Как работает двигатель автомобиля – Как работает двигатель автомобиля? А также основные причины неполадок и перебоев в машине

Как устроен и как работает автомобиль?

Схема передачи энергии в автомобиле

Можно дать такое определение автомобилю: это механическое устройство, которое освобождает скрытую энергию бензина и, управляя освобожденной энергией, использует ее для вращения колес. Бензиновое топливо по очереди впрыскивается в каждый из цилиндров двигателя (рисунок выше), и там оно сгорает. Освобождающаяся при сгорании энергия двигает поршень цилиндра. Поршень идет вниз цилиндра как кулак, когда мы просовываем руку в рукав, и через коленчатый вал при помощи механизма сцепления передает, энергию в коробку передач.

После коробки передач энергия вращательного движения переходит на ведущий вал. Он вращается вместе с механизмом дифференциала. А дифференциал не только передает энергию ведущим колесным осям, установленным перпендикулярно ведущему валу, но и позволяет левому и правому колесу вращаться с разной скоростью, если это необходимо. Например, когда автомобиль движется на повороте.

Цикл работы двигателя внутреннего сгорания

Во время впуска топлива поршень идет вниз и в цилиндр втягивается смесь паров бензина и воздуха. Затем поршень поднимается — смесь сжимается. На свече зажигания появляется искра — топливная смесь воспламеняется, сгорает, — и высвободившаяся при сгорании энергия заставляет поршень идти вниз. В последнем, четвертом такте движения поршень снова поднимается и выталкивает отработавшие газы через выпускной клапан.

Образование горючей смеси

Схема зажигания

Акселератор помогает карбюратору приготовить нужное в данный момент количество топливной смеси, которая состоит из паров бензина и воздуха. Затем эта смесь втягивается в цилиндры и там воспламеняется при помощи свеч зажигания

Механизм управления двумя неодинаковыми движениями

Для того чтобы автомобиль мог плавно двигаться на поворотах, его колеса на внешней стороне колеи должны двигаться быстрее и проходить большее расстояние, чем колеса на внутренней стороне колеи. Такое возможно благодаря наличию в автомобиле механизма, который называется дифференциалом. Он представляет собой хитрый набор механических передач с зубчатыми колесами и шестеренками, которые соединяют ведущий вал с осями задних колес так, что каждое колесо может вращаться с нужной ему скоростью.

information-technology.ru

Что такое двигатель и как он работает — фото видео.

 

СЕГОДНЯ МОЖНО ВСТРЕТИТЬ СЛЕДУЮЩИЕ ВИДЫ ДВИГАТЕЛЕЙ:

• двигатель внутреннего сгорания – самый распространенный вид на сегодняшний день,
• электродвигатель – относительно молодая модель,
• гибридная силовая установка, или комбинированный двигатель – так же относительно новая модель.

Двигатель внутреннего сгорания в свою очередь подразделяется на поршневую, роторно-поршневую и газотурбинную модель. Сегодня инженеры при разработке автомобилей используют поршневые установки. Все остальные виды двигателей можно встретить крайне редко, в основном машины с такими двигателями можно встретить только в музеях. Поршневые двигатели работают на основе жидкого топлива, в качестве которого используется бензин или же дизельное топливо или на основе природного газа. Самым распространенным видом является поршневой двигатель, работающий на основе бензина.

Относительно недавно появились электромобили, которые оснащены электродвигателями. Этот вид двигателя работает на основе электрической энергии, в качестве источника которой берутся топливные элементы или аккумуляторные батарейки. Сегодня такие автомобили, пока, не пользуются большим спросом, так как они нуждаются в частой подзарядке. Зато такой вид транспорта не выбрасывает в атмосферу вредных смесей.

Современные производители активно выпускают автомобили, оснащенные гибридной или комбинированной силовой установкой. В этом случае двигательная система имеет ДВС и электромотор.

На сегодняшний день распространены бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания. Они имеют следующие рабочие циклы:

Бензиновые двигатели имеют принудительное зажигание топливо-воздушной смеси искровыми свечами. Различаются по типу системы питания:
в карбюраторных смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей снижается из-за низкой экономичности и несоответствия современным экологическим нормам;
в впрысковых двигателях топливо может подаваться одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра (распределенный впрыск). В них возможно некоторое увеличение максимальной мощности и снижение расхода бензина и токсичности отработавших газов за счет более точной дозировки топлива электронной системой управления двигателем;
двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания, который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно уменьшается расход топлива и выброс вредных веществ.

Дизели — двигатели, в которых воспламенение смеси топлива с воздухом происходит от повышения ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми эти двигатели обладают лучшей экономичностью (на 15-20%) благодаря большей (в два и более раз) степени сжатия (см. ниже), улучшающей процессы горения топливо-воздушной смеси. Достоинством дизелей является отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и увеличивает расход топлива. Максимальный крутящий момент (см. ниже) дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала (в обиходе — «тяговиты на низах»).
Дизели устаревших конструкций обладали по сравнению с бензиновыми двигателями и рядом недостатков:
большей массой и стоимостью при одинаковой мощности из-за высокой степени сжатия (в 1,5-2 раза больше), увеличивавшей давление в цилиндрах и нагрузки на детали, что заставляло изготавливать более прочные элементы двигателя, увеличивая их габариты и вес;
большей шумностью из-за особенностей процесса горения топлива в цилиндрах;
меньшими максимальными оборотами коленвала из-за более высокой массы деталей, вызывавшей большие инерционные нагрузки. По этой же причине дизели, как правило, менее приемисты — медленнее набирают обороты.

Роторно-поршневой двигатель (Ванкеля) — в нем ротор-поршень совершает не возвратно-поступательное движение, как в бензиновых двигателях и дизелях, а вращается по определенной траектории. Благодаря этому он обладает хорошей приемистостью — быстро набирает обороты, обеспечивая автомобилю хорошую динамику разгона. Из-за конструктивных особенностей степень сжатия ограничена, поэтому работает только на бензине и обладает худшей экономичностью из-за формы камеры сгорания. Раньше его недостатком был меньший ресурс, а теперь и невысокие экологические показатели, которым сейчас уделяется большое внимание.

Двигатель — устройство, преобразующее энергию сгорания топлива в механическую работу. Практически все автомобильные двигатели работают по циклу, состоящему из четырех тактов:

•впуск воздуха или его смеси с топливом;
•сжатие рабочей смеси,
•рабочий ход при сгорании рабочей смеси;
•выпуск отработавших газов.

Наибольшее распространение в автомобилях получили поршневые двигатели — бензиновые и дизели.

 

Турбированные двигатели и «атмосферники»: главные отличия

Для начала немного истории и теории. В основу работы любого ДВС положен принцип сгорания топливно-воздушной смеси в закрытой камере. Как известно, чем больше воздуха удается подать в цилиндры, тем больше горючего получается сжечь за один цикл. От количества сгоревшего топлива будет напрямую зависеть количество высвобождающейся энергии, которая толкает поршни. В атмосферных моторах забор воздуха происходит благодаря образованию разрежения во впускном коллекторе. Другими словами, мотор буквально «засасывает» в себя наружный воздух на такте впуска самостоятельно, а объем поместившегося воздуха зависит от физического объема камеры сгорания.

