный вид головки". Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает распредвал".  Система зажигания (Рисунок 6) генерирует электрический разряд высокого напряжения и передает его от свечи зажигания по проводам зажигания. Вначале заряд поступает на распределитель, который Вы легко можете найти под капотом большинства автомобилей. Распределитель имеет один провод, входящий в центре и четыре, шесть или восемь проводов (в зависимости от количества цилиндров), выходящие их него. Эти провода зажигания передают заряд на каждую свечу зажигания. Зажигание двигателя отрегулировано таким образом, что за один раз искру от распределителя получает только один цилиндр. Такая конструкция обеспечивает максимальную равномерность работы. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает автомобильная система зажигания".  

 

Рисунок 6. Система зажигания   В следующем разделе мы рассмотрим, как происходит запуск, охлаждение и циркуляция воздуха в двигателе.

   Системы охлаждения, воздухозабора и запуска двигателя   В большинстве автомобилей система охлаждения состоит из радиатора и водяного насоса. Охлаждающая жидкость циркулирует по охлаждающей рубашке цилиндров, затем попадает в радиатор для охлаждения. В некоторых автомобилях (преимущественно в Volkswagen Жук) и в большинстве мотоциклов и газонокосилок используется воздушное охлаждение двигателей (двигатель с воздушным охлаждением легко узнать по ребрам на внешней стороне цилиндров, которые рассевают тепло). Двигатели с воздушным охлаждением намного легче, но охлаждаются хуже, что снижает их срок эксплуатации и производительность. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает система охлаждения".

На схеме представлено соединение патрубков системы охлаждения   Итак, теперь Вы знаете, что и как охлаждает двигатель Вашего автомобиля. Но почему так важна циркуляция воздуха? Большинство двигателей является безнаддувными, т.е. воздух поступает через воздушные фильтры непосредственно в цилиндры. Более мощные двигатели либо имеют турбонаддув, либо наддув, т.е. воздух поступает в двигатель под давлением (для подачи в цилиндр большего объема топливно-воздушной смечи) для увеличения мощности двигателя. Уровень сжатия воздуха называется наддув. При турбонаддуве используется небольшая турбина, установленная на выхлопную трубу для вращения нагнетающей турбины входящим потоком воздуха. Турбокомпрессор устанавливается непосредственно на двигатель для вращения компрессора.

 Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает турбокомпрессор".   Увеличение мощности двигателя - это, конечно, хорошо, но что же происходит когда Вы поворачиваете ключ? Система запуска состоит из электростартера и соленоида стартера. При повороте ключа зажигания, стартер несколько раз проворачивает двигатель для начала процесса сгорания. Для запуска холодного двигателя требуется мощный стартер. Стартер должен преодолеть:  

• Любое собственное трение, вызванное поршневыми кольцами
• Давление сжатия любого из цилиндров во время такта сжатия
• Энергию, необходимую для открытия и закрытия клапанов распредвалом
• А также действие всех остальных деталей, установленных непосредственно на двигателе, например водяного насоса, масляного насоса, генератора и т.д.

  В связи с тем, что требуется большое количество энергии и в автомобилях используется 12-вольтная электросистема, на стартер должен поступать ток в несколько сотен ампер. Соленоид стартера - это большой электронный переключатель, который может выдержать ток такой силы. При повороте ключа зажигания, он запускает соленоид для подачи питания на стартер.   В следующем разделе мы расскажем о подсистемах двигателя, которые отвечают за то, что в него поступает (масло и топливо) и что выходит (выхлоп и выбросы).

 Системы смазки, подачи топлива, выхлопа и электросистема двигателя   Когда дело касается повседневного обслуживания, скорее всего Вас, прежде всего, заинтересует количество бензина в бензобаке Вашего автомобиля. Каким же образом бензин, которым Вы заправляетесь, заставляет работать цилиндры? Топливная система при помощи насоса подает топливо из бензобака и смешивает его с воздухом в определенных пропорциях для того, чтобы топливно-воздушная смесь затем поступала в цилиндры. Существует три способа подачи топлива: карбюрация, впрыск во впускные каналы и непосредственный впрыск.  

• При карбюрации устройство, которое называется карбюратор, смешивает бензин с воздухом при подаче воздуха в двигатель.
• В двигателях с впрыском топлива необходимое количество топлива впрыскивается в каждый цилиндр отдельно либо над впускным клапаном (впрыск во впускные каналы), либо в сам цилиндр (непосредственный впрыск).

  Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает система впрыска топлива".   Масло также играет очень важную роль. Система смазки обеспечивает подачу масла для каждой движущейся детали для того, чтобы они свободно двигались. Прежде всего, смазка требуется поршням (для их плавного движения в цилиндрах) и подшипникам, которые обеспечивают вращение таких деталей, как коленвал и распредвал. В большинстве автомобилей масла из поддона картера подается при помощи масляного насоса, проходит через масляный фильтр для удаления абразивных частиц, после чего под давлением поступает на подшипники и стенки цилиндра. Затем масло стекает обратно в картер, где оно собирается, после чего цикл повторяется.  

Выхлопная система автомобиля Porsche 911   Теперь, когда Вы уже кое-что знаете о том, что заливается в автомобиль, давайте рассмотрим, что же из него выходит. Выхлопная система состоит из выхлопной трубы и глушителя. Если глушитель не установлен, то Вы сможете услышать звуки тысяч небольших взрывов, доносящихся из выхлопной трубы. Глушитель заглушает эти звуки. Выхлопная система также включает в себя и каталитический дожигатель выхлопных газов. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает каталитический дожигатель выхлопных газов".   В большинстве современных автомобилей система понижения токсичности выхлопа состоит из каталитического дожигателя выхлопных газов, и набора датчиков и приводов и компьютера, который отслеживает и регулирует происходящие процессы. Например, каталитический дожигатель использует катализатор и кислород для сжигания неотработанного топлива и некоторых других химических веществ, содержащихся в выхлопе. Датчик кислорода отвечает за количество кислорода в выхлопе, достаточное для работы катализатора, при необходимости датчик производит дополнительную регулировку.   Что еще помимо бензина питает Ваш автомобиль? Электросистема состоит из аккумулятора и генератора. Генератор соединяется с двигателем при помощи ремня и генерирует ток для зарядки аккумулятора. Аккумулятор подает 12 вольт на все системы, которым требуется электропитание (система зажигания, радио, фары, стеклоочистители, электрические стеклоподъёмники и сиденья с электрическим приводом регулировки, компьютеры и т.д.).   Теперь, когда Вы все узнали про подсистемы двигателя, мы расскажем о том, как увеличить мощность двигателя.

   Увеличение мощности двигателя   Прочитав данную статью, Вы увидите, что существует множество способов увеличения показателей Вашего двигателя. Производители автомобилей постоянно экспериментируют со следующими параметрами для увеличения мощности двигателя или снижения расхода топлива.  Увеличение рабочего объема - Большой рабочий объем способствует увеличению мощности, т.к. при каждом обороте двигателя сгорает больше топлива. Увеличить рабочий объем можно, установив большие или дополнительные цилиндры. Практика показывает, что не имеет смысла устанавливать более 12 цилиндров.  Увеличение степени сжатия - Увеличение степени сжатия способствует увеличению мощности. Однако, чем сильнее происходит сжатие топливно-воздушной смеси, тем выше вероятность ее самовозгорания (еще до срабатывания свечи зажигания). Высокооктановый бензин предотвращает раннее сгорание топлива. Именно по этой причине мощные автомобили необходимо заправлять высокооктановым бензином - в их двигателях используется более высокая степень сжатия для увеличения мощности. Увеличение объема подаваемой смеси - При увеличении подачи воздуха (и, соответственно, топлива), не изменяя размер цилиндра, можно увеличить мощность (точно также, как при увеличении размера цилиндра). Турбокомпрессоры и компрессоры наддува повышают давление поступающего воздуха, благодаря чему в цилиндр можно подать больше воздуха. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает турбокомпрессор".  Охлаждение поступающего воздуха - При сжатии воздуха, его температура повышается. Поэтому лучше обеспечивать подачу более холодного воздуха в цилиндр, т.к. чем выше температура воздуха, тем меньше его расширение при сгорании. По этой причине во многих двигателях с наддувом и турбонаддувом используются охладители воздуха. Охладитель воздуха - это специальный радиатор, по которому сжатый воздух проходит для охлаждения перед подачей в цилиндр. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает система охлаждения".  Облегчение подачи воздуха  - При движении поршня вниз во время такта впуска, сопротивление воздуха может снизить мощность двигателя. Сопротивление воздуха может быть снижено благодаря установке двух впускных клапанов на каждый цилиндр. В некоторых современных автомобилях используются полированные впускные коллекторы для снижения сопротивления воздуха. Установка больших воздушных фильтров также может улучшить подачу воздуха.  Облегчение выпуска выхлопа - При выпуске выхлопа из цилиндра, сопротивление воздуха может снизить мощность двигателя. Сопротивление воздуха может быть снижено благодаря установке двух выпускных клапанов на каждый цилиндр (автомобиль с двумя впускными и двумя выпускными клапанами имеет по четыре клапана на каждый цилиндр, что увеличивает мощность двигателя - когда Вы слышите рекламу автомобиля, в которой говорится, что у него 4 цилиндра и 16 клапанов, это означает, что в двигателе установлено по четыре клапана на каждый цилиндр). Если выхлопная труба слишком узкая или сопротивление воздуха в глушителе слишком высокое, то это может создать противодавление, что также снизит мощность. В высокоэффективных выхлопных системах используются выпускные коллекторы, широкие выхлопные трубы и глушители для предотвращения образования противодавления в выхлопной системе. Поэтому, когда Вы слышите, что в автомобиле установлена "раздельная система выпуска", это значит, что для улучшения выпуска отработанных газов используется две выхлопных трубы вместо одной.  Снижение массы - Чем легче детали, тем эффективнее работает двигатель. Каждый раз, когда поршень меняет направления движения, он затрачивает энергию на то, чтобы прекратить движение в одну сторону и начать в другую. Чем легче поршень, тем меньше энергии ему требуется.  Впрыск топлива - Система впрыска топлива обеспечивает очень точное дозирование топлива для каждого цилиндра. Благодаря этому увеличивается мощность и снижается расход топлива. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает система впрыска топлива".     Часто задаваемые вопросы по двигателям   Ниже приведены наиболее часто задаваемые вопросы наших читателей, а также ответы на них:  

