Меню Закрыть

Состав двигателя автомобиля: Устройство современного двигателя внутреннего сгорания

Содержание

Устройство двигателя автомобиля. Описание, принцип работы

Самым распространенным двигателем из тех, которые устанавливаются в настоящее время, является мотор внутреннего сгорания. Устройство и работа двигателя автомобиля достаточно простые, несмотря на множество деталей, из которых он состоит. Рассмотрим это более подробно.

Общее устройство ДВС

Каждый из моторов имеет цилиндр и поршень. В первом происходит превращение тепловой энергии в механическую, которая способна вызвать движение автомобиля. Всего лишь за одну минуту этот процесс повторяется несколько сот раз, благодаря чему коленчатый вал, которых выходит из мотора, вращается непрерывно.

Двигатель машины состоит из нескольких комплексов систем и механизмов, преобразующих энергию в механическую работу.

Ее базой являются:

Помимо этого, в нем работают следующие системы:

  • питания;

  • зажигания;

  • пуска;

  • охлаждения;

  • смазки.

Кривошипно-шатунный механизм

Благодаря ему возвратно-поступательное движение коленвала превращается во вращательное. Последнее передается всем системам легче, чем циклическое, тем более что конечным звеном передачи являются колеса. А они работают посредством вращения.

Если бы автомобиль не был колесным транспортным средством, то этот механизм для передвижения, возможно, не был бы необходимым. Однако в случае с машиной кривошипно-шатунная работа полностью оправдана.

Газораспределительный механизм

Благодаря ГРМ рабочая смесь или воздух поступает в цилиндры (в зависимости от особенностей образования смеси в моторе), затем удаляются отработавшие уже газы и продукты сгорания.

При этом обмен газов происходит в назначенное время в определенном количестве, организуясь с тактами и гарантируя качественную рабочую смесь, а также получение наибольшего эффекта от выделяемой теплоты.

Система питания

Смесь воздуха с топливом сгорает в цилиндрах. Рассматриваемая система регулирует их подачу в строгом количестве и пропорции. Бывает внешнее и внутреннее смесеобразование. В первом случае воздух и топливо перемешиваются вне цилиндра, а в другом — внутри него.

Систему питания с внешним образованием смеси имеет специальное устройство под названием карбюратор. В нем топливо распыляется в воздушной среде, а затем поступает в цилиндры.

Устройство двигателя автомобиля с системой внутреннего смесеобразования называется инжекторным и дизельным. В них происходит заполнение цилиндров воздухом, куда впрыскивается топливо посредством специальных механизмов.

Система зажигания

Здесь происходит принудительное воспламенение рабочей смеси в моторе. Дизельным агрегатам это не нужно, так как у них процесс осуществляется через высокую степень сжатия воздуха, который становится фактически раскаленным.

В основном в двигателях применяется искровый электрический разряд. Однако, помимо этого, могут использоваться запальные трубки, которые воспламеняют рабочую смесь горящим веществом.

Она может поджигаться и другими способами. Но самым практичным на сегодняшний день продолжает оставаться электроискровая система.

Пуск

Данной системой достигается вращение коленвала мотора при запуске. Это необходимо для начала функционирования отдельных механизмов и самого двигателя в целом.

Для запуска в основном используется стартер. Благодаря ему, процесс осуществляется легко, надежно и быстро. Но возможен и вариант пневматического агрегата, который работает на запасе сжатого воздуха в ресиверах либо обеспеченного компрессором с электрическим приводом.

Самой простой системой является заводная рукоятка, через которую в моторе проворачивается коленвал и начинается работа всех механизмов и систем. Еще недавно все водители возили ее с собой. Однако ни о каком удобстве в этом случае речи быть не могло. Поэтому сегодня все обходятся без нее.

Охлаждение

В задачу этой системы входит поддержание определенной температуры работающего агрегата. Дело в том, что сгорание в цилиндрах смеси происходит с выделением теплоты. Узлы и детали мотора нагреваются, и им необходимо постоянно охлаждаться, чтобы работать в штатном режиме.

Наиболее распространенными являются жидкостная и воздушная системы.

Для того чтобы двигатель охлаждался постоянно, необходим теплообменник. В моторах с жидкостным вариантом его роль исполняет радиатор, который состоит из множества трубок для ее перемещения и отдачи тепла стенкам. Отвод еще больше увеличивается через вентилятор, который установлен рядом с радиатором.

В приборах с воздушным охлаждением используется оребрение поверхностей самых нагретых элементов, из-за чего площадь теплообмена существенно возрастает.

Эта система охлаждения является низкоэффективной, а поэтому на современных автомобилях она устанавливается редко. В основном ее используют на мотоциклах и на небольших ДВС, для которых не нужна тяжелая работа.

Система смазки

Смазывание деталей необходимо для сокращения потерь механической энергии, которая происходит в кривошипно-шатунном механизме и ГРМ. Помимо этого, процесс способствует уменьшению износа деталей и некоторому охлаждению.

Смазка в двигателях автомобилей в основном используется под давлением, когда масло подается через трубопроводы посредством насоса.

Некоторые элементы смазываются путем разбрызгивания или окунания в масло.

Двухтактные и четырехтактные моторы

Устройство двигателя автомобиля первого вида в настоящее время применяется в довольно узком диапазоне: на мопедах, недорогих мотоциклах, лодках и бензокосилках. Его недостатком является потеря рабочей смеси во время удаления выхлопных газов. Кроме этого, принудительная продувка и завышенные требования к термической устойчивости выхлопного клапана служат причиной роста цены мотора.

В четырехтактном двигателе указанных недостатков нет благодаря наличию газораспределительного механизма. Однако и в этой системе имеются свои проблемы. Наилучший режим работы мотора будет достигнут в очень узком диапазоне оборотов коленчатого вала.

Развитие технологий и появление электронных БУ позволило решить эту задачу. Во внутреннее устройство двигателя теперь входит электромагнитное управление, при помощи которого выбирается оптимальный режим газораспределения.

Принцип работы

ДВС работает следующим образом. После того как рабочая смесь попадает в камеру сгорания, она сжимается и воспламеняется от искры. При сжигании в цилиндре образуется сверхсильное давление, которое приводит в движение поршень. Он начинает продвигаться к нижней мертвой точке, что является третьим тактом (после впуска и сжатия), называющимся рабочим ходом. В это время благодаря поршню начинает вращаться коленвал. Поршень, в свою очередь, перемещаясь к верхней мертвой точке, выталкивает отработанные газы, что является четвертым тактом работы двигателя — выпуском.

Вся четырехтактная работа происходит довольно просто. Чтобы легче было понять как общее устройство двигателя автомобиля, так и его работу, удобно посмотреть видео, наглядно демонстрирующее функционирование мотора ДВС.

Тюнинг

Многие автовладельцы, привыкнув к своей машине, хотят получить от нее больше возможностей, чем она способна дать. Поэтому нередко для этого делают тюнинг двигателя, увеличивая его мощность. Это можно реализовать несколькими способами.

Например, известен чип-тюнинг, когда путем компьютерного перепрограммирования мотор настраивают на более динамичную работу. У этого способа есть как сторонники, так и противники.

Более традиционным методом является тюнинг двигателя, при котором осуществляются некоторые его переделки. Для этого производится замена коленчатого вала с подходящими под него поршнями и шатунами; устанавливается турбина; проводятся сложные манипуляции с аэродинамикой и так далее.

Устройство двигателя автомобиля не такое уж сложное. Однако в связи с огромным количеством элементов, в него входящих, и необходимости согласования их между собой, для того чтобы любые переделки возымели желаемый результат, требуется высокий профессионализм того, кто их будет осуществлять. Поэтому, прежде чем решаться на это, стоит потратить усилия для поиска настоящего мастера своего дела.

Принцип работы и устройство двигателя автомобиля. Техническое обслуживание двигателя 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 данной статьи о том, как работает двигатель автомобиля и из чего он состоит.

История разработки автомобильного двигателя

В переводе с оригинального латинского языка двигатель или мотор означает «приводящий в движение». Сегодня двигателем называют определенное устройство, предназначенное для преобразования одного из видов энергии в механическую. Самыми популярными сегодня считаются двигатели внутреннего сгорания, типы которых бывают разными. Первый такой мотор появился в 1801 году, когда Филипп Лебон из Франции запатентовал мотор, который функционировал на светильном газе. После этого свои разработки представили Август Отто и Жан Этьен Ленуар. Известно, что Август Отто первым запатентовал 4-тактный двигатель. До нашего времени строение двигателя практически не изменилось.

В 1872 году состоялся дебют американского двигателя, который работал на керосине. Однако данную попытку трудно было назвать удачной, поскольку керосин не мог нормально взрываться в цилиндрах. Уже через 10 лет Готлиб Даймлер презентовал свой вариант двигателя, который работал на бензине, причем работал довольно неплохо.

Рассмотрим современные типы двигателей автомобиля и разберемся, к какому из них принадлежит ваша машина.

Типы автомобильных двигателей

Поскольку наиболее распространенным в наше время считают двигатель внутреннего сгорания, рассмотрим типы двигателей, которыми оснащаются сегодня почти все машины.

ДВС – это далеко не наилучший тип двигателя, однако именно его используют во многих транспортных средствах.

Классификация двигателей автомобиля:

  • Дизельные двигатели. Подача дизельного топлива осуществляется в цилиндры посредством специальных форсунок. Такие моторы не нуждаются в электрической энергии для работы. Она им нужна лишь для запуска силового агрегата.
  • Бензиновые двигатели. Они бывают и инжекторными. Сегодня используется несколько типов систем впрыска и . Работают такие моторы на бензине.
  • Газовые двигатели. В таких двигателях может использоваться сжатый или сжиженный газ. Такие газы получают с помощью преобразования дерева, угля либо торфа в газообразное топливо.


Работа и конструкция двигателя внутреннего сгорания

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 .

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 попадает из форсунок в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом. Затем 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.

Большинство водителей понятия не имеют, каким является устройство двигателя автомобиля. А знать это необходимо, ведь не зря при обучении во многих автошколах ученикам рассказывают принцип работы ДВС. Иметь представление о работе двигателя должен каждый водитель, ведь эти знания могут пригодиться в дороге.

Конечно, существуют разные типы и марки двигателей автомобилей, работа которых отличается между собой в мелочах (системы впрыскивания топлива, расположение цилиндров и т. д.). Однако основной принцип для всех типов ДВС остается неизменным.

Устройство двигателя автомобиля в теории

Устройство ДВС всегда уместно рассматривать на примере работы одного цилиндра. Хотя чаще всего легковые автомобили имеют 4, 6, 8 цилиндров. В любом случае, главная деталь мотора — это цилиндр. В нем располагается поршень, который может двигаться вверх-вниз. При этом существуют 2 границы его передвижения — верхняя и нижняя. Профессионалы их называют ВМТ и НМТ (верхняя и нижняя мертвые точки).

Сам поршень соединен с шатуном, а шатун — с коленчатым валом. При движении поршня вверх-вниз шатун передает нагрузку на коленчатый вал, и тот вращается. Нагрузки от вала передаются на колеса, в результате чего автомобиль начинает движение.

Но главная задача — заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой этого сложного механизма. Делается это с помощью бензина, дизельного топлива или газа. Капля топлива, воспламеняющаяся в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение. Затем поршень по инерции возвращается в верхнюю границу, где снова происходит взрыв бензина и такой цикл повторяется постоянно, пока водитель не заглушит мотор.

Так выглядит устройство двигателя автомобиля. Однако это лишь теория. Давайте рассмотрим более детально циклы работы мотора.

Четырехтактный цикл

Практически все двигатели работают по 4-тактному циклу:

  1. Впуск топлива.
  2. Сжатие топлива.
  3. Сгорание.
  4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Схема

Ниже на рисунке показана типичная схема устройства двигателя автомобиля (одного цилиндра).

На этой схеме четко показаны основные элементы:

A — Распределительный вал.

B — Крышка клапанов.

C — Выпускной клапан, через который отводятся газы из камеры сгорания.

D — Выхлопное отверстие.

E — Головка цилиндра.

F — Полость для охлаждающей жидкости. Чаще всего там находится антифриз, который охлаждает нагревающийся корпус мотора.

G — Блок мотора.

H — Маслосборник.

I — Поддон, куда стекает все масло.

J — Свеча зажигания, образующая искру для поджога топливной смеси.

K — Впускной клапан, через который в камеру сгорания попадает топливная смесь.

L — Впускное отверстие.

M — Поршень, который движется вверх-вниз.

N — Шатун, соединенный с поршнем. Это основной элемент, который передает усилие на коленчатый вал и трансформирует линейное движение (вверх-вниз) во вращательное.

O — Подшипник шатуна.

P — Коленчатый вал. Он вращается за счет движения поршня.

Также стоит выделить такой элемент, как поршневые кольца (их еще называют маслосъемными кольцами). Их нет на рисунке, однако они являются важной составляющей системы двигателя автомобиля. Данные кольца огибают поршень и создают максимальное уплотнение между стенками цилиндра и поршня. Они предотвращают попадание топлива в масляный поддон и масла в камеру сгорания. Большинство старых двигателей автомобилей ВАЗ и даже моторы европейских производителей имеют изношенные кольца, которые не создают эффективное уплотнение между поршнем и цилиндром, из-за чего масло может попадать в камеру сгорания. В такой ситуации будет наблюдаться повышенный расход бензина и «жор» масла.

Это основные элементы конструкции, которые имеют место во всех двигателях внутреннего сгорания. На самом деле элементов намного больше, но тонкостей мы касаться не будем.

Как работает двигатель?

Начнем с начального положения поршня — он находится вверху. В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. При этом всего лишь небольшая капля бензина поступает в емкость цилиндра. Это первый такт работы.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки, при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, в результате чего топливная смесь сжимается, так как ей в закрытой камере некуда деваться. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап — это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе деталь достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени, пока водитель не заглушит двигатель.

В результате взрыва бензина поршень движется вниз и толкает коленчатый вал. Тот раскручивается и передает нагрузки на колеса автомобиля. Именно так и выглядит устройство двигателя автомобиля.

Отличие в бензиновых моторах

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч — элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. То есть на третьем цикле поршень поднимается вверх, сильно сжимает топливную смесь, и та взрывается естественным образом под действием давления.

Альтернатива ДВС

Отметим, что в последнее время на рынке появляются электрокары — автомобили с электрическими двигателями. Там принцип работы мотора совершенно другой, т. к. источником энергии является не бензин, а электричество в аккумуляторных батареях. Но пока что автомобильный рынок принадлежит автомобилям с ДВС, а электрические двигатели не могут похвастаться высокой эффективностью.

Несколько слов в заключение

Такое устройство ДВС является практически совершенным. Но с каждым годом разрабатываются новые технологии, повышающие КПД работы мотора, осуществляется улучшение характеристик бензина. При правильном техническом обслуживании двигателя автомобиля он может работать десятилетиями.

Некоторые успешные моторы японских и немецких концернов «пробегают» миллион километров и приходят в негодность исключительно из-за механического устаревания деталей и пар трения. Но многие двигатели даже после миллионного пробега успешно проходят капремонт и продолжают выполнять свое прямое предназначение.

Для настоящего автолюбителя машина — это непросто средство передвижения, а ещё и инструмент свободы. При помощи автомобиля можно достаться в любую точку города, страны или континента. Но наличия прав для настоящего путешественника недостаточно. Ведь до сих пор есть множество мест, где не ловит мобильный, и куда не могут добраться эвакуаторы. В таких случаях при поломке вся ответственность ложится на плечи автомобилиста.

Поэтому каждый водитель должен хоть немного разбираться в устройстве своего автомобиля , и начать нужно именно с двигателя. Безусловно, современные автомобильные компании выпускают множество автомобилей с разными типами моторов, но чаще всего производителями в конструкциях используются двигатели внутреннего сгорания. Они обладают высоким КПД и при этом обеспечивают высокую надёжность работы всей системы.

Внимание! В большинстве научных статей двигатели внутреннего сгорания сокращённо называются ДВС.