Получается, чем больше рабочий объем двигателя, тем больше воздуха он может уместить в цилиндрах и тем большее количество топлива получится сжечь. В результате мощность атмосферного ДВС и крутящий момент сильно зависят от объема мотора. Рекомендуем также прочитать отдельную статью о том, что такое рабочий объем двигателя. Из этой статьи вы узнаете, какие параметры определяют данную характеристику, чем измеряется объем мотора и на что влияет данный показатель. Принципиальной особенностью двигателей с нагнетателем является принудительная подача воздуха в цилиндры под определенным давлением.

Данное решение позволяет силовому агрегату развивать больше мощности без необходимости физически увеличивать рабочий объем камеры сгорания. Добавим, что системами нагнетания воздуха может быть как турбина (турбокомпрессор), так и механический компрессор. На практике это выглядит следующим образом. Для получения мощного мотора можно пойти двумя путями:
увеличить объем камеры сгорания и/или изготовить двигатель с большим количеством цилиндров; подать в цилиндры воздух под давлением, что исключает необходимость увеличивать камеру сгорания и количество таких камер;

С учетом того, что на каждый литр топлива требуется около 1м3 воздуха для эффективного сжигания смеси в ДВС, автопроизводители по всему миру долгое время шли по пути совершенствования атмосферных двигателей. Атмомоторы представляли собой максимально надежный вид силовых агрегатов. Поэтапно происходило увеличение степени сжатия, при этом двигатели стали более стойкими к детонации. Благодаря появлению синтетических моторных масел минимизировались потери на трение, инженеры научились изменять фазы газораспределения, внедрение электронных систем управления двигателем позволило добиться высокоточного впрыска горючего и т.д. В результате моторы от V6 до V12 с большим рабочим объемом долгое время являлись эталоном производительности.  Также не стоит забывать и о надежности, так как конструкция атмосферных двигателей всегда оставалась проверенным временем решением.

Параллельно с этим главными минусами мощных атмосферных агрегатов справедливо считается большой вес и повышенный расход топлива, а также токсичность. Получается, на определенном этапе развития двигателестроения увеличение рабочего объема оказалось попросту нецелесообразным. Теперь о турбомоторах. Еще одним типом агрегатов на фоне популярных «атмосферников» всегда оставались менее распространенные агрегаты с приставкой «турбо», а также компрессорные двигатели. Такие ДВС появились достаточно давно и изначально шли по другому пути развития, получив системы для принудительного нагнетания воздуха в цилиндры двигателя. Рекомендуем также прочитать статью о том, что лучше, механический компрессор или турбина. Из этой статьи вы узнаете о преимуществах и недостатках указанных систем нагнетания воздуха, а также о том, какой мотор выбрать, с компрессором или турбированный.

Стоит отметить, что значительной популяризации моторов с наддувом и быстрому внедрению подобных агрегатов в широкие массы долгое время препятствовала высокая стоимость автомобилей с нагнетателем. Другими словами, двигатели с наддувом были редким явлением. Объясняется это просто, так как на раннем этапе машины с турбодвигателем, механическим компрессором или одновременной комбинацией сразу двух решений зачастую ставились на дорогостоящие спортивные модели авто. Немаловажным фактором оказалась и надежность агрегатов данного типа, которые требовали повышенного внимания в процессе обслуживания и уступали по показателям моторесурса атмосферным ДВС. Кстати, сегодня это утверждение также справедливо для двигателей с турбиной, которые конструктивно сложнее компрессорных аналогов и еще дальше ушли от атмосферных версий.

Как работает двигатель и из чего он состоит?

Принцип работы двигателя автомобиля – это вопрос, интересующий практически каждого автовладельца. В ходе первого ознакомления со строением двигателя все выглядит очень сложным. Однако в реальности, с помощью тщательного изучения, устройство двигателя становится вполне понятным. В случае необходимости знания о принципе работы двигателя можно использовать в жизни. 1. Блок цилиндров представляет собой своеобразный корпус мотора. Внутри него расположена система каналов, которая используется для охлаждения и смазки силового агрегата. Он используется в качестве основы для дополнительного оборудования, к примеру, картера и головки блока цилиндров.

2. Поршень, являющийся пустотелым стаканом из металла. На его верхней части расположены «канавки» для поршневых колец. 3. Поршневые кольца. Кольца, расположенные внизу, называются маслосъемными, а верхние – компрессионные. Верхние кольца обеспечивают высокий уровень сжатия или компрессию смеси топлива и воздуха. Кольца используются для обеспечения герметичности камеры сгорания, а также в качестве уплотнителей, предотвращающих попадание масла в камеру сгорания.

4. Кривошипно-шатунный механизм. Отвечает за передачу возвратно-поступательной энергии поршневого движения на коленчатый вал двигателя. Многие автолюбители не знают, что на самом деле принцип работы ДВС является достаточно несложным. Сначала топливо попадает из форсунок в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом. Затем свеча зажигания выдает искру, которая вызывает воспламенение топливно-воздушной смеси, из-за чего она взрывается. Газы, которые формируются в результате этого, двигают поршень вниз, в процессе чего он передает соответствующее движение коленчатому валу. Коленвал начинает вращать трансмиссию. После этого набор специальных шестерён осуществляет передачу движения на колеса передней или задней оси (в зависимости от привода, может и на все четыре).

Устройство автомобиля. Двигатель внутреннего сгорания

Что такое КОНТРАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ. Как осматривать Б/У двигатель при покупке. Секреты перекупа.

Что такое роторный двигатель? История создания и особенности конструкции.

 

 

seite1.ru

Как работает двигатель автомобиля?

03.02.2019 Автомобильный двигатель: большой, грозный, но не такой уж сложный

Если бы кто-то сказал заглянуть под капот и найти там мотор, у большинства из нас не было бы больших проблем с ним. Вы просто показываете на самую большую деталь, здесь сомнений нет – силовой агрегат – самая огромная часть автомобиля. Но что на самом деле скрыто под этим чугунным или алюминиевым корпусом? Достижение поколений — это точно. Говорят, что двигатель — это сердце автомобиля — и это правильно — без него машина не поедет.

Так как же это работает и почему? Что заставляет автомобиль воспроизводить приятную симфонию звуков после поворота ключа в замке зажигания? Как получилось, что двигатель способен привести в движение колеса? Было бы сложно описать последовательно все существующие типы двигателей в мире. Однако существует схема, которая, за исключением нескольких случаев, остается неизменной и на которой проще всего объяснить, как работает двигатель автомобиля, то есть тот тип моторов, который сжигает бензин, дизельное топливо или масло.

Поршень: отсюда начинается всё

Вообще всю работу в двигателе выполняет поршень. Именно он движется в цилиндре по принципу «скольжения» — прямолинейно и поступательно. Последовательно — один раз вверх, один раз вниз. Задача поршня, как следует из названия, заключается в нажатии. Если не один, то другой путь.

Чтобы выполнить работу, привести к появлению полезной энергии (КПД больше нуля), поршень должен немного поработать и сделать четыре движения в цилиндре — первоначально он всасывает воздух или смесь через открытый всасывающий клапан, скользя вниз до самого дна цилиндра. Когда он располагается на дне цилиндра, наполненного воздухом, клапан закрывается. Когда цилиндр наполняется воздухом «до зубов», поршень крепко сжимает его, поднимаясь вверх. Специально для такого сжатого воздуха топливо впрыскивается сверху (в дизельном двигателе) или возникает искра (вариант с бензиновым вариантом), которая вызывает взрыв. Независимо от силы взрыва (бывает, что из-за простоя автомобиля, первая искра недостаточно сильна) поршень отправляется вниз. Когда поршень заканчивает свой путь, цикл может считаться оконченным, затем он совершает еще один ход — вверх. Его уже ждет открытый выпускной клапан, через который поршень выталкивает весь этот ненужный мусор (выхлопной газ) наружу.