• Чем отличаются бензиновые и дизельные двигатели? В дизельных двигателях отсутствует свеча зажигания. Дизельное топливо подается в цилиндр, возгорание происходит под действием тепла и давления во время такта сжатия. Энергетическая плотность дизеля значительно выше, чем у бензина, поэтому дизельный двигатель рассчитан на больший пробег. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает дизельный двигатель".

 

• Чем отличаются двухтактные и четырехтактные двигатели? В большинстве бензопил и лодочных моторов используются двухтактные двигатели. В двухтактном двигателе отсутствуют клапаны, а свеча зажигания дает искру каждый раз, когда поршень находится в верхней точке хода. Через отверстие в нижней части стенки цилиндра происходит впуск топлива и воздуха. Когда поршень движется вверх, сжимая смесь, свеча зажигания дает искру для начала процесса сгорания, отработанные газы выходят через другое отверстие в стенке цилиндра. В двухтактных двигателях необходимо смешивать масло с бензином, т.к. отверстия в стенках цилиндров не допускают использование уплотнительных колец для герметизации камеры сгорания. В общем, двухтактные двигатели являются достаточно мощными для своих размеров, т.к. в них на один поворот двигателя происходит в два раза больше циклов сгорания. Однако, двухтактный двигатель расходует больше бензина и сжигает большое количество масла, соответственно, он наносит больший вред экологии. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает двухтактный двигатель".

 

• В этой статье Вы упоминали паровые двигатели - существуют ли какие-либо преимущества паровых двигателей или других двигателей внешнего сгорания? Единственное преимущество паровых двигателей заключается в том, что в качестве топлива можно использовать все, что горит. Например, в паровом двигателе в качестве топлива можно использовать уголь, газеты, дрова, в то время как для работы двигателя внутреннего сгорания требуется очищенное высококачественное жидкое или газообразное топливо. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает паровой двигатель".

 

• Используются ли в автомобильных двигателях какие-либо другие циклы помимо цикла Отто? Как говорилось ранее, в двухтактных и дизельных двигателях используются другие циклы работы. В двигателе автомобиля Mazda Millenia используется модифицированный цикл Отто, который называется цикл Миллера. В газотурбинных двигателях используется цикл Брайтона. В дизельных ротационных двигателях Ванкеля используется цикл Отто, однако он происходит совершенно по-другому в отличие от четырехтактных поршневых двигателей.

 

• Зачем нужно устанавливать восемь цилиндров? Почему нельзя установить один большой цилиндр с таким же рабочим объемом, как у восьми цилиндров? По ряду причин в 4.0л двигателе используется восемь цилиндров объемом пол-литра каждый, а не один большой 4-литровый цилиндр. Основная причина - это равномерность работы. V-образный восьмицилиндровый двигатель работает более равномерно, т.к. в нем происходит восемь взрывов с равными интервалами вместо одного сильного взрыва. Другая причина - это начальный крутящий момент. Когда Вы заводите V-образный восьмицилиндровый двигатель, Вам необходимы только два цилиндра (1л) во время их тактов сжатия, если использовать один большой цилиндр, то придется производить сжатие 4 литров.

 Чем 4-цилиндровый двигатель отличается от V-образного шестицилиндрового двигателя?   Количество цилиндров в двигателе играет важную роль в его мощности. Каждый цилиндр имеет поршень, который движется внутри него, эти поршни соединены с коленвалом и вращают его. Чем больше используется поршней, тем больше происходит сгораний топлива в определенный момент времени. Это означает, что за меньшее время может быть выработано больше мощности.   4-цилиндровые двигатели обычно имеют "прямое" или "линейное" расположение цилиндров, в то время как в 6-цилиндровых двигателях используется более компактное V-образное расположение, поэтому они и называются V-образные 6-цилиндровые двигатели. Американские производители автомобилей остановили свой выбор на V-образных 6-цилиндровых двигателях, т.к. являются более мощными и тихими, оставаясь при этом достаточно легкими и компактными для установки в автомобили.  

4-цилиндровый двигатель с линейным расположением цилиндров автомобиля Lotus Elise   Исторически сложилось так, что американские автовладельцы отвернулись от 4-цилиндровых двигателей, считая их медленными, слабыми, работающими неравномерно и дающими слабое ускорение. Однако, когда такие японские производители автомобилей, как Honda и Toyota стали устанавливать мощные 4-цилиндровые двигатели в 1980-х и 90-х, американцы по достоинству оценили эти компактные двигатели. Даже, несмотря на то, что такие японские автомобили, как Toyota Camry имели огромный успех по сравнению с  аналогичными моделями американских производителей, в США продолжался выпуск автомобилей с 6-цилиндровыми двигателями, т.к. считалось, что американцам необходимы мощные автомобили. На сегодняшний день, в связи с ростом цен на бензин и обострившейся экологической ситуацией, Детройт переходит на 4-цилиндровые двигатели благодаря их низкому расходу топлива и меньшим выбросам в атмосферу.  

3,8л V-образный 6-цилиндровый двигатель с турбонаддувом автомобиля Nissan GT-R.   Что касается будущего 6-цилиндровых двигателей, то за последние годы были максимально устранены различия между 4-цилиндровыми и 6-цилиндровыми двигателями. Для того, чтобы соответствовать требованиям низкого расхода бензина и уровня выхлопных газов, производители приложили много усилий по улучшению работы 6-цилиндровых двигателей. Большинство современных автомобилей с 6-цилиндровыми двигателями соответствуют стандартам расхода топлива уровня выхлопов, установленных для компактных 4-цилиндровых двигателей. Таким образом, различия в эффективности и мощности этих двух типов двигателей ослабевают, и принятие решения о покупке 4-цилиндрового или 6-цилиндрового двигателя сводится к их стоимости. Что касается моделей автомобильных, доступных с обоими типами двигателей, конфигурация с 4-цилиндровым двигателем стоит дешевле до $1000 по сравнению с 6-цилиндровым. Таким образом, независимо от мощности автомобиля, 4-цилиндровый двигатель поможет Вам сэкономить.   И, напоследок: Не стоит пытаться установить 6-цилиндровый двигатель на автомобиль, в котором изначально стоял 4-цилиндровый. Переоборудование автомобиля с 4-цилиндровым двигателем для установки 6-цилиндрового может обойтись Вам дороже, чем покупка нового автомобиля.     Источник:  http://www.howstuffworks.com/

www.exist.ru

Как работает двигатель автомобиля – устройство, принцип действия видео

Прежде, чем рассматривать вопрос, как работает двигатель автомобиля, необходимо хотя бы в общих чертах разбираться в его устройстве. В любом автомобиле установлен двигатель внутреннего сгорания, работа которого основана на преобразовании тепловой энергии в механическую. Заглянем глубже в этот механизм.

Как устроен двигатель автомобиля – изучаем схему устройства

Классическое устройство двигателя включает в себя цилиндр и картер, закрытый в нижней части поддоном. Внутри цилиндра находится поршень с различными кольцами, который перемещается в определенной последовательности. Он имеет форму стакана, в его верхней части располагается днище. Чтобы окончательно понять, как устроен двигатель автомобиля, необходимо знать, что поршень с помощью поршневого пальца и шатуна связывается с коленчатым валом.

Для плавного и мягкого вращения используются коренные и шатунные вкладыши, играющие роль подшипников. В состав коленчатого вала входят щеки, а также коренные и шатунные шейки. Все эти детали, собранные вместе, называются кривошипно-шатунным механизмом, который преобразует возвратно-поступательное перемещение поршня в круговое вращение коленчатого вала.

Верхняя часть цилиндра закрывается головкой, где расположены впускной и выпускной клапаны. Они открываются и закрываются в соответствии с перемещением поршня и движением коленчатого вала. Чтобы точно представить, как работает двигатель автомобиля, видео в нашей библиотеке следует изучить также подробно, как и статью. А пока мы попытаемся выразить его действие на словах.