Какими бывают ДВС

Перед тем как приступить к подробному изучению устройства ДВС и их принципа работы, рассмотрим, какими бывают двигатели внутреннего сгорания. Сразу нужно сделать одно важное замечание. За более чем 100 лет эволюции учёными было придумано множество разновидностей конструкций, у каждой из которых есть свои преимущества. Поэтому для начала выделим основные критерии, по которым можно различить данные механизмы:

  1. В зависимости от способа создания горючей смеси все ДВС делятся на карбюраторные, газовые и инжекторные устройства. Причём это класс с внешним смесеобразованием. Если же говорить о внутреннем, то — это дизели.
  2. В зависимости от типа топлива ДВС можно разделить на бензиновые, газовые и дизельные.
  3. Охлаждение устройства двигателей может быть двух типов: жидкостным и воздушным.
  4. Цилиндры могут располагаться как друг напротив друга, так и в форме буквы V.
  5. Смесь внутри цилиндров может воспламеняться посредством искры. Так происходит в карбюраторных и инжекторных ДВС или за счёт самовоспламенения.

В большинстве автомобильных журналов и среди профессиональных автоэкспортов принято классифицировать ДВС, на такие типы:

  1. Бензиновый двигатель. Это устройство работает за счёт бензина. Зажигание происходит принудительно при помощи искры, которую генерирует свеча. За дозировку топливно-воздушной смеси отвечают карбюраторные и инжекторные системы. Воспламенение происходит при сжатии.
  2. Дизельные . Двигатели с устройством такого типа работают за счёт сгорания дизельного топлива. Главная разница в сравнении с бензиновыми агрегатами заключается в том, что горючее взрывается благодаря повышению температуры воздуха. Последнее становится возможным из-за роста давления внутри цилиндра.
  3. Газовые системы функционируют при помощи пропан-бутана. Зажигание происходит принудительным образом. Газ с воздухом подаётся в цилиндр. В остальном устройство подобного ДВС аналогично бензиновому мотору.

Именно такая классификация используется чаще всего, указывая на конкретные особенности системы.

Устройство и принцип работы

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Лучше всего рассмотреть устройство ДВС на примере одноцилиндрового двигателя. Главной деталью в механизме является цилиндр. В нём находится поршень, который двигается вверх-вниз. При этом есть две контрольные точки его передвижения: верхняя и нижняя. В профессиональной литературе они именуются как ВМТ и НМТ. Расшифровка следующая: верхняя и нижняя мёртвые точки.

Внимание! Поршень также соединяется с валом. Соединительным звеном служит шатун.

Главная задачу шатуна — это преобразование энергии, которая образовывается в результате движения поршня вверх-вниз во вращательное. Результатом подобного преобразования является движение автомобиля в нужное вам направление. Именно за это отвечает устройство ДВС. Также не стоит забывать про бортовую сеть, работа которой становится возможной благодаря энергии, выработанной двигателем.

Маховик крепится к концу вала ДВС. Он обеспечивает стабильность вращения коленчатого вала. Впускной и выпускной клапаны находятся вверху цилиндра, который, в свою очередь, накрывается специальной головкой.

Внимание! Клапаны открывают и закрывают соответствующие каналы в нужное время.

Чтобы клапаны ДВС открылись, на них воздействуют кулачки распредвала. Происходит это посредством передаточных деталей. Сам вал двигается при помощи шестерней коленчатого вала.

Внимание! Поршень свободно движется внутри цилиндра, застывая на миг то в верхней мёртвой точке, то в нижней.

Чтобы устройство ДВС функционировало в нормальном режиме, горючая смесь должна подаваться в чётко выверенной пропорции. В противном случае возгорание может не произойти. Огромную роль также играет момент, в который происходит подача.

Масло необходимо для того, чтобы предотвратить преждевременный износ деталей в устройстве ДВС. В общем, всё устройство двигателя внутреннего сгорания состоит из таких основных элементов:

  • свечей зажигания,
  • клапанов,
  • поршней,
  • поршневых колец,
  • шатунов,
  • коленвала,
  • картера.

Взаимодействие этих системных элементов позволяет устройству ДВС вырабатывать нужную для передвижения автомобиля энергию.

Принцип работы

Рассмотрим, как работает четырёхтактный ДВС. Чтобы понять принцип его работы, вы должны знать значение понятия такт. Это определённый промежуток времени, за который внутри цилиндра осуществляется нужное для работы устройства действие. Это может быть сжатие или воспламенение.

Такты ДВС образуют рабочий цикл, который, в свою очередь, обеспечивает работу всей системы. В процессе этого цикла тепловая энергия преобразуется в механическую. За счёт этого происходит движение коленчатого вала.

Внимание! Рабочий цикл считается завершённым после того, как коленчатый вал сделает один оборот. Но такое утверждение работает только для двухтактного двигателя.

Здесь нужно сделать одно важное объяснение. Сейчас в автомобилях преимущественно используется устройство четырёхтактного двигателя. Такие системы отличаются большей надёжностью и улучшенной производительностью.

Для совершения четырёхтактного цикла нужно два оборота коленчатого вала. Это четыре движения поршня вверх-вниз. Каждый такт выполняет действия в точной последовательности:

  • впуск,
  • сжатие,
  • расширение,
  • выпуск.

Предпоследний такт также называется рабочим ходом. Про верхнюю и нижнюю мертвые точки вы уже знаете. Но расстояние между ними обозначает ещё один важный параметр. А именно, объём ДВС. Он может колебаться в среднем от 1,5 до 2,5 литра. Измеряется показатель посредством плюсования данных каждого цилиндра.

Во время первого полуоборота поршень с ВМТ перемещается в НМТ. При этом впускной клапан остаётся открытым, в свою очередь, выпускной плотно закрыт. В результате данного процесса в цилиндре образуется разряжение.

Горючая смесь из бензина и воздуха попадает в газопровод ДВС. Там она смешивается с отработанными газами. В результате образуется идеальное для воспламенения вещество, которое поддаётся сжатию на втором акте.

Сжатие происходит тогда, когда цилиндр полностью заполнен рабочей смесью. Коленчатый вал продолжает свой оборот, и поршень перемещается из нижней мёртвой точки в верхнюю.

Внимание! С уменьшением объёма температура смеси внутри цилиндра ДВС растёт.

На третьем такте происходит расширение. Когда сжатия подходит к своему логическому завершению свеча генерирует искру и происходит воспламенение. В дизельном двигателе всё происходит немного по-другому.

Во-первых, вместо свечи установлена специальная форсунка, которая на третьем такте впрыскивает топливо в систему. Во-вторых, внутрь цилиндра закачивается воздух, а не смесь газов.

Принцип работы дизельного ДВС интересен тем, что в нём топливо воспламеняется самостоятельно. Происходит это за счёт повышения температуры воздуха внутри цилиндра. Подобного результата удаётся добиться за счёт сжатия, в результате которого растёт давление и повышается температура.

Когда топливо через форсунку попадает внутрь цилиндра ДВС, температура внутри настолько высока, что возгорание происходит само собой. При использовании бензина подобного результата добиться нельзя. Всё потому что он воспламеняется при гораздо более высокой температуре.

Внимание! В процессе движения поршня от произошедшего внутри микровзрыва деталь ДВС совершает обратный рывок, и коленчатый вал прокручивается.

Последний такт в четырёхтактном ДВС носит название впуск. Он происходит на четвёртом полуобороте. Принцип его действия довольно прост. Выпускной клапан открывается, и все продукты сгорания попадают в него, откуда в выпускной газопровод.

Перед тем как попасть в атмосферу отработанные газы из обычно проходят систему фильтров. Это позволяет минимизировать вред, наносимый экологии. Тем не менее устройство дизельных двигателей всё равно намного более экологично, чем бензиновых.

Устройства, позволяющие увеличить производительность ДВС

С момента изобретения первого ДВС система постоянно совершенствуется. Если вспоминать первые двигатели серийных автомобилей, то они могли разгоняться максимум до 50 миль в час. Современные суперкары без труда преодолевают отметку в 390 километров. Таких результатов учёным удалось добиться за счёт интеграции в устройство двигателя дополнительных систем и некоторых конструкционных изменений.

Большой прирост мощности в своё время дал клапанный механизм, внедрённый в ДВС. Ещё одной ступенью эволюции стало расположение распределительного вала вверху конструкции. Это позволило уменьшить число движущихся элементов и увеличить производительность.

Также нельзя отрицать полезность современной системы зажигания ДВС. Она обеспечивает максимально возможную стабильность работы. Вначале генерируется заряд, который поступает на распределитель, а с него на одну из свечей.

Внимание! Конечно же, нельзя забыть про систему охлаждения, состоящую из радиатора и насоса. Благодаря ей удаётся предотвратить своевременный перегрев устройства ДВС.

Итоги

Как видите, устройство двигателя внутреннего сгорания не представляет особенной сложности. Для того чтобы его понять не нужно каких-либо специальных знаний — достаточно простого желания. Тем не менее знание принципов работы ДВС точно не будет лишними для каждого водителя.

Однако светильный газ годился не только для освещения.

Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару . Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи. Решив возникшие по ходу проблемы (тугой ход и перегрев поршня, ведущий к заклиниванию) продумав систему охлаждения и смазки двигателя, Ленуар создал работоспособный двигатель внутреннего сгорания. В 1864 году было выпущено более трёхсот таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над дальнейшим усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто и получившим патент на изобретение своей модели газового двигателя в 1864 году.

В 1864 году немецкий изобретатель Августо Отто заключил договор с богатым инженером Лангеном для реализации своего изобретения — была создана фирма «Отто и Компания». Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. Цилиндр двигателя Отто, в отличие от двигателя Ленуара, был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Принцип действия: вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разреженное пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разрежение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени. Кроме того, двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Несмотря на это, Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре была применена кривошипно-шатунная передача. Однако самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто получил патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Поршневой ДВС

Роторный ДВС

Газотурбинный ДВС

  • Поршневые двигатели — камера сгорания содержится в цилиндре , где тепловая энергия топлива превращается в механическую энергию, которая из поступательного движения поршня превращается во вращательную с помощью кривошипно-шатунного механизма .

ДВС классифицируют:

а) По назначению — делятся на транспортные, стационарные и специальные.

б) По роду применяемого топлива — легкие жидкие (бензин, газ), тяжелые жидкие (дизельное топливо, судовые мазуты).

в) По способу образования горючей смеси — внешнее (карбюратор, инжектор) и внутреннее (в цилиндре ДВС).

г) По способу воспламенения (с принудительным зажиганием, с воспламенением от сжатия, калоризаторные).

д) По расположению цилиндров разделяют рядные, вертикальные, оппозитные с одним и с двумя коленвалами, V-образные с верхним и нижним расположением коленвала, VR-образные и W-образные, однорядные и двухрядные звездообразные, Н-образные, двухрядные с параллельными коленвалами, «двойной веер», ромбовидные, трехлучевые и некоторые другие.

Бензиновые

Бензиновые карбюраторные

Рабочий цикл четырёхтактных двигателей внутреннего сгорания занимает два полных оборота кривошипа, состоящий из четырёх отдельных тактов:

  1. впуска,
  2. сжатия заряда,
  3. рабочего хода и
  4. выпуска (выхлопа).

Изменение рабочих тактов обеспечивается специальным газораспределительным механизмом, чаще всего он представлен одним или двумя распределительными валами, системой толкателей и клапанами, непосредственно обеспечивающими смену фазы. Некоторые двигатели внутреннего сгорания использовали для этой цели золотниковые гильзы (Рикардо), имеющие впускные и/или выхлопные окна. Сообщение полости цилиндра с коллекторами в этом случае обеспечивалось радиальным и вращательным движениями золотниковой гильзы, окнами открывающей нужный канал. Ввиду особенностей газодинамики — инерционности газов, времени возникновения газового ветра такты впуска, рабочего хода и выпуска в реальном четырёхтактном цикле перекрываются, это называется перекрытием фаз газораспределения . Чем выше рабочие обороты двигателя, тем больше перекрытие фаз и чем оно больше, тем меньше крутящий момент двигателя внутреннего сгорания на низких оборотах. Поэтому в современных двигателях внутреннего сгорания всё шире используются устройства, позволяющие изменять фазы газораспределения в процессе работы. Особенно пригодны для этой цели двигатели с электромагнитным управлением клапанами (BMW , Mazda). Имеются также двигатели с переменной степенью сжатия (СААБ), обладающие большей гибкостью характеристики.

Двухтактные двигатели имеют множество вариантов компоновки и большое разнообразие конструктивных систем. Основной принцип любого двухтактного двигателя — исполнение поршнем функций элемента газораспределения. Рабочий цикл складывается, строго говоря, из трёх тактов: рабочего хода, длящегося от верхней мёртвой точки (ВМТ ) до 20-30 градусов до нижней мёртвой точки (НМТ ), продувки, фактически совмещающей впуск и выхлоп, и сжатия, длящегося от 20-30 градусов после НМТ до ВМТ. Продувка, с точки зрения газодинамики, слабое звено двухтактного цикла. С одной стороны, невозможно обеспечить полное разделение свежего заряда и выхлопных газов, поэтому неизбежны либо потери свежей смеси, буквально вылетающей в выхлопную трубу (если двигатель внутреннего сгорания — дизель, речь идёт о потере воздуха), с другой стороны, рабочий ход длится не половину оборота, а меньше, что само по себе снижает КПД . В то же время длительность чрезвычайно важного процесса газообмена, в четырёхтактном двигателе занимающего половину рабочего цикла, не может быть увеличена. Двухтактные двигатели могут вообще не иметь системы газораспределения. Однако, если речь не идёт об упрощённых дешёвых двигателях, двухтактный двигатель сложнее и дороже за счёт обязательного применения воздуходувки или системы наддува, повышенная теплонапряжённость ЦПГ требует более дорогих материалов для поршней, колец, втулок цилиндров. Исполнение поршнем функций элемента газораспределения обязывает иметь его высоту не менее ход поршня + высота продувочных окон, что некритично в мопеде, но существенно утяжеляет поршень уже при относительно небольших мощностях. Когда же мощность измеряется сотнями лошадиных сил , увеличение массы поршня становится очень серьёзным фактором. Введение распределительных гильз с вертикальным ходом в двигателях Рикардо было попыткой сделать возможным уменьшение габаритов и массы поршня. Система оказалась сложной и дорогой в исполнении, кроме авиации, такие двигатели нигде больше не использовались. Выхлопные клапаны (при прямоточной клапанной продувке) имеют вдвое большую теплонапряжённость в сравнении с выхлопными клапанами четырёхтактных двигателей и худшие условия для теплоотвода, а их сёдла имеют более длительный прямой контакт с выхлопными газами.

Самой простой с точки зрения порядка работы и самой сложной с точки зрения конструкции является система Фербенкс — Морзе, представленная в СССР и в России, в основном, тепловозными дизелями серий Д100. Такой двигатель представляет собой симметричную двухвальную систему с расходящимися поршнями, каждый из которых связан со своим коленвалом. Таким образом, этот двигатель имеет два коленвала, механически синхронизированные; тот, который связан с выхлопными поршнями, опережает впускной на 20-30 градусов. За счёт этого опережения улучшается качество продувки, которая в этом случае является прямоточной, и улучшается наполнение цилиндра, так как в конце продувки выхлопные окна уже закрыты. В 30х — 40х годах ХХ века были предложены схемы с парами расходящихся поршней — ромбовидная, треугольная; существовали авиационные дизели с тремя звездообразно расходящимися поршнями, из которых два были впускными и один — выхлопным. В 20-х годах Юнкерс предложил одновальную систему с длинными шатунами, связанными с пальцами верхних поршней специальными коромыслами; верхний поршень передавал усилия на коленвал парой длинных шатунов, и на один цилиндр приходилось три колена вала. На коромыслах стояли также квадратные поршни продувочных полостей. Двухтактные двигатели с расходящимися поршнями любой системы имеют, в основном, два недостатка: во-первых, они весьма сложны и габаритны, во-вторых, выхлопные поршни и гильзы в зоне выхлопных окон имеют значительную температурную напряжённость и склонность к перегреву. Кольца выхлопных поршней также являются термически нагруженными, склонны к закоксовыванию и потере упругости. Эти особенности делают конструктивное исполнение таких двигателей нетривиальной задачей.