Поршневой цикл: схема

Это тот самый дым, который в конечном итоге выходит из выхлопной трубы под вашей машиной. И так продолжается снова и снова: всасывание воздуха — поршень опускается, сжатие воздуха – поршень уходит вверх. Взрыв — поршень опущен, выталкивание выхлопа — поршень вверх. И все время снова и снова.

Таким образом, энергия взрыва превращается в работу, потому что движение поршня, соединенного с шатуном, вызывает вращение коленчатого вала, что приводит в движение силовой агрегат, который перемещает колесо автомобиля. Конечно, двигатель обычно имеет несколько поршней и цилиндров. В целом, чем они больше, тем больше работа двигателя и чем больше мощность этих цилиндров, тем больше потенциал двигателя и, следовательно, — лучшее ускорение, лучшая динамика, но также и большая потребность в топливе.

Предлагаем вам посмотреть занимательное видео, в котором подробно рассказывается и показывается каким именно образом работаем двигатель внутреннего сгорания автомобиля:

Например, когда указатель тахометра в вашей машине приближается к 2000 об./мин. (2 тысячи оборотов коленвала), это означает, что поршень совершает 4000 ходов в это время, и смесь попадает в цилиндр 1000 раз! Все это за минуту. И всего на один цилиндр. Теперь подумайте, сколько топлива нужно двигателю, если вы «стреляете» в него все время, разгоняя до 6000 оборотов при нажатой педали газа в пол!

Важность моторного масла

Чтобы двигатель работал исправно, очень важно наличие в картере масла. Каждый из нас отлично знает, что, чем лучше скольжение, тем более плавным является движение (вспомните фигурное катание). В принципе, там, где есть движение в двигателе, где одна деталь соприкасается с другой, туда и попадает масло. Его путь начинается с масляного поддона, который расположен под двигателем, масло всасывается специальным насосом, затем масляный насос вдавливает его в трубчатую сборку, которая направляет смазочный растовр в множество мест двигателя.

Представьте, что случилось бы, если бы в течение длительного времени все компоненты двигателя двигались «всухую». Теперь вы, наверное, понимаете, почему так важно время от времени проверять уровень масла в двигателе.

Бензиновый и дизельный моторы: в чем принципиальные отличия?

В чем главное отличие бензинового двигателя от дизельного? Речь идет о принципе зажигания. Бензиновые двигатели имеют искровое зажигание, дизель является самоходным. Что означают эти слова?

Бензиновые двигатели для взрыва в цилиндре используют искру, генерируемую на свече зажигания. В дизельных двигателях всё совсем иначе. В дизельном моторе воздух в цилиндре сжимается поршнем гораздо сильнее. Настолько, что внутри создается высокая температура, достаточная для взрыва смеси в цилиндре без искры. Бензин не возгорается из-за большого давления, соляра (дизельное топливо), наоборот, не горит при нормальных условиях от обычной искры.

Двигатели также различаются по расположению и количеству цилиндров. В Европе наиболее популярными являются рядные двигатели — как можно заключить из названия, цилиндры, в которых движутся поршни, в них расположены в ряд. Рядный четырехцилиндровый двигатель будет отмечается символом R4, шестицилиндровый R6 и т. д. Теперь представьте, что Lamborghini собирается смонтировать большой 12-цилиндровый двигатель под капотом своей модели. Если бы производитель хотел установить все цилиндры в один ряд, двигатель занял бы много места. Таким образом, было изобретено другое решение — разветвленное расположение цилиндров в два ряда, под углом 60, 90 и даже 180 градусов (оппозитный мотор). Все двигатели этого типа обозначены буквой V, в данном случае это будет двигатель V12. Однако более популярными являются установки V6 и V8. Такие автомобили изготавливались в середине прошлого века в США, после финансового кризиса их посчитали недостаточно оправданными.

Эти «демонические», действительно мощные, производительные моторы, встречаются реже, их можно обнаружить, чаще всего, в Subaru или Porsche. Здесь поршни расположены с обеих сторон коленчатого вала, лицом друг к другу, что делает весь двигатель, по сравнению с другими, очень плоским, но не менее объемным.

Рядный двигатель

Когда дело доходит до поршневого устройства, существует еще один тип двигателя, который сильно отличается от остальных. Это двигатель с одним вихревым поршнем, так называемый Двигатель Ванкеля. Также существуют специальные роторные моторы (цилиндры расположены по кругу), сферические моторы (поршень двигается не поступательно, а описывает сферу) и многие другие изобретения.

3drive.ru

Как работает автомобиль — 9 уроков (перевод с английского) — DRIVERU.RU / Пост

Введение

Вас интересовало, что же происходит под капотом вашего железного коня? Для непосвященного человека двигатель выглядит как кусок металла, опутанный трубками и проводами. Наверное, вам просто любопытно, что же происходит внутри него. Или может бы вы, покупая новую машину, хотите понять, что же на самом деле значит «3-х литровый V6» или «двойной распредвал DOHC» или «фазированный впрыск». Что же это всё значит?

Двигатель автомобиля Jeep® Grand Cherokee

В этой статье мы раскроем основные принципы строения двигателя и работы его основных частей. Также расскажем, что может сломаться и что можно прокачать. Основное назначение бензинового двигателя — это преобразовывать энергию сгорания бензина в движение так, чтобы автомобиль мог двигаться. Большое развитие получили двигатели, в которых бензин сгорает внутри самого двигателя. Именно поэтому они и называются двигателями внутреннего сгорания — процесс сгорания происходит внутри двигателя. И так, для общего развития:

• Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания. Дизельный двигатели, газотурбинные двигатели. Есть ещё роторные, двухтактные и HEMI-двигатели. У каждого вида есть свои преимущества и недостатки.
• Бывают ещё и двигатели внешнего сгорания. Яркий пример таких двигателей — это паровые двигатели старых паровозов. Топливо (уголь, дерево, мазут и т. д.) в паровом двигателе сгорает вне двигателя для того чтобы произвести пар, а пар в свою очередь приводит двигатель в движение изнутри. Двигатели внутреннего сгорания более эффективны (меньше расход топлива) чем двигатели внешнего сгорания, а кроме того двигатель внутреннего сгорания намного меньше аналогичного двигателя внешнего сгорания. Именно поэтому Mercedes и BMW не ставят на свои машины паровые двигатели.

Внутреннее сгорание

Если вы поместите совсем небольшое количество горючего (бензина, например) и подожжете его в закрытом пространстве, скажем внутри стянутого сапога, то сапог просто разорвется. Это происходит, потому что очень большое количество газа выделяется при сгорании топлива. Вот так энергию сгорания бензина можно превратить в разорванный сапог. А можно её пустить на благие цели — отвезти вас с семьёй на дачу. Например, если вы сможете зациклить процесс сгорания так, чтобы сгораемый газ приводил в движение механизмы с частотой в несколько сотен раз в минуту, то считайте, что основа двигателя у вас уже есть.