Как работает двигатель автомобиля – кратко о сложных процессах

Итак, граница перемещения поршня имеет два крайних положения – верхнюю и нижнюю мертвые точки. В первом случае поршень находится на максимальном удалении от коленчатого вала, а второй вариант представляет собой наименьшее расстояние между поршнем и коленчатым валом. Для того чтобы обеспечить прохождение поршня через мертвые точки без остановок используется маховик, изготовленный в форме диска.

Важным параметром у двигателей внутреннего сгорания является степень сжатия, напрямую влияющая на его мощность и экономичность.

Чтобы правильно понять принцип работы двигателя автомобиля, необходимо знать, что в его основе лежит использование работы газов, расширенных в процессе нагревания, в результате чего и обеспечивается перемещение поршня между верхней и нижней мертвыми точками. При верхнем положении поршня происходит сгорание топлива, поступившего в цилиндр и смешанного с воздухом. В результате температура газов и их давление значительно возрастает.

Газы совершают полезную работу, благодаря которой поршень перемещается вниз. Далее через кривошипно-шатунный механизм действие передается на трансмиссию, а затем на автомобильные колеса. Отработанные продукты удаляются из цилиндра через систему выхлопа, а на их место поступает новая порция топлива. Весь процесс, от подачи топлива до вывода отработанных газов, называется рабочим циклом двигателя.

Принцип работы двигателя автомобиля – различия в моделях

Существует несколько основных видов двигателей внутреннего сгорания. Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Расположенные в один ряд, они составляют в целом определенный рабочий объем. Но постепенно некоторые производители отошли от такой технологии изготовления к более компактному варианту.

Много моделей используют конструкцию V-образного двигателя. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Во многих конструкциях количество цилиндров составляет от 6 до 12 и более. Это позволяет значительно сократить линейный размер двигателя и уменьшить его длину.

Таким образом, разнообразие двигателей позволяет успешно их использовать в автомобилях самого разного назначения. Это могут быть стандартные легковые и грузовые машины, а также спортивные авто и внедорожники. В зависимости от типа двигателя вытекают и определенные технические характеристики всей машины.

argi.su

Как работает двигатель автомобиля

 Сегодня мало кто из современных автомобилистов задаются целью знать устройство автомобиля. Конечно, каждый должен заниматься тем, что умеет и ремонтировать авто лучше профессионалу, но в то же время необходимо владеть хоть какими-то минимальными азами. Это необходимо для того, что если вдруг автомобиль откажется заводиться где-то в глуши, вы все-таки смогли его завести и доехать до ближайшего СТО.

Никто не поспорит с тем фактом, двигатель является сердцем автомобиля. Ведь именно он приводит весь автомобиль в движение, и недаром именно двигатель является самой дорогой деталью во всем автомобиле.

Выбирая автомобиль, каждый автолюбитель уделяет особенное внимание именно его параметрам. И для того чтобы вы могли правильно в них разбираться, вы должны знать как работает двигатель автомобиля. Только так, вы своевременно сможете обратить внимание на все необходимые детали. Начиная от мощности и заканчивая расходом.Если вас впервые заинтересовал вопрос о том, как работает двигатель автомобиля, то для начала лучше рассмотреть на примере принципа работы обыкновенного бензинового двигателя. А заключается она в том, что в двигатель поступает бензин, далее поступая в цилиндр, он в верхней точке сжимается.

При помощи искры, возникающей от автомобильной свечи происходит поджиг топлива, от данного запала, поршни начнут отталкиваться вниз. Далее они плотно прилегают к краям всех цилиндров, это в свою очередь обеспечивает скольжение машинного масла и создает необходимое давление в верхней точке.

Благодаря этому процессу создается круговое движение вала, а он уже передает на коробку передач свой крутящий момент, которая далее обеспечивает движение приводных колес автомобиля. Для того чтобы поршня постоянно отталкивались и находились на разных позициях, создавая вращение, вал всегда имеет кривую структуру.Если говорить о работе дизельного двигателя, то она принципиально отличается от бензинового. Дело в том, что здесь искра не зажигает сжатое топливо. А поршни приходят в движение вследствие того, что топливо впрыскивается в находящийся в цилиндре сжатый горячий воздух.

Безусловно, есть и другие отличия в работе этих видов двигателей, но именно это является основным.

Устройство двигателя автомобиля

Хоть немного устройство двигателя автомобиля должен знать каждый автомобилист. Безусловно, современная машиностроительная индустрия активно развивается, и на рынке представлены автомобили с разнообразными модификациями двигателей. Однако при этом можно сказать, что все они разработаны на основе базовой модели, которую каждый инженер пытается усовершенствовать и модернизировать.

Поэтому если рассматривать устройство двигателя автомобиля, то любой из них состоит из блока поршневой группы и газораспределительной головы, несмотря на то, что виды двигателей автомобилей могут быть разными.

Блок поршневой группы. Данный блок состоит из поршней, коленвала, поршней и маховика. Он отвечает за то, чтобы своевременно и правильно происходила передача крутящего момента.

Газораспределительная голова состоит из специальных клапанов и газораспределительного вала. Она отвечает за то, чтобы происходил правильный обмен топливом во всей автомобильной системе.

Кроме того, следует отметить, что существуют карбюраторные и инжекторные двигатели. Их основное отличие заключается в том, что все инжекторные автомобили оснащены специальным компьютером блоком.

Карбюраторные двигатели, не смотря на то, что их осталось не так много на наших дорогах, являются достаточно востребованными. Это связано с тем, что даже если где-то на трассе произойдет поломка, водитель сможет самостоятельно ее устранить.

Инжекторный двигатель имеет контроль над подачей топлива, уровнем СО и контролирует рабочее состояние всего двигателя. Однако если произойдет поломка в таком автомобиле, то устранить ее без специальных программ, которые есть только на СТО, не удастся.

Однако нельзя сказать, что от этого инжекторные автомобили хуже, наоборот они своевременно сообщают своему владельцу о возможных неполадках в работе, для своевременного устранения.

chancecar.ru

Двигатель внутреннего сгорания: устройство и принцип работы

Вот уже около ста лет повсюду в мире основным силовым агрегатом на автомобилях и мотоциклах, тракторах и комбайнах, прочей технике является двигатель внутреннего сгорания. Придя в начале двадцатого века на смену двигателям внешнего сгорания (паровым), он и в веке двадцать первом остаётся наиболее экономически эффективным видом мотора. В данной статье мы подробно рассмотрим устройство, принцип работы различных видов ДВС и его основных вспомогательных систем.

Определение и общие особенности работы ДВС

Главная особенность любого двигателя внутреннего сгорания состоит в том, что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. В процессе работы химическая и тепловая энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую работу. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, которое образуется в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

В процессе эволюции ДВС выделились следующие, доказавшие свою эффективность, типы данных моторов:

• Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на
• карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
• инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
• дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается от температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
• Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. В моторах данного типа тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
• Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. В данных моторах преображение тепловой энергии в механическую работу осуществляется с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Наиболее надёжными, неприхотливыми, экономичными в плане расходования топлива и необходимости в регулярном техобслуживании, являются поршневые двигатели.

Технику с прочими видами ДВС можно вносить в Красную книгу. В наше время автомобили с роторно-поршневыми двигателями делает только «Mazda». Опытную серию автомашин с газотурбинным двигателем выпускал «Chrysler», но было это в 60-х годах, и более к этому вопросу никто из автопроизводителей не возвращался. В СССР газотурбинными двигателями оснащались танки «Т-80» и десантные корабли «Зубр», но в дальнейшем решено было отказаться от данного типа моторов. В связи с этим, подробно остановимся на «завоевавших мировое господство» поршневых двигателях внутреннего сгорания.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Корпус двигателя объединяет в единый организм:

• блок цилиндров, внутри камер сгорания которых воспламеняется топливно-воздушная смесь, а газы от этого сгорания приводят в движение поршни;
• кривошипно-шатунный механизм, который передаёт энергию движения на коленчатый вал;
• газораспределительный механизм, который призван обеспечивать своевременное открытие/закрытие клапанов для впуска/выпуска горючей смеси и отработанных газов;
• система подачи («впрыска») и воспламенения («зажигания») топливно-воздушной смеси;
• система удаления продуктов горения (выхлопных газов).

Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания в разрезе

При пуске двигателя в его цилиндры через впускные клапаны впрыскивается воздушно-топливная смесь и воспламеняется там от искры свечи зажигания. При сгорании и тепловом расширении газов от избыточного давления поршень приходит в движение, передавая механическую работу на вращение коленвала.

Работа поршневого двигателя внутреннего сгорания осуществляется циклически. Данные циклы повторяются с частотой несколько сотен раз в минуту. Это обеспечивает непрерывное поступательное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала.

