Как работает двигатель внутреннего сгорания для детей

Содержание

1. Устройство современного двигателя
2. Шаг 2. Устройство двигателя. Как работает двигатель?
3. Какие двигатели бывают?
4. Зачем смешивать топливо с воздухом, спросите вы?
5. Устройство простейшего двигателя
6. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
7. Принцип работы и устройство двигателя
8. Устройство двигателя внутреннего сгорания
9. Принцип работы двигателя
10. Системы двигателя
11. ГРМ — газораспределительный механизм
12. Система смазки
13. Система охлаждения
14. Система подачи топлива
15. Выхлопная система
16. Какие бывают двигатели?
17. Конструкция автомобильного двигателя, виды
18. Классификация двигателей ВС
19. Поршневой двигатель внутреннего сгорания
20. Роторный двигатель внутреннего сгорания
21. Устройство поршневого двигателя автомобиля
22. Как работает 4-тактный автомобильный двигатель
23. Видео

Устройство современного двигателя

Шаг 2. Устройство двигателя. Как работает двигатель?

Молодцы ребята! Вы освоили шаг № 1, где вы узнали о б общем устройстве автомобиля. Теперь мы переходим к шагу №2, а именно к изучению отдельных агрегатов автомобиля.

Мы теперь понимаем, что автомобиль состоит из тысячи мелких деталей. Устройство автомобиля можно даже сравнить со строением человека : двигатель это сердце автомобиля, ходовая часть автомобиля это ноги, трансмиссия это опорно двигательный аппарат, кузов это туловище, система питания это желудок. Так можно сравнивать долго, а мы хотим узнать, как же устроен двигатель автомобиля.

Как человек не может существовать без отдельных своих органов, таких как сердце, печень, почки, так и автомобиль не может без своих агрегатов, механизмов, систем и деталей. Каждый орган выполняет свою функцию, обеспечивая оптимальную работу автомобиля.

Двигатель – это энергосиловая машина, которая преобразует тепловую энергию в механическую работу.

Объясняем : В цилиндр двигателя (из топливного бака, куда заправляем топливо) поступает бензин. Топливо воспламеняется и сгорает в цилиндре, вследствие чего выделяется огромное количество теплоты. Теплота действует на детали двигателя и заставляет их работать.

Какие двигатели бывают?

Двигатели могут устанавливаться не только на автомобили, но и на промышленных предприятиях, для выполнения каких либо работ. Двигатели, которые устанавливаются на автомобили, называются транспортными.

Двигатели, которые используются на промышленном производстве, называются стационарными.

Непрерывная работа двигателя обеспечивается благодаря повторяющимся процессам в цилиндре, которые проходят в определенной последовательности.

Все процессы в двигателе, которые происходят во время его работы, называют рабочим циклом. По способу осуществления рабочего цикла двигатели разделяются на : двухтактные и четырехтактные.

Для сгорания топлива необходимо смешать его с воздухом в определенной пропорции. По способу смесеобразования двигатели бывают карбюраторные, дизельные и инжекторные.

Зачем смешивать топливо с воздухом, спросите вы?

А вот, и школьная химия пригодилась. Для нормальной работы двигателя необходимо, чтобы топливо, подающееся в цилиндр, сгорало.

Что такое вечный двигатель?

Вечный двигатель – это устройство, которое работает бесконечно, без топлива и энергии.

Все мечтают изобрести вечный двигатель, но, к сожалению, пока такого изобретения не существует. Создание вечного двигателя противоречит закону физики сохранения энергии.

Давайте вспомним, что нужно для горения? Если вы хорошо учили химию, тогда вы должны помнить, что для реакции горения необходим кислород. Второе, что нам нужно это источник тепла : огонь или искра. Если еще дровишек подкинете, то будет замечательный костер, который мы так любим делать, на пикнике.

В бензиновом двигателе в роли источника тепла выступает свеча зажигания (принудительное воспламенение). В дизельном двигателе процесс воспламенения происходит от сжатия (самовоспламенение).

На каком топливе работает двигатель? В двигателе в качестве «дровишек», в отличие от костра, используется топливо. Карбюраторные и инжекторные двигатели работают на бензине. Дизельные двигатели работают на дизельном топливе. Есть еще двигатели, работающие на газу.

Устройство простейшего двигателя

Двигатель внутреннего сгорания состоит из механизмов и систем, которые выполняют разные функции, но имеют общую цель – надежная и стабильная работа двигателя.

В цилиндре двигателя находится поршень 8 с поршневыми кольцами 9, соединенный с коленчатым валом 10 при помощи шатуна 2.

Поршень 8 двигается вверх-вниз, вращая коленчатый вал 10, который в свою очередь с помощью приводного ремня передает вращательное движение распределительному валу 6. На распределительном валу есть, кулачок, который при вращении нажимает на рычаг коромысла, в это время вторая часть коромысла открывает или закрывает впускной 4 или выпускной 7 клапаны.

Когда поршень идет вниз открывается впускной клапан, в цилиндре создается разряжение, за счет которого поступает горючая смесь.

Горючая смесь – это смесь воздуха и мелко распыленного топлива (бензина) в определенной пропорции, которая обеспечивает качественное сгорание.

Во время движения поршня вверх, горючая смесь сжимается, в это время свеча зажигания подает искру, сжатая смесь топлива и воздуха в цилиндре воспламеняется и сгорает, выделяется огромное количество газов с высокой температуры и давления и давят на поршень, опуская его вниз. Поршень через шатун вращает коленчатый вал. Таким образом, возвратно-поступательное движение поршня шатуна (вверх-вниз) преобразуется во вращательный момент коленчатого вала.

Источник

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

Один из самых распространенных двигателей — двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Его устанавливают на автомобили, корабли, тракторы, моторные лодки и т. д., во всем мире насчитываются сотни миллионов таких двигателей. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания — бензиновые и дизели.

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания работают на жидком горючем (бензине, керосине и т. п.) или на горючем газе (сохраняемом в сжатом виде в стальных баллонах или добываемом сухой перегонкой из дерева). Проектируют двигатели, где горючим будет водород.

Основная часть ДВС — один или несколько цилиндров, внутри которых происходит сжигание топлива. Отсюда и название двигателя.

Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутки между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передает движения поршня коленчатому валу (см. рис.).

Верхняя часть цилиндра сообщается с двумя каналами, закрытыми клапанами. Через один из каналов — впускной подается горючая смесь, через другой — выпускной удаляются продукты сгорания. В верхней части цилиндра помещается свеча — приспособление для зажигания горючей смеси посредством электрической искры.

Наибольшее распространение в технике получил четырехтактный двигатель. Рассмотрим его работу. 1-й такт — впуск (всасывание). Открывается впускной клапан. Поршень, двигаясь вниз, засасывает в цилиндр горючую смесь. 2-й такт — сжатие. Впускной клапан закрывается. Поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь, при сжатии она нагревается. 3-й такт — рабочий ход. Поршень достигает верхнего положения. Смесь поджигается электрической искрой свечи. Сила давления газов — раскаленных продуктов горения — толкает поршень вниз. Движение поршня передается коленчатому валу, вал поворачивается, и тем самым производится полезная работа. Производя работу и расширяясь, продукты сгорания охлаждаются, давление в цилиндре падает почти до атмосферного. 4-й такт — выпуск (выхлоп). Открывается выпускной клапан, отработанные продукты сгорания выбрасываются через глушитель в атмосферу.

Из 4 тактов двигателя только один, третий, — рабочий. Поэтому двигатель снабжают маховиком, инерционным двигателем, запасающим энергию, за счет которой коленчатый вал (см. Валы и оси машин) вращается в течение остальных тактов. Отметим, что одноцилиндровые двигатели устанавливают главным образом на мотоциклах. На автомобилях, тракторах для более равномерной работы ставят 4, 6, 8 и более цилиндров на общем валу. Двигатели с цилиндрами, установленными в виде звезды вокруг одного вала, получили название звездообразных. Мощность звездообразных двигателей достигает 4 МВт. Используют их главным образом в авиации.

Дизель — другой тип двигателя внутреннего сгорания. Воспламенение в его цилиндрах происходит при впрыскивании топлива в воздух, предварительно сжатый поршнем и, следовательно, нагретый до высокой температуры. Этим он отличается от бензинового двигателя внутреннего сгорания, в котором используется особое устройство для воспламенения топлива.

Первый дизельный двигатель был построен в 1897 г. немецким инженером Р. Дизелем и получил название от его имени.

Конструктивно дизель мало чем отличается от бензинового двигателя внутреннего сгорания. На рисунке видно, что у него есть цилиндр, поршень, клапаны. И принцип действия дизеля тот же. Но есть и отличия: в головке цилиндра находится топливный клапан — форсунка. Назначение ее — в определенные фазы вращения коленчатого вала впрыскивать топливо в цилиндр. Клапаны, топливный насос, питающий форсунку, получают движение от распределительного вала, который, в свою очередь, приводится в движение от коленчатого вала двигателя.

Пусть начальным положением поршня будет верхняя мертвая точка. При движении поршня вниз (1-й такт) открывается впускной клапан, через который засасывается воздух. Впускной клапан при обратном ходе поршня закрывается и в продолжение всего 2-го такта остается закрытым.

В цилиндре дизеля происходит сжатие воздуха (в бензиновом двигателе внутреннего сгорания на этой фазе сжимается горючая смесь). Степень сжатия в дизелях в 2—2,5 раза больше, вследствие чего температура воздуха в конце сжатия поднимается до температуры, достаточной для воспламенения топлива. В момент подхода поршня в верхнюю мертвую точку начинается подача топлива в цилиндр из форсунки. Попадая в горячий воздух, мелкораспыленное топливо самовозгорается. Сгорание топлива (в 3-м такте) происходит не сразу, как в бензиновых двигателях внутреннего сгорания, а постепенно, в продолжение некоторой части хода поршня вниз, объем пространства в цилиндре, где топливо сгорает, увеличивается. Поэтому давление газов во время работы форсунки остается постоянным.

Когда поршень возвращается в нижнюю мертвую точку, открывается выпускной клапан, и давление газов сразу падает, после чего заканчивается 4-й такт, поршень возвращается в верхнюю мертвую точку. Далее цикл повторяется.

Дизель относится к наиболее экономичным тепловым двигателям (КПД достигает 44%), он работает на дешевых видах топлива. Сконструированы и построены двигатели мощностью до 30 000 кВт. Дизели используются главным образом на судах, тепловозах, тракторах, грузовиках, передвижных электростанциях.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Принцип работы и устройство двигателя

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.

В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:

Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Принцип работы двигателя

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. 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 поршень 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 работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Системы двигателя

Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

Система смазки

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

Система охлаждения

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

Система подачи топлива

Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Выхлопная система

Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

Источник

Какие бывают двигатели?

Самым первым двигателем было простое водяное колесо. На колесе крепились лопатки, оно опускалось в реку, и течение воды приводило его в движение. Прикрепив к колесу различные механизмы, люди выполняли всевозможные работы: орошали поля, мололи зерно, ковали металл.

В истории не указано, кто первым применил гидравлический двигатель. В Индии еще за тысячу лет до нашей эры существовали водосиловые установки. О водяных мельницах на Руси упоминается в документах, относящихся к XI веку. Первые гидравлические двигатели представляли собой деревянные колеса с лопатками. Нижняя часть колеса опускалась в водяной поток. Такие водяные колеса назвали нижнебойными.

А если направить поток воды сверху на колесо, вода будет давить почти на половину его лопаток и мощность двигателя увеличится еще больше! К этому очевидному выводу пришли не сразу. Такое водяное колесо назвали верхненаливным.

Позднее были придуманы ветряные двигатели. К небольшому колесу крепились огромные деревянные крылья. Они вращались под действием ветра и приводили в движение мельничные жернова. Ветряные мельницы строились на открытых местах, холмах. Их можно встретить и в наше время.

Ветряным и водяным двигателям не требуется топливо. Они очень экономичные. Их приводят в действие силы природы, от которых они и зависят. В этом их недостаток.

Паровой двигатель более независим. В паровой машине имеются печь и котел. Печь топится дровами и углем и нагревает котел с водой. Вода закипает и превращается в пар. Он и приводит в движение механизмы. Изобретение парового двигателя способствовало развитию промышленности. Заработали паровые станки, паровозы, пароходы.

Однако паровая машина тоже имеет недостаток: она слишком велика и прожорлива и требует много топлива.

Рядный четырёхцилиндровый
двигатель внутреннего сгорания

Газовые двигатели были несовершенны, и поэтому не прекращались попытки поиска нового горючего. Первый работоспособный двигатель, работающий на бензине, изобрел немецкий инженер Готлиб Даймлер вместе с Вильгельмом Майбахом в 1885 году. Впоследствии они изобрели еще несколько типов бензиновых двигателей внутреннего сгорания, придумали карбюратор, разработали первый мотоцикл, один из первых автомобилей, лодочный мотор.

Как ни пытались усовершенствовать двигатель внутреннего сгорания, его так и не удалось использовать для вывода искусственных спутников на земную орбиту. Новый, реактивный двигатель решил эту проблему.

Дрова, уголь, бензин и керосин горят потому, что воздух поддерживает огонь. Космическая ракета летит там, где воздуха нет. Его нужно искусственно подавать. Но воздух состоит из трех частей: кислорода, углекислого газа, азота. Из всех этих газов только кислород поддерживает горение. Решили «брать» в космос только его, причем в жидком виде: так экономичнее и удобнее. В ракете керосин и жидкий кислород хранятся в отдельных баках. Затем насосом они подаются в камеру сгорания, где перемешиваются и поджигаются электрической искрой. Сгорая, кислород и керосин образуют раскаленные газы, которые через узкое горлышко вырываются наружу. Они и толкают ввысь ракету.

Устройство реактивного двигателя

Источник

Конструкция автомобильного двигателя, виды

Автомобильный двигатель внутреннего сгорания – агрегат, состоящий из ряда узлов и деталей. Работает он за счет того, что топливно-воздушная смесь функционирует в закрытой от внешней среды камере сгорания. Попадая туда, смесь воспламеняется.

Вследствие расширения газов (они, в свою очередь, появляются за счет воспламенения смеси), образуется тепловая энергия. Согласно законам физики, она трансформируется в механическую, начиная передавать крутящий момент через трансмиссию на ведущие колеса. На основе всех этих процессов и работает автомобильный двигатель внутреннего сгорания.

Классификация двигателей ВС

Со времен первой разработки и до наших дней производятся поршневые и роторно-поршневые ДВС (Ванкеля).

Поршневой двигатель внутреннего сгорания

Рабочая камера сгорания в поршневых моторах располагается внутри цилиндра, между поверхностью плоскости ГБЦ (головки блока цилиндров) и днищем поршня, когда тот находится в верхней мертвой точке (максимальный подъем поршня).

Тепловая энергия образуется при помощи КШМ (кривошипно-шатунного механизма), обеспечивающий возвратно-поступательные движения. Полученная энергия в результате воспламенения смеси давит на поршень, передавая энергию на коленчатый вал.

Поршневые моторы существуют в трех вариациях:

Бензиновый карбюраторный автомобильный двигатель. Посредством карбюрации, топливно-воздушная смесь образуется вне камеры сгорания (внешнее смесеобразование), а готовится в карбюраторе. Смесь воспламеняется от свечи зажигания.

Бензиновый инжектор. смесеобразование происходит внутри камеры сгорания. Топливо подается электронно-управляемыми форсунками, которые могут быть установлены на конце впускного коллектора, либо вмонтированы в ГБЦ. Управляет и корректирует работу всего мотора ЭБУ (электронный блок управления двигателем).

Дизельный двигатель. Воспламенение дизельного топлива происходит без участия свечи зажигания, а посредством сжатия воздуха, в результате чего температура воздуха превышает температуру горения. Впрыск топлива осуществляется форсунками, а за впрыск под давлением отвечает ТНВД (топливный насос высокого давления).

Роторный двигатель внутреннего сгорания

Роторно-поршневой автомобильный двигатель работает следующим образом: рабочая камера двигателя овальной формы, внутри которой движется треугольный ротор, двигающиеся по планетарной траектории вокруг своей оси.

Ротор берет на себя функцию поршня, КШМ и ГРМ (газораспределительного механизма). В камере есть 4 отсека, в каждом их которых происходит такт:

Роторно-поршневые двигатели имеет высокий КПД относительно поршневого, так как потери на трения у первого значительно меньше, но максимальный ресурс ротора не превышает 100 000 км.

Устройство поршневого двигателя автомобиля

Наиболее простой двигатель внутреннего сгорания имеет рядное расположение цилиндров. В современных моторах их от 3 до 6. Более компактный автомобильный двигатель имеет V-образную форму, то есть поршни расположены под углом напротив друг друга.

Цилиндров у V-образного двигателя может быть 4, 6, 8, 10 и 12. Также существуют рядно разнесенные моторы VR и W, их конструкция сложна, поэтому устройство мотора лучше изучить на рядной «четверке».

Основа двигателя – блок цилиндров. В этих цилиндрах двигаются поршни. Внизу блока крепится коленвал на подшипниках трения (вкладышах), к нему присоединен шатун, а к шатуну – поршень.

Такой узел называется кривошипно-шатунным. Поскольку коленчатый вал имеет, соответственно названию, форму колена, без шатуна невозможно было бы обеспечить возвратно-поступательные движения поршня.

Конструкция шатуна выполнена так, что его нижняя часть делает колебательные движения, а верхняя часть, соединенная с поршнем, не движется в боковом направлении.

Поршень двигателя имеет три кольца: два компрессионных и одно маслосъемное. О предназначении колец говорит само название: компрессионные обеспечивают давление в цилиндре, не допустив прорыва газов в картер, а маслосъемные кольца снимают масло со стенок цилиндра и сбрасывают его в масляный картер.

К коленчатому валу с передней стороны соединен шкив для обеспечения работы навесного оборудования через ремень, а также работы ГРМ, если тип привода ременной. Если ГРМ цепного типа, то на коленвале установлена звезда. Дополнительная звезда на коленчатом валу может быть установлена, если привод маслонасоса цепной.

С задней стороны к коленвалу устанавливается маховик. Маховик аккумулирует механическую энергию, и через трансмиссию передает ее на ведущие колеса. На маховике установлены зубцы для соединения со стартером.

Сверху цилиндры герметично накрыты головкой блока цилиндров, между которыми установлена металлическая прокладка. Камера сгорания находится как раз в ГБЦ, и может быть сферической или полусферической формы, а в дизельных моторах камера сгорания находится в выемке поршня.

В конструкции классической ГБЦ есть:

За возврат клапана в исходное место отвечает пружина, которая накрывается тарелкой, и фиксируется «сухарями».

Привод ГРМ, чаще всего цепной или ременной. Для цепного привода требуются пластиковые успокоители и натяжитель механического или гидравлического типа. Ременной привод ГРМ простой конструкции включает в себя ремень, обводной ролик и натяжитель.

Как работает 4-тактный автомобильный двигатель

Четырехтактный автомобильный двигатель внутреннего сгорания имеет, соответственно, 4 такта:

По базовому принципу работают все двигатели внутреннего сгорания. Их разница с дизельными в том, что вместо свечи высокое давление образует воспламенение, а точнее – детонация.