Двигатели с прямоточной клапанной продувкой оснащены распределительным валом и выхлопными клапанами. Это значительно снижает требования к материалам и исполнению ЦПГ. Впуск осуществляется через окна в гильзе цилиндра, открываемые поршнем. Именно так компонуется большинство современных двухтактных дизелей. Зона окон и гильза в нижней части во многих случаях охлаждаются наддувочным воздухом.

В случаях, когда одним из основных требований к двигателю является его удешевление, используются разные виды кривошипно-камерной контурной оконно-оконной продувки — петлевая, возвратно-петлевая (дефлекторная) в разнообразных модификациях. Для улучшения параметров двигателя применяются разнообразные конструктивные приёмы — изменяемая длина впускного и выхлопного каналов, может варьироваться количество и расположение перепускных каналов, используются золотники, вращающиеся отсекатели газов, гильзы и шторки, изменяющие высоту окон (и, соответственно, моменты начала впуска и выхлопа). Большинство таких двигателей имеет воздушное пассивное охлаждение. Их недостатки — относительно невысокое качество газообмена и потери горючей смеси при продувке, при наличии нескольких цилиндров секции кривошипных камер приходится разделять и герметизировать, усложняется и удорожается конструкция коленвала.

Дополнительные агрегаты, требующиеся для ДВС

Недостатком двигателя внутреннего сгорания является то, что он развивает наивысшую мощность только в узком диапазоне оборотов. Поэтому неотъемлемым атрибутом двигателя внутреннего сгорания является трансмиссия . Лишь в отдельных случаях (например, в самолётах) можно обойтись без сложной трансмиссии. Постепенно завоёвывает мир идея гибридного автомобиля , в котором мотор всегда работает в оптимальном режиме.

Кроме того, двигателю внутреннего сгорания необходимы система питания (для подачи топлива и воздуха — приготовления топливо-воздушной смеси), выхлопная система (для отвода выхлопных газов), также не обойтись без системы смазки(предназначена для уменьшения сил трения в механизмах двигателя, защиты деталей двигателя от коррозии, а также совместно с системой охлаждения для поддержания оптимального теплового режима), системы охлаждения(для поддержания оптимального теплового режима двигателя), система запуска (применяются способы запуска: электростартерный, с помощью вспомогательного пускового двигателя, пневматический, с помощью мускульной силы человека), система зажигания (для воспламениня топливо-воздушной смеси, применяется у двигателей с принудительным воспламенением).

См. также

  • Филипп Лебон — французский инженер , получивший в 1801 году патент на двигатель внутреннего сгорания со сжатием смеси газа и воздуха.
  • Роторный двигатель: конструкции и классификация
  • Роторно-поршневой двигатель (двигатель Ванкеля)

Примечания

Ссылки

  • Бен Найт «Увеличиваем пробег» //Статья о технологиях, которые уменьшают расход топлива автомобильным ДВС

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.

Содержание статьи:

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.

Что такое двигатель внутреннего возгорания. Принцип работы и устройство двигателя автомобиля. Техническое обслуживание двигателя автомобиля. Принципы работы ДВС

Большинство водителей понятия не имеют, каким является устройство двигателя автомобиля. А знать это необходимо, ведь не зря при обучении во многих автошколах ученикам рассказывают принцип работы ДВС. Иметь представление о работе двигателя должен каждый водитель, ведь эти знания могут пригодиться в дороге.

Конечно, существуют разные типы и марки двигателей автомобилей, работа которых отличается между собой в мелочах (системы впрыскивания топлива, расположение цилиндров и т. д.). Однако основной принцип для всех типов ДВС остается неизменным.

Устройство двигателя автомобиля в теории

Устройство ДВС всегда уместно рассматривать на примере работы одного цилиндра. Хотя чаще всего легковые автомобили имеют 4, 6, 8 цилиндров. В любом случае, главная деталь мотора — это цилиндр. В нем располагается поршень, который может двигаться вверх-вниз. При этом существуют 2 границы его передвижения — верхняя и нижняя. Профессионалы их называют ВМТ и НМТ (верхняя и нижняя мертвые точки).

Сам поршень соединен с шатуном, а шатун — с коленчатым валом. При движении поршня вверх-вниз шатун передает нагрузку на коленчатый вал, и тот вращается. Нагрузки от вала передаются на колеса, в результате чего автомобиль начинает движение.

Но главная задача — заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой этого сложного механизма. Делается это с помощью бензина, дизельного топлива или газа. Капля топлива, воспламеняющаяся в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение. Затем поршень по инерции возвращается в верхнюю границу, где снова происходит взрыв бензина и такой цикл повторяется постоянно, пока водитель не заглушит мотор.

Так выглядит устройство двигателя автомобиля. Однако это лишь теория. Давайте рассмотрим более детально циклы работы мотора.

Четырехтактный цикл

Практически все двигатели работают по 4-тактному циклу:

  1. Впуск топлива.
  2. Сжатие топлива.
  3. Сгорание.
  4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Схема

Ниже на рисунке показана типичная схема устройства двигателя автомобиля (одного цилиндра).

На этой схеме четко показаны основные элементы:

A — Распределительный вал.

B — Крышка клапанов.

C — Выпускной клапан, через который отводятся газы из камеры сгорания.

D — Выхлопное отверстие.

E — Головка цилиндра.

F — Полость для охлаждающей жидкости. Чаще всего там находится антифриз, который охлаждает нагревающийся корпус мотора.

G — Блок мотора.

H — Маслосборник.

I — Поддон, куда стекает все масло.

J — Свеча зажигания, образующая искру для поджога топливной смеси.

K — Впускной клапан, через который в камеру сгорания попадает топливная смесь.

L — Впускное отверстие.

M — Поршень, который движется вверх-вниз.

N — Шатун, соединенный с поршнем. Это основной элемент, который передает усилие на коленчатый вал и трансформирует линейное движение (вверх-вниз) во вращательное.

O — Подшипник шатуна.

P — Коленчатый вал. Он вращается за счет движения поршня.

Также стоит выделить такой элемент, как поршневые кольца (их еще называют маслосъемными кольцами). Их нет на рисунке, однако они являются важной составляющей системы двигателя автомобиля. Данные кольца огибают поршень и создают максимальное уплотнение между стенками цилиндра и поршня. Они предотвращают попадание топлива в масляный поддон и масла в камеру сгорания. Большинство старых двигателей автомобилей ВАЗ и даже моторы европейских производителей имеют изношенные кольца, которые не создают эффективное уплотнение между поршнем и цилиндром, из-за чего масло может попадать в камеру сгорания. В такой ситуации будет наблюдаться повышенный расход бензина и «жор» масла.

Это основные элементы конструкции, которые имеют место во всех двигателях внутреннего сгорания. На самом деле элементов намного больше, но тонкостей мы касаться не будем.

Как работает двигатель?

Начнем с начального положения поршня — он находится вверху. В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. При этом всего лишь небольшая капля бензина поступает в емкость цилиндра. Это первый такт работы.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки, при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, в результате чего топливная смесь сжимается, так как ей в закрытой камере некуда деваться. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап — это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе деталь достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени, пока водитель не заглушит двигатель.

В результате взрыва бензина поршень движется вниз и толкает коленчатый вал. Тот раскручивается и передает нагрузки на колеса автомобиля. Именно так и выглядит устройство двигателя автомобиля.

Отличие в бензиновых моторах

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч — элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. То есть на третьем цикле поршень поднимается вверх, сильно сжимает топливную смесь, и та взрывается естественным образом под действием давления.

Альтернатива ДВС

Отметим, что в последнее время на рынке появляются электрокары — автомобили с электрическими двигателями. Там принцип работы мотора совершенно другой, т. к. источником энергии является не бензин, а электричество в аккумуляторных батареях. Но пока что автомобильный рынок принадлежит автомобилям с ДВС, а электрические двигатели не могут похвастаться высокой эффективностью.

Несколько слов в заключение

Такое устройство ДВС является практически совершенным. Но с каждым годом разрабатываются новые технологии, повышающие КПД работы мотора, осуществляется улучшение характеристик бензина. При правильном техническом обслуживании двигателя автомобиля он может работать десятилетиями. Некоторые успешные моторы японских и немецких концернов «пробегают» миллион километров и приходят в негодность исключительно из-за механического устаревания деталей и пар трения. Но многие двигатели даже после миллионного пробега успешно проходят капремонт и продолжают выполнять свое прямое предназначение.

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 данной статьи о том, как работает двигатель автомобиля и из чего он состоит.

История разработки автомобильного двигателя

В переводе с оригинального латинского языка двигатель или мотор означает «приводящий в движение». Сегодня двигателем называют определенное устройство, предназначенное для преобразования одного из видов энергии в механическую. Самыми популярными сегодня считаются двигатели внутреннего сгорания, типы которых бывают разными. Первый такой мотор появился в 1801 году, когда Филипп Лебон из Франции запатентовал мотор, который функционировал на светильном газе. После этого свои разработки представили Август Отто и Жан Этьен Ленуар. Известно, что Август Отто первым запатентовал 4-тактный двигатель. До нашего времени строение двигателя практически не изменилось.

В 1872 году состоялся дебют американского двигателя, который работал на керосине. Однако данную попытку трудно было назвать удачной, поскольку керосин не мог нормально взрываться в цилиндрах. Уже через 10 лет Готлиб Даймлер презентовал свой вариант двигателя, который работал на бензине, причем работал довольно неплохо.

Рассмотрим современные типы двигателей автомобиля и разберемся, к какому из них принадлежит ваша машина.

Типы автомобильных двигателей

Поскольку наиболее распространенным в наше время считают двигатель внутреннего сгорания, рассмотрим типы двигателей, которыми оснащаются сегодня почти все машины. ДВС – это далеко не наилучший тип двигателя, однако именно его используют во многих транспортных средствах.

Классификация двигателей автомобиля:

  • Дизельные двигатели. Подача дизельного топлива осуществляется в цилиндры посредством специальных форсунок. Такие моторы не нуждаются в электрической энергии для работы. Она им нужна лишь для запуска силового агрегата.
  • Бензиновые двигатели. Они бывают и инжекторными. Сегодня используется несколько типов систем впрыска и . Работают такие моторы на бензине.
  • Газовые двигатели. В таких двигателях может использоваться сжатый или сжиженный газ. Такие газы получают с помощью преобразования дерева, угля либо торфа в газообразное топливо.


Работа и конструкция двигателя внутреннего сгорания

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 .

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 попадает из форсунок в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом. Затем 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.

Для настоящего автолюбителя машина — это непросто средство передвижения, а ещё и инструмент свободы. При помощи автомобиля можно достаться в любую точку города, страны или континента. Но наличия прав для настоящего путешественника недостаточно. Ведь до сих пор есть множество мест, где не ловит мобильный, и куда не могут добраться эвакуаторы. В таких случаях при поломке вся ответственность ложится на плечи автомобилиста.

Поэтому каждый водитель должен хоть немного разбираться в устройстве своего автомобиля , и начать нужно именно с двигателя. Безусловно, современные автомобильные компании выпускают множество автомобилей с разными типами моторов, но чаще всего производителями в конструкциях используются двигатели внутреннего сгорания. Они обладают высоким КПД и при этом обеспечивают высокую надёжность работы всей системы.

Внимание! В большинстве научных статей двигатели внутреннего сгорания сокращённо называются ДВС.

Какими бывают ДВС

Перед тем как приступить к подробному изучению устройства ДВС и их принципа работы, рассмотрим, какими бывают двигатели внутреннего сгорания. Сразу нужно сделать одно важное замечание. За более чем 100 лет эволюции учёными было придумано множество разновидностей конструкций, у каждой из которых есть свои преимущества. Поэтому для начала выделим основные критерии, по которым можно различить данные механизмы:

  1. В зависимости от способа создания горючей смеси все ДВС делятся на карбюраторные, газовые и инжекторные устройства. Причём это класс с внешним смесеобразованием. Если же говорить о внутреннем, то — это дизели.
  2. В зависимости от типа топлива ДВС можно разделить на бензиновые, газовые и дизельные.
  3. Охлаждение устройства двигателей может быть двух типов: жидкостным и воздушным.
  4. Цилиндры могут располагаться как друг напротив друга, так и в форме буквы V.
  5. Смесь внутри цилиндров может воспламеняться посредством искры. Так происходит в карбюраторных и инжекторных ДВС или за счёт самовоспламенения.

В большинстве автомобильных журналов и среди профессиональных автоэкспортов принято классифицировать ДВС, на такие типы:

  1. Бензиновый двигатель. Это устройство работает за счёт бензина. Зажигание происходит принудительно при помощи искры, которую генерирует свеча. За дозировку топливно-воздушной смеси отвечают карбюраторные и инжекторные системы. Воспламенение происходит при сжатии.
  2. Дизельные . Двигатели с устройством такого типа работают за счёт сгорания дизельного топлива. Главная разница в сравнении с бензиновыми агрегатами заключается в том, что горючее взрывается благодаря повышению температуры воздуха. Последнее становится возможным из-за роста давления внутри цилиндра.
  3. Газовые системы функционируют при помощи пропан-бутана. Зажигание происходит принудительным образом. Газ с воздухом подаётся в цилиндр. В остальном устройство подобного ДВС аналогично бензиновому мотору.

Именно такая классификация используется чаще всего, указывая на конкретные особенности системы.

Устройство и принцип работы

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Лучше всего рассмотреть устройство ДВС на примере одноцилиндрового двигателя. Главной деталью в механизме является цилиндр. В нём находится поршень, который двигается вверх-вниз. При этом есть две контрольные точки его передвижения: верхняя и нижняя. В профессиональной литературе они именуются как ВМТ и НМТ. Расшифровка следующая: верхняя и нижняя мёртвые точки.

Внимание! Поршень также соединяется с валом. Соединительным звеном служит шатун.

Главная задачу шатуна — это преобразование энергии, которая образовывается в результате движения поршня вверх-вниз во вращательное. Результатом подобного преобразования является движение автомобиля в нужное вам направление. Именно за это отвечает устройство ДВС. Также не стоит забывать про бортовую сеть, работа которой становится возможной благодаря энергии, выработанной двигателем.

Маховик крепится к концу вала ДВС. Он обеспечивает стабильность вращения коленчатого вала. Впускной и выпускной клапаны находятся вверху цилиндра, который, в свою очередь, накрывается специальной головкой.

Внимание! Клапаны открывают и закрывают соответствующие каналы в нужное время.

Чтобы клапаны ДВС открылись, на них воздействуют кулачки распредвала. Происходит это посредством передаточных деталей. Сам вал двигается при помощи шестерней коленчатого вала.

Внимание! Поршень свободно движется внутри цилиндра, застывая на миг то в верхней мёртвой точке, то в нижней.

Чтобы устройство ДВС функционировало в нормальном режиме, горючая смесь должна подаваться в чётко выверенной пропорции. В противном случае возгорание может не произойти. Огромную роль также играет момент, в который происходит подача.

Масло необходимо для того, чтобы предотвратить преждевременный износ деталей в устройстве ДВС. В общем, всё устройство двигателя внутреннего сгорания состоит из таких основных элементов:

  • свечей зажигания,
  • клапанов,
  • поршней,
  • поршневых колец,
  • шатунов,
  • коленвала,
  • картера.

Взаимодействие этих системных элементов позволяет устройству ДВС вырабатывать нужную для передвижения автомобиля энергию.

Принцип работы

Рассмотрим, как работает четырёхтактный ДВС. Чтобы понять принцип его работы, вы должны знать значение понятия такт. Это определённый промежуток времени, за который внутри цилиндра осуществляется нужное для работы устройства действие. Это может быть сжатие или воспламенение.

Такты ДВС образуют рабочий цикл, который, в свою очередь, обеспечивает работу всей системы. В процессе этого цикла тепловая энергия преобразуется в механическую. За счёт этого происходит движение коленчатого вала.