Определимся в терминологии. Такт — это рабочий процесс, происходящий в двигателе за один ход поршня, точнее, за одно его движение в одном направлении, вверх или вниз. Цикл — это совокупность тактов, повторяющихся в определённой последовательности. По количеству тактов в пределах одного рабочего цикла ДВС подразделяются на двухтактные (цикл осуществляется за один оборот коленвала и два хода поршня) и четырёхтактные (за два оборота коленвала и четыре ходя поршня). При этом, как в тех, так и в других двигателях, рабочий процесс идёт по следующему плану: впуск; сжатие; сгорание; расширение и выпуск.

Принципы работы ДВС

— Принцип работы двухтактного двигателя

Когда происходит запуск двигателя, поршень, увлекаемый поворотом коленчатого вала, приходит в движение. Как только он достигает своей нижней мёртвой точки (НМТ) и переходит к движению вверх, в камеру сгорания цилиндра подаётся топливно-воздушную смесь.

В своём движении вверх поршень сжимает её. В момент достижения поршнем его верхней мёртвой точки (ВМТ) искра от свечи электронного зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь. Моментально расширяясь, пары горящего топлива стремительно толкают поршень обратно к нижней мёртвой точке.

В это время открывается выпускной клапан, через который раскалённые выхлопные газы удаляются из камеры сгорания. Снова пройдя НМТ, поршень возобновляет своё движение к ВМТ. За это время коленчатый вал совершает один оборот.

При новом движении поршня опять открывается канал впуска топливно-воздушной смеси, которая замещает весь объём вышедших отработанных газов, и весь процесс повторяется заново. Ввиду того, что работа поршня в подобных моторах ограничивается двумя тактами, он совершает гораздо меньшее, чем в четырёхтактном двигателе, количество движений за определённую единицу времени. Минимизируются потери на трение. Однако выделяется большая тепловая энергия, и двухтактные двигатели быстрей и сильнее греются.

В двухтактных двигателях поршень заменяет собой клапанный механизм газораспределения, в ходе своего движения в определённые моменты открывая и закрывая рабочие отверстия впуска и выпуска в цилиндре. Худший, по сравнению с четырёхтактным двигателем,  газообмен является главным недостатком двухтактной системы ДВС. В момент удаления выхлопных газов теряется определённый процент не только рабочего вещества, но и мощности.

Сферами практического применения двухтактных двигателей внутреннего сгорания стали мопеды и мотороллеры; лодочные моторы, газонокосилки, бензопилы и т.п. маломощная техника.

— Принцип работы четырёхтактного двигателя

Данных недостатков лишены четырёхтактные ДВС, которые, в различных вариантах, и устанавливаются на практически все современные автомобили, трактора и прочую технику. В них впуск/ выпуск горючей смеси/выхлопных газов осуществляются в виде отдельных рабочих процессов, а не совмещены со сжатием и расширением, как в двухтактных. При помощи газораспределительного механизма обеспечивается механическая синхронность работы впускных и выпускных клапанов с оборотами коленвала. В четырёхтактном двигателе впрыск топливно-воздушной смеси происходит только после полного удаления отработанных газов и закрытия выпускных клапанов.

Процесс работы двигателя внутреннего сгорания

Каждый такт работы составляет один ход поршня в пределах от верхней до нижней мёртвых точек.  При этом двигатель проходит через следующие фазы работы:

• Такт первый, впуск. Поршень совершает движение от верхней к нижней мёртвой точке. В это время внутри цилиндра возникает разряжение, открывается впускной клапан и поступает топливно-воздушная смесь. В завершение впуска давление в полости цилиндра составляет в пределах от 0,07 до 0,095 Мпа; температура — от 80 до 120 градусов Цельсия.
• Такт второй, сжатие. При движении поршня от нижней к верхней мёртвой точке и закрытых впускном и выпускном клапане происходит сжатие горючей смеси в полости цилиндра. Этот процесс сопровождается повышением давления до 1,2—1,7 Мпа, а температуры — до 300-400 градусов Цельсия.
• Такт третий, расширение. Топливно-воздушная смесь воспламеняется. Это сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии. Температура в полости цилиндра резко возрастает до 2,5 тысяч градусов по Цельсию. Под давлением поршень быстро движется к своей нижней мёртвой точке. Показатель давления при этом составляет от 4 до 6 Мпа.
• Такт четвёртый, выпуск. Во время обратного движения поршня к верхней мёртвой точке открывается выпускной клапан, через который выхлопные газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод, а затем и в окружающую среду. Показатели давление в завершающей стадии цикла составляют 0,1-0,12 Мпа; температуры — 600-900 градусов по Цельсию.

Вспомогательные системы двигателя внутреннего сгорания

— Система зажигания

Система зажигания является частью электрооборудования машины и предназначена для обеспечения искры, воспламеняющей топливно-воздушную смесь в рабочей камере цилиндра. Составными частями системы зажигания являются:

• Источник питания. Во время запуска двигателя таковым является аккумуляторная батарея, а во время его работы — генератор.
• Включатель, или замок зажигания. Это ранее механическое, а в последние годы всё чаще электрическое контактное устройство для подачи электронапряжения.
• Накопитель энергии. Катушка, или автотрансформатор — узел, предназначенный для накопления и преобразования энергии, достаточной для возникновения нужного разряда между электродами свечи зажигания.
• Распределитель зажигания (трамблёр). Устройство, предназначенное для распределения импульса высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам каждого из цилиндров.

Система зажигания ДВС

— Впускная система

Система впуска ДВС предназначена для бесперебойной подачи в мотор атмосферного воздуха, для его смешивания с топливом и приготовления горючей смеси. Следует отметить, что в карбюраторных двигателях прошлого впускная система состоит из воздуховода и воздушного фильтра. И всё. В состав впускной системы современных автомобилей, тракторов и прочей техники входят:

• Воздухозаборник. Представляет собою патрубок удобной для каждого конкретного двигателя формы. Через него атмосферный воздух всасывается внутрь двигателя, посредством разницы в показателях давления в атмосфере и в двигателе, где при движении поршней возникает разрежение.
• Воздушный фильтр. Это расходный материал, предназначенный для очистки поступающего в мотор воздуха от пыли и твёрдых частиц, их задержки на фильтре.
• Дроссельная заслонка. Воздушный клапан, предназначенный для регулирования подачи нужного количества воздуха. Механически она активируется нажатием на педаль газа, а в современной технике — при помощи электроники.
• Впускной коллектор. Распределяет поток воздуха по цилиндрам мотора. Для придания воздушному потоку нужного распределения используются специальные впускные заслонки и вакуумный усилитель.

— Топливная система

Топливная система, или система питания ДВС, «отвечает» за бесперебойную подачу горючего для образования топливно-воздушной смеси. В состав топливной системы входят:

• Топливный бак — ёмкость для хранения бензина или дизтоплива, с устройством для забора горючего (насосом).
• Топливопроводы — комплекс трубок и шлангов, по которым к двигателю поступает его «пища».
• Устройство смесеобразования, то есть карбюратор или инжектор — специальный механизм для приготовления топливно-воздушной смеси и её впрыска в ДВС.
• Электронный блок управления (ЭБУ) смесеобразованием и впрыском — в инжекторных двигателях это устройство «отвечает» за синхронную и эффективную работу по образованию и подаче горючей смеси в мотор.
• Топливный насос — электрическое устройство для нагнетания бензина или солярки в топливопровод.
• Топливный фильтр — расходный материал для дополнительной очистки топлива в процессе его транспортировки от бака к мотору.

Схема топливной системы ДВС

— Система смазки

Предназначение системы смазки ДВС — уменьшение силы трения и её разрушительного воздействия на детали; отведение части излишнего тепла; удаление продуктов нагара и износа; защита металла от коррозии. Система смазки ДВС включает в себя:

• Поддон картера — резервуар для хранения моторного масла. Уровень масла в поддоне контролируется не только специальным щупом, но и датчиком.
• Масляный насос — качает масло из поддона и подаёт его к нужным деталям двигателя через специальные просверленные каналы-«магистрали». Под действием силы тяжести масло стекает со смазанных деталей вниз, обратно в поддон картера, накапливается там, и цикл смазки повторяется снова.
• Масляный фильтр задерживает и удаляет из моторного масла твёрдые частицы, образующиеся из нагара и продуктов износа деталей. Фильтрующий элемент всегда меняется на новый вместе с каждой заменой моторного масла.
• Масляный радиатор предназначен для охлаждения моторного масла, с помощью жидкости из системы охлаждения двигателя.

— Выхлопная система

Выхлопная система ДВС служит для удаления отработанных газов и уменьшения шумности работы мотора. В современной технике выхлопная система состоит из следующих деталей (по порядку выхода отработанных газов из мотора):

• Выпускной коллектор. Это система труб из жаропрочного чугуна, которая принимает раскалённые отработанные газы, гасит их первичный колебательный процесс и отправляет далее, в приёмную трубу.
• Приёмная труба — изогнутый газоотвод из огнестойкого металла, в народе именуемый «штанами».
• Резонатор, или, говоря народным языком, «банка» глушителя — ёмкость, в которой происходит разделение выхлопных газов и снижение их скорости.
• Катализатор — устройство, предназначенное для очистки выхлопных газов и их нейтрадизации.
• Глушитель — ёмкость с комплексом специальных перегородок, предназначенных для многократного изменения направления движения потока газов и, соответственно, их шумности.