Источник

Видео

Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?

Принцип работы двигателя. 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в 3D

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Как устроен автомобиль — Познавательный Мультик

Устройство двигателя автомобиля. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в 3D

Галилео. Эксперимент. Принцип ДВС

Урок 34 Общее устройство и работа двигателя

Общее устройство легкового автомобиля в 3D. Как работает автомобиль?

Работа двигателя внутреннего сгорания

3D работа двигателя

Как устроен двигатель автомобиля? Особенности деталей поршневой группы, принцип работы и строение

 
Сегодня мы узнаем, как устроен бензиновый и дизельный двигатель внутреннего сгорания автомобиля, какими особенностями обладает мотор, из каких ключевых деталей поршневой группы состоит, а также, как работает современный силовой агрегат.
{banner_adsensetext}
В устройстве двигателя автомобиля ключевым элементом является поршень. Он представляет собой стальной пустотелый стакан. Сферическое дно, которое называется головкой, расположенное вверху, а «юбка» — это та направляющая часть, которая имеет насечки для закрепления поршневых колец. К миру моды данная юбка не имеет никакого отношения, поэтому не нужно спрашивать, от какого она дизайнера. В свою очередь, поршневые кольца нужны для того, чтобы обеспечивать герметичность, иначе топливная смесь бы опускалась под поршень. Чем герметичнее надпоршневое пространство, тем лучше контролируется движение топливной или топливно-воздушной смеси.

Вы наверняка уже знаете, что именно газы сгорания, сильно толкая поршень, приводят в движение целую цепь механических реакций. Поэтому продолжим дальше. В юбке поршня имеется палец с закрепленной верхней частью шатуна. Шатун в устройстве двигателя автомобиля передает усилие на коленчатый вал от поршня и перемещает поршень во время подготовительного такта. Шатун вращает коленчатый вал, а тот, в свою очередь, передает крутящий момент на трансмиссию.

Вращение ведущих колес достигается за счет передачи крутящего момента с трансмиссии через систему шестерен. Сам шатун состоит из верхней и нижней головок и соединяющего их стержня. Верхняя совершает возвратно-поступательное движение вместе с поршнем, а нижняя совершает круговое движение с шатунной шейкой коленвала.

Кстати, постоянной проблемой производителей является следующее: как сделать прочный и легкий шатун. Если он будет легким, тогда будет не таким прочным, как нужно. А использование легких и прочных материалов приведет к увеличению стоимости мотора.

{banner_reczagyand}
Изучая устройство двигателя внутреннего сгорания, нельзя обойти без внимания коленчатый вал. Не углубляясь в технические нюансы, о нем следует знать следующее:
— Коленчатый вал преобразует возвратно-поступательное движение поршня в круговое.

— Радиус кривошипа — это один из основных показателей качества мотора. Регулируя этот радиус, можно увеличить скорость вращения и максимальную мощность мотора, или же придать больший крутящий момент на низких оборотах, увеличив при этом экономичность.

— Шатунные, и коренные шейки вращаются в подшипниках скольжения, и лишь немногочисленные модели коленвалов вращаются в подшипниках качения.

— На конце коленчатого вала устанавливается маховик, который имеет зубчатый венец. Он нужен для непосредственного участия в запуске двигателя от стартера.

Почему коленчатый вал, поршни в цилиндрах и маховик ключевые компоненты двигателя?
А теперь представьте себе: топливно-воздушная смесь, или воздух, если речь идет о дизельных двигателях, скапливается в цилиндрах двигателя и постоянно уменьшает эффективность работы двигателя. Поэтому устройство двигателя автомобиля предполагает наличие газораспределительного механизма (ГРМ — цепной или ременной). Это как раз тот случай, о котором говорят: «Если бы этого не было, тогда это стоило бы придумать». Данный механизм необходим для своевременного и максимально полного удаления из цилиндров двигателя отработанных газов. К тому же газораспределительный механизм нужен еще и для того, чтобы цилиндры хорошо заполнялись воздухом или смесью.

В принципе, на заполняемость цилиндров оказывают влияние и воздуховоды, и воздушный фильтр, впускной коллектор и так далее. Но ключевую роль играют впускные клапаны. И если вам не дают покоя подвиги вальяжных парней из «Форсажа», то пользуйтесь турбонаддувом или механическим нагнетателем. Так как расчет значения фактического коэффициента наполнения цилиндра для многих может показаться слишком сложным, то лучше будет сказать, что литровая мощность зависит от того, сколько топливно-воздушной смеси попадет за раз в цилиндр. Еще проще говоря, тюнинг газораспределительного механизма и впускного тракта — это очень здорово.

Чтобы ваши знания о том, каково устройство двигателя внутреннего сгорания, были более полными, мы должны обязательно упомянуть о воздушном фильтре. Необходимый в конструкции двигателя, он прост в эксплуатации. Но это не значит, что стоит им пренебрегать. Ведь если горючая смесь должна содержать по массе почти в двадцать раз больше воздуха, то получающаяся в результате движения твердая взвесь будет ухудшать технические характеристики двигателя, действуя на него подобно абразиву. А чтобы этого не случилось, необходимо устройство для очистки воздуха. На данный момент различают шесть групп воздухоочистителей.

Как устроен двигатель автомобиля

Главная » Разное » Как устроен двигатель автомобиля

Как работает двигатель автомобиля – устройство, принцип действия + видео

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

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

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

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

Как работает двигатель автомобиля – кратко о сложных процессах

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

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

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

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

Принцип работы двигателя автомобиля – различия в моделях

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

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

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

• Автор: Михаил
• Распечатать

Принцип работы любого двигателя автомобиля

Двигатель — сердце. Как много сегодня означает это слово. Без двигателя не работает ни одно устройство, двигатель дает жизнь любому агрегату. В данной статье рассмотрим, что такое двигатель, какие виды бывают, как работает двигатель автомобиля.

Основная задача любого двигателя – превратить топливо в движение. Одним из способов достичь такого можно с помощью сжигания топлива внутри мотора. Отсюда и название двигатель внутреннего сгорания. Но, кроме ДВС следует различать и двигатель внешнего сгорания. Примером служит паровой двигатель теплохода, когда его топливо (дерево, уголь) сгорают за пределами мотора, генерируя пар, являющийся движущей силой. Двигатель внешнего сгорания не так эффективен как внутреннего.

На сегодняшний день широкого распространения получил двигатель внутреннего сгорания, которым укомплектованы все автомобили. Несмотря на то, что КПД ДВС не близко к отметке 100 %, лучшие ученые и инженеры трудятся над доведением до совершенства.

По видам двигателя делятся:

• Бензиновые: могут быть как карбюраторными так и инжекторными, используется система впрыска.

• Дизельные: работают на основе дизельного топлива, которое под давлением распыляется в камере сгорания топливной форсункой.

• Газовые: работают на основе сжиженного или сжатого газа, произведённого от переработки угля, торфа, дерева. Итак, перейдем к начинке мотора.

• Основным механизмом является блок цилиндров, он же часть корпуса механизма. Блок состоит из различных каналов внутри себя, что служит для циркуляции охлаждающей жидкости, снижая температуру механизма, в народе называется рубашка охлаждения.

• Внутри блока цилиндров расположены поршни, их количество зависит от конкретного двигателя. На поршень одеваются в верхней части компрессионные кольца, а в нижней маслосъемные. Компрессионные кольца служат для создания герметичности при сжатии для воспламенения, а маслосъемные для забора смазывающей жидкости со стенки блока цилиндров и предотвращения попадания масла в камеру сгорания.

• Кривошипно-шатунный механизм: передает вращательный момент от поршня к коленвалу. Состоит из поршней, цилиндров, головок, поршневых пальцев, шатунов, картера, коленвала.

Алгоритм работы двигателя достаточно прост: топливо распыляется форсункой в камере сгорания, где перемешивается с воздухом и под воздействием искры образованная смесь воспламеняется.

Образованные газы толкают поршень вниз и вращательный момент передается коленвалу, который передает вращение трансмиссии. С помощью шестеренного механизма происходит движение колес.

Если сотворить бесперебойный цикл воспламенений горючей смеси за определенное количество времени, то получим примитивный двигатель.

Современные моторы основаны на четырехтактном цикле сгорания для превращения топлива в движение транспорта. Иногда такой такт называют в честь немецкого ученого Отто Николауса, сотворивший в 1867 году такт, состоящий из таких циклов: впуск, сжатие, горение, выведение продуктов сгорания.

Описание и предназначение систем:

• Система питания: дозирует образованную смесь воздуха и топлива и подает ее в камеры сгорания — цилиндры двигателя. В карбюраторном варианте состоит из карбюратора, воздушного фильтра, впускного трубоканала, фланца, топливного насоса с отстойником, бензобака, топливопровода.

• Система газораспределения: балансирует процессы впуска горючей смеси и выпуска отработанных газов. Состоит из шестерен, кулачкового вала, пружины, толкателя, клапана.

• Система зажигания: предназначена для подачи тока на контакт свечи для воспламенения рабочей смеси.

• Система охлаждения: уберегает мотор от перегрева, путем циркуляции и охлаждения жидкости.

• Система смазки: подает смазывающую жидкость к трущимся деталям, с целью минимизации трения и износа.

В данной статье рассмотрены понятие двигателя, его виды, описание и назначение отдельных систем, такт и его циклы.

Многие инженеры работают на тем, чтобы минимизировать рабочий объем мотора и существенно увеличить мощность, сократив потребление топлива. Новинки автопрома в очередной раз подтверждают рациональность конструкторских разработок.

Как работает двигатель? Видео

Как работает двигатель — этим вопросом озадачивается каждый второй автолюбитель. Всем интересно, как бьется “сердце” автомобиля. В данной статье покажем как работает двигатель внутреннего сгорания с помощью видео.

Большинству автолюбителей принцип работы двигателя внутреннего сгорания совсем не нужен и не интересен, ведь автомобиль после поломки отправляется в автосервис, где его починят опытные авто мастера. Но есть другая категория людей, которым интересно как устроен автомобиль и как работает двигатель.

Знание основ работы двигателя, и автомобиля в целом, поможет вам сэкономить энную сумму при ремонте автомобиля, когда вас просто хотят обмануть недобросовестные автомастера.

Без знания основ автомобиля и его устройства вы не сможете отремонтировать автомобиль при внезапной поломки вдали от цивилизации, когда поблизости нет авто сервисов и никто вам не сможет помочь. Так что приступим к изучению основ работы автомобиля с помощью видео материала (из цикла передачи “как это устроено”) о работе двигателя.

Устройство двигателя. Видео

Кто хочет детально ознакомиться с работой двигателя, предлагаю изучить статьи:

Устройство двигателя легкового автомобиля

Все мы передвигаемся на автомобилях совершенно разных марок и моделей. Но, немногие из нас даже задумываются над тем, как устроен двигатель нашего автомобиля. По большому счёту, знать на все 100% устройство двигателя легкового автомобиля и не обязательно. Ведь мы все пользуемся, например, мобильными телефонами, но это не означает, что мы обязаны быть гениями радиоэлектроники. Есть кнопка «Вкл», нажал и говори. Но с автомобилем немного другая история.

Ведь неисправный телефон – это всего лишь отсутствие связи с друзьями. А неисправный двигатель автомобиля – это наша жизнь и здоровье. От правильного обслуживания двигателя автомобиля зависят многие моменты движения автомобиля вообще и безопасности людей в частности. Поэтому, скорее всего, будет правильно уделить десять минут, чтобы понять из чего состоит двигатель автомобиля и принцип работы двигателя.

История создания двигателя автомобиля

Мотор (двигатель) в переводе с латыни motor, значит – приводящий в движение. В современном понимании, двигатель – это устройство, которое преобразует какую-либо энергию в механическую. В автомобилестроение наиболее распространенными двигателями являются ДВС (двигатели внутреннего сгорания) различных типов.  Годом рождения первого ДВС считается 1801 г. тогда француз Филипп Лебон запатентовал первый двигатель, работающий на светильном газе.

Затем были Жан Этьен Ленуар и Август Отто. Именно Август Отто в 1877 г. получил патент на двигатель с четырёхтактным циклом работы. И до сегодняшнего дня работа двигателя автомобиля, в основе своей работает по этому принципу.

В 1872 г. американцем Брайтоном был представлен первый двигатель на жидком топливе –  керосине. Попытка была неудачной. Керосин не хотел активно взрываться внутри цилиндров. А в 1882 г. появился двигатель Готлиба Даймлера, бензиновый и работоспособный.

А теперь давайте разберемся какие все таки бывают типы двигателя автомобиля и к какому типу, прежде всего, можно отнести ваш автомобиль.

Типы двигателей легкового автомобиля?

С учетом того, что наиболее массовым в автомобилестроении является ДВС, рассмотрим, какие же типы двигателей установлены на наших автомобилях. ДВС не является самым совершенным типом двигателя, но благодаря своей 100% автономности, именно он и применяется в большинстве современных авто.  Традиционные типы двигателей автомобиля:

• Бензиновые двигатели. Делятся на инжекторные и карбюраторные. Существуют разные типы карбюраторов и системы впрыска. Вид топлива – бензин.
• Дизельные двигатели. Дизельное топливо попадает в цилиндры через форсунки. Преимуществом дизельных двигателей является то, что им не нужно электричество для работы. Только для запуска двигателя.
• Газовые двигатели. Топливом может служить, как сжиженные и сжатые природные газы, так и генераторные газы, полученные путем преобразования твердого топлива (уголь, дерево, торф) в газообразное.

Как устроен  двигатель легкового автомобиля? При первом взгляде на разрез двигателя, несведущему человеку хочется убежать. Настолько всё кажется сложным и запутанным. На самом деле, при более глубоком изучении, строение двигателя автомобиля просто и понятно для того, чтобы знать принцип его работы. Знать, и при необходимости применять эти знания в жизни.

• Блок цилиндров – его можно назвать рамой или корпусом двигателя. Внутри блока устроена система каналов для смазки и охлаждения двигателя. Он служит основой для навесного оборудования: головка блока цилиндров, картер и т.д.
• Поршень – пустотелый металлический стакан. Верхняя часть поршня (юбка) имеет специальные канавки для поршневых колец.
• Поршневые кольца. Верхние кольца – компрессионные, для обеспечения высокой степени сжатия воздушно-топливной смеси (компрессия). Нижние кольца – маслосъёмные. Кольца выполняют две функции: обеспечивают герметичность камеры сгорания и играют роль уплотнителей для того, чтобы масло не попадало в камеру сгорания.
• Кривошипно-шатунный механизм. Передаёт возвратно-поступательную энергию движения поршня  на коленвал.
• Принцип работы ДВС достаточно прост. Из форсунок топливо подается в камеру сгорания и обогащается там воздухом. Искра от свечи зажигания воспламеняет воздушно-топливную смесь и происходит взрыв. Образовавшиеся газы толкают поршень вниз, тем самым заставляя его передавать своё поступательное движение коленвалу.  Коленвал, в свою очередь, передаёт вращательное движение трансмиссии. Далее система шестерён передаёт движение колесам.

А уже колеса автомобиля везут несущий кузов вместе с нами в том направлении, куда нам необходимо. Вот такой принцип работы двигателя, мы уверены, будет вам понятен. И вы будете знать, что ответить, когда в автосервисе недобросовестные работники скажут, что вам нужно поменять компрессию, но на складе осталась одна, и та — импортная. Удачи вам в понимании устройства и принципа работы двигателя автомобиля.

Смотрите также

• Как почистить топливный фильтр
• Хон что это такое
• Ваз 21099 технические
• Как правильно выбрать пневмоподвеску
• Фото зоти т600
• Что такое сальник
• Какое должно быть напряжение при зарядке автомобильного аккумулятора
• При заводке трещит стартер
• Лифан майвэй начало продаж в россии
• Для чего нужен абсорбер в автомобиле
• Как расшифровывается вин код автомобиля

«Питер — АТ»

ИНН 780703320484

ОГРНИП 313784720500453

Как работает двигатель автомобиля – устройство, принцип действия + видео » АвтоНоватор

Двигатель автомобиля может выглядеть как большая запутанная мешанина металлических частей, трубок и проводов для непосвященных. В то же время двигатель — это «сердце» почти любого автомобиля — 95% всех машин работают на двигателе внутреннего сгорания.

В этой статье мы обсудим работу двигателя внутреннего сгорания: его общий принцип, изучим конкретные элементы и фазы работы двигателя, узнаем, как именно потенциальная топлива преобразуется во вращательную силу, и постараемся ответить на следующие вопросы: как работает двигатель внутреннего сгорания, какие бывают двигатели и их типы и что означают те или иные параметры и характеристики двигателя? И, как всегда, всё это просто и доступно, как дважды два.

Главная цель бензинового двигателя автомобиля заключается в преобразовании бензина в движение, чтобы Ваш автомобиль мог двигаться. В настоящее время самый простой способ создать движение от бензина — это попросту сжечь его внутри двигателя. Таким образом, автомобильный «движок» является двигателем внутреннего сгорания — т.е. сгорание бензина происходит внутри него.

Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания. Дизельные двигатели являются одной из форм, а газотурбинные — совсем другой. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Ну, как Вы заметите, раз существует двигатель внутреннего сгорания, то должен существовать и двигатель внешнего сгорания. Паровой двигатель в старомодных поездах и пароходах как раз таки и является лучшим примером двигателя внешнего сгорания. Топливо (уголь, дерево, масло, любое другое) в паровой машине горит вне двигателя для создания пара, и пар создаёт движение внутри двигателя. Разумеется, двигатель внутреннего сгорания является намного более эффективным (как минимум потребляет гораздо меньше топлива на километр пути автомобиля), чем внешнего сгорания, кроме того, двигатель внутреннего сгорания намного меньше по размерам, чем эквивалентный по мощности двигатель внешнего сгорания. Это объясняет, почему мы не видим ни одного автомобиля, похожего на паровоз.

А теперь давайте посмотрим более подробно, как же работает двигатель внутреннего сгорания.

Как работает двигатель?

Давайте рассмотрим принцип, лежащий в любом возвратно-поступательном движении двигателя внутреннего сгорания: если Вы поместите небольшое количество высокоэнергичного топлива (например, бензина) в небольшое закрытое пространство и зажжёте его (это топливо), то выделится невероятное количество энергии в виде расширяющегося газа. Вы можете использовать эту энергию, к примеру, для приведения в движение картофелины. В этом случае энергия преобразуется в движение этой картофелины. Например, если Вы в трубу, у которой один конец плотно закрыт, а другой — открыт, нальёте немного бензина, а затем засунете картофелину и подожжёте бензин, то его взрыв спровоцирует приведение в движение этой картофелины за счёт выдавливания её взрывающимся бензином, таким образом, картофелина подлетит высоко в небо, если Вы направите трубу вверх. Это мы кратко описали принцип действия старинной пушки. Но Вы также можете использовать такую энергию бензина в более интересных целях. Например, если Вы можете создать цикл взрывов бензина в сотни раз в минуту, и если Вы сможете использовать эту энергию в полезных целях, то знайте, что у Вас уже есть ядро ​​для двигателя автомобиля!