Внимание! Рабочий цикл считается завершённым после того, как коленчатый вал сделает один оборот. Но такое утверждение работает только для двухтактного двигателя.

Здесь нужно сделать одно важное объяснение. Сейчас в автомобилях преимущественно используется устройство четырёхтактного двигателя. Такие системы отличаются большей надёжностью и улучшенной производительностью.

Для совершения четырёхтактного цикла нужно два оборота коленчатого вала. Это четыре движения поршня вверх-вниз. Каждый такт выполняет действия в точной последовательности:

  • впуск,
  • сжатие,
  • расширение,
  • выпуск.

Предпоследний такт также называется рабочим ходом. Про верхнюю и нижнюю мертвые точки вы уже знаете. Но расстояние между ними обозначает ещё один важный параметр. А именно, объём ДВС. Он может колебаться в среднем от 1,5 до 2,5 литра. Измеряется показатель посредством плюсования данных каждого цилиндра.

Во время первого полуоборота поршень с ВМТ перемещается в НМТ. При этом впускной клапан остаётся открытым, в свою очередь, выпускной плотно закрыт. В результате данного процесса в цилиндре образуется разряжение.

Горючая смесь из бензина и воздуха попадает в газопровод ДВС. Там она смешивается с отработанными газами. В результате образуется идеальное для воспламенения вещество, которое поддаётся сжатию на втором акте.

Сжатие происходит тогда, когда цилиндр полностью заполнен рабочей смесью. Коленчатый вал продолжает свой оборот, и поршень перемещается из нижней мёртвой точки в верхнюю.

Внимание! С уменьшением объёма температура смеси внутри цилиндра ДВС растёт.

На третьем такте происходит расширение. Когда сжатия подходит к своему логическому завершению свеча генерирует искру и происходит воспламенение. В дизельном двигателе всё происходит немного по-другому.

Во-первых, вместо свечи установлена специальная форсунка, которая на третьем такте впрыскивает топливо в систему. Во-вторых, внутрь цилиндра закачивается воздух, а не смесь газов.

Принцип работы дизельного ДВС интересен тем, что в нём топливо воспламеняется самостоятельно. Происходит это за счёт повышения температуры воздуха внутри цилиндра. Подобного результата удаётся добиться за счёт сжатия, в результате которого растёт давление и повышается температура.

Когда топливо через форсунку попадает внутрь цилиндра ДВС, температура внутри настолько высока, что возгорание происходит само собой. При использовании бензина подобного результата добиться нельзя. Всё потому что он воспламеняется при гораздо более высокой температуре.

Внимание! В процессе движения поршня от произошедшего внутри микровзрыва деталь ДВС совершает обратный рывок, и коленчатый вал прокручивается.

Последний такт в четырёхтактном ДВС носит название впуск. Он происходит на четвёртом полуобороте. Принцип его действия довольно прост. Выпускной клапан открывается, и все продукты сгорания попадают в него, откуда в выпускной газопровод.

Перед тем как попасть в атмосферу отработанные газы из обычно проходят систему фильтров. Это позволяет минимизировать вред, наносимый экологии. Тем не менее устройство дизельных двигателей всё равно намного более экологично, чем бензиновых.

Устройства, позволяющие увеличить производительность ДВС

С момента изобретения первого ДВС система постоянно совершенствуется. Если вспоминать первые двигатели серийных автомобилей, то они могли разгоняться максимум до 50 миль в час. Современные суперкары без труда преодолевают отметку в 390 километров. Таких результатов учёным удалось добиться за счёт интеграции в устройство двигателя дополнительных систем и некоторых конструкционных изменений.

Большой прирост мощности в своё время дал клапанный механизм, внедрённый в ДВС. Ещё одной ступенью эволюции стало расположение распределительного вала вверху конструкции. Это позволило уменьшить число движущихся элементов и увеличить производительность.

Также нельзя отрицать полезность современной системы зажигания ДВС. Она обеспечивает максимально возможную стабильность работы. Вначале генерируется заряд, который поступает на распределитель, а с него на одну из свечей.

Внимание! Конечно же, нельзя забыть про систему охлаждения, состоящую из радиатора и насоса. Благодаря ей удаётся предотвратить своевременный перегрев устройства ДВС.

Итоги

Как видите, устройство двигателя внутреннего сгорания не представляет особенной сложности. Для того чтобы его понять не нужно каких-либо специальных знаний — достаточно простого желания. Тем не менее знание принципов работы ДВС точно не будет лишними для каждого водителя.

В подавляющем большинстве автомобилей используются в качестве топлива для двигателей производные нефти. При сгорании этих веществ выделяются газы. В замкнутом пространстве они создают давление. Сложный механизм воспринимает эти нагрузки и трансформирует их сначала в поступательное движение, а затем — во вращательное. На этом основан принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Далее вращение уже передается на ведущие колеса.

Поршневой двигатель

В чем преимущество такого механизма? Что дал новый принцип работы двигателя внутреннего сгорания? В настоящее время им оборудуются не только автомобили, но и сельскохозяйственный и погрузочный транспорт, локомотивы поездов, мотоциклы, мопеды, скутера. Двигатели такого типа устанавливаются на военной технике: танках, бронетранспортерах, вертолетах, катерах. Еще можно вспомнить о бензопилах, косилках, мотопомпах, генераторных подстанциях и другом мобильном оборудовании, в котором используется для работы дизельное топливо, бензин или газовая смесь.

До изобретения принципа внутреннего сгорания топливо, чаще твердое (уголь, дрова), сжигалось в отдельной камере. Для этого применялся котел, который грел воду. В качестве первоисточника движущей силы использовался пар. Такие механизмы были массивными и габаритными. Ими оборудовались локомотивы паровозов и теплоходы. Изобретение двигателя внутреннего сгорания дало возможность в разы уменьшить габариты механизмов.

Система

При работе двигателя постоянно происходит ряд цикличных процессов. Они должны быть стабильными и проходить за строго определенный промежуток времени. Это условие обеспечивает бесперебойную работу всех систем.

У дизельных двигателей топливо предварительно не подготавливается. Система подачи топлива доставляет его из бака, и оно подается под высоким давлением в цилиндры. Бензин же по пути предварительно смешивается с воздухом.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания таков, что система зажигания воспламеняет эту смесь, а кривошипно-шатунный механизм принимает, трансформирует и передает энергию газов на трансмиссию. Газораспределительная система выпускает из цилиндров продукты горения и выводит их за пределы транспортного средства. Попутно снижается звук выхлопа.

Система смазки обеспечивает возможность вращения подвижных узлов. Тем не менее трущиеся поверхности нагреваются. Система охлаждения следит за тем, чтобы температура не выходила за пределы допустимых значений. Хотя все процессы происходят в автоматическом режиме, за ними все же необходимо наблюдать. Это обеспечивает система управления. Она передает данные на пульт в кабину водителя.

Достаточно сложный механизм должен иметь корпус. В нем монтируются основные узлы и агрегаты. Дополнительное оборудование для систем, обеспечивающих нормальную его работу, размещается поблизости и монтируется на съемных креплениях.

В блоке цилиндров располагается кривошипно-шатунный механизм. Основная нагрузка от сгоревших газов топлива передается на поршень. Он шатуном соединен с коленчатым валом, который преобразует поступательное движение во вращательное.

Также в блоке размещается цилиндр. По его внутренней плоскости перемещается поршень. На нем прорезаны канавки, в которых помещаются уплотнительные кольца. Это необходимо для минимизации зазора между плоскостями и создания компрессии.

Сверху к корпусу крепится головка блока цилиндров. В ней монтируется газораспределительный механизм. Он состоит из вала с эксцентриками, коромысел и клапанов. Их поочередное открытие и закрытие обеспечивают впуск топлива внутрь цилиндра и выпуск затем отработанных продуктов горения.

К низу корпуса монтируется поддон блока цилиндров. Туда стекает масло после того, как оно смажет трущиеся соединения деталей узлов и механизмов. Внутри двигателя еще расположены каналы, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Принцип работы ДВС

Суть процесса заключается в преобразовании одного вида энергии в другой. Это происходит при сжигании топлива в замкнутом пространстве цилиндра двигателя. Выделяющиеся при этом газы расширяются, и внутри рабочего пространства создается избыточное давление. Его воспринимает поршень. Он может двигаться вверх-вниз. Поршень посредством шатуна соединен с коленчатым валом. По сути это главные детали кривошипно-шатунного механизма — основного узла, отвечающего за преобразование химической энергии топлива во вращательное движение вала.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на поочередной смене циклов. При поступательном движении поршня вниз совершается работа — на определенный угол проворачивается коленчатый вал. На одном его конце закреплен массивный маховик. Получив ускорение, он по инерции продолжает движение, и это еще проворачивает коленчатый вал. Теперь шатун толкает поршень вверх. Он занимает рабочее положение и снова готов принять на себя энергию воспламененного топлива.

Особенности

Принцип работы ДВС легковых автомобилей чаще всего основан на преобразовании энергии сгораемого бензина. Грузовики, трактора и специальная техника оборудуются в основном дизельными двигателями. Еще в качестве топлива может использоваться сжиженный газ. Дизельные двигатели не имеют системы зажигания. Воспламенение топлива происходит от создаваемого давления в рабочей камере цилиндра.

Рабочий цикл может осуществляться за один или два оборота коленчатого вала. В первом случае происходит четыре такта: впуск топлива и его воспламенение, рабочий ход, сжатие, выпуск отработанных газов. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания полный цикл осуществляет за один оборот коленчатого вала. При этом за один такт происходит впуск топлива и его сжатие, а на втором — воспламенение, рабочий ход и выпуск отработанных газов. Роль газораспределительного механизма в двигателях такого типа играет поршень. Двигаясь вверх-вниз, он поочередно открывает окна впуска топлива и выпуска отработанных газов.

Кроме поршневых ДВС существуют еще турбинные, реактивные и комбинированные двигатели внутреннего сгорания. Преобразование в них энергии топлива в поступательное движение транспортного средства осуществляется по другим принципам. Устройство двигателя и вспомогательных систем также существенно отличается.

Потери

Несмотря на то что ДВС отличается надежностью и стабильностью работы, его эффективность недостаточно высока, как это может показаться на первый взгляд. В математическом измерении КПД двигателя внутреннего сгорания составляет в среднем 30-45 %. Это говорит о том, что большая часть энергии сгораемого топлива расходуется вхолостую.

КПД лучших бензиновых двигателей может составлять лишь 30 %. И только массивные экономные дизели, у которых много дополнительных механизмов и систем, могут эффективно преобразовать до 45 % энергии топлива в пересчете на мощность и полезную работу.

Устройство двигателя внутреннего сгорания не может исключить потери. Часть топлива не успевает сгорать и уходит с отработанными газами. Другая статья потерь — это расход энергии на преодоление различного рода сопротивлений при трении сопряженных поверхностей деталей узлов и механизмов. И еще какая-то часть ее тратится на приведение в действие систем двигателя, обеспечивающих его нормальную и бесперебойную работу.

Достаточно простые, несмотря на множество деталей, из которых он состоит. Рассмотрим это более подробно.

Общее устройство ДВС

Каждый из моторов имеет цилиндр и поршень. В первом происходит превращение тепловой энергии в механическую, которая способна вызвать движение автомобиля. Всего лишь за одну минуту этот процесс повторяется несколько сот раз, благодаря чему коленчатый вал, который выходит из мотора, вращается непрерывно.

Двигатель машины состоит из нескольких комплексов систем и механизмов, преобразующих энергию в механическую работу.

Ее базой являются:

    газораспределительный;

    кривошипно-шатунный механизм.

Помимо этого, в нем работают следующие системы:

  • зажигания;

  • охлаждения;

Кривошипно-шатунный механизм

Благодаря ему возвратно-поступательное движение коленвала превращается во вращательное. Последнее передается всем системам легче, чем циклическое, тем более что конечным звеном передачи являются колеса. А они работают посредством вращения.

Если бы автомобиль не был колесным транспортным средством, то этот механизм для передвижения, возможно, не был бы необходимым. Однако в случае с машиной кривошипно-шатунная работа полностью оправдана.

Газораспределительный механизм

Благодаря ГРМ рабочая смесь или воздух поступает в цилиндры (в зависимости от особенностей образования смеси в моторе), затем удаляются отработавшие уже газы и продукты сгорания.

При этом обмен газов происходит в назначенное время в определенном количестве, организуясь с тактами и гарантируя качественную рабочую смесь, а также получение наибольшего эффекта от выделяемой теплоты.

Система питания

Смесь воздуха с топливом сгорает в цилиндрах. Рассматриваемая система регулирует их подачу в строгом количестве и пропорции. Бывает внешнее и внутреннее смесеобразование. В первом случае воздух и топливо перемешиваются вне цилиндра, а в другом — внутри него.

Систему питания с внешним образованием смеси имеет специальное устройство под названием карбюратор. В нем топливо распыляется в воздушной среде, а затем поступает в цилиндры.

Автомобиля с системой внутреннего смесеобразования называется инжекторным и дизельным. В них происходит заполнение цилиндров воздухом, куда впрыскивается топливо посредством специальных механизмов.

Система зажигания

Здесь происходит принудительное воспламенение рабочей смеси в моторе. Дизельным агрегатам это не нужно, так как у них процесс осуществляется через высокую воздуха, который становится фактически раскаленным.

В основном в двигателях применяется искровый электрический разряд. Однако, помимо этого, могут использоваться запальные трубки, которые воспламеняют рабочую смесь горящим веществом.

Она может поджигаться и другими способами. Но самым практичным на сегодняшний день продолжает оставаться электроискровая система.

Пуск

Данной системой достигается вращение коленвала мотора при запуске. Это необходимо для начала функционирования отдельных механизмов и самого двигателя в целом.

Для запуска в основном используется стартер. Благодаря ему, процесс осуществляется легко, надежно и быстро. Но возможен и вариант пневматического агрегата, который работает на запасе в ресиверах либо обеспеченного компрессором с электрическим приводом.

Самой простой системой является заводная рукоятка, через которую в моторе проворачивается коленвал и начинается работа всех механизмов и систем. Еще недавно все водители возили ее с собой. Однако ни о каком удобстве в этом случае речи быть не могло. Поэтому сегодня все обходятся без нее.

Охлаждение

В задачу этой системы входит поддержание определенной температуры работающего агрегата. Дело в том, что сгорание в цилиндрах смеси происходит с выделением теплоты. Узлы и детали мотора нагреваются, и им необходимо постоянно охлаждаться, чтобы работать в штатном режиме.

Наиболее распространенными являются жидкостная и воздушная системы.

Для того чтобы двигатель охлаждался постоянно, необходим теплообменник. В моторах с жидкостным вариантом его роль исполняет радиатор, который состоит из множества трубок для ее перемещения и отдачи тепла стенкам. Отвод еще больше увеличивается через вентилятор, который установлен рядом с радиатором.

В приборах с воздушным охлаждением используется оребрение поверхностей самых нагретых элементов, из-за чего площадь теплообмена существенно возрастает.

Эта система охлаждения является низкоэффективной, а поэтому на современных автомобилях она устанавливается редко. В основном ее используют на мотоциклах и на небольших ДВС, для которых не нужна тяжелая работа.

Система смазки

Смазывание деталей необходимо для сокращения потерь механической энергии, которая происходит в кривошипно-шатунном механизме и ГРМ. Помимо этого, процесс способствует уменьшению износа деталей и некоторому охлаждению.

Смазка в двигателях автомобилей в основном используется под давлением, когда масло подается через трубопроводы посредством насоса.

Некоторые элементы смазываются путем разбрызгивания или окунания в масло.

Двухтактные и четырехтактные моторы

Устройство двигателя автомобиля первого вида в настоящее время применяется в довольно узком диапазоне: на мопедах, недорогих мотоциклах, лодках и бензокосилках. Его недостатком является потеря рабочей смеси во время удаления выхлопных газов. Кроме этого, принудительная продувка и завышенные требования к термической устойчивости выхлопного клапана служат причиной роста цены мотора.