Выхлопная система ДВС

— Система охлаждения

Если на мопедах, мотороллерах и недорогих мотоциклах до сих пор применяется воздушная система охлаждения двигателя — встречным потоком воздуха, то для более мощной техники её, разумеется, недостаточно. Здесь работает жидкостная система охлаждения, предназначенная для забирания излишнего тепла у мотора и снижения тепловых нагрузок на его детали.

• Радиатор системы охлаждения служит для отдачи избыточного тепла в окружающую среду. Он состоит из большого количества изогнутых аллюминиевых трубок, с рёбрами для дополнительной теплоотдачи.
• Вентилятор предназначен для усиления охлаждающего эффекта на радиатор от встречного потока воздуха.
• Водяной насос (помпа) — «гоняет» охлаждающую жидкость по «малому» и «большому» кругам, обеспечивая её циркуляцию через двигатель и радиатор.
• Термостат — специальный клапан, обеспечивающий оптимальную температуру охлаждающей жидкости путём запуска её по «малому кругу», минуя радиатор (при холодном двигателе) и по «большому кругу», через радиатор — при прогретом двигателе.

Слаженная работа данных вспомогательных систем обеспечивает максимальную отдачу от двигателя внутреннего сгорания и его надёжность.

В заключение необходимо отметить, что в обозримом будущем не предвидится появления достойных конкурентов двигателю внутреннего сгорания. Есть все основания утверждать, что в своём современном, усовершенствованном виде, он ещё несколько десятилетий останется господствующим видом мотора во всех отраслях мировой экономики.

tractorreview.ru

Двигатель автомобиля

В 1860 году впервые провернулся вал двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Это стало началом новой эры. По всему миру заискрили свечи зажигания, воспламеняя топливно-воздушную смесь, начали свой неустанный бег поршня, закрутились колеса автомобилей. И пусть первый двигатель талантливого француза был скорее моделью, чем действительно полезным техническим устройством, он разжег в умах огонь изобретательства и жажду покорения скорости.

Данный раздел содержит максимум информации об основных принципах работы ДВС, их видах и основных технических приемах, используемых в процессе конструирования.

Детальные описания основных узлов и агрегатов, таких как кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, системы приготовления и подачи топливно-воздушной смеси.

Интересную информацию о разработках, чей принцип действия отличен от всем привычного поршневого ДВС.

Рассказывает о изобретателях и изобретениях, опередивших свое время.

Содержит описания дальнейших путей развития новых и совершенствования существующих двигателей.

Желаем Вам получить максимум полезной и интересной информации на страницах нашего ресурса.

Сегодня речь пойдет о замене сальников коленчатого вала на ВАЗах с задним и передним приводом. Процедура не сложная и справиться с ней под силу любому автовладельцу. Меняют сальники в том случае, если появляются протечки масла в районе коленвала. Какой инструмент вам понадобится для работы. Как и зачем подрезают пружинки на сальнике.

Распределительный вал является частью ГРМ. Сальники (уплотнительные кольца) распредвала не допускают утечек масла из двигателя. Со временем он дубеют и перестают справляться со своей задачей. Рассмотрим как правильно поменять сальник распредвала на различных моделях автомобилей ВАЗ с 8-ми и 16-ти клапанными двигателями.

Сегодня поговорим о замене опор двигателя. Если появляется посторонний шум из моторного отсека или вибрация — самое время проверить подушки двигателя. Этот резинометаллический элемент предназначен для гашения вибраций мотора и коробки передач. Как можно поменять подушки на двигателях отечественных автомобилей ВАЗ и ряда иномарок.

В статье подробно описан процесс замены седел клапанов ГБЦ. Из материала вы узнаете как правильно произвести замену седла, его прирезку, шлифовку, как правильно шарошить. Какие сложности таит в себе данная процедура и почему при отсутствии опыта лучше сразу обратиться к специалистам. Какие фрезы и зенкера нужны чтобы отремонтировать седла.

Трещина в блоке цилиндров. Это страшное словосочетание для любого автовладельца. По каким признакам можно определить появление трещин в ГБЦ, блоке или гильзах двигателя. Есть несколько методов, с помощью которых можно определить, а также заделать появившиеся трещины. Все зависит в каком месте они появились и от размера.

В этой статье мы рассмотрим процедуру замены гидрокомпенсаторов на автомобиле ВАЗ Приора своими руками. Когда может понадобиться замена «гидриков» и последовательные шаги подробно описаны в материале. Незначительные отличия имеются при замене гидротолкателей на машинах семейства Нива Шевроле.

Существует такое понятие как контрактный двигатель. Когда силовой агрегат импортного автомобиля выходит из строя, перед владельцем встает вопрос: производить капитальный ремонт, или купить контрактный двигатель в хорошем состоянии. В статье описаны принципы выбора такого мотора, на что необходимо обратить внимание в первую очередь.

Из статьи вы сможете узнать как работают гидрокомпенсаторы, за что они отвечают в работе двигателя и почему иногда начинают стучать. Насколько критичен стук гидрокомпенсаторов на холодном автомобиле непосредственно в момент запуска. Отличаются ли причины стука этой детали при горячем и холодном двигателе. Чем определить какой именно неисправен.

Машина стала плохо «тянуть»? Возможно причина в том, что у вас прогорели клапана. Существует несколько способов проверки клапанов на прогар. Часто признаки прогоревших клапанов очень похожи на проблемы в системе зажигания, и неопытный автовладелец, равно как и работник сервиса, иногда ошибочно ставят поспешный диагноз.

Многие слышали о таком явлении как масляное голодание двигателя, но не все понимают по каким признакам можно его определить. Между тем последствия масляного голодания двигателя могут быть весьма плачевными, а на ремонт машины придется выложить кругленькую сумму. Читайте о том как определить что двигатель голодает.

Развернутая инструкция от моториста со стажем работы более 30-ти лет. В статье описано почему прогорает прокладка ГБЦ, как определить по внешним признакам, что неисправность автомобиля заключается именно в прогоревшей прокладке головки блока цилиндров. Наиболее частые симптомы данной поломки, насколько серьезны последствия прогорания.

Что собой представляют поршневые кольца, какую роль они играют в работе автомобиля и двигателя в частности. Какой материал используется при изготовлении колец, как правильно подобрать их по размеру. Статья содержит таблицу размеров изделий отечественного производства. Можно ли ответить на вопрос какие кольца лучше.

Обычно замена поршневых колец — это последний шанс отложить капитальный ремонт двигателя. Каким образом определить что настало время менять поршневые кольца, каким инструментом при этом пользуются, а также другие тонкости касающиеся данной процедуры читайте в этой статье. Правила обкатки автомобиля после замены колец.

Раскоксовка поршневых колец. Как много в этом словосочетании непонятного для начинающего автолюбителя. Между тем в этой процедуре нет ничего сложного, и раскоксовку колец вполне можно произвести своими руками. За то время, пока существуют двигатели, люди придумали множество способов, в которых используется вода, керосин, ацетон.

Что означает выражение тепловой зазор в поршневых кольцах, почему так важно соблюдать необходимые зазоры и чем чревата неправильная их установка. Маслосъемные и компрессионные кольца необходимо устанавливать правильно, иначе капитальный ремонт не принесет ничего хорошего.

Что это за явление такое — залегание поршневых колец, в чем оно выражается и как можно на глаз определить что у автомобиля залегли кольца. Главной причиной залегания является закоксовка, поэтому кольца теряют подвижность и перестают выполнять свою функцию.

Можно ли самостоятельно произвести притирку клапанов? Ответ однозначный — да. Данная процедура не отличается особой сложностью, и поэтому под силу каждому. Важно знать правила и последовательность действий. Статья содержит руководство по притирке клапанов и седел своими руками в домашних условиях.

В статье рассмотрены преимущества разрезной шестерни распредвала перед штатной, что дает автовладельцу установка подобной шестерни. После установки необходимо произвести настройку работы фаз газораспределения, чтобы механизм начал работать так как нужно.

Газораспределительный механизм, или просто ГРМ, приводится в действие цепным или ременным приводом. Если с цепью все понятно — ее ресурс довольно велик, то обрыв менее надежного в этом отношении ремня, приводит зачастую к весьма плачевным последствиям, в виде загнутых клапанов и т.д. Читайте в статье как избежать подобных проблем.

Хонингование двигателя — это специальный процесс, который придает внутренней поверхности цилиндров двигателя необходимую шероховатость. Производится оно как правило в тот момент, когда двигатель проходит процесс капитального ремонта. Можно ли произвести хонингование своими руками читайте в данной публикации.

Контрольная лампа давления масла необходима для того, чтобы сигнализировать водителю о том, что с двигателем что-то не в порядке. Если при запуске двигателя она на короткое время зажигается в этом нет ничего страшного, а вот если она мигает постоянно или горит — это повод обеспокоиться. В статье рассматриваются основные причины.

Кто не знает что такое гидроудар двигателя? Казалось бы любой водитель должен знать что это, а главное, почему нужно бояться этого явления как огня. Статья содержит информацию о том, как определить что произошел именно гидравлический удар, почему и из-за чего его можно получить и описаны простые действия, соблюдение которых обезопасит машину.