Почти все автомобили в настоящее время используют то, что называется четырёхтактным циклом сгорания для преобразования бензина в движение. Четырёхтактный цикл также известен как цикл Отто — в честь Николая Отто, который изобрел его в 1867 году. Итак, вот они, эти 4 такта работы двигателя:

1. Такт впуска топлива
2. Такт сжатия топлива
3. Такт сгорания топлива
4. Такт выпуска отработавших газов

Вроде бы уже всё понятно из этого, не так ли? Вы можете посмотреть ниже на рисунке, что элемент, который называется поршень, заменяет картошку в описанной нами ранее «картофельной пушке». Поршень соединен с коленчатым валом с помощью шатуна. Только не пугайтесь новых терминов — их, на самом деле не так много в принципе работы двигателя!

На рисунке буквами обозначены следующие элементы двигателя:

A — Распределительный вал B — Крышка клапанов C — Выпускной клапан D — Выхлопное отверстие E — Головка цилиндра F — Полость для охлаждающей жидкости G — Блок двигателя H — Маслосборник I — Поддон двигателя J — Свеча зажигания K — Впускной клапан L — Впускное отверстие M — Поршень N — Шатун O — Подшипник шатуна P — Коленчатый вал

Вот что происходит, когда двигатель проходит свой ​​полный четырёхтактный цикл:

1. Начальное положение поршня — в самом верху, в этот момент открывается впускной клапан, и поршень движется вниз, таким образом, засасывая в цилиндр приготовленную смесь бензина и воздуха. Это такт впуска. Всего лишь крошечная капля бензина должна смешаться с воздухом, чтобы всё это работало.
2. Когда поршень достигает своей нижней точки, то впускной клапан закрывается, а поршень начинает перемещаться обратно вверх (бензин оказывается в «западне»), сжимая эту смесь из топлива и воздуха. Сжатие впоследствии сделает взрыв мощнее.
3. Когда поршень достигает верхней точки своего хода, свеча зажигания испускает искру, порождённую напряжением более десятка тысяч Вольт, чтобы зажечь бензин. Происходит детонация, и бензин в цилиндре взрывается, с невероятной силой толкая поршень вниз.
4. После того, как поршень снова достигает дна своего хода, настаёт очередь открываться выпускному клапану. Затем поршень движется вверх (это происходит уже по инерции) и отработавшая смесь бензина и воздуха выходит через выхлопное отверстие из цилиндра, чтобы отправиться в своё путешествие до выхлопной трубы и далее в верхние слои атмосферы.

Теперь, когда клапан снова в самом верху, двигатель готов к следующему циклу, так что он всасывает следующую порцию смеси воздуха и бензина, чтобы ещё сильнее раскрутить коленчатый вал, который, собственно и передаёт своё кручение далее через трансмиссию к колёсам. Теперь посмотрите ниже, как работает двигатель во всех своих четырёх тактах.

Более наглядно работу двигателя внутреннего сгорания Вы можете увидеть на двух анимациях ниже:

Как работает двигатель — анимация

Обратите внимание, что движение, которое создаётся работой двигателя внутреннего сгорания, является вращением, в то время как движение, создаваемое «картофельной пушкой», является линейным (прямым). В двигателе линейное движение поршней преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Вращательное движение нам нужно, потому что мы планируем повернуть наши колёса автомобиля.

Теперь давайте посмотрим на все части, которые работают вместе в дружной команде, чтобы это произошло, начиная с цилиндров!

Ядром двигателя является цилиндр с поршнем, который двигается вверх и вниз внутри цилиндра. Двигатель, описанный выше, имеет один цилиндр. Казалось бы, что ещё нужно для автомобиля?! А вот и нет, автомобилю для комфортной езды на нём нужны по меньшей мере ещё 3 таких цилиндра с поршнями и всеми необходимыми этой парочке атрибутами (клапанами, шатунами и так далее), а вот один цилиндр подойдёт разве что для большинства газонокосилок. Посмотрите — ниже на анимации Вы увидите работу 4-хцилиндрового двигателя:

Типы двигателей

Автомобили чаще всего имеют четыре, шесть, восемь и даже десять, двенадцать и шестнадцать цилиндров (последние три варианта устанавливают, в основном на спортивные автомобили и болиды). В многоцилиндровом двигателе все цилиндры, как правило, расположены одним из трёх способов:

• Рядный
• V-образный
• Оппозитный

Вот они — все три типа расположения цилиндров в двигателе:

Рядное расположение 4-х цилиндров

Оппозитное расположение 4-х цилиндров

V-образное расположение 6 цилиндров

Различные конфигурации имеют разные преимущества и недостатки с точки зрения вибрации, стоимости производства и характеристик формы. Эти преимущества и недостатки делают их более подходящими для использования некоторых конкретных транспортных средств. Так, 4-хцилиндровые двигатели редко имеет смысл делать V-образными, таким образом, они обычно рядные; а 8-цилиндровые двигатели делают чаще с V-образным расположением цилиндров.

Теперь давайте наглядно посмотрим, как работает система впрыска топлива, масло и другие узлы в двигателе:

Давайте рассмотрим некоторые ключевые детали двигателя более подробно:

• Свеча зажигания обеспечивает искру, которая зажигает воздушно-топливную смесь, так, чтобы происходило сгорание. Искра должна произойти в нужное время, чтобы двигатель работал должным образом.
• Клапаны — впускные и выпускные — также должны открываться в строго нужное время, чтобы впустить воздух и топливо и выпустить отработавшие газы. Обратите внимание, что оба клапана закрыты во время сжатия и сгорания так, что воздушно-топливная смесь плотно «замурована» в цилиндре.
• Поршень представляет собой цилиндрический кусок металла, который движется вверх и вниз внутри цилиндра.
• Поршневые кольца. Мы их пока ещё не видели на рисунках, но это довольно часто употребляемая вещь, так как от их износа зависит многое в работе двигателя. Поршневые кольца огибают поршень и упираются во внутреннюю поверхность цилиндра, двигаются вверх/вниз вместе с поршнем и обеспечивают уплотнение между наружным краем поршня и внутренней кромкой цилиндра. Кольца служат двум целям: предотвращают утечку топлива в масляный отстойник во время сжатия и горения и удерживают масло в картере от утечки в область горения, где оно может сгореть из-за невероятно высокой температуры. Большинство автомобилей с такими симптомами как повышенный расход топлива и масла, чёрный дым из глушителя, и с пробегом более 100 тысяч километров, попросту имеют изношенные кольца, которые больше не «запечатывают» поршень должным образом.
• Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Он может поворачиваться на обоих концах так, что его угол может меняться в то время как поршень движется и когда коленчатый вал поворачивается.
• Коленчатый вал крутится за счёт движения поршня.
• Картер окружает коленчатый вал. Он содержит некоторое количество машинного масла, которое собирает на дне отстойника.

А теперь внимание! На основе всего прочитанного посмотрим на полный цикл работы двигателя со всеми его элементами:

Полный цикл работы двигателя

Далее мы узнаем, что может помешать работе двигателя.

Почему двигатель не работает?

Допустим, Вы выходите утром к машине и начинаете её заводить, но она не заводится. Что может быть не так? Теперь, когда Вы знаете, как работает двигатель, можно понять основные вещи, которые могут помешать двигателю завестись. Три фундаментальные вещи могут случиться:

• Плохая топливная смесь
• Отсутствие сжатия
• Отсутствие искры

Да, есть ещё тысячи незначительных вещей, которые могут создать проблемы, но указанная «большая тройка» является чаще всего следствием или причиной одной из них. На основе простого представления о работе двигателя мы можем составить краткий список того, как эти проблемы влияют на двигатель.

Плохая топливная смесь может быть следствием одной из причин:

• У Вас попросту закончился в баке бензин, и двигатель пытается завестись от воздуха.
• Воздухозаборник может быть забит, поэтому в двигатель поступает топливо, но ему не хватает воздуха, чтобы сдетонировать.
• Топливная система может поставлять слишком много или слишком мало топлива в смесь, а это означает, что горение не происходит должным образом.
• В топливе могут быть примеси (а для российского качества бензина это особенно актуально), которые мешают топливу полноценно гореть.

Отсутствие сжатия — если заряд воздуха и топлива не могут быть сжаты должным образом, процесс сгорания не будет работать как следует. Отсутствие сжатия может происходить по следующим причинам:

• Поршневые кольца изношены (позволяя воздуху и топливу течь мимо поршня при сжатии)
• Впускные или выпускные клапаны не герметизируются должным образом, снова открывая течь во время сжатия
• Появилось отверстие в цилиндре.

Отсутствие искры может быть по ряду причин:

• Если свечи зажигания или провод, идущий к ним, изношены, искра будет слабой.
• Если провод повредился или попросту отсутствует или если система, которая посылает искру по проводу, не работает должным образом.
• Если искра происходит либо слишком рано или слишком поздно в цикле, топливо не будет зажжено в нужное время, и это может вызвать всевозможные проблемы.

И вот ещё ряд причин, по которым двигатель может не работать, и здесь мы затронем некоторые детали за пределами двигателя:

• Если аккумулятор мёртв, Вы не сможете прокрутить двигатель, чтобы запустить его.
• Если подшипники, которые позволяют коленчатому валу свободно вращаться, изношены, коленчатый вал не сможет провернуться, поэтому двигатель не сможет работать.
• Если клапаны не открываются и не закрываются в нужное время или не работают вообще, воздух не сможет войти, а выхлопы — выйти, поэтому двигатель опять-таки не сможет работать.
• Если кто-то из хулиганских побуждений засунул картошку в выхлопную трубу, выпускные газы не смогут выйти из цилиндра, и двигатель снова не будет работать.
• Если в двигателе недостаточно масла, то поршень не сможет двигаться вверх и вниз свободно в цилиндре, что затруднит или сделает невозможным нормальную работу двигателя.

В правильно работающем двигателе все эти факторы находятся в пределах допуска. Как Вы можете видеть, двигатель имеет ряд систем, которые помогают ему сделать свою работу преобразования топлива в движение безупречной. Мы же рассмотрим различные подсистемы, используемые в двигателях, в следующих разделах.

Большинство подсистем двигателя может быть реализована с использованием различных технологий, и лучшие технологии могут значительно повысить производительность двигателя. Вот почему развитие автомобилестроения продолжается высочайшими темпами, ведь конкуренция среди автоконцернов достаточно велика, чтобы вкладывать большие деньги в каждую дополнительно выжатую лошадиную силу из двигателя при том же объёме. Давайте посмотрим на различные подсистемы, используемые в современных двигателях, начиная с работы клапанов в двигателе.

Общие рекомендации

Надежность и ресурс двигателя зависит от множества факторов, а именно от условий эксплуатации, качества моторного масла и топливной смеси, очистки воздуха и так далее. При этом рецепта «бессмертия» мотора не существует. Есть только рекомендации, позволяющие существенно продлить его ресурс.

Итак, при эксплуатации двигателя следуйте таким советам.

Масла

Заливайте в силовой узел только качественное масло, следите за его уровнем и своевременно производите замену.

У каждого производителя есть свои рекомендации, но в среднем меняйте масло каждые 7-8 тысяч километров, в крайнем случае 10 000.

При выборе смазывающего состава обращайте внимание на его тип и индекс вязкости по SAE.

К примеру, хороший вариант — синтетическое или полусинтетическое масло 10W40.

Не забывайте обращать внимание на назначение масла. Если его можно лить только в дизельный мотор, то на этикетке будет красоваться слово «diesel».

Читайте подробнее: Какие масла нужно заливать в двигатель.

Топливо

Помните о низком качестве бензина (солярки) на заправках и своевременно меняйте топливный фильтр, не забывайте про адсорбер.

Время от времени сливайте накопившийся отстой. Если этого не сделать, то проблемы будет испытывать вся топливная система по причине высокого гидравлического сопротивления.

Идеальный вариант — хотя бы дважды в год снимать емкость для топлива и хорошенько ее чистить.

Читайте подробнее: Очистка топливной системы автомобиля.

Ремень ГРМ

Время от времени осматривайте состояние ремня ГРМ и своевременно производите его замену так как при его обрыве может погнуть клапана.

Даже если ремень работает, «как часы», безжалостно меняйте его через 60 тысяч километров.

В противном случае вы рискуете своим двигателем и еще большими затратами.

Читайте подробнее: Замена ремня ГРМ ВАЗ-2109, Hyundai Accent своими руками.

Запчасти

Покупайте только качественные запчасти. Не экономьте на своем авто и старайтесь ставить только оригинальные детали.

Во-первых, это повышает ресурс двигателя, а во-вторых, освобождает от дополнительных расходов в будущем, ведь некачественный узел может «потянуть» за собой другие детали или же сам выйдет из строя раньше времени.

Читайте по теме: Как покупать запасные части правильно.

Прогрев автомобиля

Старайтесь все-таки прогревать автомобиль зимой (хотя бы 1-2 минуты). Как только звук мотора становится более-менее ровным, можно отправляться в путь.

Мы настоятельно рекомендуем установить на автомобиль подогреватель тосола.

Кроме этого, не допускайте повышения оборотов выше четырех тысяч. Такая нагрузка негативно сказывается на двигателе и снижает его ресурс.

Как ездить

Объезжайте лужи, если есть такая возможность, или проезжайте их на минимальной скорости. Если «залететь» в воду, то есть высокий риск гидроудара.

Да и для ходовой такой стиль езды будет очень вреден, ведь вы не знаете какая глубина этой лужи поэтому появляется большая вероятность вообще остаться без колес.

Как работают клапаны?

Система клапанов состоит из, собственно, клапанов и механизма, который открывает и закрывает их. Система открытия и закрытия их называется распределительным валом. Распределительный вал имеет специальные детали на своей оси, которые движут клапаны вверх и вниз, как показано на рисунке ниже.

Большинство современных двигателей имеют то, что называют накладными кулачками. Это означает, что вал расположен над клапанами, как Вы видите на рисунке. Старые двигатели используют распределительный вал, расположенный в картере возле коленчатого вала. Распределительный вал, крутясь, двигает кулачок выступом вниз таким образом, чтобы он продавливал клапан вниз, создавая зазор для прохода топлива или выпуска отработавших газов. Ремень ГРМ или цепной привод приводится в движение коленчатым валом и передаёт кручение от него к распределительному валу так, что клапаны находятся в синхронизации с поршнями. Распределительный вал всегда крутится в один-два раза медленнее коленчатого вала. Многие высокопроизводительные двигатели имеют четыре клапана на цилиндр (два для приёма топлива внутрь и два для вытяжки отработавшей смеси).

Как работает система зажигания?

Система зажигания производит заряд высокого напряжения и передаёт его к свечам зажигания с помощью проводов зажигания. Заряд сначала проходит к катушке зажигания (эдакому дистрибьютору, который распределяет подачу искры по цилиндрам в определённое время), которую Вы можете легко найти под капотом большинства автомобилей. Катушка зажигания имеет один провод, идущий в центре и четыре, шесть, восемь проводов или больше в зависимости от количества цилиндров, которые выходят из него. Эти провода зажигания отправляют заряд к каждой свече зажигания. Двигатель получает такую искру по времени таким образом, что только один цилиндр получает искру от распределителя в один момент времени. Такой подход обеспечивает максимальную гладкость работы двигателя.

Оптимальный режим работы силовых агрегатов

Многие автовладельцы задумываются о том, какие обороты двигателя самые экономичные. Необходимо сказать, что для каждого мотора показатель оптимальных оборотов может различаться.

1. Так, например дизельные моторы обеспечивают великолепный подхват уже с самого низа. Поэтому наилучшая экономичность будет достигаться при показателях оборотов на уровне 2000 в минуту.
2. Тогда как бензиновые моторы, в особенности турбированные и имеющие небольшой объем, показывают наилучшую тягу на высоких оборотах. Для них оптимальные показатели будут находиться на отметке 3500-4000 оборотов в минуту.
3. Если автомобиль оснащен автоматической коробкой передач, то компьютерный блок управления сам будет подбирать оптимальный показатель оборотов мотора. Если вы используете машину с механикой, то следует держать обороты двигателя в диапазоне от 2000 до 4000 оборотов в минуту. В таком режиме работы мотор будет отличаться экономичностью, и вы будете избавлены от его различных поломок.

Как работает охлаждение?

Система охлаждения в большинстве автомобилей состоит из радиатора и водяного насоса. Вода циркулирует через проходы (каналы) вокруг цилиндров, а затем проходит через радиатор, чтобы тот её максимально охладил. Однако, существуют такие модели автомобилей (в первую очередь Volkswagen Beetle (Жук)), а также большинство мотоциклов и газонокосилок, которые имеют двигатель с воздушным охлаждением. Вы вероятно, видел такие двигатели с воздушным охлаждением, сбоку которых расположены эдакие плавники — ребристая поверхность, украшающие снаружи каждый цилиндр, чтобы помочь рассеять тепло.

Воздушное охлаждение делает двигатель легче, но горячее, и как правило, уменьшается срок службы двигателя и общая производительность. Так что теперь Вы знаете, как и почему Ваш двигатель остаётся не перегретым.

Секреты эксплуатации двигателя с турбиной

Наличие турбины — это не только резвость и превосходная динамика двигателя, но и большая ответственность для владельца авто.

Машины с турбиной требуют особой заботы от автолюбителя.

К примеру, есть более жесткие требования к качеству масла. Правильный выбор смазывающего состава позволяет повысить моторесурс, как минимум, вдвое.

Еще один важный момент — своевременная проверка и замена фильтров (масляного и воздушного).

Не ждите, пока откатаете километраж, рекомендованный производителем — меняйте узлы немного раньше.

Но и это еще не все.

Чтобы продлить жизнь турбированного мотора, соблюдайте следующие рекомендации:

• после запуска двигателя дайте ему прогреться в течение минуты. Конечно, рабочее давление в системе достигается уже через 2-3 секунды, а вот на разгон движущихся элементов турбины необходимо большее время. Если сразу давать газ мотору, который только завелся, то уже через несколько лет, а то и месяцев можно попрощаться с турбокомпрессором. Причина в том, что узел попросту не успевает смазаться и вращается «на сухую»;
• отъездив на машине в активном режиме, старайтесь не глушить мотор сразу после остановки. Дайте ему поработать какое-то время (3-5 минут). Это позволяет свести к минимуму резкие перепады температур в двигателе и исключить разрушительные переходные процессы;
• не держите турбированный мотор на холостых оборотах больше 20 минут. В таком режиме есть риск появления течи масла в местах соединения турбины;
• следите за качеством масла и своевременно производите его замену;
• старайтесь не форсировать обороты до тех пор, пока температура двигателя не достигнет отметки в 50 градусов Цельсия. Данное требование обязательно соблюдать в условиях минусовых температур.

Не выполнение этих рекомендаций приведет к быстрому выходу из строя турбины и ремонту или даже к полной ее замене.

Как работает пусковая система?

Повышение производительности Вашего двигателя является большим делом, но важнее то, что именно происходит, когда Вы поворачиваете ключ, чтобы запустить его! Пусковая система состоит из стартера с электродвигателем. Когда Вы поворачиваете ключ зажигания, стартер крутит двигатель на несколько оборотов, чтобы процесс горения начал свою работу, и остановить его смог только поворот ключа в обратную сторону, когда перестаёт подаваться искра в цилиндры, и двигатель, таким образом, глохнет.