В четырехтактном двигателе указанных недостатков нет благодаря наличию газораспределительного механизма. Однако и в этой системе имеются свои проблемы. Наилучший режим работы мотора будет достигнут в очень узком диапазоне оборотов коленчатого вала.

Развитие технологий и появление электронных БУ позволило решить эту задачу. Во внутреннее устройство двигателя теперь входит электромагнитное управление, при помощи которого выбирается оптимальный режим газораспределения.

Принцип работы

ДВС работает следующим образом. После того как рабочая смесь попадает в камеру сгорания, она сжимается и воспламеняется от искры. При сжигании в цилиндре образуется сверхсильное давление, которое приводит в движение поршень. Он начинает продвигаться к нижней мертвой точке, что является третьим тактом (после впуска и сжатия), называющимся рабочим ходом. В это время благодаря поршню начинает вращаться коленвал. Поршень, в свою очередь, перемещаясь к верхней мертвой точке, выталкивает отработанные газы, что является четвертым тактом работы двигателя — выпуском.

Вся четырехтактная работа происходит довольно просто. Чтобы легче было понять как общее устройство двигателя автомобиля, так и его работу, удобно посмотреть видео, наглядно демонстрирующее функционирование мотора ДВС.

Тюнинг

Многие автовладельцы, привыкнув к своей машине, хотят получить от нее больше возможностей, чем она способна дать. Поэтому нередко для этого делают тюнинг двигателя, увеличивая его мощность. Это можно реализовать несколькими способами.

Например, известен чип-тюнинг, когда путем компьютерного перепрограммирования мотор настраивают на более динамичную работу. У этого способа есть как сторонники, так и противники.

Более традиционным методом является тюнинг двигателя, при котором осуществляются некоторые его переделки. Для этого производится замена с подходящими под него поршнями и шатунами; устанавливается турбина; проводятся сложные манипуляции с аэродинамикой и так далее.

Устройство двигателя автомобиля не такое уж сложное. Однако в связи с огромным количеством элементов, в него входящих, и необходимости согласования их между собой, для того чтобы любые переделки возымели желаемый результат, требуется высокий профессионализм того, кто их будет осуществлять. Поэтому, прежде чем решаться на это, стоит потратить усилия для поиска настоящего мастера своего дела.

Устройство двигателя — АВТОШКОЛА ФАВОРИТ

Устройство двигателя.

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?

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. Дизельные 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.

Схема работы двигателя внутреннего сгорания

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.

Эти циклы, или по другому, такты называются впуск, сжатие, рабочий ход, 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.

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.

Затем поршень поднимается вверх и сжимает смесь воздуха с топливом. Чем больше сжать смесь, тем с большей силой она выстрелит.

Когда поршень достигает своей верхней точки, свеча даёт искру, которая подрывает горючую смесь. Взрыв приводит поршень к движению.

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. Компоновка 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». Рядная компоновка  двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

Все цилиндры расположены в ряд в одном блоке. V-образная компоновка двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

Цилиндры расположены в двух блоках, установленных под определенным углом. Оппозитная компоновка двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

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.

1. Устройство двигателя. Сборка двигателя

Похожие главы из других работ:

Авиационный двигатель ПС-90А и его масляная система

Глава 2. Конструктивное устройство узлов двигателя

Газотурбинные двигатели

2. Устройство газотурбинного двигателя

Схема газотурбинного автомобильного двигателя показана на рис.14. Через входной патрубок / в компрессор двигателя поступает воздух. Попадая на лопатки вращающегося с большой угловой скоростью колеса 2 компрессора…

Кривошипно-шатунный механизм двигателя Камаза 740-10

1. Общее устройство и техническая характеристика двигателя КамАЗа 740.10

На автомобилях КамАЗ устанавливаются восьмицилиндровые, V-образные, четырехтактные дизели модели 740 с жидкостным охлаждением. Блок-картер двигателя отлит из чугуна и снизу закрыт штампованным поддоном…

Назначение и общее устройство двигателя внутреннего сгорания, его систем и механизмов

1. Назначение и общее устройство двигателя внутреннего сгорания (ДВС) его систем и механизмов

Назначение и характеристика кривошипно-шатунного механизма двигателя Д–240

2 Назначение, устройство, анализ условий работы и дефекты коленчатого вала двигателя марки Д-240

Коленчатый вал — одна из основных деталей двигателя, определяющая вместе с другими деталями цилиндропоршневой группы его ресурс. Ресурс коленчатого вала характеризуется двумя показателями: усталостной прочностью и износостойкостью…

Сборка двигателя

1. Устройство двигателя

1.1 Назначение двигателя, его виды Двигатель — механизм, при помощи которого автомобили, получают возможность передвигаться. Двигатели, у которых топливо, распыленное и смешанное с воздухом…

Сборка двигателя

1.2 Устройство двигателя

Устройство двигателя автомобиля в поперечном разрезе показано на рисунке 1.1. Рисунок 1.1 — Схема На схеме показаны основные части двигателя автомобиля: — распределительный вал, — штанга, — коромысло, — клапан, — головка цилиндра, — цилиндр…

Система питания карбюраторного двигателя

2. Общее устройство и работа системы питания карбюраторного двигателя, возможные неисправности

В систему питания двигателя автомобиля ЗИЛ-130 (рис. 1) входят топливный бак 10, топливопроводы 7 от бака к фильтру-отстойнику 14 и к топливному насосу 19, карбюратор 3, воздушный фильтр 2, приемные трубы 16, глушитель 75, выпускная труба 13 глушителя…

Сущность и параметры рабочего процесса поршневого двигателя внутреннего сгорания

3. Устройство автомобильного двигателя

В настоящее время на автомобильном транспорте распространены четырехтактные поршневые двигатели без наддува цилиндров сжатым воздухом и с наддувом…

Технические характеристики и конструктивные особенности эксплуатируемых транспортных средств категории В

4. Конструкция и устройство двигателя

Бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, с поперечным расположением, шестнадцатиклапанный, с двумя распределительными валами. Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2, отсчет — от шкива коленчатого вала…

Техническое обслуживание, диагностика и ремонт карбюраторного двигателя

1. Устройство системы питания карбюраторного двигателя

Система питания (рис. 1) состоит из: — топливного бака — 2, — топливопроводов — 5, — фильтров очистки топлива — 6, — топливного насоса — 7, — воздушного фильтра — 9…

Технология ремонта цилиндропоршневой группы автомобиля с разработкой приспособления для выпрессовки поршневых пальцев

1.1 Общее устройство цилиндропоршневой группы двигателя

В состав ЦПГ цилиндропоршневой группы двигателя входит две группы деталей: неподвижные и подвижные. К неподвижным деталям относятся блок цилиндров, служащий основой двигателя, цилиндр, головки блока или головки цилиндров…

Топливная система автомобиля ВАЗ

1. Устройство системы питания двигателя ВАЗ

Система питания включает приборы подачи в карбюратор топлива и воздуха, приготовления горючей смеси и выпуска отработавших газов. Система питания состоит из топливного бака, топливного насоса, воздушного фильтра, карбюратора, впускной трубы…

Устройство трактора Т–130

2.1. Общее устройство двигателя

Для нормальной работы двигателя в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у карбюраторных двигателей) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей)…

Электронная система управления бензиновым инжекторным отечественным двигателем

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — самый распространенный тип двигателя легкового автомобиля. Работа двигателя автомобиля этого типа основана на свойстве газов расширяться при нагревании…

Автомобильные двигатели: детали, типы, работа и многое другое

Автомобильный двигатель — сложный механизм. Его основная задача заключается в преобразовании энергии топлива в рабочую силу. Базовый механизм основан на четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, который имеет четыре основных такта: впуск, сжатие, сгорание и выпуск.

Типы автомобильных двигателей и то, как они работают, различаются в зависимости от компоновки и топлива, которое они потребляют. В этом руководстве мы собираемся обсудить наиболее часто используемый бензиновый двигатель.Давайте разберем двигатель и посмотрим, как работает каждый компонент.

машинных частей автомобиля

Двигатель автомобиля работает с помощью нескольких внутренних компонентов. Современные автомобильные двигатели бывают разных конфигураций цилиндров, от четырехцилиндровых до восьмицилиндровых. Разница в конфигурации дает нам разные типы двигателей, такие как рядные и V-образные двигатели. Несмотря на различия, основные части двигателя и их основная функция остаются прежними.

Блок двигателя Блок двигателя — это внешняя основа двигателя, в которой все компоненты работают вместе для привода колес

Блок двигателя — это внешняя конструкция двигателя, которая обычно изготавливается из чугуна или алюминиевого сплава. Там, где железо было известно своей долговечностью, в современных автомобилях используются алюминиевые сплавы в первую очередь из-за его малого веса и лучших свойств теплопередачи.

В блоке цилиндров происходит сгорание.Он состоит из различных отверстий для потока масла и отверстий для размещения основных компонентов, таких как поршни.

Поршень Поршневой цикл отвечает за выработку энергии за счет сгорания топливно-воздушной смеси.

Поршни имеют форму цилиндра с плоской верхней поверхностью, обычно из алюминиевого сплава или, в некоторых случаях, из стали или чугуна. Поршень имеет тенденцию двигаться вверх и вниз, чтобы преобразовать энергию, вырабатываемую при сгорании воздушно-топливной смеси.

Соединен с коленчатым валом через шатун. Движение поршня вращает коленчатый вал, приводя в движение автомобиль. Средняя скорость поршня основана на времени, необходимом для полного цикла. Обычно учитывается количество ударов и число оборотов в минуту (об/мин).

Короче говоря, более высокая скорость поршня означает лучшую производительность двигателя при условии, что все работает синхронно.

Коленчатый вал Коленчатый вал отвечает за передачу движения поршней в сторону коробки передач.

Коленчатый вал расположен в нижней части двигателя, соединен с поршнем через шатуны.Движение поршня вверх и вниз позволяет коленчатому валу вращаться и передавать мощность на коробку передач, которая в конечном итоге приводит в движение колеса.

Головка цилиндра

Головка блока цилиндров расположена в верхней части двигателя и крепится болтами цилиндра. Он герметизирует проход камеры через прокладку головки, чтобы предотвратить утечку газов. Головка блока цилиндров имеет различные компоненты, которые контролируют впуск, сгорание и выпуск газов, включая клапаны, свечи зажигания и топливную форсунку.

Распредвал

Распределительный вал обычно расположен в блоке цилиндров или, в случае современных автомобилей, в головках цилиндров. Распределительный вал предназначен для управления работой впускных и выпускных клапанов. Он делает это, регулируя синхронизацию клапанов посредством возвратно-поступательного движения для оптимальной производительности.

Клапаны Клапаны

расположены в головке блока цилиндров и управляются через распределительный вал, чтобы своевременно регулировать потоки топлива и воздуха и соответственно выпускать остаточные газы.

Маховик Маховик выравнивает импульсы двигателя для более плавной работы

Маховик представляет собой тяжелый диск, вставленный в конец коленчатого вала для передачи мощности двигателя. Основная функция заключается в выравнивании потока энергии от поршня для более плавной работы.

С технической точки зрения, высокая инерция вращения маховика позволяет ему компенсировать колебания частоты вращения двигателя и накапливать избыточную энергию для периодического использования.

Ремень ГРМ

Ремень ГРМ, также известный как кулачковый ремень, изготовлен из высокопрочной резины с зубьями. Он синхронизирует вращение коленчатого и распределительного валов, чтобы обеспечить своевременное открытие и закрытие клапанов во время тактов впуска и выпуска.

Изношенный ремень ГРМ означает, что ваши поршни выходят из синхронизации, что может привести к пропуску зажигания в двигателе. В идеале вы должны немедленно заменить ремень ГРМ автомобиля, так как промедление с заменой может привести к повреждению двигателя, включая клапаны, головку блока цилиндров, распределительный вал, стенку цилиндра и поршень.

Масляный поддон

Масляный поддон или картер крепятся к нижней части двигателя и служат резервуаром для масла. Масло прокачивается через фильтр для удаления загрязнений и через двигатель для очистки, смазки и охлаждения компонентов.

Масляный щуп обычно доходит до масляного поддона для проверки уровня моторного масла. Сливная пробка расположена на дне поддона для слива отработанного масла для замены.

Часто задаваемые вопросы

Как долго работает двигатель автомобиля?

Современные автомобили с усовершенствованными технологиями и лучшими стандартами обслуживания могут превысить средний ожидаемый срок службы, составляющий около 10 лет или до 200 000 км.Однако на практике не существует точного числа, определяющего срок службы двигателя. Регулярное техническое обслуживание и стиль вождения играют важную роль в продлении срока службы двигателя.

Сколько существует типов автомобильных двигателей?

Автомобильные двигатели бывают самыми разными в зависимости от топлива, компоновки и количества цилиндров. В общем, есть три типа двигателя, бензиновый, дизельный и гибридный. Некоторые распространенные конструкции двигателей включают рядную и V-образную компоновку, которые могут иметь до шестнадцати конфигураций цилиндров.

Автомобильный двигатель работает с помощью множества составных частей. Многие из этих частей зависят от своевременного срабатывания для более плавной работы. Хотя ремонт двигателей стоит дорого, такие проблемы часто обозначаются предупреждающими знаками. Например, визжащий звук может указывать на изношенный ремень ГРМ или забитый воздушный фильтр двигателя, что может снизить эффективность двигателя и экономию топлива.

Современные автомобили оснащены различными индикаторами на приборной панели для выявления проблем с двигателем.Заблаговременное выполнение ремонтных работ может предотвратить повреждение двигателя и продлить срок его службы. Ознакомьтесь с нашим ассортиментом новых и бывших в употреблении автомобильных аксессуаров и запчастей в ОАЭ для недорогой замены деталей автомобильного двигателя.

Следите за новостями ведущих автомобильных блогов ОАЭ, чтобы узнать больше об автомобильных запчастях, тенденциях рынка, ремонте и многом другом.

10 самых популярных деталей двигателя автомобиля, о которых вы должны знать

Под кожухом вашего двигателя находится великое инженерное произведение. Вы когда-нибудь задумывались о том, каковы их функции? Пусть Филкоце.com исследуйте, что находится за крышкой двигателя, в частности, 10 наиболее известных частей двигателя.

1. Блок двигателя

Основой двигателя автомобиля является блок цилиндров. Блок двигателя представляет собой корпус, в котором находятся коленчатый вал, поршни и иногда распределительный вал. Блок двигателя не только содержит элементы, но также состоит из ряда механически обработанных сторон.

Отверстия в блоке двигателя, которые являются машинами, называются цилиндрами.Двигатель обычно содержит от 4 до 16 цилиндров, но это зависит от размера. Блок можно построить разными способами.

V-образный двигатель имеет форму цилиндров, а в рядном двигателе цилиндры расположены в ряд. Если вы хотите, чтобы ваш автомобиль исправно работал, его нужно бережно беречь, тем более, что он будет сильно ломаться, как это бывает с вашим автомобилем, долгое время не эксплуатировавшимся.

Основой двигателя автомобиля является блок цилиндров

2.Поршни

Поршень представляет собой цилиндрический кусок металла, находящийся внутри цилиндра. Он дважды перемещается вверх и вниз в цилиндре за время вращения коленчатого вала. Например, если двигатель вращается со скоростью 3000 об/мин, поршни движутся вниз и вверх со скоростью 5000 оборотов в минуту.

Поршни передают энергию, создаваемую в процессе сгорания в коленчатом валу, через шатун и шток поршня. Энергия, передаваемая поршнями, приводит в движение транспортные средства.

Поршни содержат кольца, также известные как «поршневые кольца», которые обеспечивают надлежащее уплотнение. Поршни современных автомобилей покрыты специальным материалом, который помогает предотвратить трение и продлевает срок службы поршней.