Часто приходится слышать такое выражение как «рабочий объем двигателя». А вот что это такое, на что влияет, и главное каким образом рассчитывается знает далеко не каждый. Почему объем двигателя так важен, что даст простому обывателю знание того, каков объем двигателя его автомобиля, читайте в этой статье.

Попытки создать экономичный двигатель, приводят изобретателей к различным идеям и способам их реализации. Когда нет необходимости в работе всех цилиндров двигателя, частичное их отключение поможет сэкономить не только горючее, но и увеличить ресурс агрегата. В статье описаны способы реализации данной идеи.

Как здорово было бы однажды купив автомобиль, не думать о том где и как его заправлять. Возможно когда-нибудь человечество обязательно дойдет и до таких технологий. А пока же все стремятся свести расход топлива к минимуму. Одной из таких попыток можно назвать изобретение водородного автомобиля, который должен производить горючее из воды.

Появление эмульсии на щупе для один довольно веский повод бить тревогу, другие же смотрят на это сквозь пальцы. Вообще причин появления белой пены в двигателе не так уж много, но все они опасны хотя бы тем, что серьезно меняют характеристики масла, что приводит к изменению его смазывающих характеристик. А с тем что это плохо, спорить возьмутся уже не многие.

Нужна ли защита картера двигателя вопрос не стоит — в условиях наших дорог без нее просто не обойтись. Остается выбрать из какого материала будет выполнена защита: стальная, пластиковая, кевларовая, карбоновая, титановая. У каждой из них свои уникальные характеристики и стоимость. Сложно ли установить ее своими руками.

Многие из автолюбителей хотя бы раз сталкивались с тем, что машина начинает троить в дождливую погоду, или после посещения автомойки. Явление это довольно распространенное и пугаться его не стоит. Важно понимать первопричину, из-за чего именно начинает троить двигатель, а уже после этого постараться в дальнейшем избежать подобных происшествий.

В данной статье попробуем разобраться в причинах, из-за которых начинает троить автомобиль оснащенный дизельным двигателем. Поскольку от бензинового его отличает способ воспламенения горючей смеси, то и симптомы, а так же причины троения двигателя могут отличаться. В зависимости от того, в каком режиме начинает троить (на холодную, горячую, на газу или холостых ) следует делать выводы и начинать поиск причин.

Причин, по которым двигатель начинает троить огромное множество, и с ходу разобраться почему это может происходить. Но по некоторым косвенным признакам можно попытаться разобраться в причинах этого явления. Статья содержит ряд советов по диагностике причин, а так же способы устранения проблем с работой двигателя.

Раз уж компрессия упала, то необходимо принимать меры. Ведь когда мощность автомобиля напрямую связана именно с величиной компрессии. Критическое падение может означать одно — пора делать капремонт. Но можно еще немного выжать из двигателя и воспользоваться присадками для восстановления.

Как сделать замер компрессии знает пожалуй большинство автовладельцев, а вот как это сделать правильно — лишь единицы. Что и не удивительно, ведь существует масса нюансов, при несоблюдении которых показания компрессометра могут существенно отличаться от фактических, тем самым вводя в заблуждение владельца автомобиля.

Ох уж эта пресловутая компрессия, кто о ней не слышал. Для новичков, наслушавшихся разговоров товарищей, слова «низкая компрессия» звучат практически как приговор. Давайте попробуем разобраться в причинах ее падения, последствиях, и вообще понять, а на самом ли деле все так страшно, или низкая компрессия в двигателе еще не приговор.

Согласитесь, что словосочетание «перегрел двигатель» звучит очень устрашающе, как для того, кто уже сталкивался с этой проблемой, так и для тех, кто лишь слышал страшные рассказы. Однажды пропустив момент перегрева, и попав на приличную сумму, начинаешь четко следить за температурой охлаждающей жидкости, а значит двигателя. Узнайте, как предотвратить данную напасть и быть готовым к этому.

Насколько важна и нужна обкатка двигателя автомобиля после проведения капремонта. В статье описано для чего и как нужно производить обкатку. Двигатель нового автомобиля так же нуждается в обязательной обкатке, если вам не все равно, как долго он прослужит. Что такое холодная обкатка, и как ее производить.

Извечный вопрос когда делать капитальный ремонт и какой пробег должен быть у автомобиля на тот момент, когда этот самый ремонт может ему понадобиться. Что может поспособствовать преждевременному износу деталей двигателя и приблизить момент ремонта.

А вы знаете что такое детонация двигателя и чем она опасна? В данной статье описаны причины, а так же опасные последствия данного процесса, образующегося при горении топлива в двигателях внутреннего сгорания. Одной из главных причин является низкое качество бензина, но есть и другие. Почему детонация появляется в момент запуска двигателя и в тот момент, когда вы выключаете зажигание.

Частая причина для споров, как на просторах интернета, так и реальной жизни — нужна ли промывка двигателя автомобиля, непосредственно перед плановой заменой масла. Два лагеря, один из которых утверждает что мыть нужды нет, а другой наоборот, говорит что промывка обязательна. Давайте попробуем выяснить причины, а так же обсудим, какие варианты промывки существуют.

С какой частотой необходимо менять масло в двигателе и фильтр. В статье рассмотрим какие варианты замены возможны, каким образом производить замену, как часто это необходимо делать. Во что может вылиться несвоевременная замена смазки, какие факторы влияют на преждевременное старение масла.

Любой автовладелец знает что такое масляный фильтр, а так же, если хоть однажды приходилось его менять, прекрасно знает как сложно бывает его снять. В статье содержится информация по общему устройству масляного фильтра, его назначению, разновидностям, а так же о том, как часто следует менять фильтрующий элемент и почему с этим делом не стоит тянуть.

Мечта многих владельцев недорогих автомобилей, увеличить мощность двигателя путем нехитрых манипуляций, и получить тем самым гоночный автомобиль за небольшие деньги вполне понятна. Реально ли это вопрос другой. В статье пойдет речь о возможных способах форсирования двигателя ваз, о том какие преимущества это дает, и стоит ли шкурка выделки.

Что такое гибридный автомобиль? В первую очередь это экономия топлива и сокращение вредных выбросов в атмосферу. Гибридные авто развиваются, появляются все более и более совершенные технологии. В статье описаны основные схемы устройства гибридных двигателей, принцип их работы, и преимущества гибридного автомобиля перед обычным.

Выражение распредвал можно услышать довольно часто. Статья для тех, кто не знает что такое распределительный вал в двигателе, какие функции возложены на этот узел, какие датчики следят за правильной работой распределительного вала.

Оппозитный двигатель имеет как ряд преимуществ, так и свои недостатки. А статье рассмотрены различные варианты оппозитных двигателей, описано чем они отличаются друг от друга, какие автопроизводители комплектуют свою продукцию данным видом двигателя, и другая полезная информация.

Если вы проживаете в северных районах нашей необъятной родины, то вопрос подогрева двигателя перед пуском для вас явно не пустой звук. Существует несколько способов подогреть масло в картере двигателя, для более легкого пуска двигателя. Здесь и старый, но применяемый по сей день — паяльная лампа, и уже более современные, электрические подогреватели. Давайте рассмотрим почему необходим предпусковой подогрев, и какими методами можно его организовать.

Какие преимущества имеет двигатель турбированный перед обычным, какой прирост мощности дает турбина. Суть турбины в двух словах: отработанные газы вращают лопасти, что позволяет под давлением нагнетать дополнительный воздух в цилиндры двигателя, это и дает прирост мощности. Более подробно работа турбины рассмотрена в данной статье.

Существует два типа вентиляции картера (отвода газов из картера двигателя). Открытая подразумевает их выброс в атмосферу, закрытая же, еще ее называют принудительной, действует по другому принципу. В статье рассказывается о преимуществах и недостатках обеих систем, и о принципе отвода газов.

Вы слышали выражение «сухой картер»? А знаете что это означает? Данная статья описывает основные отличия системы сухого картера, от обычной, классической реализации подачи масла на детали двигателя. Плюсы и минусы, основные элементы системы.

Этот извечный вопрос, кого он хоть однажды но не занимал. А надо ли греть, а сколько греть, а почему греть и что будет если я не буду а сразу поеду. Давайте попробуем разобраться, а чем плоха езда без предварительного прогрева зимой, и что об этом говорят эксперты.

Появление данного типа двигателей стало следствием борьбы за мощность с одной стороны, и за компактность с другой, так как все более мощные движки становились все больше и больше, и уже не могли помещаться под капотом обычного легкового автомобиля. Вот тогда и родилась идея расположить цилиндры под углом. Подробности в статье.

Роторно-поршневые двигатели имеют огромный потенциал развития, но из-за своего низкого ресурса пока не получили такого широкого распространения как классические. Инженеры всего мира бьются над этим вопросом, и ведущие производители, такие как корпорация Mazda, выпускают на рынок качественные автомобили с роторными двигателями. Как устроены РПД и по какому принципу работают.