Стартер же имеет мощный электродвигатель, который вращает холодный двигатель внутреннего сгорания. Стартер — это всегда довольно мощный и, следовательно, «кушающий» ресурсы аккумулятора двигатель, ведь должен преодолеть:

• Всё внутреннее трение, вызванное поршневыми кольцами и усугубляющееся холодным непрогретым маслом.
• Давление сжатия любого цилиндра (цилиндров), которое происходит в процессе такта сжатия.
• Сопротивление, оказываемое открытием и закрытием клапанов распределительным валом.
• Все иные процессы, непосредственно связанные с двигателем, в том числе сопротивление водяного насоса, масляного насоса, генератора и т.д.

Мы видим, что стартеру необходимо очень много энергии. Автомобиль чаще всего использует 12-вольтовую электрическую систему, и сотни ампер электричества должны поступать в стартер.

Что означает – не заводится двигатель?

Под этой поломкой понимают такую ситуацию – стартер функционирует, но машина не заводится, поскольку двигатель не запускается. В ситуации, когда стартер трещит, но не крутит мотор, проблема чаще всего в системе запуска или аккумуляторе, а не самом силовом агрегате. Это очень важно, поскольку не работающий стартер и не запускающийся двигатель требуют внимания различных специалистов. В первом случае потребуется электрик, а во втором – диагностика, которой занимается другой специалист.

Еще один важный момент, который нужно зафиксировать для быстрой и точной диагностики проблемы – обстоятельства поломки. Двигатель может остановиться на ходу, не запускаться, когда он теплый или на холодную. Данная информация поможет сэкономить время при выявлении поломки. Чаще всего проблема возникает при холодном запуске двигателя.

Как работает впрыск и смазочная система?

Когда дело доходит ежедневного обслуживания автомобиля, Ваша первая забота, вероятно, состоит в проверке количества бензина в Вашем автомобиле. А как бензин попадает из топливного бака в цилиндры? Топливная система двигателя высасывает бензин из бака с помощью топливного насоса, который находится в баке, и смешивает его с воздухом так, чтобы надлежащая смесь воздуха и топлива могла протекать в цилиндры. Топливо поставляется в одном из трёх распространённых способов: карбюратор, впрыск топлива и система непосредственного впрыска топлива.

Карбюраторы на сегодняшний день сильно устарели, и их не помещают в новые модели автомобилей. В инжекторном двигателе нужное количество топлива впрыскивается индивидуально в каждый цилиндр либо прямо в впускной клапан (впрыск топлива) или непосредственно в цилиндр (непосредственный впрыск топлива).

Масло также играет важную роль. Идеально и правильно смазанная система гарантирует, что каждая подвижная часть в двигателе получает масло так, что она может легко перемещаться. Две главные части, нуждающиеся в масле — это поршень (а, точнее, его кольца) и любые подшипники, которые позволяют таким элементам, как коленчатый и другие валы, свободно вращаться. В большинстве автомобилей масло всасывается из масляного поддона масляным насосом, проходит через масляный фильтр для удаления частиц грязи, а затем брызгается под высоким давлением на подшипники и стенки цилиндра. Затем масло стекает в отстойник, где снова собирается, и цикл повторяется.

Важность моторного масла

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

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

Система выпуска отработавших газов

Теперь, когда мы знаем о ряде вещей, которые мы положили (налили) в свой ​​автомобиль, давайте посмотрим на другие вещи, которые выходят из него. Система выпуска включает в себя выхлопную трубу и глушитель. Без глушителя Вы бы услышали звук тысяч маленьких взрывов из своей ​​выхлопной трубы. Глушитель гасит звук. Выхлопная система также включает в себя каталитический нейтрализатор, который использует катализатор и кислород, чтобы сжечь всё неиспользованное топливо и некоторые другие химические веществ в выхлопных газах. Таким образом, Ваш автомобиль соответствует определённым евростандартам по уровню загрязнения воздуха.

Что ещё есть, кроме всего вышеперечисленного в автомобиле? Электрическая система состоит из аккумулятора и генератора. Генератор подключен к двигателю ремнём и вырабатывает электроэнергию для зарядки аккумулятора. Аккумулятор выдаёт 12-вольтовый заряд электрической энергии, доступной ко всему в машине, нуждающемуся в электроэнергии (системе зажигания, магнитоле, фарам, стеклоочистителям, электрическим стеклоподъемникам, приводу сидений, бортовому компьютеру и ещё множеству устройств) посредством проводки автомобиля.

Теперь можно сказать, что Вы знаете всё об основах главных подсистем двигателей!

Двигатель внутреннего сгорания как это работает

В настоящее время ДВС — самый энергоэффективный вид моторов. Двигатель внутреннего сгорания назван так потому, что воспламенение топлива происходит внутри его рабочей камеры.

Принцип работы ДВС основан на том, что энергия, которая выделяется в результате взрыва топливной смеси в цилиндрах, преобразуется в механическую работу, и через коленвал и маховик передается на привод автомобиля.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Что такое ДВС в машине разобраться несложно: базовый принцип работы установки проходят еще в школе на уроках физики.

Упрощенная схема двигателя внутреннего сгорания.

Общая черта всех ДВС — воспламенение топливной смеси внутри камеры сгорания, за счет которого получается импульс для дальнейшего движения и передачи энергии на вращательное движение коленчатого вала, а от него на колеса машины. В зависимости от конструкции силового агрегата, и вида используемого топлива, все моторы можно разделить на:

• поршневые;
• роторно-поршневые;
• газотурбинные.

• Из чего состоит двигатель:

1. Кривошипно-шатунный механизм, который передает импульс.

1. Газораспределительный узел, отвечающий за подачу горючего и вывод отработанных газов.

Детали привода клапанов газораспределительного узла.

В настоящее время в автомобилестроении используются поршневые системы: они надежны, имеют высокий КПД, а их производство и обслуживание обходится дешевле.

Поршневые моторы

Многие автолюбители на вопрос, что такое ДВС в автомобиле, опишут именно поршневые установки, которые являются самой распространенной группой силовых агрегатов. В этих системах движение поршня, который находится внутри цилиндра, передает энергию на коленвал и маховик через кривошипно-шатунный механизм.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания.

Чаще всего используется четное количество камер сгорания, позволяющее уравновесить работу мотора. Но можно встретить модели и с одним или тремя цилиндрами.

Трехцилиндровый ДВС Ford Ecoboost.

По расположению цилиндров все поршневые моторы делятся на:

• Рядные — все цилиндры расположены на одном коленвале и выстроены в ряд параллельно друг другу.
• V-образные — также размешены на одном коленчатом вале, но расположены под углом (обычно от 45 до 90о).
• VR-образные — аналогичны предыдущему типу, но имеют меньший угол развала (10–20о).
• Оппозитные — два ряда цилиндров находятся на одном коленвале под углом 180о друг к другу.
• W-образные — на коленчатом вале расположены 3 или 4 ряда цилиндров.
• Встречные — каждый цилиндр имеет два поршня, которые движутся во встречном направлении.
• U-образные — два коленвала с параллельными рядами цилиндров объединены в один блок.
• Радиальные — цилиндро-поршневая группа установлена звездообразно вокруг коленвала.

Основная область применения ДВС с радиальной конструкцией — авиация.

Роторно-поршневые системы

Роторно-поршневые силовые агрегаты основаны на аналогичном принципе, но имеют овальную камеру сгорания. Внутри нее вращается трехгранный ротор, который выполняет функции как поршня, так и ГРМ. В настоящее время такие системы практически не используются в автомобилестроении по причине более сложного производства и обслуживания.

Принцип работы роторного ДВС.

Роторно-поршневой мотор также называется двигателем Ванкеля.

Газотурбинные ДВС

Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания превращают импульс от детонации топлива в полезную работу за счет вращения рабочими газами ротора специальной формы клиновидными лопатками, двигающего вал турбины.

Газотурбинный движок Siemens.

Виды топлива

Агрегаты внутреннего сгорания могут использовать разные типы горючего:

• Моторы, работающие на бензине, совершают работу за счет воспламенения воздушной смеси от электрического разряда свечи зажигания.
• Дизельные двигатели отличаются тем, что не имеют системы зажигания. Дизельное топливо под давлением передается через форсунки непосредственно в движок и воспламеняется за счет того, что внутри рабочей камеры уже находится кислород, нагретый до температуры большей, чем требуется для воспламенения горючего.
• Газовые установки экономичнее за счет более дешевого топлива, но требуют качественной системы охлаждения и особого масла из-за сильного нагрева.
• Гибридные — сочетание дизельного и электрического движков.
• Водородные системы применяются редко — до недавнего времени не существовало способа создать безопасную силовую установку. Первой машиной с водородным двигателем нового поколения стала Toyota Mirai.

Устройство силовой установки Toyota Mirai.

Чаще всего используются бензиновые и дизельные моторы. Первые способны развивать большую мощность и скорость, а вторые экономичнее, имеют более плавный ход и надежную конструкцию.

Как работает ДВС на бензине и дизтопливе.

Благодаря отсутствию электросистемы зажигания, дизельные авто менее уязвимы к попаданию жидкости, поэтому их часто ставят на внедорожники и военный транспорт.

Как работает ДВС

Общий принцип работы двигателя внутреннего сгорания несложен: за счет поджога и воспламенения топливной смеси система приходит в движение и передает импульс на привод. Установки делятся на:

• Двухтактные (полный цикл — два движения поршня) — их чаще всего используют на небольшой и маломощной технике: скутерах, мопедах, моторных лодках, бензоинструментах.
• Четырехтактные (соответственно, четыре движения на цикл) применяются в автомобилестроении.

Четырехтактный двигатель в разрезе.

Двухтактный двигатель

Конструкция двигателя, который проходит полный цикл за одно движения поршня, проще: процессы очистки и наполнения цилиндров происходят за два такта, а сама установка не оснащена отдельным масляным контуром.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания в разрезе.

Схема работы двигателя, работающего на два такта:

1. Поршень поднимается от нижней мертвой точки, по ходу движения закрывая в первую очередь продувочное отверстие, а после этого — выпускное. Затем под поршнем создается разряжение и сквозь впускное окно заходит топливо.
2. Когда деталь располагается в верхней мертвой точке, сжатая смесь воспламеняется от разряда свечи, поршень взрывом отбрасывается вниз, по пути открывая продувочное и выпускное отверстие. Далее по инерции он идет наверх и цикл возобновляется.

Анимация того, как устроен ДВС, работающий на два такта.

Четырехтактная установка

Как работает двигатель внутреннего сгорания, делающий полный цикл за четыре хода поршня:

1. Поршень идет вниз, синхронно с ним открывается впускной клапан и в камеру внутреннего сгорания втягивается топливная смесь.
2. Достигнув нижней мертвой точки, поршень по инерции поднимается, и топливо, которое находится внутри цилиндра сжимается. Впускной и выпускной клапан в этот момент закрыты.
3. Горючее воспламеняется (температура может достигать 2000оС, и даже больше) и поршень опускается под воздействием взрывной волны (клапана также остаются закрытыми).
4. Открывается выпускное отверстие и поршень, поднимаясь, выталкивает выхлопные газы, после чего цикл начинается снова.

Анимация работы четырехтактного ДВС в разрезе.

Третий такт называют рабочим, потому что только в нем поршень производит кинетическую энергию (остальные три такта он движется по инерции).

Вспомогательные системы

В устройство двигателя автомобиля входят дополнительные контуры, которые отвечают за подачу топлива, смазку и охлаждение агрегата, а также избавление от отработанных газов. От правильного функционирования этих узлов во многом зависит время работы мотора, поэтому разберем их подробнее.

Газораспределение

Газораспределительный механизм контролирует движение впускных и выпускных клапанов, узел состоит из:

• распредвала;
• самих клапанов;
• привода клапанов;
• привода ГРМ.

Зажигание

Зажигание необходимо только бензиновым силовым агрегатам — поскольку горючее внутри цилиндров в этих установках не может воспламеняться самостоятельно, требуется искра.

Детали ДВС, которые отвечают за работу системы зажигания.

Схема работы и строение системы зажигания ДВС:

• От аккумулятора (а когда мотор работает– от генератора) напряжение подается на катушку зажигания.
• Накопитель энергии (катушка) преобразует ее в ток, достаточный, для появления разряда.
• Трамблер распределяет ток по бронепроводам к каждому цилиндру. (В новых машинах это происходит под контролем электронного блока управления).

Топливоподача

Хотя принцип воспламенения смеси на бензиновых и дизельных движках различен, остальная схема топливного контура у них одинакова:

1. Из бензобака горючее насосом подается в топливопровод.
2. Далее через различные фильтры топливо поступает в узел смешения — карбюратор или инжектор, где обогащается воздухом.
3. Состав поступает на свечи или форсунки, и оттуда уже идет в камеру цилиндра (на бензиновых ДВС топливо сначала подается во впускной коллектор).

В бензиновых моторах с инжекторными системами подача топлива происходит через форсунку, которая распыляет его в выпускной патрубок, где горючее смешивается с кислородом.

На дизельных автомобилях горючее и кислород подаются отдельно. Топливо под высоким давлением выпрыскивается из форсунок, а воздух заходит через газораспределительный механизм.

Инжекторные бензиновые моторы с непосредственным впрыском функционируют аналогично дизелю.

Смазка

Система смазки позволяет уменьшать силу трения, защищать металл от разрушения, отводить лишнее тепло, и убирать продукты горения. Узел состоит из:

• маслопровода;
• фильтра;
• радиатора, охлаждающего масло;
• поддона картера;
• масляного насоса, подающего смазку из поддона снова в оборот.

Охлаждение

Элементы силового агрегата нагреваются до экстремально высоких температур, поэтому их необходимо охлаждать, чтобы предупредить разрушение или деформацию деталей.

На относительно простых устройствах (мотороллерах или мопедах) температура движка понижается за счет встречного потока воздуха, но для мощных автомобильных моторов этого недостаточно.

В них устроен отдельный контур, по которому идет охлаждающая жидкость:

• Радиатор состоит из множества трубочек, проходя по которым, жидкость охлаждается за счет теплоотдачи.
• Вентилятор гонит поток воздуха на радиатор, усиливая теплообмен.
• Водяной насос обеспечивает циркуляцию и постоянное поступление охлажденной жидкости к наиболее горячим местам.
• Термостат отвечает за переключение потока между внешним и внутренним кругом.

Жидкостная система охлаждения.

Сначала жидкость движется по внутреннему контуру. Термостат срабатывает, когда она нагреется до заданного порога (обычно это около 90о), после чего переключает поток на внешний круг (через радиатор).

Выпускная система

Выхлопная система позволяет выводить отработанные газы, которые выпустил мотор автомобиля из своих цилиндров, в окружающую среду. Общее устройство выпускного контура машин с ДВС:

1. Выпускной коллектор принимает отходы от каждого цилиндра, гасит их первичные колебания и направляет в приемную трубу (так называемые «штаны»).
2. Далее поток поступает в каталитический нейтрализатор, в котором происходит очищение газов.
3. Из катализатора выхлоп переходит в резонатор, где снижается скорость потока, и разделяются газы.
4. Предпоследняя ступень выпускной системы — глушитель, внутри которого расположены перегородки, меняющие направление выхлопа, за счет чего снижается скорость и шумность выброса.
5. Из глушителя отработка поступает в выхлопную трубу, а оттуда — в атмосферу.

Выпускная система ДВС автомобиля.

Двигатель внутреннего сгорания — урок. Физика, 8 класс

Двигатель внутреннего сгорания — распространённый вид теплового двигателя, который работает на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или горючем газе.

• Двигатель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень ( 3), соединённый при помощи шатуна (4) с коленчатым валом (5).
• Два клапана, впускной (1) и выпускной (2), при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты.

1. клапан для подачи горючей смеси;
2. клапан для удаления отработанных газов;
3. цилиндр;
4. шатун;
5. коленчатый вал;
6. свеча для воспламенения горючих газов в цилиндре 3.

Рис. (1). Устройство двигателя

Ход поршня — расстояние между мёртвыми точками, крайними положениями поршня в цилиндре.

Такие двигатели называют четырёхтактными, т.к. рабочий цикл происходит за четыре хода или такта: впуск (а), сжатие (б), рабочий ход (в) и выпуск (г).

Рис. (2). Процесс работы двигателя

1 такт (впуск) — поршень «всасывает» горючую смесь.

2 такт (сжатие) — при сжатии температура смеси и давление повышаются. 

3 такт (рабочий ход) —  рабочая смесь воспламеняется от электрической искры свечи зажигания (поршень под действием этого давления начинает перемещаться к нижней мёртвой точке, создавая крутящий момент).  

4 такт (выпуск) — выброс отработанных газов.

После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, всё повторяется.

Для того чтобы вращение вала было более равномерным, двигатель обычно делают многоцилиндровым: 2-, 3-, 4-, 6-, 8-цилиндровым и т.д.

Источники:

Рис. 1. Устройство двигателя. © ЯКласс.Рис. 2. Процесс работы двигателя. © ЯКласс.

http://usauto.ucoz.ru/news/bilet_6/2011-04-26-4

http://autooboz.info/wp-content/uploads/2007/09/dvigatel-vnutrennego-sgoraniya2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-3.jpg

Устройство двигателя внутреннего сгорания. Как работает ДВС?

Больше века на все транспортные средства устанавливаются двигатели. Все движущиеся средства оснащены ДВС. Подобный двигатель устроен так, чтобы переработать образующееся тепло в механическую энергию. Устройство двигателя за сотню лет претерпело много изменений, но основные процессы, происходящие внутри него, остались прежними.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Устройство двигателя внутреннего сгорания предполагает наличие внутри мотора, который включает устройство в виде перевернутого цилиндрического и картера. Картер – это основная корпусная деталь двигателя. Внутреннее пространство, которое образует картер, является самой большой полостью, где располагается коленчатый вал.

Работа этого цилиндрического устройства заключается в передвижении поршня путем перемещения разнообразных колец в заданной последовательности. Поршень играет роль важного элемента работы двигателя.

Он внешне похож на стакан, у которого вверху располагается днище.

У поршня есть направляющая часть, которая называется юбкой, с расположенными неглубокими канавками, где закрепляются кольца, которые называются поршневыми.

Подобные детали важны для того, чтобы создать плотное закрытие пространства над поршнем.

В свободном месте над поршнем идет действие по моментальному сжиганию смеси бензина и воздуха и образованию газа.

Кроме этого, поршневые кольца не допускают проникновения масла, которое находится под поршнем. Исходя из всего вышесказанного, поршневые кольца играют роль уплотнителя и обеспечивают сжатие смеси.

Окончательно устройство двигателя машины можно понять, если знать, что оборудование благодаря поршневому пальцу и шатуну связано с коленчатым валом.

Из элемента для изготовления горючей смеси внутрь устройства в виде перевернутого стакана доставляется смесь горючего и воздуха, она уплотняется поршнем, когда он совершает движение вверх и загорается от электрического заряда, который возникает от свечи зажигания.

Во время процесса сгорания возникает необходимый для движения газ, количество которого значительно больше, чем было до этого смеси топлива и воздуха, и благодаря газам поршень двигается вверх.