 

Почти все двигатели в автомобилях работают в четырехтактном цикле сгорания. Четырехтактный цикл известен также как цилк Отто. Он был назван так в честь своего изобретателя Николаса Отто, который в 1867 году придумал этот цикл. Эти четыре цикла представлены на схеме. Это

1. впуск
2. сжатие
3. рабочий ход
4. выпуск

На картинке вы можете увидеть, что в двигателе поршень движется под действием сгорания топлива — как будто снаряд выстреливает из пушки. Поршень соединяется с коленчатым валом с помощью шатуна. Так как коленвал продолжает вращение, он перезаряжает «пушку» и она снова стреляет. А теперь, чтобы вы лучше разобрались, мы внимательнее посмотрим на этот цикл.

1. Поршень начинает своё движение с верхней точки. Впускной клапан открывается, а поршень, двигаясь вниз, всасывает в цилиндр топливо и свежий воздух. Эти действия называются тактом впуска. Причем в цилиндр закачивается всего несколько капель топлива — этого вполне достаточно.
2. Затем поршень поднимается вверх и сжимает смесь воздуха с топливом. Чем больше сжать смесь, тем с большей силой она выстрелит.
3. Когда поршень достигает своей верхней точки, свеча даёт искру, которая подрывает горючую смесь. Взрыв приводит поршень к движению.
4. После того как поршень придет к своему нижнему положению, откроется выпускной клапан, и выхлоп вытолкнется наружу к выхлопной трубе.

 

И вот двигатель уже готов к новому циклу — снова засосать горючую смесь, выстелить и освободить цилиндр от выхлопа.

Заметьте что движение на выходе двигателя — крутящее, хотя движение поршня при взрыве — прямолинейное. Линейное движение поршней преобразовывается в крутящее движение двигателя с помощью коленчатого вала. Нам как раз и нужно крутящее движение: ведь нам надо крутить колеса автомобиля.

Вот и посмотрим, как это получается, что движение, начавшись в цилиндре двигателя, переходит на колеса автомобиля.

Основные части двигателя

Основа двигателя — это цилиндр и поршень. Поршень двигается внутри цилиндра, создавая движение. Двигатель, описанный нами выше, имел только один цилиндр. Такие двигатели обычно ставятся на бензопилы, а на машинах обычно стоят четырех-, шести- и восьмицилиндровые двигатели внутреннего сгорания. В многоцилиндровом двигателе цилиндры могут быть расположены тремя разными способами: «в ряд», «V-образно», «оппозитно».

«В ряд». Все цилиндры расположены в ряд в одном блоке.

«V-образно». Цилиндры расположены в двух блоках, установленных под определенным углом.

«Оппозитно». Цилиндры расположены в двух блоках, установленных один напротив другого.

Разные формы имеют различные преимущества и недостатки в плане плавности хода, стоимости производства, размеров и формы. В зависимости от типа проектируемого автомобиля на него ставят наиболее подходящий ему двигатель.

Давайте подробнее рассмотрим основные части двигателя.

Свеча

Свеча

Свеча даёт искру, которая в свою очередь подрывает смесь топлива с воздухом, чтобы произошло сгорание. Искра должна появляться в строго отведенный момент, чтобы двигатель работал нормально. Чтобы он вообще работал.

Клапаны

Клапаны

Впускной и выпускной клапаны открываются каждый строго в обозначенный им момент. Первый — чтобы впустить в цилиндр смесь воздуха и топлива. Второй — чтобы выпустить отработанные выхлопные газы. Заметьте, что оба клапана закрыты в момент сжатия и рабочего хода (сгорания) — камера сгорания в эти моменты герметична.

Поршень

Поршни

Поршень — цилиндрический кусок металла, который движется вверх и вниз внутри цилиндра.

Поршневые кольца

Поршневые кольца

Поршневые кольца обеспечивают герметичность камеры сгорания, поскольку поршень должен быть диаметром поменьше, чтобы нормально перемещаться в цилиндре. В общем, у поршневых колец две основные задачи:

1. они обеспечивают герметичность камеры, чтобы смесь из топлива и воздуха при сжатии не выдавливалась в маслосборник;
2. они не позволяют машинному маслу попадать в камеру сгорания. Если оно туда попадет, то сгорит, и выйдет с выхлопными газами.

Когда двигатель начинает кушать масло (на каждую 1000 км уровень масла потихоньку уменьшается), это значит что поршневые кольца уже износились и не выполняют свою функцию.

Шатун

Шатун

Шатун соединяет поршень и коленчатый вал. Он подвижен и может отклоняться так, чтобы двигаться вместе с вращением коленчатого вала.

Шатун и поршень в сборе

Коленчатый вал

Коленчатый вал

Коленвал двигает поршень в цилиндре в ходе цикла.

Картер

Картер

Картер окружает коленвал. В картере содержится основная часть масла, которая накапливается в маслосборнике.

Неисправности двигателя

Итак, одним прекрасным утром вы поворачиваете ключ зажигания, но двигатель… не заводится. Что случилось? Сейчас, когда вы знаете устройство двигателя, вы можете понять, что мешает ему нормально работать. Причина может быть одна из трех: плохая горючая смесь, плохая компрессия или плохая искра. Есть ещё масса мелочей, каждая из которых может ухудшить работу двигателя, но вышеназванные неисправности — это «большая тройка». Сейчас мы разберем, как каждая из этих неисправностей может повлиять на работу двигателя.

Плохая горючая смесь

Плохая горючая смесь может получиться из-за того что

• У вас закончился бензин, так что в двигатель поступает только воздух, но не горючее.
• Засорились воздуховоды, так что в двигатель поступает горючее, но недостаточно воздуха.
• Топливная система подает в горючую смесь слишком много или слишком мало топлива, из-за чего сгорание происходит не должным образом.
• В топливо попали вредные примеси (например, вода), из-за которых оно не может сгорать как надо.

Плохая компрессия

Если смесь топлива и воздуха не сжать как следует, то процесс сгорания пойдет не так, как должен. Плохая компрессия может возникнуть, если

• Поршневые кольца изношены. В этом случае горючая смесь в момент сжатия частично просачивается через поршневые кольца.
• Впускной или выпускной клапан не закрываются герметично. Тогда горючая смесь также просачивается из цилиндра в момент сжатия.
• В цилиндре есть дырка.

Чаще всего «дырка» в цилиндре возникает в месте, где поверхность блока цилиндров соприкасается с головкой блока. На головке блока (или более полно «головка блока цилиндров») размещается весь механизм клапанов с распределительным валом. Так вот, для более плотного прилегания поверхностей блока и головки блока, между ними помещается тонкая прокладка, а затем они жестко стягиваются болтами. Бывает, что эта прокладка разрушается, а её трещины образуют каналы, по которым воздух утекает из цилиндра, понижая компрессию.

Плохая искра

Искры может не быть или её может не хватать по нескольким причинам:

• Свеча или провод, который идет к ней, изношен. В этом случае искра слабая.
• Если провод оборвался или отсутствует, или система зажигания неисправна, тогда искры вообще не будет.
• Искра возникает слишком рано или слишком поздно — система зажигания разрегулирована. В этом случае горючая смесь не будет подорвана в нужный момент.

Еще проблемы

Есть ещё несколько распространенных проблем, не связанных с «большой тройкой».