Пришло время узнать, чем же в действительности является ГРМ, какие функции возложены на этот механизм и для чего он необходим. Так же в статье описана последовательность правильной замены ремня грм и как произвести правильное его натяжение.

Как устроен двигатель автомобиля, что такое поршневая группа, что называют кривошипно-шатунным механизмом и головкой блока цилиндров. Где находится распредвал, клапана и поршневые кольца, а так каким образом все это смазывается и работает.

Что такое ДВС и зачем он автомобилю. Когда первый двигатель был представлен французским изобретателем, он мало чем напоминал тот, что мы имеем сейчас под капотом автомобиля.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания дало огромный толчок в развитии автомобилестроения. Со временем конструкторы и изобретатели дорабатывали и совершенствовали двигатель, но общее его устройство и принцип действия остались неизменны. Рассмотрим как он работает на примере четырехтактного ДВС

Если у вас возникают вопросы касательного того, с каким двигателем выбрать себе автомобиль, карбюраторным или инжекторным, тогда прочтите эту статью. Хотя карбюратор и уходит в прошлое, но все еще довольно часто встречается.

Двухтактные двигатели имеют теоретически большую мощность по сравнению с четырехтактными, но в силу ряда конструктивных и рабочих особенностей, эти преимущества не могут быть использованы на полную мощь.

Основа дизеля — четырехтактный двигатель, в котором воспламенение смеси горючего и воздуха происходит не с помощью искры, а под очень высоким давлением. Система двигателя постоянно совершенствуется, дополняется различной электроникой и датчиками, турбина и интеркуллер помогают решить самые серьезные проблемы дизельных моторов.

Система смазки одна из наиважнейших в устройстве любого автомобиля. Существует несколько видов подачи смазки на трущиеся элементы двигателя. В статье описаны основные виды, описано в чем их принципиальное различие, а какая из систем лучше.

znanieavto.ru

Двигатель внутреннего сгорания: устройство, принцип работы

Двигатель внутреннего сгорания – это такой тип мотора, у которого топливо воспламеняется в рабочей камере внутри, а не в дополнительных внешних носителях. ДВС преобразует давление от сгорания топлива в механическую работу.

Из истории

Первый ДВС являлся силовым агрегатом Де Риваза, по имени его создателя Франсуа де Риваза, родом из Франции, который сконструировал его в 1807 году.

В этом двигателе уже было искровое зажигание, он был шатунный, с поршневой системой, то есть, это своего рода прообраз современных моторов.

Спустя 57 лет соотечественник де Риваза Этьен Ленуар изобрел уже двухтактный агрегат. Этот агрегат имел горизонтальное расположение своего единственного цилиндра, наличествовал искровым зажиганием и работал на смеси светильного газа с воздухом. Работы двигателя внутреннего сгорания в то время хватало уже на малогабаритные лодки.

Еще через 3 года конкурентом стал немец Николаус Отто, детищем которого стал уже четырехтактный атмосферный мотор с вертикальным цилиндром. КПД в данном случае увеличился на 11%, в отличие от кпд двигателя внутреннего сгорания Риваза, он стал 15-процентным.

Чуть позже, в 80-х годах этого же столетия, российский конструктор Огнеслав Костович впервые запустил агрегат карбюраторного типа, а инженеры из Германии Даймлер и Майбах усовершенствовали его в облегченный вид, который стал устанавливаться на мото- и автотехнике.

В 1897 году Рудольф Дизель выводит в свет ДВС по типу воспламенения от сжатия, используя нефть в качестве топлива. Этот вид двигателя стал родоначальником дизельных моторов, использующихся по настоящее время.

Виды двигателей

• Бензиновые моторы карбюраторного типа работают от топлива, смешанного с воздухом. Смесь эта предварительно подготавливается в карбюраторе, далее поступает в цилиндр. В нем смесь сжимается, воспламеняется искрой от свечи зажигания.
• Инжекторные двигатели отличаются тем, что смесь подается напрямую от форсунок во впускной коллектор. У этого вида имеются две системы впрыска – моновпрыск и распределенный впрыск.
• В дизельном моторе воспламенение происходит без свечей зажигания. В цилиндре данной системы находится воздух, разогретый до температуры, которая превышает температуру воспламенения топлива. В этот воздух через форсунку подается топливо, и вся смесь воспламеняется по образу факела.
• Газовый ДВС имеет принцип теплового цикла, топливом может являться как природный газ, так и углеводородный. Газ поступает в редуктор, где давление его стабилизируется в рабочее. Затем попадает в смеситель, а в итоге воспламеняется в цилиндре.
• Газодизельные ДВС работают по принципу газовых, только в отличие от них, смесь воспламеняется не свечой, а дизельным топливом, впрыск которого происходит также, как и у обычного дизельного мотора.
• Роторно-поршневые типы двигателей внутреннего сгорания принципиально отличаются от остальных наличием ротора, который вращается в камере, имеющей форму восьмерки. Чтобы понять, что такое ротор, нужно усвоить, что в данном случае ротор выполняет роль поршня, ГРМ и коленчатого вала, то есть специальный механизм ГРМ здесь полностью отсутствует. При одном обороте происходит сразу три рабочих цикла, что сравнимо с работой двигателя с шестью цилиндрами.

Принцип работы

В настоящее время преобладает четырехтактный принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Это объясняется тем, что поршень в цилиндре проходит четыре раза – вверх и вниз одинаково по два.

Как работает двигатель внутреннего сгорания:

1. Первый такт – поршень при движении вниз втягивает топливную смесь. При этом клапан впуска находится в открытом виде.
2. После достижения поршнем нижнего уровня, он двигается вверх, сжимая горючую смесь, которая, в свою очередь, принимает объем камеры сгорания. Этот этап, включенный в принцип работы двигателя внутреннего сгорания, является вторым по счету. Клапаны, при этом, находятся в закрытом виде, и чем плотнее, тем качественнее происходит сжатие.
3. В третий такт включается система зажигания, так как здесь происходит воспламенение топливной смеси. В назначении работы двигателя он называется «рабочим», так как при этом начинается процесс привода в работу агрегата. Поршень от взрыва топлива начинает движение вниз. Как и во втором такте, клапаны находятся в закрытом состоянии.
4. Завершающий такт – четвертый, выпускной, который дает понять, что такое завершение полного цикла. Поршень через выпускной клапан избавляется от отработавших газов цилиндра. Затем все циклически повторяется снова, понять, как работает двигатель внутреннего сгорания, можно представив цикличность работы часов.

Устройство ДВС

Устройство двигателя внутреннего сгорания логично рассматривать с поршня, так как он является основным элементом работы. Он представляет собой своеобразный «стакан» с пустой полостью внутри.

Поршень имеет прорези, в которых фиксируются кольца. Отвечают эти самые кольца за то, чтобы горючая смесь не выходила под поршень (компрессионное), а так же за то, чтобы масло не попадало в пространство над самим поршнем (маслосъемное).

Порядок работы

• При попадании внутрь цилиндра топливной смеси, поршень проходит четыре вышеописанных такта, и возвратно-поступательное движение поршня приводит в движение вал.
• Дальнейший порядок работы двигателя следующий: верхняя часть шатуна закреплена на пальце, который находится внутри юбки поршня. Кривошип коленвала фиксирует шатун. Поршень, при движении, вращает коленвал и последний, в свое время, передает крутящий момент системе трансмиссии, оттуда на систему шестерен и далее к ведущим колесам. В устройстве двигателей автомобилей с задним приводом посредником до колес выступает еще и карданный вал.

Конструкция ДВС

Газораспределительный механизм (ГРМ) в устройстве двигателя внутреннего сгорания отвечает за впрыск топлива, а так же за выпуск газов.

Механизм ГРМ состоит из верхнеклапанного и нижнеклапанного, может быть двух видов – ременной или цепной.

Шатун чаще всего изготавливается из стали путем штамповки или ковки. Есть виды шатунов, изготовленные из титана. Шатун передает усилия поршня коленвалу.

Коленвал из чугуна или из стали представляет собой набор коренных и шатунных шеек. Внутри этих шеек есть отверстия, отвечающие за подачу масла под давлением.

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма в двигателях внутреннего сгорания заключается в преобразовании движений поршня в движения коленвала.

Головка блока цилиндров (ГБЦ), большинства двигателей внутреннего сгорания, как и блок цилиндров, чаще всего изготавливается из чугуна и реже из различных сплавов алюминия. В ГБЦ находятся камеры сгорания, каналы впуска – выпуска, отверстия свечей. Между блоком цилиндров и ГБЦ находится прокладка, обеспечивающая полную герметичность их соединения.

В систему смазки, которую включает в себя двигатель внутреннего сгорания, входит поддон картера, маслозаборник, маслонасос, масляный фильтр и масляный радиатор. Все это соединено каналами и сложными магистралями. Система смазки отвечает не только за уменьшения трения между деталями мотора, но и за их охлаждение, а также за уменьшение коррозии и износа, увеличивает ресурс ДВС.

Устройство двигателя, в зависимости от его вида, типа, страны изготовителя, может быть чем-либо дополнено или, напротив, могут отсутствовать какие-то элементы ввиду устаревания отдельных моделей, но общее устройство двигателя остается неизменным так же, как и стандартный принцип работы двигателя внутреннего сгорания.