Для создания движения без рывков используются коренные и шатунные вкладыши, которые заменяют собой подшипники. Коленчатый вал работает за счет присутствия в нем кривошипно-шатунного устройства, состоящего из щек, коренных и шатунных шеек, которые собраны воедино.

Кривошипно-шатунное устройство обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня в круговые обороты коленчатого вала. В верхней части цилиндрической камеры находится головка, которая, закрывается.

На ней присутствует впускной и выпускной клапаны, которые двигаются согласно тому, как передвигается поршень и коленчатый вал.

Из чего состоит двигатель, который используется в современных транспортных средствах? Современный ДВС состоит из ряда механизмов и вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

1. Кривошипно-шатунный механизм.
2. Устройство, которое регулирует фазы газораспределения.
3. Системы смазки.
4. Охладительная система.
5. Устройство для подачи топлива.
6. Система выхлопов.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Работа ДВС начинается с поршня, который передвигается сверху вниз. У него есть две точки, движение за которые невозможно. Они получили название мертвых: самая верхняя точка движения головки и самое нижнее нахождение поршня.

То расстояние, которое имеется между мертвой верхней точкой и максимально низким положение получило название хода поршня.

Поршню необходимо обеспечить беспрепятственное прохождение, которое обеспечивается маховиком, который имеет вид диска.

Рабочий объем цилиндра рассчитывается как разница между полным объемом и объемом камеры сгорания. Сумма всех цилиндров внутреннего сгорания прописывается всегда в техническом описании двигателя и чаще всего называется литражом двигателя.

Показателем мощности основного двигательного механизма признается также степень сжатия. У бензиновых двигателей ее показатель равен от 6 до 14, а у дизельных — от 16 до 30.

Процент сжигания топливо-воздушной смеси оказывает непосредственное влияние на токсичность выбросов.

Весь процесс, начиная с подачи топлива и заканчивая выбросом использованных газов, называется рабочим циклом двигателя. Двигатель имеет определенную мощность, которая измеряется в лошадиных силах и в киловаттах.

Рабочий цикл четырехтактного ДВС соответствует двум оборотам коленчатого вала. Если агрегат имеет один цилиндр, то его работа неравномерна. Этот недостаток можно устранить, установив на вал за пределами корпуса мотора маховик с большой инерционностью.

Эта приводит со временем к стабильности.

Принцип работы ДВС

Известен не один вид двигателя внутреннего сгорания. Двигатели отличаются друг от друга:

1. Числом цилиндров.
2. Мощностью измеряемой в условном значении – лошадиных силах.
3. Скоростью вращения.
4. По типу топливу, которое используется (дизельные, бензиновые, газовые).

Самый простой — это двигатель, в котором цилиндры расположены в ряд. Такое расположение в один ряд составляет какой-либо рабочий объем. Таким было изготовление двигателя внутреннего сгорания в предшествующие времена, в настоящий момент производители стремятся к компактности и уже отошли от этой схемы.

Более распространенной на данный момент является конструкция V-образного двигателя внутреннего сгорания. Это предполагает расположение цилиндров под углом в 180 градусов по отношению один к другому.

В некоторых двигателях внутреннего сгорания, изготовленных на таком принципе, цилиндров может насчитываться от шести до двенадцати и даже больше. При таком количестве цилиндров расположение их в линию привело бы к слишком большой длине.

При V-образном двигателе длина значительно сокращается.

Несмотря на то, что ДВС в настоящее время состоит из множества деталей и элементов, принципы работы двигателя внутреннего сгорания не являются сложными. Поршни в ДВС работают по циклам, которых может быть до нескольких сотен в минуту.

За время одного хода поршня совершается такт. Цикл является суммой тактов, которые идут в определенной последовательности.

Рабочий цикл характеризуется повторяющимися последовательными действиями, которые происходят в каждом из цилиндров двигателя.

По количеству тактов выделяются двухтактные и четырехтактные рабочие циклы ДВС. Количество тактов означает движение вверх и вниз. Если четырехтактный мотор, значит, совершается два движения вверх и два вниз.

Независимо от количества тактов рабочий процесс всегда идет по одной схеме: впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск. Двигатели отличаются друг от друга количеством движений и выделением количества тепловой энергии. Современная техника оснащается четырехтактными ДВС.

Такие двигатели действуют по схеме впуск, выпуск горючей смеси и потом выхлопных газов. Все это происходит в виде отдельных рабочих процессов, а не совмещается со сжатием и расширением.

В четырехтактном ДВС впрыск топливно-воздушной смеси происходит только после полного удаления выхлопных газов.

Наличие таких разных двигателей позволяет варьировать их применение в разнообразной технике. От того, как работает двигатель внутреннего сгорания, зависит техническая характеристика транспортного средства.

Как работает двигатель автомобиля?

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

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

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

Поршень: отсюда начинается всё

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

Чтобы выполнить работу, привести к появлению полезной энергии (КПД больше нуля), поршень должен немного поработать и сделать четыре движения в цилиндре — первоначально он всасывает воздух или смесь через открытый всасывающий клапан, скользя вниз до самого дна цилиндра.

Когда он располагается на дне цилиндра, наполненного воздухом, клапан закрывается. Когда цилиндр наполняется воздухом «до зубов», поршень крепко сжимает его, поднимаясь вверх.

Специально для такого сжатого воздуха топливо впрыскивается сверху (в дизельном двигателе) или возникает искра (вариант с бензиновым вариантом), которая вызывает взрыв. Независимо от силы взрыва (бывает, что из-за простоя автомобиля, первая искра недостаточно сильна) поршень отправляется вниз.

Когда поршень заканчивает свой путь, цикл может считаться оконченным, затем он совершает еще один ход — вверх. Его уже ждет открытый выпускной клапан, через который поршень выталкивает весь этот ненужный мусор (выхлопной газ) наружу.

Поршневой цикл: схема

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

Таким образом, энергия взрыва превращается в работу, потому что движение поршня, соединенного с шатуном, вызывает вращение коленчатого вала, что приводит в движение силовой агрегат, который перемещает колесо автомобиля.

Конечно, двигатель обычно имеет несколько поршней и цилиндров.

В целом, чем они больше, тем больше работа двигателя и чем больше мощность этих цилиндров, тем больше потенциал двигателя и, следовательно, — лучшее ускорение, лучшая динамика, но также и большая потребность в топливе.

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

Например, когда указатель тахометра в вашей машине приближается к 2000 об./мин.

(2 тысячи оборотов коленвала), это означает, что поршень совершает 4000 ходов в это время, и смесь попадает в цилиндр 1000 раз! Все это за минуту. И всего на один цилиндр.

Теперь подумайте, сколько топлива нужно двигателю, если вы «стреляете» в него все время, разгоняя до 6000 оборотов при нажатой педали газа в пол!

Важность моторного масла

Чтобы двигатель работал исправно, очень важно наличие в картере масла. Каждый из нас отлично знает, что, чем лучше скольжение, тем более плавным является движение (вспомните фигурное катание).

В принципе, там, где есть движение в двигателе, где одна деталь соприкасается с другой, туда и попадает масло.

Его путь начинается с масляного поддона, который расположен под двигателем, масло всасывается специальным насосом, затем масляный насос вдавливает его в трубчатую сборку, которая направляет смазочный растовр в множество мест двигателя.

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

Бензиновый и дизельный моторы: в чем принципиальные отличия?

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

Бензиновые двигатели для взрыва в цилиндре используют искру, генерируемую на свече зажигания. В дизельных двигателях всё совсем иначе. В дизельном моторе воздух в цилиндре сжимается поршнем гораздо сильнее.

Настолько, что внутри создается высокая температура, достаточная для взрыва смеси в цилиндре без искры.

Бензин не возгорается из-за большого давления, соляра (дизельное топливо), наоборот, не горит при нормальных условиях от обычной искры.

Двигатели также различаются по расположению и количеству цилиндров. В Европе наиболее популярными являются рядные двигатели — как можно заключить из названия, цилиндры, в которых движутся поршни, в них расположены в ряд. Рядный четырехцилиндровый двигатель будет отмечается символом R4, шестицилиндровый R6 и т. д.

Теперь представьте, что Lamborghini собирается смонтировать большой 12-цилиндровый двигатель под капотом своей модели. Если бы производитель хотел установить все цилиндры в один ряд, двигатель занял бы много места.

Таким образом, было изобретено другое решение — разветвленное расположение цилиндров в два ряда, под углом 60, 90 и даже 180 градусов (оппозитный мотор). Все двигатели этого типа обозначены буквой V, в данном случае это будет двигатель V12. Однако более популярными являются установки V6 и V8.

Такие автомобили изготавливались в середине прошлого века в США, после финансового кризиса их посчитали недостаточно оправданными.

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

Рядный двигатель

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

admin

Что такое ДВС в автомобиле, расшифровка кратко

По дорогам мира перемещаются миллионы автомобилей, автобусов и грузовиков. Такое развитие транспорта было бы невозможным без ДВС – главной движущей силы всех современных машин. Расшифровка аббревиатуры ДВС несложная – двигатель внутреннего сгорания.

Что такое ДВС в автомобиле, что в нем горит и почему внутри – поясняем кратко. Паровой котел – это двигатель внешнего сгорания: дрова, уголь или мазут горят, подогревая воду, которая превращается в пар, который толкает поршни. Получается длинный и неэффективный цикл.

Принципиальное отличие ДВС в том, что топливо сгорает внутри цилиндров, передавая энергию непосредственно поршням и валу, эффективность преобразования существенно выше. Кроме этого ДВС занимают немного места, мало весят, экономичны, работают на разнообразных видах топлива.

• Краткое содержание статьи
• 1.Типы ДВС;
• 2. Как устроен ДВС автомобиля;
• 3. Как работает ДВС, описание, анимация;

4. Ремонт ДВС, стоимость.

1. Типы ДВС, бензин и дизель

По принципу воспламенения топлива двигатели делятся на несколько типов: искровые и дизельные. В первых топливо воспламеняется от искры, в цилиндрах вторых дизель зажигается от сжатия топливной смести. Бензиновые моторы имеют меньший КПД, по этому дизельные моторы экономичнее. Дизельные моторы дороже в обслуживание и ремонте, так как сложнее в устройстве.

2. Как устроен ДВС автомобиля

Приведем на примере современного двигателя внутреннего сгорания, опишем как устроен ДВС автомобиля.

ДВС состоит из следующих модулей:

• Система подачи топлива;
• Головка блока цилиндров;
• Блок цилиндров с поршневой группой;
• Газораспределительный механизм;
• Коленчатый вал.

3. Как работает ДВС, описание и анимация

Главный принцип работы ДВС – расширение объема газов в замкнутом пространстве цилиндра от тепла, возникающего в результате сгорания топлива.

Чтобы двигатель работал непрерывно, реализуется цикл, состоящий из:

1. Поступления топливной смеси в цилиндр, Поджога и сгорания смеси;
2. Рабочего хода поршня;
3. Выпуска газов.

Импульс, полученный от сгоревшего топлива, толкает поршень, коленчатый вал поворачивается. Так энергия преобразуется в движение. Выше мы описали как работает ДВС, прикрепляем анимацию. 

4. Ремонт ДВС в автомобиле, стоимость

Из чего состоит, и что такое ДВС в автомобиле мы разобрались, теперь немного расскажем о ремонте ДВС.

Так как ДВС является сложным инженерным устройство и состоит из множества систем, которые должны слаженно работать, выход из строя или обшивка одной системы двигателя ведет к неровной работе системы в целом или к полной остановке мотора — поломке.

Например, вышла из строя форсунка распыления топливной смеси в одном цилиндре, следовательно, в одном цилиндре нет детонации и что происходит с мотором в целом?

Мотор или как его еще называют ДВС, теряет мощность, и, если мотор 4 цилиндровый будет работать с рывками и провалами.

С большой вероятностью будет давать сильную вибрацию на кузов, из-за ассиметричного зажигания.

На помощь приходит диагностика и ремонт ДВС, автомобиль подключают к компьютеру и считывают ошибки по работе мотора. По набору ошибок, мастера поймут в чем причина поломки и поменяют форсунку.

Стоимость ремонта ДВС в автомобиле варьируется от модификации самого мотора и вида неисправности. Бывает, такое, что сама машины дешевая, а ремонт мотора дорогой, из-за неудобного расположения различных узлов. Бывает наоборот.

Лучше всего не запускать проблемы по ДВС до ремонта. Нужно вовремя вменять масло, фильтры.

Ели появляется как-либо проблема, нужно сразу вытиснять в чем причина и решать вопрос, пока мелкая проблема не переросла в полномасштабный ремонт.

Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция распредвала: устройство и принцип работы

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

Воздушный фильтрующий элемент автомобиля

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

Система выпуска отработавших газов

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

DOHC — газораспределительная система двигателя

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

Система изменения фаз газораспределения

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

Принцип работы турбины двигателя

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

Система турбонаддува — принцип работы турбины

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

Степень сжатия двигателя, компрессия и октановое число

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

Карбюраторный двигатель: принцип работы, устройство и регулировка

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

Принцип работы дизельного двигателя

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

Принцип работы гибридного двигателя

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

Роторный двигатель: принцип работы и устройство

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

Как работает двигатель Стирлинга

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

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания…

Порядок работы цилиндров двигателя у авто

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

Принцип работы инжекторного двигателя

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

Работа двухтактного двигателя

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

Принцип работы системы охлаждения двигателя

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

Как работают автомобильные двигатели?

Если вы думаете о покупке нового автомобиля, возможно, один из самых важных вопросов, на который вам нужно ответить, — купить электромобиль или бензиновый.

Многие из нас воспринимают свои автомобили как должное и никогда особо не рассказывают о том, что происходит под капотом. Современный бензиновый двигатель в автомобиле сегодня работает так же, как и с самого начала — с двигателем внутреннего сгорания. Итак, как именно работает автомобильный двигатель? Давайте немного вернемся к истории, чтобы узнать, что делает автомобильный двигатель.

Существуют двигатели внешнего сгорания и двигатели внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания был разработан во второй половине восемнадцатого века в результате сотрудничества нескольких разных ученых. В отличие от парового двигателя, изобретение которого положило начало промышленной революции, двигатель внутреннего сгорания не требует внешнего источника тепла. Вместо этого он использует тепло для сжигания топлива как часть контура потока.

Хотя двигатель внутреннего сгорания по-настоящему не вытеснил паровой двигатель вплоть до девятнадцатого века, когда это произошло, он начал революцию в транспорте.

К 1876 году в продажу поступил современный двигатель внутреннего сгорания, разработанный Николаусом Отто, хотя на него сильно повлияли работы Этьена Ленуара. Именно это изобретение позволило разработать личный транспорт, прежде всего автомобиль. Более поздние изобретения, такие как самолет, также использовали двух- или четырехтактный двигатель.

Современные разработки в области технологий двигателей привели к созданию двигателя с непрерывным тактом сгорания, используемого в реактивных и ракетных двигателях. Кроме того, с ростом популярности гибридных или электрических автомобилей двигатель представляет собой постоянно меняющуюся технологию.

Однако большинство автомобилей по всему миру по-прежнему используют бензин или другие нефтепродукты в качестве топлива для сгорания.

Что такое бензиновый двигатель?

Наиболее распространенным в мире типом двигателя является бензиновый двигатель, который используется в большинстве частных транспортных средств. Действительно, с ростом числа автомобилей, продаваемых в развивающихся странах, бензиновых двигателей в мире становится больше.

На приведенной ниже схеме показано поперечное сечение двигателя внутреннего сгорания.

Индукция

Стадия индукции цикла начинается, когда коленчатый вал поворачивается и вытягивает поршень вниз из цилиндра. Открытие клапана на входе топлива и воздуха подает в цилиндр как воздух, так и бензин.

Движение поршня называется тактом впуска или тактом впуска.

Сжатие

Следующий этап – такт сжатия. Здесь поршень возвращается в цилиндр, сжимая пространство, доступное для топливно-воздушной смеси. Поршень образует идеальное уплотнение с цилиндром, увеличивая тем самым давление в пространстве, содержащем топливо и воздух.

Когда поршень полностью вставлен в цилиндр и пространство максимально уменьшено, свеча зажигания создает искру для воспламенения смеси.

Что такое работа коленчатого вала?

Рабочий ход, создаваемый одним из цилиндров, приводит в действие другие цилиндры, которые не проходят рабочий ход. Когда поршни выталкиваются, они вращают коленчатый вал автомобиля, который передает крутящий момент. Роль коленчатого вала заключается в преобразовании прямолинейного движения во вращательное.

Коленчатый вал представляет собой стержень с волнистыми смещенными участками, называемыми бросками. Эти броски связаны с поршнями таким образом, что движение их движения вверх и вниз будет вращать коленчатый вал.

Это то, что придает транспортному средству тягу (инерцию движения) и позволяет ему двигаться по дороге. Естественно, из-за того, что этот процесс состоит из нескольких этапов, проблема с любым из них в отдельности приведет к тому, что автомобиль перестанет работать.

Таким образом, весь двигатель должен работать в последовательной системе.

Турбокомпрессоры

и интеркулер

Во многих дизельных двигателях турбокомпрессоры и интеркулеры повышают общую эффективность. Работа турбокомпрессора
состоит в том, чтобы втягивать выхлопной воздух, все еще содержащий энергию, и извлекать из него энергию, когда он вращает небольшую турбину. Эта турбина
используется для питания компрессора перед впуском воздуха.

Это значительно повышает общую эффективность двигателя, заставляя выхлопные газы выполнять еще одну задачу, что помогает при всасывании газов в начале процесса. Это сжатие означает, что двигателю не нужно работать так тяжело, и поэтому он может работать более эффективно.

Как работает дизельный двигатель?

В Европе 54,9% зарегистрированных автомобилей имеют дизельное топливо, по сравнению с 3% в США. Частично это связано с относительной стоимостью бензина для потребителя в обеих странах.

В Европе, где бензин облагается относительно высокими налогами, дизель становится пропорционально дороже.
В Соединенных Штатах, где цены на газ ниже, цены на дизельное топливо могут быть непомерно высокими.

В бензиновых двигателях воздух и топливо смешиваются перед поступлением в цилиндр. Это затрудняет сжатие. Как работают дизельные двигатели, в отличие от , двигатель сжимает только воздух, что делает степень сжатия намного выше (т. е. легче сжимать объем цилиндра с помощью поршня). Это означает, что они более эффективны.

Например, средний термодинамический КПД дизельного двигателя составляет около 45%, тогда как бензиновый двигатель работает с КПД около 30%. Дизель как топливо также содержит на 11% больше энергии, чем эквивалентное количество бензина, а это означает, что он имеет преимущество, когда дело доходит до его использования в качестве топлива.

Действительно, относительная мощность, вырабатываемая дизельным двигателем, такова, что коленчатые валы должны быть отлиты из цельного куска металла, чтобы не сломаться под действием усилия движения поршня.

В результате большей эффективности дизельные двигатели могут создавать больший крутящий момент в течение более длительного времени, а это означает, что автомобили, работающие с большими нагрузками, часто больше подходят для дизельных двигателей. Дизельным двигателям также не требуется система зажигания, а это означает, что в них меньше деталей, которые могут сломаться.