• Если ваш аккумулятор разрядился, то у него не хватит энергии чтобы запустить двигатель.
• Если подшипники коленвала вышли из строя, то вместо того чтобы облегчать его движение, они не дадут ему провернуться и двигатель нельзя будет запустить.
• Если клапаны не будут открываться и закрываться в нужный момент, то горючее не сможет попасть в цилиндр, а выхлоп выйти из него. В этом случае двигатель нельзя будет завести.
• Если кто-нибудь плотно закроет вашу выхлопную трубу, то выхлоп не сможет выходить из цилиндра и двигатель не заведется.
• Если у вас в двигателе будет мало масла, то поршень не сможет легко скользить внутри цилиндра вверх и вниз. Двигатель в этом случае начнет внезапно заедать.

Как вы видите, правильную работу двигателя обеспечивают несколько вспомогательных систем.

Газораспределительная система и система зажигания

Большинство вспомогательных систем двигателя строятся по различным технологиям, и чем лучше технология, тем выше качественные характеристики двигателя. Давайте посмотрим на различные подсистемы, используемые в современных двигателях. Начнем с системы газораспределения.

Газораспределительная система

Газораспределительная система состоит из клапанов и вала, который открывает и закрывает их. Этот вал называется распределительным валом или кулачковым валом. На распредвале есть кулачки, которые заставляют клапаны двигаться вверх и вниз, как показано на рисунке.

В большинстве современных двигателях этот механизм находится над клапанами. Кулачки на валу открывают клапаны на весьма короткий период. В старых двигателях распредвал часто располагался в картере, рядом с коленвалом, а с клапанами он соединялся посредством металлических стержней и рычагов. Такой механизм имел большее количество деталей, и часть энергии терялась на приведение в движение дополнительных частей этого механизма.

Распредвал

Ремень или цепь газораспределительного механизма (ремень ГРМ, цепь ГРМ) соединяет коленвал и распредвал таким образом, чтобы клапаны и поршни всегда двигались синхронно. За один оборот коленвала, распределительный вал делает полоборота. Часто на современных автомобилях двигатели имеют по четыре клапана на цилиндр (два на впуск, два на выпуск), и над каждым видом клапанов располагается свой распредвал, что позволяет отказаться от механизма коромысел. Такое техническое решение получило название «двойной распредвал» или по английски — DOHC: double overhead camshaft.

Система зажигания

Система зажигания (см. рисунок) инициирует высоковольтный разряд и передает его свече через высоковольтные провода. В первую очередь разряд посылается на трамблер, который вы легко можете увидеть, заглянув под капот автомобиля. У трамблера обычно один провод заходит в центр, а остальные провода (их может быть четыре или шесть — по количеству цилиндров) расположены по краям и выходят к цилиндрам. Эти высоковольтные провода посылают разряд к каждой свече. Трамблер построен так, что в определенный момент разряд посылается только в тот цилиндр, где нужна искра.

Подробнее про систему зажигания можно прочитать на cars-love.ru.

Схема системы зажигания

A) Провод к свече
B) Крышка трамблера
C) Бегунок
D) Высоковольтный провод катушки зажигания
E) Корпус трамблера
F) Кулачок трамблера
G) Датчик импульсов зажигания
H) Блок контроля зажигания
I) Катушка зажигания
J) Свечи

Трамблер, высоковольтные провода и катушка зажигания

Система охлаждения, запуска и воздушная система

Система охлаждения

Система охлаждения в большинстве случаев состоит из радиатора и помпы. Вода циркулирует по каналам, окружая горячие цилиндры, и выходит в радиатор. Там она и охлаждается. Именно помпа (насос) перегоняет воду по каналам системы охлаждения. В некоторых автомобилях, почти во всех мотоциклах и бензопилах двигатель охлаждается воздухом. В таких двигателях от корпуса каждого цилиндра отходят металлические пластины, которые помогают рассеивать тепло. Двигатель с воздушным охлаждением более лёгок, но он и горячее, что, в общем, уменьшает срок его жизни и эффективность работы.

Система охлаждения двигателя

Воздушная система

Сейчас вы знаете, как охлаждается двигатель. Воздух для двигателя тоже очень важен. Большинство автомобилей имеют атмосферный двигатель — это значит что воздух из атмосферы, проходя через воздушный фильтр, сразу поступает в цилиндры. Заряженные двигатели часто имеют в своей конструкции турбокомпрессор или просто компрессор. В таких двигателях воздух в цилиндры поступает в сжатом виде, что позволяет обогатить горючую смесь и увеличить мощность двигателя. Когда двигатель работает с компрессором или турбокомпрессором, говорят, что он работает с наддувом или с турбонаддувом. Турбокомпрессор приводится в движение маленькой турбиной, встроенной в выхлопную трубу. Турбина вращается за счет энергии движения выхлопных газов. А вот компрессор подключается к двигателю напрямую — как только двигатель начинает делать первые обороты — начинает работать и компрессор.

Турбокомпрессор

Система пуска

Все эти примочки, конечно же, впечатляют, но что именно происходит когда вы поворачиваете ключ зажигания? Система пуска двигателя состоит из электромотора и магнитного пускателя. Когда вы повернете ключ зажигания, электромотор провернет двигатель, пока не запустит процесс внутреннего сгорания. Для того чтобы провернуть холодный двигатель требуется огромная энергия чтобы:

• Преодолеть трение поршневых колец о стенки цилиндра;
• Сжать воздух в цилиндрах, которые остановились в стадии сжатия.
• Открыть и закрыть клапаны, там, где это нужно.
• Запустить другие вспомогательные механизмы, такие как масляная помпа, помпа системы охлаждения, генератор и т. п.

Электромотор сможет раскрутить эту «махину» только если пропустить через него большой ток. Магнитный пускатель — это большой электрический выключатель, который может пропускать такой большой ток. И вот когда вы поворачиваете ключ зажигания, магнитный включатель подает ток на электромотор (он же стартер) и двигатель начинает делать свои первые обороты.

Стартер

Топливная, выхлопная системы, система смазки и система электропитания

Топливная система

Даже если вы совсем немного времени провели за рулем автомобиля, вы наверняка уже успели понять, что автомобиль необходимо периодически заправлять топливом. Каким же образом топливо попадает из топливного бака в цилиндры? Насосы топливной системы выкачивают топливо из бака, затем оно смешивается с воздухом — получается горючая смесь. В общем, топливо доставляется в цилиндры одним из трех возможных способов:

1. предварительно смешиваясь с воздухом,
2. впрыскивается во впускные каналы, а затем попадает в цилиндр,
3. впрыскивается напрямую в цилиндр.

Карбюратор и корпус воздушного фильтра

На двигателях, где стоит карбюратор, топливо предварительно смешивается с воздухом, а уже затем попадает в цилиндры. Остальные два способа доставки способа реализованы на инжекторных двигателях. В системах моновпрыска и распределенного впрыска топливо впрыскивается во впускные каналы, а затем засасывается в цилиндр. В системах прямого впрыска топливо распыляется сразу в цилиндр.

Более подробно про систему питания можно прочитать на cars-love.ru.