Дополнительные агрегаты

Само собой, двигатель внутреннего сгорания не может существовать как отдельный орган без дополнительных агрегатов, обеспечивающих его работу. Система запуска раскручивает мотор, приводит его в рабочее состояние. Существуют разные принципы работы запуска в зависимости от типа мотора: стартерный, пневматический и мускульный.

Трансмиссия позволяет развить мощность при узком диапазоне оборотов. Система питания обеспечивает ДВС двигатель малым электричеством. В нее входит аккумуляторная батарея и генератор, обеспечивающий постоянный поток электричества и заряд АКБ.

Выхлопная система обеспечивает выпуск газов. В любое устройство двигателя автомобиля входят: выпускной коллектор, который собирает газы в единую трубу, каталитический конвертер, который снижает токсичность газов путем восстановления оксида азота и использует образовавшийся кислород, чтобы дожечь вредные вещества.

Глушитель в этой системе служит для того, чтобы уменьшить выходящий из мотора шум. Двигатели внутреннего сгорания современных автомобилей должны соответствовать установленным законом нормам.

Тип топлива

Следует помнить и об октановом числе топлива, которое используют двигатели внутреннего сгорания разных типов.

Чем выше октановое число топлива – тем больше степень сжатия, что приводит к увеличению коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания.

Но существуют и такие двигатели, для которых увеличение октанового числа выше положенного заводом изготовителем, приведет к преждевременной поломке. Это может произойти путем прогорания поршней, разрушения колец, закопченности камер сгорания.

Заводом предусмотрено свое минимальное и максимальное октановое число, которое требует двигатель внутреннего сгорания.

Тюнинг

Любители увеличить мощность работы двигателей внутреннего сгорания зачастую устанавливают (если это не предусмотрено заводом изготовителем) различного рода турбины или компрессоры.

Компрессор на холостых оборотах выдает небольшую мощность, при этом держит стабильные обороты. Турбина же, наоборот, выжимает максимальную мощность при ее включении.

Установка тех или иных агрегатов требует консультации с мастерами, имеющими опыт работы в узком направлении, поскольку ремонт, замена агрегатов, или же дополнение двигателя внутреннего сгорания дополнительными опциями – это отклонение от назначения работы двигателя и уменьшают ресурс ДВС, а неправильные действия могут привести к необратимым последствиям, то есть работа двигателя внутреннего сгорания может быть навсегда окончена.

dvigatels.ru

Устройство двигателя автомобиля | КакУстроен.ру

Как человек с больным сердцем рискует из-за малейшего перенапряжения прервать свой жизненный путь, так и автомобиль с неисправным двигателем не сможет двинуться с места. Ведь двигатель – это своеобразное сердце автомобиля, и если он не функционирует, машина представляет собой всего лишь бесполезное железо. Чтобы вовремя почувствовать появление неполадок в работе мотора, нужно знать устройство двигателя автомобиля.

Принцип работы двигателя

По сути, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) позволяет преобразовать энергию топлива в механическую.

На сегодняшний день можно выделить следующие типы двигателя внутреннего сгорания:

• Бензиновый: различается по способу смесеобразования (карбюраторный/инжекторный), по осуществлению рабочего цикла (двух-, четырехтактные), по числу и расположению цилиндров, по способу охлаждения (жидкостное/воздушное), по типу смазки, по степени сжатия, по частоте вращения, по наполнению цилиндра свежим зарядом (с наддувом/без наддува).
• Дизельный: отличие состоит в том, что системы зажигания нет как таковой – в цилиндры топливная смесь попадает через форсунки, где попросту взрывается под воздействием температуры и очень высокого давления, образующегося поршневой группой.
• Газовый: используется в качестве топлива сжиженный, сжатый природный газ. Подобен бензиновым двигателям с инжекторным способом смесеобразования, с одним отличие: это топливо хранится в баллонах под давлением и сначала попадает через испаритель в газовый редуктор, по ходу теряя давление.
• Роторно-поршневый: сейчас практически не устанавливаются в автомобилях, потому что есть ряд недостатков в работе.
• Гибридный: в качестве топлива используется несколько видов топлива, к примеру, газ/бензин.

Ниже подробнее разберем: устройство двигателя автомобиля

Попадая из инжектора (или карбюратора) в цилиндр и циклически сгорая (в камере сгорания), воздушно-топливная смесь образует высокое давление, которое воздействует на поршень, а тот, в свою очередь, вращает коленвал, используя кривошипно-шатунный механизм. И уже крутящий момент кривошипно-шатунного механизма передается трансмиссии. Чтобы двигатель запустился, используют стартер (электродвигатель, который поворачивает коленчатый вал) или «пускач» (вспомогательный ДВС для дизельных двигателей).

Поршень – ключевой элемент

Итак, без поршня работа двигателя просто невозможна – он является ключевым элементов всего рабочего процесса в устройстве двигателя. Внешне поршень представляет собой пустотелый стакан из металла, который располагается своей головкой (то есть сферическим дном) вверх. Двигаясь вверх/вниз, поршень оказывается либо в верхней точке подъема головки (ВМТ – верхняя мертвая точка), либо в максимально нижнем положении (НМТ – нижняя мертвая точка). Расстояние между этими двумя точками принято называть «ходом поршня»

Поршневые кольца – герметичность и уплотнение

Та сторона, которая направляет движение поршня, называется «юбкой» поршня, и она имеет небольшие канавки. Эти канавки фиксируют поршневые кольца, обеспечивающие абсолютную герметичность пространства над поршнем. Это нужно потому, что в нем мгновенно сгорает воздушно-топливная смесь (выше мы говорили, что это мгновенное сгорание дает высокое давление, толкающее поршень) и попадание образуемого при сгорании газа под поршень в обход «юбки» просто недопустимо. Поршневые кольца, помимо герметичности надпоршневого пространства, не дают маслу, которое находится под поршнем, попасть в пространство над ним. По сути, это качественные уплотнители, верхнее из которых обеспечивает высокую степень сжатия воздушно-топливной смеси (компрессионное поршневой кольцо), а верхнее держит масло (маслосъемное поршневое кольцо).

Свечи зажигания - воспламенение

Итак, из инжектора или карбюратора воздушно-топливная смесь будет сжата поршнем. А вот потом должно произойти воспламенение: если в дизеле за счет высокой температуры и резкого сжатия (при очень высоком давлении) смесь самовоспламеняется, то в бензиновом двигателе эту функцию выполняют свечи зажигания. При сгорании образуются газы, которые толкают поршень вниз (воздушно-топливная смесь толкала поршень вверх) – в итоге, тепловая энергия от сгорания плавно перетекает в возвратно-поступательные движения поршня, которые сразу же должны преобразоваться во вращение коленчатого вала.

Как возвратно-поступательные движения поршня преобразуются во вращение вала?

Внутри «юбки» поршня есть палец – на нем закреплена верхняя часть шатуна, при этом шатун закреплен на кривошипе коленвала шарнирно. Таким образом, коленчатый вал может спокойно вращаться на опорных подшипниках, которые, в свою очередь, расположены в картере двигателя. В тот момент, когда начинаются возвратно-поступательные движения поршня, шатун запускает процесс вращения вала, образуя крутящий момент. Он с коленчатого вала передается на трансмиссию, а потом уже на ведущие колеса.

Технические характеристики

Чуть выше мы говорили о ходе поршня, так вот если при положении поршня в его верхней мертвой точке взять объем верхней части цилиндра, то мы получим камеру сгорания. А вот при положении поршня в его нижней мертвой точке максимальный объем цилиндра называют уже полным объемом цилиндра. Если вычислить разницу между объемом ранее озвученной нами камеры сгорания и полным объемом цилиндра, то получится показатель рабочего объема цилиндров.

Как правило, этот показатель выражен в литрах и всегда указан в технических характеристиках двигателя внутреннего сгорания, поэтому многие автовладельцы переименовали этот термин в «литраж двигателя». Еще один важный показатель – степень сжатия, которую вычислить нетрудно, если разделить величины полного объема цилиндров и камеры сгорания. Степень сжатия может варьироваться от шести до тридцати (до 14-ти в бензиновых, от 16-ти – в дизельных). Сочетание объема двигателя и степени сжатия позволяют определить его экономичность, мощность.

Мощность двигателя выражается либо в лошадиных силах, либо в киловаттах. Математически представить одну лошадиную силу (л. с.) можно в 0,735 киловатта (кВт). Кстати, лошадиные силы более популярны при составлении налога на транспорт, а вот дать физическое представление о мощности двигателя могут именно киловатты.

kakustroen.ru

---

• 
  Рецептурные спиртосодержащие препараты
• 
  Разварки самые большие
• 
  Ровер фрилендер
• 
  Как пользоваться динамометрический ключ для автомобиля
• 
  Для покраски что нужно
• 
  Досааф права
• 
  Карбюратора регулировка холостого хода
• 
  Вскрытие диалоговых сигнализаций
• 
  Детонация что это
• 
  Аукционы автомобили из сша
• 
  На каких заправках качественное дизельное топливо