Это означает, что для грузовых автомобилей или автобусов, курсирующих на дальние расстояния, способность дизельного двигателя производить большую мощность, а также надежность в целом делают его превосходящим бензиновый двигатель.

Электрические и

гибридные автомобили

Электрические и гибридные автомобили работают по тому же основному принципу, что и бензиновые двигатели, а именно, они преобразуют химическую энергию в кинетическую энергию. Однако в электрических и гибридных транспортных средствах входом является не ископаемое топливо, а электричество.

В некоторых случаях присутствуют некоторые бензиновые элементы. В целом, однако, технологии улучшаются в отношении неископаемых топливных элементов, а это означает, что гибридные автомобили заменяются полностью электрическими транспортными средствами. Вы можете увидеть эту тенденцию в нашей статье о 10 самых популярных электромобилях. Независимо от конкретного используемого топлива, потенциально могут использоваться две системы — параллельная и последовательная.

Серийная система

Серийная система представляет собой простейшую форму настройки двигателя. В них мощность исходит исключительно от электродвигателя. В гибридных автомобилях двигатель может получать электроэнергию от бензинового двигателя (который работает как генератор). В электромобилях электроэнергия поступает от аккумуляторных батарей.

Поток энергии определяется компьютером. В последовательной системе использование рекуперативного торможения перезаряжает аккумуляторную батарею. Это означает, что когда водитель снимает ногу с педали акселератора, автомобиль будет использовать трение для перезарядки аккумулятора, тем самым сохраняя энергию.

На приведенной выше модели показана система гибридной серии, в которой бензин служит исходным топливным элементом. Однако в таких автомобилях, как Tesla Model S (то есть негибридном электромобиле), вся серия состоит из трех последних этапов (от аккумулятора до трансмиссии).

По мере развития аккумуляторных технологий, что ранее ограничивало эту технологию, затраты снижались, а эффективность росла. Это означает, что электромобили становятся все более жизнеспособными.

В конечном счете, двигатель внутреннего сгорания — одно из самых важных изобретений человечества. Двигатель внутреннего сгорания демократизировал путешествия, позволив отдельным гражданам иметь доступ к личным транспортным средствам.

Однако по мере того, как люди лучше понимают, как парниковые газы воздействуют на окружающую среду, растет понимание как работают двигатели и что побочные продукты двигателя внутреннего сгорания имеют разрушительное глобальное воздействие.

В результате переход к гибридным и полностью электрическим транспортным средствам может позволить автомобилям (и личному транспорту в целом) оставаться жизнеспособным транспортным средством в двадцать первом веке.

Двигатель внутреннего сгорания берет свое начало в том же десятилетии, что и Французская революция. Поистине замечательно, что те же самые принципы до сих пор управляют автомобилями. Действительно, важность того, как работает двигатель внутреннего сгорания, невозможно переоценить, и с развитием экологичных двигателей вполне вероятно, что в обозримом будущем двигатель внутреннего сгорания останется элементом транспорта и тем, как работает двигатель.

Источники и дополнительная литература:

• http://web.mit.edu/2.972/www/reports/hybrid_vehicle/hybrid_electric_vehicles.html

Как работают автомобильные двигатели?

Современный автомобильный двигатель — это не что иное, как чудесный образец человеческой инженерии, сочетающий в себе различные научные дисциплины и хорошее понимание художественных элементов дизайна, чтобы дать вам очень мощную, очень элегантную и очень экономичную машину. Действительно, современный автомобильный двигатель прошел долгий путь от самой первой конструкции Карла Бенца в 1879 году.. Ныне ставший пережитком 1-цилиндровый 2-тактный двигатель явно проложил путь к более современным конструкциям автомобильных двигателей. И если вы любите свой автомобиль, не думаете ли вы, что хотели бы узнать больше об этом большом куске металлического блока, который управляет вашей машиной, перевозит вас в места, о которых вы никогда не мечтали, и доставляет вам такие же удовольствия, как вы? никогда раньше не испытывал? Что ж, тогда вы попали в нужное место. Неважно, являетесь ли вы абсолютным новичком в автомобилестроении или начинающим автолюбителем; полезно узнать кое-что о машине, которая ежедневно приводит в движение ваш автомобиль.

Двигатель внутреннего сгорания

Почти все виды транспортных средств движутся благодаря мощности, вырабатываемой их двигателями. Точно так же, как вам нужно есть, чтобы вырабатывать энергию, необходимую для удовлетворения всех ваших физических и физиологических потребностей, вашему автомобилю также нужно топливо, чтобы двигаться или ехать. Без этого топлива вам будет практически невозможно передвигать свой автомобиль. Однако это еще не все. Важно знать, что происходит с топливом, когда оно поступает в двигатель, и как этот процесс может привести в движение транспортное средство.

Ответ кроется в двигателе внутреннего сгорания. Проще говоря, двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию топлива сначала в тепловую, а затем в механическую энергию, приводящую в движение трансмиссию и колеса вашего автомобиля. Именно этот процесс преобразования химической энергии в тепловую, а затем в механическую лежит в основе работы двигателя внутреннего сгорания. Технически сам процесс называется внутренним сгоранием.

Принцип действия очень прост. Когда материалы, содержащие огромную энергию, такие как бензин, помещаются в крошечное замкнутое пространство, где применяется тепло, энергия, которая упакована внутри этого материала, расширяется и высвобождается со взрывом. Думайте об этом как о маленьком резиновом шарике, который вы наполняете воздухом. Он расширяется и расширяется, пока не лопнет. Если у вас есть объект наверху этого воздушного шара, вы можете легко отправить его в полет с огромной скоростью из-за высокой энергии, которая была внезапно высвобождена лопнувшим воздушным шаром.

Точно двигатель такой. Он создает множество небольших взрывов в течение заданного промежутка времени. Взятые вместе, эти маленькие взрывы могут составить огромную энергию, которая может привести в движение вашу машину.

Компоненты автомобильного двигателя

В двух словах, автомобильный двигатель работает путем преобразования топлива в движение. Это так просто. Однако следует понимать, что эта энергия — от бензина до конечной механической энергии — проходит через множество деталей или компонентов, которые имеют решающее значение для любой системы двигателя. Итак, давайте теперь рассмотрим различные компоненты автомобильного двигателя.

Блок двигателя 

Блок цилиндров, также называемый блоком цилиндров, по существу является самой основой или сердцевиной двигателя вашего автомобиля. Без него все остальные компоненты просто не будут иметь каркаса, к которому можно будет подключиться или смонтировать. Он называется блоком цилиндров из-за наличия необычно большого отверстия или даже ряда труб внутри самого блока, в которых будут работать поршни. Трубки или отверстия известны как цилиндры. Технически, чем больше цилиндров в блоке цилиндров, тем мощнее двигатель. Конечно, в блоке есть и другие меньшие отверстия, проходы или каналы, которые позволяют проходить различным критически важным жидкостям, таким как охлаждающая жидкость и масло. Блок цилиндров в основном изготовлен из литого алюминиевого сплава, хотя нередко можно увидеть некоторые блоки из чугуна, хотя и значительно тяжелее.

Камера сгорания 

Помните, мы говорили о двигателе внутреннего сгорания, который представляет собой замечательную технологию, преобразующую химическую энергию в механическую? Ну, это волшебство на самом деле происходит в камере сгорания. Здесь ваше топливо смешивается с воздухом, сжимается, а затем воспламеняется, чтобы произвести те небольшие взрывы, о которых мы говорили ранее. Эти взрывы наполнены такой большой энергией, что они перемещают поршни в блоке цилиндров вниз. Камера сгорания — это, по существу, та часть цилиндра в блоке цилиндров, которая определяется поверхностями стенки цилиндра, головки цилиндра и верхней части поршня, служащими соответственно стенкой, потолком и дном камеры сгорания. .

Головка блока цилиндров 

Как мы уже говорили выше, головка блока цилиндров образует потолок камеры сгорания. Таким образом, его можно рассматривать как крышку для цилиндра. В головке блока цилиндров отлиты округлые углубления, чтобы обеспечить небольшое пространство в камере сгорания для сгорания. Поверхность, с которой головка блока цилиндров соприкасается с блоком цилиндров, снабжена прокладкой головки блока цилиндров, чтобы обеспечить воздухонепроницаемую среду для воспламенения. Другие детали, которые крепятся к головке блока цилиндров, включают впускные и выпускные клапаны, топливные форсунки и свечи зажигания. По сути, это место, где все необходимые ингредиенты для сгорания попадают в камеру сгорания.

Поршни 

Поршень можно представить себе как поршень шприца, а шприц действует как цилиндр в блоке двигателя. Поршни приводятся в движение за счет сгорания топлива в камере. Когда топливо воспламеняется и вызывает взрыв в камере, высвобождаемая энергия толкает поршень вниз. Движение поршня вниз приводит в движение коленчатый вал через шатун, также известный как шатун. Поршень соединен с шатуном с помощью поршневого пальца, а шатун прикреплен к коленчатому валу с помощью шатунного подшипника.

Корпус поршня имеет от трех до четырех полностью отлитых в нем канавок. Эти канавки содержат поршневые кольца, которые фактически касаются стенок цилиндра. Есть два типа поршневых колец, которые выполняют разные функции. Самые верхние кольца называются компрессионными. Они плотно прижимаются к стенкам цилиндра, образуя очень плотное уплотнение, что позволяет сгоранию происходить без каких-либо утечек. Нижнее кольцо называется масляным кольцом, которое помогает предотвратить утечку или просачивание масла в камеру. Масло обычно поступает из картера под ним. Маслосъемное кольцо также служит для соскабливания лишнего масла, которое может присутствовать на стенках цилиндра, и отталкивания его обратно к картеру.

Коленчатый вал

Поршни двигаются вверх и вниз, так как же это двигает нашу машину, когда мы хотим двигаться в горизонтальном направлении, а не в вертикальном? Что ж, эту работу по преобразованию движения поршней вверх и вниз во вращательное движение лучше оставить коленчатому валу. Вашему автомобилю нужно это вращательное движение, чтобы повернуть колеса вашего автомобиля. Коленчатый вал ориентирован продольно по отношению к блоку цилиндров, обычно расположенному в нижней части блока. На одном конце коленчатого вала находится система резиновых ремней, соединяющих его с распределительным валом. Это обеспечивает питание других компонентов или частей вашего автомобиля. На другом конце коленчатого вала система соединяет его с трансмиссией автомобиля, которая эффективно передает мощность на ваши колеса. Сальники находятся на обоих концах коленчатого вала, чтобы предотвратить просачивание или утечку масла из двигателя автомобиля.

Защита коленчатого вала представляет собой кожух, который также находится под блоком цилиндров. Картер — это то, что защищает коленчатый вал и все другие критически чувствительные компоненты, включая шатуны, от внешнего мусора и пыли, которые могут нарушить их оптимальную работу. На картере есть секция, в которой хранится моторное масло. Этот масляный поддон содержит масляный насос и фильтр, который обеспечивает циркуляцию масла через коленчатый вал, стенки цилиндров и шатунные подшипники. Это помогает облегчить перемещение поршня вдоль цилиндра.

Коленчатый вал также содержит балансировочные кулачки, расположенные в любом месте по длине коленчатого вала. Эти лепестки служат для балансировки коленчатого вала, чтобы он не создавал чрезмерной нагрузки и вибрации в двигателе при вращении коленчатого вала. Также имеются коренные подшипники, расположенные по длине вала. Они обеспечивают гораздо более гладкую поверхность между блоком цилиндров и коленчатым валом, обеспечивая более эффективное вращение последнего.

Распределительный вал

Чтобы двигатель работал, ему нужна точность при добавлении топлива, смешивании воздуха, приложении давления и подаче электрического заряда. Любой просчет в любом из этих компонентов может привести к потере мощности двигателя или даже его повреждению. Вот почему функция распределительного вала очень важна. Он служит для обеспечения точного открытия и закрытия как впускных, так и выпускных клапанов, чтобы обеспечить своевременное сгорание и оптимальную работу двигателя. Распределительный вал работает в тандеме с коленчатым валом вашего автомобиля с помощью зубчатого ремня. Именно по этой причине многие считают распределительный вал мозгом двигателя.

Распределительные валы расположены чуть выше коленчатого вала. Рядные двигатели обычно имеют один распределительный вал, который управляет как впускными, так и выпускными клапанами. Однако в двигателе с V-образной конфигурацией один распределительный вал будет управлять клапанами, расположенными с одной стороны конфигурации, а другой распределительный вал будет управлять клапанами с другой стороны. Существуют также определенные V-образные конфигурации, которые предусматривают 2 отдельных распределительных вала для каждого ряда цилиндров. В последних инновациях двигателей теперь используется один распределительный вал для работы как с впускными, так и с выпускными клапанами, включая приложения с регулируемой фазой газораспределения.

Система газораспределения

Крайне важно, чтобы коленчатый и распределительный вал работали вместе, чтобы обеспечить оптимальную работу двигателя. Вот почему они должны общаться друг с другом. Единственный способ сделать это — с помощью зубчатого ремня, также называемого цепью ГРМ, часто в зависимости от используемого материала. На самом деле нет ничего сложного в роли цепи или ремня ГРМ в работе двигателя. Просто нужно убедиться, что распределительный вал и коленчатый вал находятся в одном и том же положении по отношению друг к другу каждый раз, все время. Если они не синхронизированы, то двигатель просто не заведется или, что еще хуже, создаст хаос в движении, что приведет к полному отказу двигателя и его повреждению.

Клапанный механизм 

Над головкой блока цилиндров расположен клапанный механизм двигателя, состоящий из клапанов, толкателей, коромыслов и рычагов. Технически, именно эта механическая система в вашем двигателе точно контролирует эффективное функционирование клапанов двигателя.

Клапаны

Думайте о клапанах как о своем носе. Вам нужно вдохнуть воздух, чтобы почувствовать себя живым; Вы также должны выдыхать, чтобы продукты метаболизма не накапливались внутри вашего тела. Хотя аналогия может не иметь смысла, клапаны — это отверстия, через которые воздух и топливо впрыскиваются в камеру сгорания, а также отверстия, которые направляют побочные продукты сгорания наружу. Те клапаны, которые пропускают топливо и воздух в камеру, называются впускными клапанами, а те, которые выводят побочные продукты сгорания наружу, известны как выпускные клапаны. Вместе они образуют более эффективное средство использования энергии, запасенной в топливе, и управления побочными продуктами сгорания в виде выхлопных газов.

Обычно один цилиндр содержит по одному впускному и выпускному клапану. Тем не менее, большинство высокопроизводительных автомобилей будут иметь 2 впускных и 2 выпускных клапана на каждый цилиндр, в результате чего их число достигает 4. Тем не менее, есть автомобили, которые стремятся найти компромисс между конфигурацией с 2 ​​и 4 клапанами на цилиндр, обеспечивая для 3 – 2 впуска и 1 выхлоп. Как правило, чем больше клапанов на цилиндр, тем лучше производительность двигателя, поскольку это обеспечивает более эффективное «дыхание» двигателя.

Коромысел 

Судя по самому названию «коромысло», вы можете представить его как качели. Коромысло касается кулачков распределительного вала таким образом, что если один из кулачков толкает один конец коромысла вверх, противоположный конец коромысла давит на шток клапана, открывая его так, что воздух входит или выхлоп выходит.

Толкатели и толкатели 

Существуют некоторые типы двигателей, особенно те, которые классифицируются как двигатели с верхним расположением распределительных валов, которые не допускают контакта между выступами распределительного вала и коромыслом. В таких случаях подъемники и толкатели используются для открытия или закрытия клапанов соответственно.

Топливные форсунки 

Мы знаем, что воздух и топливо должны присутствовать в камере сгорания, чтобы генерировать взрывную энергию, которая приводит в движение поршни и вращает коленчатый вал. Таким образом, топливо должно подаваться в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом. Раньше это выполнялось карбюратором. Сегодня подача топлива в камеру сгорания осуществляется топливными форсунками. В настоящее время существует три типа систем впрыска топлива. К ним относятся следующие.

1. Непосредственный впрыск топлива. В этой системе каждый цилиндр оснащен собственной топливной форсункой. Топливо распыляется прямо в камеру.
2. Рассеянный впрыск топлива. При этом типе впрыска топлива топливо впрыскивается во впускной коллектор, расположенный сразу за впускным клапаном. Когда клапан открывается, топливо и воздух одновременно поступают в камеру.
3. Впрыск топлива через корпус дроссельной заслонки. Можно рассматривать тип впрыска топлива через корпус дроссельной заслонки как более продвинутую форму подачи топлива с помощью карбюратора. Одна топливная форсунка соединяется с корпусом дроссельной заслонки, где смешиваются воздух и топливо. Затем воздушно-топливная смесь впрыскивается через впускные клапаны в цилиндры.

Свечи зажигания 

Даже если у вас хорошая смесь воздуха и топлива, вам потребуется тепло для разжигания огня. Это обеспечивается свечой зажигания. Каждый цилиндр содержит свечу зажигания, расположенную над цилиндром. Электрический заряд подается свечой зажигания, воспламеняющей сжатую смесь воздуха и топлива. Это создает мини-взрыв, о котором мы говорили, высвобождая достаточно энергии для перемещения поршней.

Давайте попробуем обобщить то, что мы уже знаем.

• Топливо и воздух смешиваются и подаются в камеру сгорания через впускные клапаны.
• Когда смесь сжимается и нагревается свечой зажигания, происходят мини-взрывы, приводящие в движение поршни.
• Побочные продукты сгорания удаляются из системы через выпускные клапаны.
• Тем временем движение поршней вращает коленчатый вал.
• Передняя часть коленчатого вала проходит через другие части автомобилей.
• Задний конец коленчатого вала приводит в действие трансмиссию, которая передает мощность на колеса.

Так работает автомобильный двигатель. Конечно, во все эти шаги встроены функции различных других компонентов двигателя.

Компоновка двигателя

Вам простительно думать, что сегодня в автомобильном мире существует только два типа конфигураций или компоновок двигателей: V-образная и прямая или рядная. Мы сожалеем, что разорвали ваш пузырь, но явно больше, чем эти две конфигурации. Здесь мы подробно рассмотрим каждый из них.

Рядный или прямой

Как следует из этого термина, цилиндры расположены довольно прямолинейно. Большинство автомобилей сегодня используют эту конфигурацию по разным причинам. Цилиндры расположены непосредственно над коленчатым валом. Примерами этого являются вездесущие рядные 4-цилиндровые двигатели и более европейские стандартные рядные 6-цилиндровые двигатели. Как вы уже догадались, рядная четверка будет иметь 4 цилиндра, расположенных по прямой линии. Рядная шестерка будет иметь 6 цилиндров. Audi и BMW являются фанатиками, когда дело доходит до рядной шестерки.

К преимуществам прямой или встроенной конфигурации относятся следующие:

• Компактный и легкий
• Лучшая экономия топлива
• Идеально подходит для современных переднеприводных автомобилей
• Легко настраиваемый
• Легче в обслуживании

Тем не менее, прямая или встроенная компоновка имеет свои особенности.