Система смазки

Масло также играет большую роль. Система смазки отвечает за наличие масла в каждом месте, где есть трение, чтобы все части двигателя могли нормально двигаться. Масло больше всего необходимо поршням (для легкого скольжения внутри цилиндров) и подшипникам, чтобы такие детали как коленвал и распредвал могли свободно вращаться. В большинстве двигателей масло стекает вниз и собирается в маслосборнике. Затем масляный насос перегоняет масло через масляный фильтр, чтобы очистить его от металлических опилок (металл двигателя потихоньку стирается). После прохождения фильтра, масло под давлением доставляется в подшипники и на стенки цилиндров. Потом масло опять стекает вниз в маслосборник и весь процесс повторяется заново.

Выхлопная система

Вот вы и разобрались с тем, что поступает в двигатель, а сейчас время увидеть то, что из него выходит и как это происходит. Основа выхлопной системы — выхлопная труба и глушитель. Если вы снимете глушитель, то сразу услышите звук тысячи небольших взрывов — очень громкий звук. Глушитель сильно уменьшает эту громкость, что позволяет комфортно находиться рядом с автомобилем. В выхлопной системе также есть каталитический дожигатель выхлопных газов, «катализатор» в простонародье.

Выхлопная труба с прямоточным глушителем и каталитическим дожигателем

Система понижения токсичности выхлопа в современных автомобилях состоит из каталитического дожигателя выхлопных газов, датчиков и компьютера, который управляет всей этой системой. Например в каталитическом дожигателе с помощью химического катализатора и кислорода сжигаются остатки топлива, которые не сгорело в цилиндрах, а также другие химические примеси топлива. В это время датчик кислорода в выхлопной системе проверяет, достаточно ли кислорода поступает в выхлопную систему, чтобы каталитический дожигатель хорошо выполнял свою работу. Если кислорода не хватает, компьютер отдает команду на увеличение подачи кислорода в выхлопную систему.

Электрическая система

Осталось рассказать об ещё одной важной системе — электрической. Она состоит из аккумулятора и генератора. Генератор подключен к двигателю с помощью ременной передачи. Его назначение — зарядка аккумулятора — источника питания всех устройств, потребляющих электроэнергию: системы зажигания, фар и фонарей, дворников, стеклоподъемников, аудиосистемы и т. п.

Генератор

Теперь вы имеете представление обо всех системах, обеспечивающих работу двигателя.

«Зарядка» двигателя

Сейчас вы увидите множество способов «доводки» двигателя. Автопроизводители постоянно применяют их в той или иной степени чтобы увеличить мощность двигателя и/или уменьшить расход топлива.

Увеличение рабочего объема двигателя.

Больше рабочий объем — больше мощности, поскольку вы можете сжигать больше топлива за один цикл. Вы можете увеличить объем двумя способами: увеличить объем цилиндров или увеличить количество цилиндров. Разумный потолок для двигателей внутреннего сгорания — 12 цилиндров.

Увеличение степени сжатия (компрессии).

Больше сжатие — больше величина давления на поверхность каждого поршня при сгорании топлива — больше мощность двигателя. Но у этого способа есть жесткая граница, поскольку сильно сжатая горючая смесь сама взрывается под высоким давлением раньше, чем появится искра. Высокооктановый бензин (А-98) стойко переносит даже очень высокое давление. Именно поэтому мощные автомобили заправляют высокооктановым бензином — их двигатели работают при высокой степени сжатия в цилиндрах.

Больше воздуха в каждый цилиндр.

Если вы сможете втиснуть больше воздуха (и соответственно больше топлива) в каждый цилиндр, вы получите больше мощности с каждого цилиндра (это похоже на способ, где увеличивался объем цилиндров). Турбокомпрессоры и компрессоры обеспечивают подачу горючей смеси в цилиндры под высоким давлением, благодаря чему в каждый цилиндр попадает больше горючего.

Охлаждение поступающего воздуха.

К сожалению, воздух при сжатии нагревается. Но для нас, чем холоднее воздух, тем лучше, поскольку холодный воздух занимает меньший объем. Следовательно, чем холоднее воздух, тем больше его влезет в цилиндр. А нам только этого и надо. Именно поэтому во многих «заряженных» автомобилях вместе с компрессором или турбокомпрессором стоит промежуточный охладитель (интеркулер), который охлаждает сжатый горячий воздух. Затем уже этот воздух пойдет в каждый цилиндр вместе с топливом.

Промежуточный охладитель — на фото это горизонтально лежащий «полосатый» радиатор.

Дайте двигателю легко вдохнуть.

В фазе впуска поршень засасывает горючую смесь в цилиндр. Но если воздух будет поступать с сопротивлением, так что его придется силой засасывать в цилиндр, то мощность двигателя сильно упадет. Сопротивление воздуха может быть сильно уменьшено, если над каждым цилиндром вместо одного впускного клапана поставить по два. На некоторых современных автомобилях стоят гладкие впускные коллекторы, чтобы уменьшить сопротивление движению воздуха. Увеличение воздушных фильтров также позволяет уменьшить сопротивление.

Гладкие впускные коллекторы: важно что они и внутри такие же гладкие

Дайте двигателю легко выдохнуть.

Если воздух будет тяжело выходить из цилиндров, двигателю придется его выталкивать силой, что плохо скажется на мощности двигателя. Выход воздуха можно облегчить, добавив ещё один выпускной клапан каждому цилиндру. Двигатели, где на каждый цилиндр приходится по два впускных и по два выпускных клапана, имеют хорошие показатели мощности и динамики. Именно поэтому их расхваливают в рекламе, говоря, про четырехцилиндровый двигатель с шестнадцатью клапанами или про четыре клапана на цилиндр.

Прямоточный глушитель, выхлопная труба увеличенного диаметра и каталитический дожигатель

Если выхлопная труба слишком мала или глушитель создает слишком сильное сопротивление выхлопу, выход выхлопа из цилиндра будет осложнен, что, как вы знаете, плохо отражается на мощности двигателя. В серьезных выхлопных системах стоят коллекторы, большие выхлопные трубы и прямоточные глушители, чтобы уменьшить сопротивление выхлопу при его прохождении. Когда вы услышите про «двойной выхлоп», знайте, что это выхлопная система с двумя выхлопными трубами вместо одной, и сделано это для того, чтобы путешествие выхлопа на свободу был как можно легче.

Облегчение деталей

Чем легче детали двигателя — тем легче ему работать. Каждый раз, когда поршень меняет направление движения, он тратит энергию на то чтобы остановиться и на то, чтобы разогнаться в новом направлении. Чем легче поршень, тем меньше энергии будет тратиться на этот процесс.

Впрыск топлива

Система впрыска топлива, в отличие от карбюраторной системы, гораздо эффективнее доставляет топливо в цилиндры. А это уже хорошо отражается на мощности двигателя и на расходе топлива.

Популярные вопросы о двигателях

Какая разница между бензиновым и дизельным двигателем?

В дизельном двигателе нет свечи. В дизельном двигателе горючая смесь из-за сжатия в цилиндре нагревается и сама взрывается в тот момент, когда обычно в бензиновых двигателях свеча дает искру. Дизельные двигатели более совершенны чем бензиновые двигатели с точки зрения преобразования энергии, поэтому расход топлива дизельных двигателей меньше, чем у бензиновых.

В чем разница между двухтактными и четырехтактными двигателями?