Поршень представляет собой цилиндрический кусок металла, находящийся внутри цилиндра

3. Поршневые кольца Поршневые кольца

обеспечивают уплотнение между внутренней кромкой цилиндра и внешней кромкой поршня.Поршневое кольцо имеет два основных назначения:

  • Они предотвращают попадание выхлопных газов и топливно-воздушной смеси, находящейся внутри камеры сгорания, в отстойник во время сгорания и сжатия.
  • Они препятствуют попаданию масла из отстойника в камеру сгорания, предотвращая его сгорание и потерю.

Большинство автомобилей со старыми кольцами, которые больше не могут служить своей цели, должны добавлять литр масла каждые 1000 миль, чтобы заменить сгоревшее масло.В настоящее время в поршневых кольцах современных автомобилей используются передовые материалы.

Это одна из причин, почему двигатель современных автомобилей служит дольше и может проехать большее расстояние до замены масла. И теперь вы видите, что если вы сделаете что-то не так с такой маленькой частью, это нанесет ущерб всей системе.

Поршневые кольца обеспечивают уплотнение между внутренней кромкой цилиндра и внешней кромкой поршня

4. Коленчатый вал

Коленчатый вал перемещается в нижней части блока цилиндров вместе с шейками.Это точно сбалансированный и обработанный компонент, который соединен с поршнями с помощью шатуна. Коленчатый вал отвечает за преобразование движения поршня вверх и вниз в возвратно-поступательное или вращательное движение. Причем эта часть вращается так же, как и обороты двигателя.

Коленчатый вал проходит в нижней части блока цилиндров и перемещается вместе с шейками

5. Распредвал

Распределительный вал может располагаться как в головках цилиндров, так и на блоке в зависимости от конструкции двигателя.Его также называют кулачком в блоке двигателя, если он расположен в блоке двигателя. С другой стороны, в большинстве современных автомобильных двигателей распределительный вал расположен вокруг головки блока цилиндров.

Эти современные автомобильные двигатели можно классифицировать как SOHC (с одним верхним распределительным валом) или DOHC (с двумя верхними распределительными валами). Основная цель распределительного вала — получить вращательное или возвратно-поступательное движение двигателя и изменить его на движение вверх и вниз.

Эти преобразованные движения будут управлять движением подъемника, которое будет перемещать коромысла, клапаны и толкатели.Кроме того, распределительный вал усилен группой подшипников с масляной смазкой, чтобы обеспечить долгий срок службы двигателя.

>>> Связано: 8 основных двигателей Toyota, о которых вы должны знать

Распределительный вал может располагаться как в головках цилиндров, так и на блоке в зависимости от конструкции двигателя

6. Головка блока цилиндров

Хотя вышеперечисленные детали можно считать подъемниками двигателя автомобиля, головка блока цилиндров является скорее специфической.Головка блока цилиндров состоит из множества элементов, таких как клапаны, толкатели, пружины клапанов, толкатели, коромысла и даже распределительные валы в зависимости от конструкции.

Он управляет портами, которые позволяют потоку всасываемого воздуха внутри цилиндра во время такта впуска. Он также обеспечивает подачу выхлопных газов в выпускной коллектор во время такта выпуска.

Головка блока цилиндров управляет отверстиями, позволяющими потоку всасываемого воздуха внутри цилиндра во время такта впуска

Головка блока цилиндров остается прикрепленной к двигателю болтами крепления головки блока цилиндров.С другой стороны, область между головкой блока цилиндров и болтами герметизируется с помощью прокладки головки блока цилиндров. Эти прокладки являются распространенной проблемой для большинства проблем с двигателем.

7. Свеча зажигания

Свеча зажигания обеспечивает необходимую искру для воспламенения смеси топлива и воздуха, чтобы произошло сгорание. Искра должна произойти в нужное время, чтобы все работало правильно и не возникало проблем.

8. Отстойник

Поддон находится в нижней части двигателя и окружает коленчатый вал.В нем содержится немного масла, которое собирается в масляном поддоне. Хотя он находится в самом нижнем положении вашего автомобиля, не думайте, что эта часть автомобиля менее важна, чем другие.

Масло

— это основной материал, который приводит в действие ваш двигатель и его детали. Большинство современных автомобилей имеют масляную систему с мокрым картером, однако в некоторых двигателях также используется масляная система с сухим картером.

Маслосборник содержит некоторое количество масла, которое собирается в масляном поддоне

9.Клапаны

Впускной и выпускной клапаны открываются в заданное время, чтобы воздух и топливо поступали в цилиндр, а выхлопные газы выходили в выхлопную камеру. Обратите внимание, что два клапана закрыты во время процесса сгорания и сжатия, чтобы обеспечить надлежащую герметизацию камеры сгорания.

10. Шатун

Шатун соединяет коленчатый вал и поршень. Он может вращаться на двух концах, чтобы его угол изменялся при вращении коленчатого вала и движении поршня вверх и вниз.

Шатун соединяет коленчатый вал и поршень

Вышеуказанные детали являются одними из хорошо известных деталей автомобильного двигателя. В двигателе автомобиля есть еще детали, которые вам нужно знать: пучок крепежа скрепляет все части двигателя вместе; масло и подшипники в двигателе предотвращают износ деталей и цепей ГРМ.

Оставайтесь с нами, и мы будем обновлять для вас дополнительную информацию о наших советах и ​​рекомендациях .

Глобальные данные о рынке автомобильных двигателей и деталей двигателя и анализ роста отрасли

1.Резюме

2. Характеристики рынка автомобильных двигателей и деталей к ним

3. Тенденции и стратегии рынка автомобильных двигателей и деталей к ним

4. Влияние COVID-19 на автомобильный двигатель и детали двигателя

5. Автомобильный двигатель и рынок деталей к нему Размер и рост

5.1. Исторический мировой рынок автомобильных двигателей и деталей к ним, 2015–2020 гг., млрд. долл. США

5.1.1. Драйверы рынка

5.1.2. Ограничения на рынке

5.2. Прогноз мирового рынка автомобильных двигателей и деталей двигателей, 2020–2025F, 2030F, млрд. долл. США

5.2.1. Драйверы рынка

5.2.2. Ограничения на рынке

6. Сегментация рынка автомобильных двигателей и деталей к ним

6.1. Мировой рынок автомобильных двигателей и деталей к ним, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015–2020 годы, 2020–2025 годы, 2030 годы, миллиард долларов США

Автомобильные двигатели

Автомобильные двигатели

Мировой рынок автомобильных двигателей и деталей двигателя, сегментация по типу топлива, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, млрд долларов США3. Мировой рынок автомобильных двигателей и деталей двигателя, сегментация по типу размещения, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, миллиард долларов США Региональный и страновой анализ рынка автомобильных двигателей и деталей к ним

7.1. Мировой рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в разбивке по регионам, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, млрд долларов США

7.2. Мировой рынок автомобильных двигателей и деталей для двигателей в разбивке по странам, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, млрд долларов

8.Азиатско-Тихоокеанский рынок автомобильных двигателей и деталей к ним  

8.1. Обзор рынка двигателей и деталей двигателей в Азиатско-Тихоокеанском регионе  

Информация о регионе, влияние COVID-19, информация о рынке, справочная информация, инициативы правительства, нормативные акты, регулирующие органы, основные ассоциации, взимаемые налоги, структура корпоративного налогообложения, инвестиции, крупные компании

8.2. Азиатско-Тихоокеанский рынок автомобильных двигателей и деталей двигателя, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, млрд долларов

9.Китайский рынок автомобильных двигателей и деталей к ним  

9.1. Обзор рынка автомобильных двигателей и деталей двигателей в Китае  

9.2. Китайский рынок автомобильных двигателей и деталей двигателя, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015–2020 годы, 2020–2025 годы, 2030 годы, миллиард долларов США

10. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Индии  

10.1. Индийский рынок автомобильных двигателей и деталей двигателя, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, миллиард долларов

11.Рынок автомобильных двигателей и деталей двигателей Японии  

11.1. Японский рынок автомобильных двигателей и деталей к ним, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, миллиард долларов США

12. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Австралии  

12.1. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Австралии, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015–2020, 2020–2025F, 2030F, миллиард долларов США

1. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Индонезии, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, миллиард долларов США

14. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Южной Корее  

14.1. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Южной Корее, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015–2020 годы, 2020–2025 годы, 2030 годы, миллиард долларов США

15. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Западной Европе

15.1. Обзор рынка автомобильных двигателей и деталей двигателей в Западной Европе

15.2. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Западной Европе, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, миллиард долларов

16. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Великобритании  

16.1. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Великобритании, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, миллиард долларов США

17. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Германии 

17.1. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Германии, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, миллиард долларов

18.Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним во Франции  

18.3. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним во Франции, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015–2020 годы, 2020–2025 годы, 2030 годы, миллиард долларов США

19. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Восточной Европе  

19.1. Обзор рынка автомобильных двигателей и деталей к ним в Восточной Европе

19.2. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Восточной Европе, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, млрд долларов США

20.Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в России  

20.1. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в России, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, млрд долларов

21. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Северной Америке  

21.1. Обзор рынка автомобильных двигателей и деталей двигателей Северной Америки

21.2. Рынок автомобильных двигателей и деталей двигателей в Северной Америке, сегментация по типу продукта, исторические данные и прогноз, 2015–2020, 2020–2025F, 2030F, млрд долларов США

22.Рынок автомобильных двигателей и деталей двигателей США  

22.1. Обзор рынка автомобильных двигателей и деталей двигателей США

22.2. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в США, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015–2020 годы, 2020–2025 годы, 2030 годы, миллиард долларов США

23. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Южной Америке  

23.1. Обзор рынка автомобильных двигателей и деталей двигателей в Южной Америке

23.2. Рынок автомобильных двигателей и деталей двигателя в Южной Америке, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, миллиард долларов

24.Рынок автомобильных двигателей и деталей двигателей Бразилии  

24.1. Бразильский рынок автомобильных двигателей и деталей к ним, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015–2020 годы, 2020–2025 годы, 2030 годы, миллиард долларов США

25. Ближневосточный рынок автомобильных двигателей и деталей к ним

25.1. Обзор рынка двигателей и деталей двигателей Ближнего Востока

25.2. Ближневосточный рынок автомобильных двигателей и деталей двигателя, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, миллиард долларов

26.Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним в Африке  

26.1. Обзор рынка автомобильных двигателей и деталей двигателей в Африке

26.2. Африканский рынок автомобильных двигателей и деталей к ним, сегментация по типу продукта, история и прогноз, 2015-2020, 2020-2025F, 2030F, миллиард долларов США

27. Рынок автомобильных двигателей и деталей к ним Конкурентная среда и профили компаний

27.1. Конкурентная среда на рынке автомобильных двигателей и деталей двигателей

27.2. Профили компаний рынка двигателей и деталей двигателей

27.2.1. Камминз

27.2.1.1. Обзор

27.2.1.2. Товары и услуги

27.2.1.3. Стратегия

27.2.1.4. Финансовые результаты

27.2.2. Тойота Мотор

27.2.2.1. Обзор

27.2.2.2. Товары и услуги

27.2.2.3. Стратегия

27.2.2.4. Финансовые результаты

27.2.3. Корпорация DENSO

27.2.3.1. Обзор

27.2.3.2. Товары и услуги

27.2.3.3. Стратегия

27.2.3.4. Финансовые показатели

27.2.4. Delphi Automotive PLC  

27.2.4.1. Обзор

27.2.4.2. Товары и услуги

27.2.4.3. Стратегия

27.2.4.4. Финансовые результаты

27.2.5. Federal Mogul Corporation

27.2.5.1. Обзор

27.2.5.2. Товары и услуги

27.2.5.3. Стратегия

27.2.5.4. Финансовые показатели

29. Ключевые слияния и поглощения на рынке автомобильных двигателей и деталей для них

29.Перспективы рынка автомобильных двигателей и запчастей к ним и анализ потенциала

30. Приложение

30.1. Сокращения

30.2. Валюта

30.3. Исследовательские запросы

30.4. Компания бизнес-исследований

30.5. Авторское право и отказ от ответственности

Очерки о двигателе автомобиля

             Функция двигателя автомобиля — приводить его в движение. Двигатели бывают разной мощности и скорости.Все современные двигатели состоят из основных частей. Описание конструкции двигателя иллюстрирует его функции.
Сердцевиной двигателя является цилиндр. Поршень движется вверх и вниз внутри цилиндра. Описываемый здесь двигатель имеет один цилиндр, но количество двигателей варьируется от четырех до двенадцати. В многоцилиндровом двигателе цилиндры обычно расположены одним из трех способов: рядным, V-образным или плоским (также известным как горизонтально-оппозитное расположение).
Свеча зажигания подает искру, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь, так что может произойти сгорание.Искра должна произойти в нужный момент, чтобы все работало должным образом. Поршень представляет собой цилиндрический кусок металла, который движется вверх и вниз внутри цилиндра. Поршневые кольца обеспечивают скользящее уплотнение между внешней кромкой поршня и внутренней кромкой цилиндра. Кольца служат двум целям: они предотвращают утечку топливно-воздушной смеси и выхлопных газов из камеры сгорания в картер при сжатии и сгорании, а также предотвращают утечку масла из картера в зону сгорания, где оно могло бы сгореть и потеряться. .
Большинство автомобилей, которые «жгут масло» и должны доливать литр масла каждые 1000 миль, сжигают его, потому что двигатель устарел, а кольца больше не уплотняют его должным образом. Камера сгорания – это место, где происходит сжатие и сгорание. Когда поршень движется вверх и вниз, вы можете видеть, что размер камеры сгорания изменяется. Он имеет некоторый максимальный объем, а также минимальный объем. Разница между максимумом и минимумом называется рабочим объемом и измеряется в литрах или кубических сантиметрах (кубических сантиметрах, где 1000 кубических сантиметров равняется литру).Итак, если у вас 4-цилиндровый двигатель, и каждый цилиндр имеет рабочий объем в пол-литра, то весь двигатель представляет собой «2,0-литровый двигатель». Если каждый цилиндр вытесняет пол-литра и имеется шесть цилиндров обр…

Эволюция автомобильного двигателя — 2226 слов

Эволюция двигателя внутреннего сгорания

Двигатель, в котором процессы сжигания топлива происходят в закрытом помещении с выделением газов, которые увеличиваются из-за давления, которое, в свою очередь, поставляет энергию, считается двигателем внутреннего сгорания.История двигателей внутреннего сгорания восходит к 1680 году, когда голландский физик Кристиан Гюйгенс экспериментировал с ними (Daniels, 2003).

В 1859 г. была достигнута успешная разработка эффективного бензинового двигателя. Французский инженер Этьен Ленуар разработал двигатель двойного действия с искровым зажиганием, работа которого не прерывалась. В 1862 году французский ученый Альфонс Бо де Роша усовершенствовал изобретение Леннуара, но не смог разработать четырехтактный двигатель.

Успешный четырехтактный двигатель появился шестнадцать лет спустя после напряженной работы Николауса Отто.Этот двигатель стал известен как цикл Отто. Еще одним успехом стал двухтактный двигатель, который Дугалд Клерк завершил в том же году, когда Джозеф Дэй усовершенствовал его до коммерческого успеха. В 1875 году Джордж Брайтон, американский инженер, попытался создать двухтактный двигатель, который работал бы на керосине, но потерпел неудачу из-за его низкой скорости и размеров (Junge, 2010).

Готлиб Даймлер в 1885 году построил уменьшенную и быстроходную версию современного газового двигателя, который имел вертикальный цилиндр и потреблял бензин, нагнетаемый через карбюратор.

Через четыре года тот же американский инженер изобрел четырехтактный двигатель с грибовидными клапанами и двойными цилиндрами, расположенными в V-образной форме, с более высоким отношением мощности к весу. Этот двигатель не имел электрического зажигания до 1924 года, когда его изобретение оказалось возможным. Тем не менее, бензиновые двигатели, используемые сегодня, можно проследить от двигателей Daimler.

Американские конструкции транспортных средств с электроприводом

Франция и Великобритания усилили представление об электромобилях в конце 1800-х годов.Идея разработки этих автомобилей стала реальностью, когда Бельгия собрала электрический спортивный автомобиль под названием La Jamais Contente, который установил мировой рекорд скорости на суше в 68 миль в час, а Камилла Дженатзи взяла на себя ответственность за его дизайн (Bellis, 2012).