• Ограниченный максимальный размер
• Более высокий центр тяжести
• Менее жесткая, чем другие конфигурации двигателя

Конфигурация V

Это, пожалуй, одна из самых известных конфигураций двигателя, когда речь идет о мощности. Это то, что отличает американские маслкары и экзотические спортивные автомобили от тех, которые лишь приукрашивают внешний вид. Обычный коленчатый вал обеспечивает опору для цилиндров, которые ориентированы в виде буквы V под разными углами, хотя ориентация под углом 90 градусов довольно распространена в гоночных трассах. Двигатель обычно содержит определенное количество цилиндров, которое обычно обозначается буквой V. Например, V6 означает, что у вас есть 6 цилиндров, а V8 будет иметь 8 цилиндров и так далее и тому подобное.

Но зачем вам V-образная конфигурация вашего двигателя? Вот почему.

• Очень компактные размеры
• Позволяет использовать большее количество цилиндров
• Более мощный благодаря цилиндрам большего рабочего объема
• Подходит для более высокой степени сжатия
• Отличные уровни обработки
• Очень мощный двигатель

Однако следует понимать, что конфигурация V имеет и свои недостатки.

• Более сложный
• Дороже в обслуживании
• Очень тяжелый

Плоский или оппозитный двигатель 

Популярный среди автомобилей VW Beetle, оппозитный двигатель явно утратил популярность у многих ведущих производителей автомобилей, хотя Porsche и Subaru по-прежнему производят свои двигатели с этим двигателем. конфигурация. Боксер характеризуется поршнями, расположенными горизонтально напротив друг друга, где поршни имитируют движение рук боксера, отсюда и название. Конфигурация делает двигатель широким и низким с общим коленчатым валом, зажатым между двумя рядами цилиндров, в которых размещены горизонтально противоположные поршни.

Преимущества Flat или Boxer:

• Низкий центр тяжести
• Лучшая управляемость
• Отличный баланс, обеспечивающий более плавную работу
• Минимальные потери мощности
• Меньший вес и нагрузка на коленчатый вал
• Идеально подходит для автоспорта

К недостаткам относятся:

• Необычно широкий
• Более хриплый, чем прямой или рядный
• Более сложный

Двигатель Ванкеля или роторный двигатель 

До 2012 года двигатель Ванкеля считался одной из самых инновационных конфигураций конструкции двигателя, разработанных Mazda. Одна из самых привлекательных особенностей Wankel заключается в том, что он имеет очень мало движущихся частей, что делает его очень компактным. К сожалению, он плохо работал в нормах загрязнения и потребления, поэтому он никогда не выходил за рамки платформы Mazda. Вместо поршней Ванкель использовал роторы для получения мощности из камеры сгорания. Кроме того, вместо вращения коленчатого вала вокруг коленчатого вала фактически вращался весь блок цилиндров. Эксцентриковый вал окружен симметричным с трех сторон центральным ротором, что позволило повысить эффективность, поскольку одно вращение ротора уже совершало полные 4 такта двигателей внутреннего сгорания.

Ванкель обладал следующими преимуществами.

• Исключительно высокое соотношение мощности и веса
• Очень мало движущихся частей
• Простая конструкция, но эффективная конструкция
• Очень изысканный
• Высокооборотистый

Тем не менее, у него были серьезные недостатки.

• Повышенные выбросы газа
• Чрезмерное тепло
• Требуется более частый ремонт двигателя из-за выхода из строя вращающихся уплотнений

Двигатель W

Если вам нравится Bugatti Veyron, вам понравится конфигурация двигателя W. Это очень необычная конфигурация двигателя, впервые разработанная и производимая исключительно Volkswagen. Вы можете посмотреть на это как на комбинацию 2 V-образных двигателей, расположенных в довольно тесном положении. Это придает цилиндрам своеобразное W-образное расположение. На один коленчатый вал приходится 4 ряда цилиндров. Уникальное расположение цилиндров позволяет двигателю W иметь очень компактную конструкцию, несмотря на то, что он может вмещать больше цилиндров, чем любая другая конфигурация. К сожалению, это также делает его очень сложным в обслуживании, не говоря уже об исключительно высоких затратах. Поскольку в более плотной конфигурации больше цилиндров, рабочие температуры имеют тенденцию быть необычно высокими.

Разница между 2-тактными и 4-тактными

Двигатели классифицируются не только по их конфигурации или компоновке; их также можно классифицировать по силовому или термодинамическому циклу, который выполняют поршни. Обычно это описывается как количество ударов, необходимых для завершения цикла. Два более распространенных типа термодинамических циклов включают двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель. Мы попытаемся провести различие между этими двумя системами, прежде чем более подробно рассмотрим, как работает каждая система.

Двухтактный двигатель 

Как следует из названия, для завершения термодинамического цикла этому типу двигателя требуется два такта. Обычно они встречаются в мотоциклах, а также в бензопилах и газонокосилках. Термодинамический цикл завершается при каждом обороте коленчатого вала.

• 1:1 рабочий ход к обороту коленчатого вала
• Требуется более легкий маховик
• Двигатель работает сбалансированно из-за отношения рабочего хода к оборотам коленчатого вала 1:1
• Двигатель обычно легче
• Двигатель имеет простую конструкцию, поскольку не требует клапанного механизма
• Дешевле, чем четырехтактный двигатель
• Более эффективная механика из-за меньшего трения
• Двигатель обычно с воздушным охлаждением
• Двигатель работает горячее
• Менее мощный
• Менее экономичный
• Шумнее
• Менее термически эффективен
• Требуется дополнительная смазка
• Двигатель состоит из впускного и выпускного каналов
• Большее распространение и более частый износ

Четырехтактный двигатель 

В двигателе этого типа требуется 4 такта для завершения термодинамического цикла, что эквивалентно 2 оборотам коленчатого вала. Они используются в автомобильных приложениях, таких как автобусы, легковые и грузовые автомобили, среди прочего.

• соотношение 1:2; требуется 2 оборота коленчатого вала для получения рабочего такта
• Требуется более тяжелый маховик
• Двигатель обычно работает неуравновешенно из-за непропорционального вращения коленчатого вала по сравнению с завершением одного термодинамического цикла
• Двигатель относительно тяжелый и имеет сложную конструкцию благодаря включению клапанного механизма
• Дороже двухтактного двигателя
• Большее трение из-за большого количества движущихся частей
• Более мощный
• Двигатель работает намного холоднее, чем двухтактный двигатель
• Двигатель с водяным охлаждением
• Более экономичный, поскольку позволяет полностью сжечь топливо
• Требуется больше места в моторном отсеке
• Требуется сложная смазка
• Двигатель работает с меньшим шумом
• Двигатель имеет клапаны для впуска и выпуска
• Более термически эффективный
• Потребляет значительно меньше смазочного масла
• Подвижные части меньше изнашиваются

Для дальнейшего упрощения

• 4-тактные двигатели  – Для легковых и грузовых автомобилей, автобусов, микроавтобусов, внедорожников.
• Двухтактные двигатели  – Для мотоциклов, скутеров, мопедов и т.п.

Как работают двухтактные двигатели

В предыдущем разделе мы различали двухтактный и четырехтактный двигатели. Для простоты двухтактные двигатели имеют небольшие размеры и лучше всего подходят для небольших транспортных средств, таких как мотоциклы, мопеды и даже электроинструменты, такие как газонокосилки. Но почему этот тип двигателя используется только на этих типах машин? Давайте посмотрим, как работает двухтактный двигатель.

Как мы уже упоминали выше, двухтактному двигателю требуется только 2 такта для завершения одного силового или одного термодинамического цикла. Это означает, что для завершения рабочего цикла требуется только один оборот коленчатого вала. Таким образом, и цилиндр, и картер должны использоваться, чтобы обеспечить завершение цикла всего за 2 такта. Вот как.

Впуск 

При движении поршня вверх в картере создается вакуум. Это эффективно направляет топливно-воздушную смесь к картеру через тарельчатый впускной клапан или поворотный клапан, которые сегодня можно увидеть во многих двухтактных двигателях.

Сжатие картером 

По мере движения поршня вниз давление внутри картера увеличивается, заставляя тарельчатый клапан или поворотный клапан закрыться. Это сжимает топливно-воздушную смесь во время оставшейся части хода поршня вниз.

Передача и выпуск 

По мере того, как ход приближается к завершению, впускное отверстие открывается поршнем. Это позволяет проталкивать сжатую смесь топлива и воздуха к главному цилиндру, проходя вокруг поршня. Это также подталкивает выхлопные газы к выпускному отверстию. К сожалению, часть свежей смеси воздуха и топлива также обычно выбрасывается.

Сжатие 

Поршень поднимается, чтобы сжать воздушно-топливную смесь. При этом под поршнем начинается еще один такт впуска.

Как работают 4-тактные двигатели

4-тактный двигатель работает по существу так же, как и 2-тактный двигатель, за исключением того, что ему требуется 2 оборота коленчатого вала для завершения одного цикла мощности или термодинамического цикла. Это означает, что у вас есть ход вверх и вниз для каждого оборота, и вам нужно два набора движений поршня вверх и вниз, чтобы создать цикл мощности. Давайте посмотрим поближе.

Впуск 

Когда поршень движется вниз по цилиндру, создается разрежение, которое эффективно втягивает воздух в цилиндр. Воздух поступает в цилиндр через впускной клапан. В то же время топливо впрыскивается в цилиндр топливной форсункой для создания топливно-воздушной смеси.

Сжатие 

Для сжатия топливно-воздушной смеси впускные клапаны закрываются, а поршень перемещается коленчатым валом вверх.

Сгорание 

Как только поршень достигает верхней части цилиндра, свеча зажигания испускает электрический разряд для воспламенения топливно-воздушной смеси. Из-за возникающего взрыва или сгорания огромная энергия снова толкает поршень к нижней части цилиндра.

Выпуск 

Как только поршень достигает дна цилиндра, выпускные клапаны открываются. Это создает перепад давления, в результате чего поршень снова перемещается вверх. Это восходящее движение поршня выталкивает выхлопные газы из цилиндра.

2- и 4-тактные дизельные двигатели

Дизельные двигатели очень похожи на бензиновые двигатели, поскольку они все еще являются двигателями внутреннего сгорания. Вам все еще нужно будет смешать воздух и топливо и применить некоторое тепло, чтобы смесь взорвалась, высвобождая свою энергию. Затем эта энергия используется для управления автомобилем. Однако, в отличие от бензиновых двигателей, дизели намного проще. Вот как они работают.

• Воздух поступает в цилиндр и сжимается поршнями до 25 раз. Для сравнения, сжатие воздуха в бензиновом двигателе составляет примерно 1/10 объема воздуха. Таким образом, если вы вводите 100 куб.см воздуха, бензиновый двигатель сожмет его только примерно до 10 куб.см. Напротив, дизельный двигатель будет сжимать около 2500 куб. см в том же ограниченном пространстве. Мы знаем из физики, что сжатие такого огромного объема воздуха в очень маленькое пространство будет колебать молекулы газа, создавая трение. И всякий раз, когда возникает трение, выделяется тепло. Это делает сжатый воздух дизельных двигателей очень горячим, обычно достигая не менее 1000 град.0573 О
• Затем в этот сверхгорячий сжатый воздух распыляется топливный туман. Это по существу воспламеняет топливо без необходимости использования свечи зажигания. Это то, что делает его исключительно эффективным, поскольку сгорание больше не зависит от тепла, выделяемого свечой зажигания. Воздух может стать настолько горячим, что достаточно простого введения строго контролируемого топлива, чтобы вызвать самовозгорание.
• Процесс сгорания толкает поршень вниз, вращая коленчатый вал и передавая мощность на колеса.
• Когда поршень возвращается, он выталкивает выхлопные газы наружу через выпускной клапан.

Технически процесс аналогичен бензиновому двигателю, за исключением трех очень важных отличий:

• Прежде чем заливать топливо, воздух должен быть сжат до значительного уровня
• Значительно более высокая степень сжатия воздуха, всасываемого в цилиндр
• Самовозгорание в результате исключительно высокой температуры сжатого воздуха

В чем же разница между двухтактным и четырехтактным дизельным двигателем? Как и в бензиновых двигателях, разница заключается в количестве рабочих тактов при каждом обороте коленчатого вала: двухтактный двигатель обеспечивает соотношение 1: 1, а четырехтактный — соотношение рабочего цикла к числу оборотов коленчатого вала 1: 2.

Двигатели с помехами и без помех

Двигатели также можно классифицировать по величине зазора между поршнями и клапанами. Они называются интерференционными и невмешательственными двигателями.

Двигатели с помехами

Это двигатели с очень маленьким зазором или пространством между поршнями и клапанами. Его также называют двигателем с «разрушительной головкой», поскольку сбой в цепи ГРМ или ремне ГРМ может привести к повреждению клапана. Эти двигатели зависят от полностью функционирующих ремней ГРМ, цепей или шестерен, которые помогают предотвратить удар поршня или его контакт с клапанами. Система газораспределения должна обеспечивать полное закрытие клапанов, как только поршень находится вблизи верхней мертвой точки цилиндра. Хотя эти двигатели могут быть немного разрушительными, они обычно используются в 4-тактных двигателях из-за более высокой степени сжатия, которую они обеспечивают двигателю. Таким образом, крайне важно проводить тщательное профилактическое обслуживание различных компонентов газораспределительного механизма, а также распределительных валов, чтобы предотвратить серьезные внутренние повреждения двигателя.

Двигатели без помех

Зазор или пространство между клапанами и поршнями в этих типах двигателей больше. Это помогает гарантировать, что поршень не ударит по клапанам, даже если последние находятся в полностью открытом положении. Хотя это может не привести к серьезным внутренним повреждениям двигателя, тем не менее, это может привести к проблемам безопасности и удобства, поскольку ваш двигатель просто перестанет работать.

Понимание того, как работает двигатель вашего автомобиля, имеет решающее значение для поддержания его в отличной форме. Независимо от типа двигателя вашего автомобиля, основной принцип во всем относительно одинаков. Ваш двигатель должен преобразовывать химическую энергию, содержащуюся в вашем топливе, в тепловую энергию, чтобы приводить в действие различные механизмы, создающие механическую энергию в процессе. Это, в свою очередь, то, что движет или управляет вашей машиной.

Чтобы помочь вашему двигателю поддерживать его максимальную производительность, наши руководства по выбору лучших автомобильных аккумуляторов, присадок к маслам, октановых добавок и синтетических моторных масел.

Источники:

1. Как работает автомобильный двигатель? — Новости США
2. Как работают автомобильные двигатели – Howstuffworks
3. Редуктор 101: понимание того, как работает двигатель вашего автомобиля — искусство мужественности

Как работает автомобильный двигатель? [Руководство на 2022 год]

Двигатель заставляет вашу машину двигаться с помощью очень сложной технологии.

В этом руководстве вы узнаете, как работает двигатель, а также как работают гибриды и электродвигатели.

Давайте начнем с изучения основ автомобильных двигателей!

СодержаниеПоказать

Основы автомобильного двигателя

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это то, что сегодня используется в большинстве автомобилей. Чтобы двигатель функционировал и производил мощность, в основном требуется смесь воздуха и топлива.

Большинство автомобильных двигателей работают на ископаемом топливе, в основном на дизельном топливе и бензине. Некоторые другие двигатели работают на биоэтаноле или водороде.

Независимо от топлива, большинство автомобильных двигателей работают по одному и тому же принципу. Однако есть некоторые отличия в зависимости от используемого топлива.

Например, в дизельных двигателях отсутствуют свечи зажигания. Вместо этого топливо сгорает из-за сильно сжатого горячего воздуха.

Производство электроэнергии

Проще говоря, способ производства энергии двигателем можно описать в четыре этапа.

1. Впуск : Топливо подается в цилиндр с помощью топливной форсунки вместе с воздухом.
2. Компрессия: Поршень, расположенный в этом же цилиндре, сжимает топливовоздушную смесь.
3. Мощность: Когда клапаны закрываются, свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, производя мощность.
4. Выхлоп: Поршень прижимается взрывом, передавая энергию коленчатому валу и выталкивая сгоревшие газы в выхлоп.

Эти четыре этапа происходят в большинстве двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине. Четыре шага называются «четырехтактным циклом», существующим в так называемых четырехтактных двигателях.

Components Of An Engine

The internal combustion engine consists of many parts, with the most fundamental parts being the following:

• Engine Block
• Crankshaft
• Piston
• Camshaft
• Fuel Injector
• Exhaust Manifold

Все эти детали и многое другое являются типичными компонентами четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, который используется в большинстве автомобилей, работающих на ископаемом топливе.

Компоненты, упомянутые выше, отвечают за создание мощности, но для работы двигателя необходимы многие другие компоненты и системы. Сюда входят система смазки, система охлаждения, система запуска, блок управления двигателем (ECU) и многое другое.

Мы рассмотрим этот список более подробно. Мы также объясним, как все они работают в гармонии, чтобы производить энергию и приводить в движение ваш автомобиль.

Блок двигателя

Блок двигателя является сердцевиной двигателя. Большинство современных двигателей состоят из моноблока, то есть все цилиндры имеют один и тот же блок.

Блок цилиндров не только обеспечивает пространство для цилиндров, но также имеет масляные каналы и каналы для охлаждающей жидкости, что позволяет двигателю соответственно смазываться и охлаждаться.

Возможно, вы слышали, что двигатели называются V8, V12, рядный 4-цилиндровый, оппозитный двигатель и так далее. Эти названия продиктованы расположением цилиндров в блоке цилиндров.

Ниже перечислены наиболее распространенные типы двигателей внутреннего сгорания. Существуют и другие типы и вариации, но они встречаются гораздо реже.

V-образный двигатель

V-образные двигатели, такие как V6, V8 и V12, называются так потому, что цилиндры выровнены таким образом, что образуют букву «V», если смотреть спереди или сзади.

Число обозначает количество цилиндров в блоке цилиндров. У V6 шесть цилиндров, у V10 десять цилиндров и так далее.

Рядный двигатель

Рядный двигатель сконфигурирован таким образом, что цилиндры выровнены в один прямой ряд. Эти двигатели обычно имеют 4 цилиндра или меньше и дешевле в производстве.

Оппозитный двигатель

Оппозитный двигатель — это особый тип оппозитного двигателя. Поршни лежат горизонтально, и каждая пара противоположных поршней одновременно движется внутрь и наружу.

Движение пары поршней, скользящих вперед и назад, напоминает движения боксеров во время боя, наносящих друг другу удары, отсюда и название.

Роторный двигатель

В двигателях Ванкеля, также называемых роторными двигателями, поршни вообще не используются. Вместо этого они используют ротор в форме треугольника.

Сегодня роторные двигатели очень редки, их используют лишь несколько моделей автомобилей. Они привлекли внимание многих автолюбителей, поскольку двигатель способен работать на высоких оборотах.

Коленчатый вал

Поршни подвергаются реакциям, происходящим в камере сгорания. Когда топливо воспламеняется, энергия толкает поршни вниз.

Поршни соединены с коленчатым валом шатунами. Когда поршни двигаются, двигается и коленчатый вал. Движение поршней вверх-вниз преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

Коленчатый вал подвергается воздействию огромных сил. В конце концов, мощность, которая заставляет ваш относительно тяжелый автомобиль двигаться, проходит через коленчатый вал. Кроме того, большая часть энергии коленчатого вала теряется из-за трения.