Большинство бензопил и моторных лодок оснащаются двухтактными двигателями. В двухтактном двигателе нет клапанов, а свеча дает искру каждый раз, когда поршень достигает своей верхней точки. Через отверстие в нижней части цилиндра в камеру сгорания закачивается горючая смесь (в момент, когда поршень уже находится в нижней части). Затем поршень начнет движение вверх, сожмет горючую смесь, и искра вызовет взрыв. Поршень начнет своё движение вниз, но, не дойдя до самого низа, даст возможность выхлопу выйти через другое отверстие, чтобы в низу камера сгорания опять сразу же заполнилась горючей смесью. Двухтактные двигатели работают на бензине с маслом, поскольку из-за особой конструкции горючая смесь заполняет всё внутреннее пространство двигателя, в том числе и пространство вокруг коленвала. Горючая смесь двухтактного двигателя — смесь воздуха, топлива и жидкого масла, в двухтактных двигателях выполняет ещё и функцию смазки. Поэтому в таких двигателях нет картера, собирающего масло, а специальное жидкое масло добавляется прямо в горючую смесь.

Схема работы двухтактного двигателя

В общем, двухтактные двигатели намного мощнее четырехтактных, потому что у них подрыв горючей смеси происходит в два раза чаще — за два такта движения поршня, вместо четырех тактов в привычных для нас автомобильных двигателях. Тем не менее, конструкция двухтактных двигателей менее совершенна, они потребляют очень большое количество топлива и масла, и, следовательно, очень опасны для окружающей среды.

Вы упоминали паровые двигатели — есть ли у них какие-нибудь преимущества перед другими двигателями. Есть ли какие-нибудь преимущества у двигателей внешнего сгорания вообще?

Основное преимущество парового двигателя в том, что топливом может послужить всё, что горит: уголь, бумага, древесина. А вот двигателям внутреннего сгорания нужно чистое высококачественное жидкое или газообразное топливо.

Зачем делать целых восемь цилиндров в одном двигателе? Почему бы не сделать один большой цилиндр, но в восемь раз больше?

Есть пара причин, по которым 4-х литровый двигатель имеет восемь пол-литровых цилиндров вместо одного четырехлитрового. Главная причина это плавность. Двигатель V-8 плавный потому, что в нем каждый из восьми взрывов происходит в отдельный момент. Это лучше чем, если бы у вас был один большой «четырехлитровый взрыв». Другая причина — это усилие, которое необходимо приложить для запуска двигателя. Когда вы запускаете V-8, вам надо преодолеть сжатие воздуха в двух цилиндрах общим объемом 1 литр, что несравнимо легче чем сжимать горючую смесь в четырехлитровом цилиндре.

driveru.ru

Как работает двигатель машины

Перед тем как приступить к ремонту двигателя необходимо в точной последовательности изучить технологию ремонта и четко знать как работает двигатель машины, так и самого предмета ремонта. Необходимо знать в мелочах конструкцию двигателя и как он работает, принцип работы двигателя. На практике часто сталкиваешься с тем, что невозможно обнаружить истинную причину неисправности, но если вы изучили рабочий процесс двигателя и его конструкцию, то у вас есть шансы на успешную диагностику неисправностей двигателя. Двигатели разных производителей существенно могут отличаться, что требует от ремонтника надлежащих знаний. И мы должны изучить инструкции разных производителей автомобилей и понять как работает двигатель машины.

Рабочие процессы в нижней мертвой точке. Такт сжатия.

В нижней мертвой точке у поршня происходит перекладка, а точнее происходит изменение опоры поршня на цилиндр с левой юбки на правую. Перекладка зависит от зазора между юбкой поршня и цилиндром. Перекладка тем больше, чем этот зазор больше. Это приводит к повышенному износу юбки поршня и цилиндра, а также повышается шум работы двигателя.

Во время второго такта сжатии горючая смесь еще поступает в цилиндр. Если посмотреть с точки зрения наполнения цилиндра свежим зарядом горючей смеси в момент закрытия клапана впуска смесь у клапана должна остановиться. Основное влияние на данный аспект оказывает конструкция впускной системы, положение дроссельной заслонки и частота вращения коленчатого вала.

Рисунок 1. а – образование вихря в цилиндре; б – обтекание тарелки клапана и днища поршня холодным потоком.

 

Здесь на процесс очень сильно влияет кон­струкция впускной системы, частота вращения, положение дроссельной заслонки. В общем случае, чем больше частота вращения и открытие дроссельной заслонки, тем больше при неизменной длине впускного канала должен закрываться впускной клапан с некоторым запозданием.  На практике чаще всего пытаются достигнуть оптимального варианта. Но на некоторых двигателях это может привести к ухудшению его рабочих параметров, что будет сказываться на выбросах смеси при высоких оборотах.

Рисунок 2. Перекладка поршня в нижней мертвой точке

Во время движения поршня вверх, закрыты впускные и выпускные клапана, происходит сжатие горючей смеси. В цилиндре повышается давление, которое зависит от утечек горючей смеси через поршневые кольца и клапана. Также утечки могут быть вызваны царапинами на стенках цилиндров, рисками. В процессе работы могут износиться торцевые поверхности колец и канавок. При большом зазоре колец вблизи мертвых точек они перелагаются от одного торца канавки к другому. И появляется насосный эффект, который ведет к увеличенному расходу масла. Увеличивается прорыв газов в картер.

Процесс сгорания горючей смеси в цилиндре должен происходить с некоторым запозданием с того момента как свеча зажигания подала искру. Это время дается для того, чтобы сформировался правильный фронт пламени.

В двигателях с искровым за­жиганием это величина равна времени от момента подачи искры до начала  сгорания. В дизельных двигателях процесс сгорания тоже происходит с некоторой за­держкой. Но задержка тут больше необходима для нагрева и испарения топлива.

Рисунок 3. Работа поршневых колец. а – в начале сжатия при малом давление; б – в конце сжатия при нормальном давлении; в – насосный эффект; м –количество масло поступившего в результате насосного эффекта.

www.autoezda.com

Из чего состоит двигатель автомобиля и как он работает  AutoRemka

 

Составляющие детали двигателя машины:

— цилиндр и картер, защищенный снизу поддоном;

— поршень с компрессионными кольцами, расположенный внутри цилиндра;

— коленчатый вал, который движется в коренных подшипниках картера.

Элементы коленчатого вала: коренные шейки, щеки и шатунные шейки. С помощью цилиндра, поршня, шатуна и коленчатого вала кривошипно-шатунный механизм приводит в движение поршни, в результате чего происходит    вращение коленчатого вала.

Поверх цилиндров установлен блок головки с клапанами.  Их открытие и закрытие технически согласовывается с вращением коленчатого вала, что приводит в последовательное движение поршень.

Поршень перемещается к верхней конечной точке (ВМТ) и нижней конечной точке (НМТ).

При работающем двигателе автомобиля, поршень движется без остановок от ВМТ до НМТ благодаря маховику в форме диска и напрессованного плотно на него металлического венца с зубьями виде обода.

 

Почему двигатель работает?

 

Работа двигателя основана на том, что при подаче топлива в камеру сгорания в положении ВМТ, от свечи запала подается искра и происходит мини-взрыв топлива. При этом давление взрывных газов выталкивает поршень до НМТ. В данном процессе поочередно оказываются задействованы все поршни двигателя, приводящие в движение криво-шатунный механизм коленчатого вала, что и позволяет автомобилю двигаться.