В 1895 году американцы обратили свой интерес к этим изобретениям электромобилей. Это произошло после успешных испытаний электрических трехколесных велосипедов благодаря работам А. Л. Райкера и Уильяма Моррисона, который в 1891 году разработал фургон для шести пассажиров.

Впоследствии появилось много изобретений транспортных средств с электроприводом, но из всех них заслуга принадлежит проекту электромобиля Уильяма Моррисона, способного перевозить пассажиров.

В 1897 году компания Philadelphia Electric and Wagon Company построила парк такси в Нью-Йорке, что стало началом создания коммерческого транспорта. Тем не менее, скорость этих электромобилей, разработанных ранее, была мучительно медленной, поскольку они преодолевали только 20 миль в час.Этот фактор был результатом технологической отсталости и отсутствия технологических ноу-хау транзисторов.

Какими бы ни были их темпы, они превзошли своих конкурентов начала 19 века. У них уменьшилось количество случаев быстрого движения вперед и назад, они излучали меньше дыма и уменьшили шум, связанный с автомобилями, использующими бензин. Кроме того, у электромобилей не было проблем с переключением передач, как у их собратьев.

Электрические транспортные средства также были признаком успеха, поскольку они стали для них городскими транспортными средствами.Ограниченный радиус действия стал скорее преимуществом, чем недостатком. Они отдавали предпочтение многим, поскольку для их запуска требовалось меньше энергии, чем бензиновым автомобилям, которые производили много шума при зажигании (Westbrook, 2001). Электромобиль был прост в управлении и эксплуатации; таким образом, рекомендуется для женщин.

Рост популярности

Отсутствие надлежащей инфраструктуры препятствовало росту популярности электромобилей. В 1912 году эта проблема была решена благодаря тому, что люди подключали свои дома к электрическому ключу для приведения в движение электромобилей.

Это повысило популярность машин. В начале века в США было зарегистрировано 33 842 электромобиля. Это был очевидный признак принятия, поскольку такое большое количество регистраций было намного выше, чем у других автомобилей.

В отличие от базовых электромобилей, которые в начале века стоили 1000 долларов США, более поздние версии электромобилей имели уникальные детали интерьера с использованием дорогих материалов, что способствовало пику сезона продаж в 1912 году.Для проблем, связанных с отсутствием средств для подзарядки, эту проблему решила служба замены батарей, созданная в 1896 году.

Компания Hartford Electric Light Company реализовала эту идею, воспользовавшись услугами аккумуляторных батарей General Vehicle Company. Люди покупали свои автомобили у General Vehicle Company, за исключением аккумуляторов. После этого они будут покупать электроэнергию у Hartford Electric в сменных батареях.

Тем не менее, была ежемесячная плата за пройденные мили, некоторая плата за ежемесячное обслуживание автомобиля, а также его надлежащее хранение.Аналогичная служба взяла на себя и обслуживала владельцев автомобилей Milburn Light Electric в штате Чикаго, которые покупали автомобили, за исключением аккумуляторов.

Гибридные транспортные средства

Гибридное транспортное средство — это транспортное средство, в котором для приведения в движение используется более одного силового средства. Производители транспортных средств применили эту концепцию к гибридным электромобилям, которые сочетают в себе один или несколько электродвигателей с двигателем внутреннего сгорания (Ehsani, Yimin, Sebastien and Emadi 2004).

История этих автомобилей берет свое начало в 1899 году, когда Dr.Фердинанд Порше построил гибридный автомобиль, который двигался благодаря газовому двигателю, приводившему в движение динамо-машину, вырабатывающую электричество, которая, в свою очередь, использовала энергию для приведения в движение электродвигателей в центральной части двух передних колес. Однако в последующие десятилетия гибридный автомобиль претерпел многочисленные усовершенствования, в том числе изобретение генеративного торможения.

Эта идея работает в современных гибридных автомобилях. Автомобиль Porsche претерпел некоторые модификации в 1915 году, когда компания Woods Motor Vehicle Manufacturers разработала гибридный автомобиль с двойным двигателем (Anderson and Judy, 2010).В этом автомобиле использовалась электрическая батарея для привода двигателя на пониженной скорости 25 км/ч, а бензиновый двигатель использовался для разгона автомобиля с пониженной скорости до максимальной скорости 55 км/ч.

Период между 1920 и 1965 годами был периодом бездействия с точки зрения огромного производства гибридных автомобилей. Конгресс США одобрил широкое использование электромобилей как одного из надежных способов снижения загрязнения воздуха в 1966 году. Основное усовершенствование двигателя произошло между 1968 и 1971 годами, когда трое ученых изобрели двигатель с гибридной силовой установкой.

Двигатель неблагоприятно повысил скорость транспортного средства с относительно меньшим двигателем, который необходим обычному двигателю внутреннего сгорания для движения. Собранные в системе идеи неизбежны в современных гибридах.

В 1975 году было испытано 352 электромобиля, в результате чего Управление по развитию энергетических исследований США создало программу продвижения гибридной технологии. В 1976 году в отношении электрических гибридных транспортных средств вступил в силу Публичный закон 94/413.

Основной целью закона было сотрудничество с автомобильными фирмами и продвижение аксессуаров для электромобилей, таких как аккумуляторы и контроллеры. Это период, когда Toyota разработала первый электрический гибрид с газогенераторной турбиной, обеспечивающей питание электродвигателя.

В период с 1977 по 1979 год было проведено множество исследований. Исследовательские работы были направлены на улучшение качества гибридных электромобилей. Отчет о разумном производстве гибридных автомобилей в середине 1980-х был намеком.Открытие еще одного двигателя произошло в начале 1980-х годов.

Автомобильная фирма Briggs and Stratton собрала гибридный автомобиль с двухцилиндровым четырехтактным бензиновым двигателем мощностью 16 л.с. и электродвигателем максимальной мощностью 26 л.с. Этот двигатель был способен снабжать энергией двухдверный автомобиль, традиционно спроектированный с двумя передними колесами и четырьмя задними (Ehsani, 2005).

В 1989 году Audi выпустила электрический двигатель мощностью 12,6 л.с., который перемещал задние колеса вместо карданного вала.Двигатель также имел 2,3-литровый цилиндр, приводивший в действие переднее колесо, и никель-кадмиевый аккумулятор, обеспечивающий необходимую энергию.

В 1991 году Консорциум передовых батарей США, отдел, занимающийся энергетической программой, организовал программы по производству превосходных батарей из гидрида никеля. Эти батареи позволили бы стоящим гибридным электромобилям эксплуатироваться на дорогах в любую погоду. В следующем году Toyota Motors Corporation поставила перед собой цель производить автомобили с пониженным уровнем выбросов.

В 1993 году правительство США призвало к массовому производству автомобилей, использующих другие источники энергии, кроме бензина. В рамках этой инициативы несколько государственных учреждений объединились с Chrysler, Ford и General Motors. Эта объединенная сила привела к производству автомобилей, использующих другие источники энергии, в дополнение к гибридным электромобилям.

Современные гибридные автомобили

Современные гибридные автомобили могут оказаться намного более сложными, чем более ранние гибридные версии.Однако основной принцип одинаков во всех современных автомобилях. Современные гибридные автомобили работают через систему генеративного торможения. Эта система эффективна при преобразовании энергии движения в электрическую энергию, восстанавливающую мощность в батарее, вместо того, чтобы выделять ее в виде тепла.

Это изобретение сыграло жизненно важную роль в гибридных транспортных средствах. Некоторые современные гибридные автомобили уменьшают количество выхлопных газов за счет закрытия двигателя внутреннего сгорания и его зажигания при необходимости. У HVP значительно снижены выбросы, в отличие от их бензинового аналога.ГЭМ экономят топливо благодаря своим двигателям небольшого размера, в отличие от автомобилей внутреннего сгорания, работающих на чистом бензине (Ehsani, Yimin, Sebastien and Emadi 2004).

Нынешний гибрид

Нынешняя версия гибрида, технически называемая экологически чистым транспортным средством, относительно мощная и экономичная. Они имеют высокий, пониженный коэффициент использования топлива. Хотя их цены пугают, они подходят для городских водителей из-за их приемлемого расхода бензина, особенно в движении и остановке.

Эти автомобили имеют низкий уровень выбросов на пониженной скорости, а также менее шумные, в отличие от своих собратьев с двигателем внутреннего сгорания. Примеры современных гибридных автомобилей включают Chevrolet Silverado 2011 года, Cadillac Escalade 2011 года, Chevrolet Tahoe 2011 года, Ford Escape 2011 года, GMC Sierra 2011 года, Honda Civic 2012 года и Lexus CT 200H 2011 года среди многих других.

Будущий гибрид

Нынешние гибридные автомобили являются отражением версии будущего, которую ожидают люди во всем мире. Разработчики текущей версии гибрида размышляют о том, какой дизайн будет следующим для будущего гибридного автомобиля.Во всем мире автомобильные компании планируют запустить гибридный автомобиль.

Этим компаниям сложно учитывать такие факторы, как производительность, выбросы и эффективность. Будущий гибрид будет предполагать, что все типы, существующие в настоящее время, от спортивных автомобилей до внедорожников и других разновидностей транспортных средств, будут использовать как газ, так и энергию (Motavalli, 2001).

Техническое обслуживание является критическим вопросом при разработке этих будущих гибридов. Производителям придется обрабатывать новые запчасти для будущих гибридных моделей, и в то же время механики должны владеть новой технологией, чтобы получить знания о замене вышедших из строя деталей.

Будущий гибрид будет намного мощнее, чтобы повысить производительность и эффективность использования топлива. Конечно, конструкторы автомобилей сделают их легче, чем текущая версия, чтобы повысить эффективность использования топлива. Инженерам придется объединиться для разработки солнечных элементов, которые будут восстанавливать питание автомобильных аккумуляторов; таким образом, исключая процесс зарядки аккумуляторов в гибридных транспортных средствах (Duffy, 2009).

В будущем разработчики гибридных автомобилей должны будут обратить внимание на мощность выбросов. Им придется строить автомобили с гораздо более низким уровнем выбросов, поскольку нынешние выбросы наносят вред атмосфере.Существует вероятность того, что будущий гибрид может использовать водородную энергию, в отличие от источников энергии, используемых сегодня.

Будущий дизайн гибридных автомобилей окажется более изощренным, чем сегодняшний дизайн, поскольку сегодняшние дизайнеры работают над тем, чтобы будущий дизайн был успешным. С технологическим прогрессом возможны любые будущие разработки гибридных автомобилей.

Современные автомобили и выбросы

Многие отраслевые исследования показывают, что повышение топливной эффективности транспортных средств привело к снижению выбросов CO 2 .По данным Ассоциации автомобильной промышленности (MIA), Национальный средний показатель выбросов углерода (NACE) для новых автомобилей в 2011 году впервые показал показатель выбросов CO 2 от 200 до 197,1 граммов (Ассоциация автомобильной промышленности, 2012). Это представляет собой падение на 2,3 процента по сравнению с предыдущим годом.

Усилия производителей транспортных средств по сокращению выбросов CO 2 начались более пяти лет назад. Среднее снижение выбросов CO 2 составило 10 процентов.Большинство новых пассажирских транспортных средств являются частью этого расчета. Таким образом, представленные цифры являются репрезентативными при расчете мер CO 2 . Падение связано с усовершенствованными технологиями транспортных средств среди основных производителей в мире.

Основной задачей является соответствие выбросам CO 2 на целевых рынках, включая США, Европу, Австралию и другие страны с развивающейся экономикой. Потребители также изменили свои покупательские привычки в соответствии с экологическими требованиями. Это улучшилось благодаря государственным субсидиям, особенно в Европе, где правительство облегчает покупку экологически чистых автомобилей, субсидируя затраты.

Большинство этих достижений являются результатом схемы торговли выбросами углерода, направленной на сокращение количества CO 2 в атмосфере. Цель была на транспортном секторе для долгосрочной программы по сокращению.

Эти достижения новых транспортных средств показывают, что производители автомобилей играют свою роль в борьбе с ухудшением состояния окружающей среды, сокращением выбросов парниковых газов и загрязнения от автомобилей. Такие усилия не связаны с вмешательством правительства или регулированием, а скорее являются технологическим прорывом в производстве автомобилей.

Ссылки

Андерсон, К. и Джуди А. (2010). Электрические и гибридные автомобили: история. Джефферсон, Северная Каролина: Макфарланд.

Беллис, М. (2012). История электромобилей: первые годы, электромобили с 1830 по 1930 год . Изобретатели, 1 , 1-4.

Дэниелс, Дж. (2003). Движущая сила: Эволюция автомобильного двигателя. Теннесси: Haynes Manuals Inc.

Даффи, Дж. Э. (2009). Современные автомобильные технологии, (7-е изд.). Иллинойс: Goodheart-Willcox Co.

Ehsani, M. (2005). Современные электрические, гибридные электрические автомобили и автомобили на топливных элементах: основы, теория и конструкция. Нью-Йорк: CRC Press.

Эхсани, М., Йимин Г., Себастьен, Э. и Али, Э. (2004). Современные электронные, гибридные электрические автомобили и автомобили на топливных элементах: основы теории и проектирования. Нью-Йорк: CRC Press.

Junge, FE (2010). Энергия газа: исследование эволюции энергетики газа, проектирование и строительство больших газовых двигателей в Европе, применение энергии газа для различных видов рационального использования низкосортного топлива. Джексонвилл, Флорида: паб Hill. Co.

Мотавалли, Дж. (2001). Forward Drive: гонка за создание «чистых» автомобилей будущего. Сан-Франциско, Калифорния: Sierra Club Books.

Ассоциация автомобильной промышленности. (2012). Выбросы CO2 от новых автомобилей продолжают снижаться. Новая Зеландия: МВД.

Вестбрук, Массачусетс (2001). Электромобиль: разработка и будущее аккумуляторных, гибридных и топливных автомобилей. Нью-Йорк: Институт инженеров-электриков.

Детали автомобильных двигателей и их функции

Тема этой статьи автомобилей   детали двигателя и функции .Автомобили – это машины, состоящие из множества частей и систем. В машине десятки штук и сотни штук.

Мы можем рассмотреть основные механические части двигателя в двух частях как;

  1. Фиксированные детали двигателя
  2. Подвижные части двигателя

Помимо этих основных деталей в двигателе имеется дополнительное оборудование и системы.

Вы также можете прочитать функции этих систем и компонентов, подключенных к системе.

  • Карбюратор
  • Коллекторы
  • Крышка клапана
  • Блок цилиндров
  • Поддон
  • Воздушный фильтр
  • Радиатор
  • Впускной коллектор
  • Выпускной коллектор
  • Поршни
  • Коленчатый вал
  • Водяной насос (рециркуляция)
  • Зарядное устройство (генератор)
  • Распределительный вал (распредвал)
  • Маховик
  • Кулачковый вал
  • Масляный насос
  • Газовый насос
  • Дистрибьюторы
  • Клапаны

Кратко объясните функции этих частей;

ЦИЛИНДР (БЛОК ДВИГАТЕЛЯ)

Функции блока цилиндров: Он образует основной корпус двигателя.В дополнение к таким компонентам, как цилиндры, коленчатый вал, распределительный вал, масляный насос, компоненты топливной системы, распределитель, масляный фильтр, элементы зарядки двигателя и стартера. Мотор крепится к шасси с помощью моторамы.

ГОЛОВКА ЦИЛИНДРОВ

Закрывает блок цилиндров, образуя камеры сгорания. На нем свечи зажигания несут форсунки и клапанный механизм в дизелях. Вокруг топочных помещений имеются водные каналы.

КАРТЕР ДВИГАТЕЛЯ

Это листовой металл, защищающий двигатель, закрывая нижнюю часть блока цилиндров.Хранится в моторном масле.

РАДИАТОР

Двигатели с водяным охлаждением хранят в охлаждающей воде. Эта система помогает охлаждать нагретую воду.

КАРБЮРАТОР

Карбюратор представляет собой элемент, который смешивает смесь бензина и воздуха с паром в соотношении примерно 1/15 (бензин/воздух) в зависимости от различных условий. Он расположен на впускном коллекторе.

ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР

Это деталь, которая очищает воздух, подаваемый снаружи в двигатель.

КОЛЛЕКТОРЫ

Есть два типа: впускной и выпускной. Впускной коллектор распределяет смесь бензина с воздухом, смешанную в карбюраторе, по цилиндрам. Выпускной коллектор собирает выхлопные газы, образующиеся в конце сгорания. Собирает сгоревшие газы из выхлопной трубы в атмосферу.

МАСЛЯНЫЙ ФИЛЬТР

Это элемент очистки масла, который циркулирует внутри двигателя.

КАТУШКА ЗАЖИГАНИЯ

Увеличивает ток от аккумулятора до 18-25 тысяч вольт.

СВЕЧА ЗАЖИГАНИЯ

Бензин, сжатый в камеру сгорания, является частью, которая воспламеняет воздушную смесь.

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

Это элемент, который преобразует механическую энергию в электрическую, а также обеспечивает потребности в электроэнергии, пока работает двигатель.

КОНЖЕКТОР (РЕГУЛЯТОР)

Задача разъема — регулировать ток и напряжение, вырабатываемые зарядным устройством.

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ

Преобразует вертикальное движение поршней через поршневые штоки в круговое вращательное движение.

ШКИВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

Этот инструмент вращает ремень, приводящий в движение двигательное оборудование, такое как генератор переменного тока, водяной насос, компрессор кондиционера.

МАХОВИК

Мощность двигателя (вращательное движение) передается на сцепление и коробку передач.

ПОРШЕНЬ

Из-за движения цилиндра предусмотрено время. Он передает возникающую во времени мощность на шток поршня.

ШТОК ПОРШНЯ

Передает вертикальную мощность и получает ее от поршня к коленчатому валу.

МАСЛЯНЫЙ НАСОС

Это элемент, который перекачивает масло из картера ко всем деталям двигателя, которые будут смазываться.

ТОПЛИВНЫЙ НАСОС

Это элемент, который перекачивает топливо из бензобака в карбюратор.

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ

Это элемент, который распределяет высокое напряжение от катушки зажигания к свечам зажигания в соответствии с последовательностью зажигания.

СТАРТЕР ДВИГАТЕЛЯ

Это электродвигатель постоянного тока, который дает двигателю первое движение.

ВОДЯНОЙ НАСОС

Это элемент, который обеспечивает движение охлаждающей воды в двигателе.

ИНЖЕКЦИОННЫЙ НАСОС

Деталь, которая впрыскивает дизельное топливо под высоким давлением в форсунки в соответствии с порядком зажигания.

ИНЖЕКТОР

Это элемент, который впрыскивает дизельное топливо из дизельного насоса в нагретый воздух.

В дополнение к этим основным деталям автомобиля двигатель включает в себя следующее дополнительное оборудование и компоненты двигателя, связанные с этой секцией.

  • СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ
  • ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА
  • СИСТЕМА СМАЗКИ
  • СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ
  • СИСТЕМА СТАРТЕРА
  • СИСТЕМА ЗАРЯДКИ
  • СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ
  • ОРГАНЫ ПРИВОДА МОЩНОСТИ
  • ШИНЫ
  • ТОРМОЗА
  • ПЕРЕДНЯЯ ЧАСТЬ СИСТЕМЫ
  • СИСТЕМА ПОДВЕСКИ

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Назначение: Обеспечивает воспламенение сжатой топливно-воздушной смеси в цилиндре с помощью искры на конце свечи зажигания.

ЧАСТИ:

Батарея: Преобразует химическую энергию в электрическую. Когда двигатель не работает, он обеспечивает необходимую электроэнергию для автомобиля. Обеспечивает 12-вольтовый электрический ток.

Ключ зажигания: Это деталь, обеспечивающая передачу или отключение электрического тока. Ключ зажигания имеет три цепи. Первая цепь посылает ток на устройства освещения и индикации. Вторая цепь посылает ток в систему зажигания.Третья цепь запускает стартер.

Искровая катушка: Увеличивает 12-вольтовый электрический ток, отбираемый от аккумулятора, до 15-25 тысяч вольт.

Форсунка: Деталь, которая подает топливо в цилиндр в виде порошка.

Кулачок (распределительный вал) Вал: Это деталь, которая обеспечивает работу некоторых систем двигателя за счет действия коленчатого вала.

Клапаны: Это деталь, которая позволяет подавать топливо в цилиндры и выводить выхлопные газы из цилиндра.

ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА

Функция: Подача топливно-воздушной смеси в цилиндры в зависимости от частоты вращения двигателя.

ЧАСТИ:

Топливный бак: Контейнер, в котором хранится топливо.

Указатель уровня топлива: Показывает количество топлива в баке. Работает при включенном зажигании.

Бензонасос: Эта деталь подает топливо из бака в карбюратор.

Бензиновый фильтр: Очищает газ.

Карбюратор: Деталь, регулирующая топливно-воздушную смесь на 1/15

Воздушный фильтр: Это деталь карбюратора, которая подает свежий воздух в цилиндры, очищая воздух от посторонних примесей. Воздушный фильтр очищается сжатым воздухом. Забитый воздушный фильтр увеличивает расход топлива, ухудшается сгорание и из выхлопной трубы идет черный дым.

Впускной коллектор: Часть топливно-воздушной смеси в карбюраторе, поступающая в цилиндр.

Выпускной коллектор: Позволяет выталкивать выхлопные газы из цилиндра через выхлопную трубу.

СИСТЕМА СМАЗКИ

Назначение: Смазка двигателя; Уменьшение трения между трющимися деталями за счет предотвращения трения и охлаждения двигателя.

ЧАСТИ:

Картер: Восстанавливает, хранит и охлаждает масло.

Масляный насос: Подает масло в систему под давлением.

Байонетный манометр: Показывает уровень масла.

Реле давления моторного масла: Электрически измеряет давление масла, передает его на индикатор масла.

Датчик давления масла: Показывает давление масла в системе.

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

Функция: Уменьшить тепло, выделяемое в результате сгорания, до значения, при котором детали двигателя не будут повреждены, и поддерживать их температуру в пределах желаемых значений.

ЧАСТИ:

Радиатор: Охлаждает воду двигателя и хранит охлаждающую воду.

Рециркуляционный насос: Обеспечивает циркуляцию воды между радиатором и блоком цилиндров.

Вентилятор: Охлаждает воду в радиаторной части.

Термостат: Регулирует температуру воды в двигателе.

Индикатор температуры: Показывает температуру охлаждающей воды.

СИСТЕМА ЗАРЯДКИ

Функция: Заряжайте аккумулятор и питайте приемники, пока работает двигатель.

ЧАСТИ:

Генератор (система зарядки): Преобразует механическую энергию в электрическую при работающем двигателе.

Регулятор: Предотвращает повреждение системы за счет регулировки электроэнергии, вырабатываемой генератором.

Индикатор зарядки: Указывает, работает ли система.

СИСТЕМА зажигания и стартера

Назначение: Запустить двигатель, запустив двигатель с помощью стартера.

ЧАСТИ:

  • Аккумулятор
  • Ключ зажигания
  • Соленоид
  • Стартер
  • Шестерня маховика

ВЫПУСКНАЯ СИСТЕМА

Назначение: Обеспечивает бесшумный и безопасный отвод газов, выделяющихся при сгорании. Нормальный цвет выхлопных газов: белый летом – бесцветный зимой.

ЧАСТИ:

  • Выпускной клапан
  • Выпускной коллектор
  • Глушитель

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА И ОСВЕЩЕНИЕ

Функция: Это система освещения, которая обеспечивает комфортное ночное время как дневное.

ЧАСТИ:

  • Фары
  • Различные лампы
  • Страховка – Взрыватель
  • Винкер

ОРГАНЫ ПРИВОДА МОЩНОСТИ

Функция: Вперед или прерывание движения двигателя при работающем двигателе. Инструмент для включения трансмиссии.

ЧАСТИ:

  • Накладка сцепления
  • Мяч
  • Коробка передач

Назначение: Для регулировки скорости автомобиля в зависимости от нагрузки и состояния дороги, для обеспечения движения автомобиля назад.

Функция: Трансмиссия на дифференциал.

Назначение: Для передачи движения вала на колеса.

ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА

Назначение: Для замедления движения автомобиля остановите автомобиль, зафиксировав неподвижный автомобиль.

СИСТЕМА ПОДВЕСКИ

Функция: Водитель внутри автомобиля защищает пассажира и автомобиль от ударов, вызванных дорожными авариями.

СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ПЕРЕДНЕЙ ЧАСТИ

Функция: Для обеспечения того, чтобы переднее колесо поворачивалось на один и тот же угол в поворотах.

Наука о двигателе, больше, чем просто детали двигателя, объемный, тепловой и механический КПД

Наука о двигателе, больше, чем просто детали двигателя, объемный, тепловой и механический КПД

Четырехтактный двигатель является основой Ford Mustang, Chevy Camaros, Corvette и почти всех гоночных автомобилей, хот-родов, родстеров и нестандартных автомобилей. Тем не менее, основные научные концепции объемного КПД, термического КПД и механического КПД, а также то, как они связаны с рабочими характеристиками двигателя и его частями, недостаточно известны.

Среди «автолюбителей» довольно широко известно, что поршни в цилиндрах двигаются вверх и вниз, а клапаны открываются и закрываются, создавая циклы. Четыре такта (или цикла), которые использует двигатель, также хорошо известны автолюбителям. На этой странице вы ознакомитесь с основами науки о двигателестроении и расскажете о том, как увеличить мощность четырехтактного двигателя и получить максимальную отдачу от деталей вашего двигателя.

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
Двигатель — это просто машина, которая преобразует энергию топлива во вращательное движение, которое обычно измеряется в лошадиных силах.В двигателе бензин добавляется в воздух, когда он проходит через карбюратор (или топливные форсунки) на пути к цилиндру. Затем эта смесь сгорает в цилиндре, создавая тепло, создающее давление. Это давление толкает поршень в цилиндре вниз, чтобы провернуть коленчатый вал.

Теперь к научной части. Топливо имеет химическую энергию. Типичный фунт бензина содержит от 19 000 до 20 000 БТЕ. Точно так же, как 12 дюймов равны одному футу, считается, что 2545 британских тепловых единиц в час = 1 лошадиная сила.Таким образом, выходная мощность напрямую связана с тем, сколько топлива двигатель может эффективно сжечь. Теперь не спешите ставить большие форсунки в карбюратор, пытаясь увеличить мощность. Если топливно-воздушная смесь слишком богатая, она не будет нормально гореть, и вы получите меньше мощности.

Лучший способ представить это соотношение состоит в том, что более крупный двигатель будет подавать в цилиндры больше воздуха и топлива; следовательно, двигатель большего размера будет иметь большую мощность. Кроме того, суперзарядка или турбонаддув нагнетает в цилиндры больше топлива и воздуха, что также увеличивает мощность.Хитрость заключается в том, чтобы связать эту науку с деталями двигателя.

ОБЪЕМНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Представьте, что у вас есть одноцилиндровый двигатель объемом 100 кубических дюймов. На такте впуска поршень перемещается в нижнюю часть цилиндра и создает объем, равный 100 кубическим дюймам. Топливно-воздушная смесь, которая заполняет этот объем, будет использоваться для создания мощности.

Теперь представьте, что этот двигатель имеет какой-то тип ограниченного впуска, например, небольшой карбюратор или ограничительную пластину, как они используются в NASCAR.При такой конфигурации во впускном коллекторе достаточно хороший разрежение. В этом случае, хотя поршень втягивает в цилиндр объем 100 кубических дюймов, это не атмосферный воздух. Здесь у вас есть 100 кубических дюймов вакуума от коллектора. Вы можете думать об этом как о противоположности суперзарядке, потому что в цилиндре оказалось меньше молекул топлива и воздуха. вместо того, чтобы иметь больше топлива / воздуха, упакованного в тот же объем.

Объемный КПД (VE) используется для описания количества топлива/воздуха в цилиндре по отношению к обычному атмосферному воздуху.Если цилиндр заполнен топливом/воздухом при атмосферном давлении, то говорят, что двигатель имеет объемный КПД 100%. С другой стороны, нагнетатели и турбокомпрессоры увеличивают давление, поступающее в цилиндр, обеспечивая объемный КПД двигателя более 100%. Однако, если цилиндр тянет в вакууме, то двигатель имеет объемный КПД менее 100%. Двигатели без наддува обычно работают в диапазоне от 80% до 100% VE. Итак, теперь, когда вы читаете, что определенная комбинация коллектора и кулачка прошла испытания на 95% VE, вы будете знать, что чем выше число, тем больше мощности может производить двигатель.

По сути, объемная эффективность зависит от количества потребляемых вами углеводов. коллектор, коллекторы и характеристики кулачка. Все эти пункты влияют на то, насколько топливо/воздух будет поступать в цилиндр. Но помните, чем больше топливо/воздух что попадает в цилиндр, тем больше мощности будет производить двигатель. Этот именно здесь программы, такие как Engine Analyzer и Engine Analyzer Pro, могут дать большое преимущество. Все из этих программ рассчитать объемный КПД для различных конфигураций двигателя, которые вы вводите в программное обеспечение.Это позволяет вам проводить собственные испытания без необходимости покупать детали, пока вы не получите правильную комбинацию.

ТЕПЛОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Подача большего количества топлива/воздуха в цилиндр означает, что для создания мощности доступно больше энергии топлива. К сожалению, не вся энергия топлива преобразуется в энергию вращения. Из 19 000–20 000 британских тепловых единиц на фунт бензина обычно менее 1/3 становится полезной мощностью.

Степень сжатия, угол опережения зажигания, термические покрытия, расположение заглушки и конструкция камеры — все это влияет на тепловой КПД (TE).Уличные двигатели с низкой степенью сжатия (дымные двигатели) могут иметь TE примерно 0,26. Гоночный двигатель может иметь TE примерно 0,34. Поскольку эти цифры относительно невелики, на первый взгляд может показаться, что большой разницы между уличным двигателем и гоночным двигателем нет. Однако, если посчитать (0,34 — 0,26 / 0,26), гоночный двигатель выдает примерно на 30% больше. мощность из-за более высокого TE.

Обнаружение небольших улучшений TE может привести к значительному улучшению конечной мощности двигателя.Используя программное обеспечение Engine Analyzer Pro, вы можете попробовать разные степени сжатия, покрытия и т. д. на своем компьютере и посмотреть, что происходит с тепловым КПД.

МЕХАНИЧЕСКИЙ КПД
Объемный КПД определяет, сколько топлива/воздуха попадает в цилиндр, а тепловой КПД определяет, сколько топлива преобразуется в полезную мощность, но часть этой мощности поглощается движущимися частями двигателя. Энергия требуется для преодоления трения между деталями и для запуска дополнительных устройств двигателя, таких как водяной насос.

Таким образом, в зависимости от того, сколько топлива попадает в цилиндр и в зависимости от того, сколько топлива преобразуется в рабочую мощность, часть этой мощности используется двигателем для работы. Оставшаяся избыточная мощность — это то, что вы измерили бы на динамометре. Разница между тем, что вы измеряете на динамометрическом стенде, и рабочей мощностью в цилиндре — это механический КПД (ME).

Механический КПД зависит от трения коромысла, трения в подшипниках, области юбки поршня и других движущихся частей, но также зависит от числа оборотов двигателя.Чем выше число оборотов, тем больше мощности требуется для запуска двигателя. Это означает, что чем быстрее работает двигатель, тем больше падает МЭ. Часто ME выражается в лошадиных силах трения. Или, другими словами, сколько лошадиных сил нужно только для того, чтобы преодолеть трение. Здесь компьютерные программы, такие как Engine Analyzer и Engine Analyzer Pro интересны в использовании, потому что вы можете попробовать разные комбинации двигателей в программном обеспечении и посмотреть, какое трение HP создает комбинация.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.