Для постоянной и правильно работы двигателя необходимо чтобы во впускной клапан периодически поступали новые порции воздуха и горючего через форсунки. Отработанные газы, после их сгорания, выталкиваются из камеры сгорания через выпускной клапан. За это отвечает механизм газораспределения автомобиля и система впрыска топлива.

 

Назначение систем и механизмов автомобильного двигателя

 

Кривошипно-шатунный механизм – приводит в возвратно-поступательное движение поршни, что влечет за собой вращение коленвала.

Система подачи топлива – служит для дозированного впрыска горючего в двигатель автомобиля.

Механизм газораспределения – отвечает за своевременный впуск и выпуск   отработанных газов в двигателе.

Система зажигания – служит для подачи прерывистого сигнала электротока по бронепроводам высокого напряжения на свечи зажигания, в результате чего образуется искра в камере сгорания двигателя и происходит воспламенения горючей смеси.

Система охлаждения – защищает двигатель от перегрева посредством механического (встречного потока воздуха) либо статического включения принудительного обдува двигателя крыльчаткой, расположенной в непосредственной близости к радиатору.

Система смазки – обеспечивает подачу масла по маслоканалам к движущимся и трущимся механизмам, дабы уменьшить их износ. Маслосистема включает в себя поддон с маслом, насос, фильтры тонкой и грубой очистки, маслоканалы и масляные клапана.

Также автомобиль оборудован пусковым устройством, состоящим из аккумулятора, стартера, замка зажигания и другими приборами контроля, управления и обеспечения жизнедеятельности автомобиля.

autoremka.ru

Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля

У каждого из нас есть определенный автомобиль, однако лишь некоторые водители задумываются о том, как устроен двигатель автомобиля.

Нужно понимать также, что полностью знать устройство двигателя автомобиля необходимо лишь специалистам, работающим на СТО.

К примеру, у многих из нас есть различные электронные устройства, но это вовсе не означает, что мы должны понимать, как они устроены. Мы просто пользуемся ими по прямому назначению. Однако с машиной ситуация немного другая.

Все мы понимаем, что появление неполадок в двигателе автомобиля напрямую влияет на наше здоровье и жизнь. От правильной работы силового агрегата нередко зависит качество езды, а также безопасность людей, которые находятся в автомобиле.

По этой причине, рекомендуем уделить внимание изучению данного раздела о том, как работает двигатель автомобиля и из каких узлов он собран.

Как работает двигатель и из чего он состоит?

Принцип работы двигателя автомобиля – это вопрос, интересующий практически каждого автовладельца. В ходе первого ознакомления со строением двигателя все выглядит очень сложным. Однако в реальности, с помощью тщательного изучения, устройство двигателя становится вполне понятным. В случае необходимости знания о принципе работы двигателя можно использовать в жизни.

1. Блок цилиндров представляет собой своеобразный корпус мотора. Внутри него расположена система каналов, которая используется для охлаждения и смазки силового агрегата. Он используется в качестве основы для дополнительного оборудования, к примеру, картера и головки блока цилиндров.

2. Поршень, являющийся пустотелым стаканом из металла. На его верхней части расположены «канавки» для поршневых колец.

3. Поршневые кольца. Кольца, расположенные внизу, называются маслосъемными, а верхние – компрессионные. Верхние кольца обеспечивают высокий уровень сжатия или компрессию смеси топлива и воздуха. Кольца используются для обеспечения герметичности камеры сгорания, а также в качестве уплотнителей, предотвращающих попадание масла в камеру сгорания.

4. Кривошипно-шатунный механизм. Отвечает за передачу возвратно-поступательной энергии поршневого движения на коленчатый вал двигателя.

Многие автолюбители не знают, что на самом деле принцип работы ДВС является достаточно несложным. Сначала топливо попадает из форсунок в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом. Затем свеча зажигания выдает искру, которая вызывает воспламенение топливно-воздушной смеси, из-за чего она взрывается.

Газы, которые формируются в результате этого, двигают поршень вниз, в процессе чего он передает соответствующее движение коленчатому валу. Коленвал начинает вращать трансмиссию. После этого набор специальных шестерён осуществляет передачу движения на колеса передней или задней оси (в зависимости от привода, может и на все четыре).

Именно так работает двигатель автомобиля. Теперь вас не смогут обмануть недобросовестные специалисты, которые возьмутся за ремонт силового агрегата вашей машины.

Конструкция распредвала: устройство и принцип работы

Двигатель автомобиля представляет собой сложнейший механизм, одним из важнейших элементов которого является распределительный вал, входящий в состав ГРМ…

Воздушный фильтрующий элемент автомобиля

Фильтр воздушный автомобильный – устройство, основной задачей которого является улавливание минеральной пыли, сажи и органических остатков, взвешенных в воздухе, всасываемом мотором…

Система выпуска отработавших газов

Выпускная система (другое наименование — система выпуска отработавших газов, выхлопная система) предназначена для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности…

DOHC — газораспределительная система двигателя

DOHC – это вид газораспределительных систем двигателей внутреннего сгорания, его так же называют TwinCam…

Система изменения фаз газораспределения

Фазами газораспределения принято считать момент с начала открытия и до конца закрытия впускного или выпускного клапана, относительно положения поршня (верхняя или нижняя мертвая точка), выраженного в градусах угла поворота коленчатого вала…

Принцип работы турбины двигателя

Принцип работы турбины основан на повышении мощности двигателя за счет увеличения количества воздуха, поступающего в цилиндры…

Система турбонаддува — принцип работы турбины

Турбонаддув – способ увеличения мощности двигателя автомобиля за счет увеличения подачи воздуха в цилиндры, не изменяя при этом его (двигателя) объема…

Степень сжатия двигателя, компрессия и октановое число

Под этим термином понимают отношение объема пространства над поршнем в момент, когда он находится в нижней мертвой точке…

Карбюраторный двигатель: принцип работы, устройство и регулировка

Карбюраторный двигатель — один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием…

Принцип работы дизельного двигателя

Дизельные двигатели очень похожи по конструкции на бензиновые двигатели и также работают по двух- или четырехтактному циклу…

Принцип работы гибридного двигателя

Гибридным автомобилем называется механическое транспортное средство, приводимое в движение с помощью гибридной силовой установки.

Роторный двигатель: принцип работы и устройство

Роторный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, устройство которого в корне отличается от обычного поршневого двигателя.

Как работает двигатель Стирлинга

Стирлинг — это устройсво преобразующее тепловую энергию в механическую ну как двигатель, с тем лиш отличием, что эта тепловая энергия приходит к нему из вне, а не производится им непосредственно(как это происходит например в двигателе внутреннего сгорания).

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания…

Порядок работы цилиндров двигателя у авто

Информация о порядке работы цилиндров двигателя авто непременно понадобится в том случае, если нужно будет подключить высоковольтные провода или трубопроводы в дизельном агрегате…

Принцип работы инжекторного двигателя

Инжекторные двигатели пришли на смену карбюраторным ДВС, так как являются более экономичными и в меньшей степени загрязняют окружающую среду…

Работа двухтактного двигателя

В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта…

Принцип работы системы охлаждения двигателя

В данную систему входит несколько элементов: расширительный бачок, термостат, вентилятор, насос, соединительные шланги, датчик температуры, рубашка охлаждения блока цилиндров, охлаждающая жидкость, и, конечно же, радиатор…

webavtocar.ru