Когда коленчатый вал преобразует прямолинейное движение во вращательное, маховик сглаживает мощность. Подача мощности продолжается к трансмиссии, где между коленчатым валом и трансмиссией находится сцепление.

Трансмиссия соединена с выходным валом, который, в свою очередь, соединен с осями. Оси соединены с колесами, завершая путешествие мощности, создаваемой цилиндром.

Коленчатый вал не только передает крутящий момент на трансмиссию. Когда он вращается, шкивы, соединенные с коленчатым валом, в свою очередь соединяются с ремнями вспомогательных агрегатов, которые приводят в действие другие компоненты автомобиля, такие как генератор переменного тока, распределительный вал и насос гидроусилителя руля.

Поршень

Как вы видели, поршень часто упоминается в процессе создания мощности в двигателе внутреннего сгорания.

Поршень заключен в цилиндры блока цилиндров. Из поршня ничего не протекает и не вытекает, так как поршневые кольца, прикрепленные к поршню, создают идеальное уплотнение, чтобы обеспечить сжатие, необходимое для сгорания топлива.

Верхняя часть цилиндра, которую не занимает поршень, называется камерой сгорания. Камера сгорания становится все меньше и меньше по мере того, как поршень движется вверх к верхней части цилиндра.

Когда поршень движется вверх и камера сгорания становится меньше, создается большое количество тепла и давления, и топливно-воздушная смесь взрывается, высвобождая энергию и производя мощность.

Как упоминалось ранее, в дизельных двигателях не используются свечи зажигания. Вместо этого топливо воспламеняется за счет массивного сжатия, вызванного поршнем, делающим камеру сгорания «меньше».

Распределительный вал

Как упоминалось в разделе о коленчатом валу, распределительный вал соединен с коленчатым валом, обеспечивая синхронное движение в блоке цилиндров.

Распределительный вал управляет впускными и выпускными клапанами, пропуская воздух и топливо в камеру сгорания.

Возможно, вы слышали о ремнях или цепях ГРМ. Это то, что соединяет коленчатый вал и распределительный вал. Они обеспечивают полное открытие клапанов, когда поршень находится в нижнем положении, обеспечивая подачу топлива и воздуха в цилиндр, и закрытие клапанов, когда поршень движется к верхней части цилиндра, воспламеняя топливо.

Если в вашем автомобиле установлен ремень ГРМ, важно менять его с периодичностью, установленной производителем вашего автомобиля. Выход из строя ремня ГРМ может привести к серьезному повреждению двигателя, поскольку компоненты двигателя, которые не должны соприкасаться друг с другом, делают это с большой силой.

Топливная форсунка

В старых автомобилях с бензиновыми двигателями использовались карбюраторы. Когда ваша правая нога нажимала на педаль газа, дроссельная заслонка открывалась, позволяя воздуху проходить через карбюратор.

Когда воздух проходит через карбюратор, проходит и топливо. Воздух «утащил» за собой топливо из топливной емкости карбюратора, называемой «поплавковой чашей».

Это стало возможным благодаря причудливой физике или, точнее, принципу Бернулли, который сделал воздух и топливо относительно пропорциональными.

Затем топливно-воздушная смесь поступала во впускной коллектор и к впускным клапанам, где в цилиндре происходило сгорание.

Сегодня используется топливная форсунка, которая обеспечивает более точное количество топлива через форсунку. Существуют также различные типы топливных форсунок, в основном определяемые внешним смесеобразованием и внутренним смесеобразованием.

В целом, как следует из названия, топливо с внешним смесеобразованием смешивается перед поступлением в камеру сгорания. Внутреннее смесеобразование обычно впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания.

Современные автомобили оснащены различными типами датчиков и другой электроники, которые обеспечивают удовлетворительное соотношение воздух-топливо с помощью системы впрыска топлива.

Выпускной коллектор

После сгорания топлива выхлопные газы должны выйти из камеры сгорания. Это происходит, когда поршень движется вверх, а выпускной клапан открыт.

Может показаться, что это очень простой процесс. По сравнению с другими компонентами и системами в двигателе, это так. Тем не менее, за этими системами также стоит много инженерных разработок.

Для простоты мы не будем вдаваться в подробности. Если вы хотите узнать больше о выпускном коллекторе и его конструкции, в Википедии есть отличная и краткая статья об этом.

Стоит отметить, что через выпускной коллектор также проходит несгоревшее топливо. Датчик кислорода установлен в коллекторе, обеспечивая обратную связь с системой топливных форсунок, если соотношение топлива и воздуха слишком богатое или бедное.

Двигатели для гибридных автомобилей

К настоящему моменту вы должны иметь общее представление о том, как работает автомобильный двигатель. До сих пор были описаны в основном автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями, но есть и более сложный тип автомобиля: 9-цилиндровый.0021 двигатель гибридного автомобиля .

Гибрид — это нечто, созданное путем объединения двух разных элементов. В автомобильном мире гибридное транспортное средство обычно означает, что автомобиль работает на двух типах энергии: электрическая и бензиновая.

Как правило, существует три типа гибридных автомобилей:

• Полный гибрид
• Мягкий гибрид
• Подключаемый гибрид

Эти типы делятся в зависимости от степени гибридизации.

A полный гибрид может работать как от двигателя, так и от аккумуляторов, или от каждого из них по отдельности.

Автомобиль с мягким гибридом не имеет электродвигателя или генератора, который может сам по себе обеспечивать питание автомобиля.

Мягкие гибриды используют электродвигатель, который также заменяет традиционный генератор переменного тока. Электродвигатель помогает автомобилю и экономит топливо, например, отключая двигатель внутреннего сгорания при движении накатом, стоянке или торможении.

Он также может помогать двигателю внутреннего сгорания при ускорении, а некоторые также поддерживают рекуперативное торможение.

При активном рекуперативном торможении кинетическая энергия, генерируемая вращением колес, накапливается в виде электричества. В некотором смысле это очень похоже на генератор переменного тока, который производит электричество. Однако вместо кинетической мощности коленчатого вала эта энергия исходит от колес.

Подключаемый гибрид подобен полному гибриду. Разница заключается в размере батареи, так как подключаемый гибрид намного больше. Вам также нужно подключить автомобиль к сети, чтобы полностью зарядить его, отсюда и название подключаемого гибрида.

Как работает двигатель гибридного автомобиля?

Приведенные выше классификации определяются мощностью электродвигателя. В следующих разделах будут обсуждаться различные типы гибридной реализации в дизайне.

Мы рассмотрим три типа гибридных конструкций. Это:

• Параллельный гибрид
• Последовательный гибрид
• Последовательно-параллельный гибрид

Параллельный гибрид

Представьте себе автомобильный двигатель, производящий мощность и передающий эту мощность на ось, которая, в свою очередь, передает эту мощность на колеса. На другом конце у вас есть электрический двигатель, передающий свою мощность на ту же ось.

Это основной принцип параллельного гибрида. И двигатель внутреннего сгорания, и электродвигатель передают мощность на одну и ту же ось. В большинстве случаев электродвигатель находится между двигателем и коробкой передач.

Серия

Гибрид

Возможно, вы слышали об «электромобилях с увеличенным запасом хода». Это гибриды, в которых используются как электродвигатели, так и двигатель внутреннего сгорания.

Ключевым моментом серийных гибридов является то, что двигатель никак не связан с колесами. Вместо этого двигатель подключен к генератору, который снабжает электричеством электродвигатель.

Двигатель внутреннего сгорания включается, когда в аккумуляторе больше нет заряда, напрямую питая электродвигатель. Его также можно использовать для зарядки аккумулятора.

Последовательно-параллельный гибрид

Как следует из названия, последовательно-параллельный гибрид сочетает в себе конструкцию параллельного гибрида и последовательного гибрида.

Другими словами, двигатель внутреннего сгорания обеспечивает мощность как для колес, так и для генератора.

Как работают электромобили?

Полностью электрические автомобили не имеют двигателя. С точки зрения компонентов, они имеют гораздо более простую конструкцию без генераторов, выхлопных систем, впрыска топлива, цилиндров и так далее.

Из-за отсутствия большого двигателя многие электромобили, помимо багажника, обладают передним багажником, иногда называемым «франком». Это может пригодиться, так как обеспечивает больше места для хранения в автомобиле.

Вместо двигателя применяют один или несколько электродвигателей. Расположение двигателя зависит от модели автомобиля. У некоторых он исключительно на передней оси, а у других есть сдвоенные двигатели для передней и задней оси.

В некоторых высококлассных электрических спортивных автомобилях каждое колесо оснащено мотором. Какой бы ни была цена, электромобили работают очень похожим образом.

Всеэлектрический автомобиль состоит из нескольких компонентов, в том числе:

• Батарея
• Электрический двигатель тяги
• Термическая система
• Зарядный порт
• DC/DC Converter
• Power Electronics Controler
• TRACTION
• Power Electronics Controler
• TRACTION
• Power Electronics Controler
• TRACTION
• Power Electronics
• TRACTION
• .

Компонентов не так уж много, и они не нуждаются в традиционной смазке маслом, выхлопной системе и т.д. Благодаря этому электромобили намного проще в обслуживании и ремонте, чем традиционные автомобили с двигателем внутреннего сгорания.

Из магазина в мир

Существуют специальные зарядные устройства для электромобилей. Однако большинство электромобилей поддерживают зарядку от обычной домашней розетки.

Каким образом электричество из вашего дома позволяет вашей машине ездить по всему миру (пока есть электричество)?

Давайте посмотрим на различные компоненты электромобиля:

Зарядный порт

Первый шаг — зарядить автомобиль, подключив зарядное устройство к зарядному порту. Переменный ток (AC) проходит через бортовое зарядное устройство, которое преобразует его в постоянный ток (DC), который затем сохраняется в блоке тяговых аккумуляторов.

Преобразователь постоянного тока в постоянный

Мощность постоянного тока высокого напряжения, хранящаяся в блоке тяговых аккумуляторов, слишком велика для использования аксессуарами автомобиля. Чтобы решить эту проблему, преобразователь постоянного тока в постоянный преобразует его в низковольтный постоянный ток, который может питать аксессуары автомобиля.

Аккумулятор хранит и обеспечивает электроэнергией те же аксессуары.

Электрический тяговый двигатель

Электрический двигатель заставляет колеса вращаться и поддерживает движение автомобиля. Питание осуществляется от тяговой батареи.

Тяговая батарея

Тяговая батарея — это батарея, обеспечивающая питание автомобиля. Как правило, это литий-ионные литий-полимерные батареи. Из-за больших габаритов аккумулятор расположен в нижней части автомобиля.

Контроллер силовой электроники

Контроллер силовой электроники является мозгом электрических процессов. Он определяет скорость электродвигателя, энергию, отдаваемую аккумулятору, и многое другое.

Трансмиссия

Трансмиссия передает мощность от электродвигателя на колеса. В отличие от традиционных двигателей внутреннего сгорания, трансмиссия большинства электромобилей имеет только одну передачу.

Тепловая система

Тепловая система охлаждает всю систему. Это очень важный компонент, так как на работу автомобиля сильно влияет его температура.

Резюме

Модель Tesla S

Двигатель внутреннего сгорания — это очень сложный двигатель, который обычно работает на бензине или дизельном топливе. Самая большая разница между бензиновыми и дизельными двигателями заключается в том, что в дизельном двигателе используются не свечи зажигания, а компрессия.

Автомобильные двигатели, использующие два или более источников энергии, называются гибридными. Обычно гибриды состоят из двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя.

Гибриды можно классифицировать по дизайну или степени гибридизации. В большинстве гибридных автомобилей используется последовательно-параллельная гибридная конструкция, в которой двигатель внутреннего сгорания обеспечивает питание как генератора, так и колес.

Полностью электрический автомобиль имеет меньше компонентов, чем традиционный двигатель. Их намного проще обслуживать, так как они имеют меньше деталей и не нуждаются, например, в смазке каким-либо маслом.

Как работает двигатель вашего автомобиля и зачем это нужно знать

Для большинства людей автомобили — это волшебство. При повороте ключа и нажатии на педаль происходит что-то невидимое, и ваш автомобиль начинает перевозить вас туда, куда вы хотите. Реальность, конечно, такова, что за этим упрощенным фасадом скрывается сложная система движущихся частей, но лишь небольшая часть людей (большинство из них профессиональные механики) понимают, как взаимодействуют эти движущиеся части или как работают автомобили в целом.

Безусловно, можно обойтись без знания основ работы автомобилей, но вы упустите ряд преимуществ и возможностей. Для начала полезно ознакомиться с двигателем — основной движущей силой вашего автомобиля.

Зачем это нужно знать

Во-первых, вы, вероятно, задаетесь вопросом, почему так важно лучше знать свой автомобиль.

• Эффективное управление автомобилем. Понимание движущихся частей внутри вашего автомобиля может помочь вам лучше понимать и контролировать свои действия во время вождения, позволяя вашему автомобилю работать более эффективно. Это поможет вам максимально эффективно использовать топливо и свести к минимуму износ вашего автомобиля.
• Проведение базового технического обслуживания. Хотя вы, вероятно, не сможете разобрать двигатель, просто зная его основные компоненты, лучшее знание функциональности вашего автомобиля позволит вам лучше оценить и справиться с некоторыми формами технического обслуживания, такими как замена масла.
• Выявление проблем. Когда что-то пойдет не так, вы сможете точно определить это и впоследствии описать эту проблему профессиональному механику (если он вам нужен). Возможно, вы даже сможете формально диагностировать некоторые проблемы, с которыми в конечном итоге столкнетесь.
• Разговоры. Лучшее знание двигателя вашего автомобиля (и других деталей) позволит вам вести более интеллектуальные беседы с вашими механиками, продавцами автомобилей и даже вашими коллегами.

Основы

Теперь, когда вы знаете, почему это важно, давайте начнем с базовой концепции двигателя и его отношения к вашему автомобилю. Базовой конструкцией здесь является «двигатель внутреннего сгорания», иногда называемый четырехтактным двигателем (по причинам, которые вскоре станут очевидными), который существует во многих формах, но имеет одинаковую основную конструкцию и функции. В этой модели топливо и воздух сгорают крошечными взрывами. Эти взрывы создают направленную наружу силу, которая выталкивает поршни наружу, а направленный наружу импульс этих поршней приводит в движение ряд движущихся частей, которые в конечном итоге передают энергию колесам вашего автомобиля, перемещая автомобиль вперед (или назад, в зависимости от обстоятельств).

Компоненты двигателя

В двигателе есть несколько движущихся частей, некоторые из которых называются группой, а другие — отдельными компонентами:

• Блок двигателя. Блок двигателя — это область, в которой размещены все различные части двигателя. Он включает в себя все цилиндры и их внутренние компоненты, а также соединительные системы и воздуховоды.
• Камера сгорания. Камера сгорания представляет собой отдельную конструкцию внутри двигателя, в которой размещены поршни, цилиндры и головки цилиндров; это действия, которые двигают остальную часть автомобиля вперед.
• Цилиндры и головки цилиндров. Головки цилиндров опираются на весь цилиндр и содержат впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания и топливные форсунки, необходимые для сгорания топлива в камере.
• Поршни. Поршни представляют собой цилиндрические компоненты внутри настоящих цилиндров, которые перемещаются вверх и вниз при работающем двигателе. Импульс поршней является первым звеном в цепи движения всего двигателя автомобиля. Они соединяются с коленчатым валом с помощью шатуна.
• Коленчатый вал. Коленчатый вал — это специальный механизм, который преобразует движение поршней вверх и вниз во вращательное движение, которое автомобиль может использовать для движения. Коленчатый вал — хрупкая деталь, защищенная специальным кожухом. Это также зависит от нефти, чтобы оставаться в здоровой рабочей мощности.
• Топливные форсунки. Топливные форсунки расположены внутри цилиндров для подачи топлива, необходимого для сгорания в двигателе. Есть несколько типов инжекторов; непосредственный впрыск подает топливо в каждый цилиндр отдельно, в то время как распределенный впрыск распыляет топливо за пределы клапана, чтобы смешать его с воздухом, прежде чем какой-либо компонент войдет.
• Свечи зажигания. Свечи зажигания представляют собой механизмы, которые подают искру в зону сгорания для воспламенения топлива и воздуха.

Четырехтактный цикл

«Четырехтактный цикл» — это основной процесс, которому следует каждый цилиндр, чтобы обеспечить питание автомобиля. Как вы понимаете, этот процесс состоит из четырех мини-стадий:

• Такт впуска. Во время такта впуска поршень опускается, что создает вакуум, всасывающий воздух. На этом этапе топливо впрыскивается на открытую площадку.
• Такт сжатия. Все клапаны закрываются, и поршень возвращается в исходное положение, сжимая смесь топлива и воздуха, чтобы увеличить мощность, создаваемую последующим взрывом.
• Рабочий ход. Волшебство происходит во время силового удара. В смесь попадает искра, которая воспламеняет ее, а сила взрыва заставляет поршень вернуться в нижнее положение внутри цилиндра.
• Такт выпуска. Поршень выдвигается еще раз, вытесняя остатки смеси и начиная цикл заново.

Вместе эти ходы заставляют поршень двигаться вверх и вниз, приводя в движение другие части вашего автомобиля и позволяя вам набирать или сохранять инерцию.

Альтернативные настройки

Конечно, существует ряд альтернативных настроек двигателя, которые могут устанавливаться на различных типах транспортных средств. Например, в большинстве автомобилей установлен четырехцилиндровый двигатель, каждый из четырех цилиндров которого работает в четырехтактном цикле. Другие, более мощные транспортные средства имеют шесть или даже восемь цилиндров, а в некоторых небольших транспортных средствах, таких как мотоциклы, используется только два. В гибридных автомобилях электродвигатель используется, чтобы помочь основному газовому двигателю снизить потребность в традиционном топливе.

Если вы еще не запланировали техническое обслуживание своего автомобиля Ford, сейчас самое время это сделать. Свяжитесь со специалистами RC Auto сегодня, чтобы назначить встречу, чтобы привести свой автомобиль Ford в форму.

Что такое автомобильный двигатель? | Как работает автомобильный двигатель?

Для большинства людей автомобиль — это то, что они заправляют бензином, который доставит их из пункта А в пункт Б. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как он на самом деле это делает? Что движет им? Если вы еще не выбрали электромобиль в качестве своего ежедневного водителя, волшебство того, как это сводится к двигателю внутреннего сгорания, который издает шум под капотом. Но как именно работает двигатель?

Что такое автомобильный двигатель?

Двигатель — это сердце вашего автомобиля. Это сложная машина, созданная для преобразования тепла от сжигания газа в энергию, вращающую опорные колеса.

Цепь реакций, которая достигает этой цели, приводится в движение искрой, которая воспламеняет смесь паров бензина и сжатого воздуха в мгновенно закрытом цилиндре и быстро сгорает. Именно поэтому машина называется двигателем внутреннего сгорания. Когда смесь сгорает, она расширяется и дает энергию для питания автомобиля.

ПОДРОБНЕЕ: Что такое двигатель внутреннего сгорания?

Чтобы выдерживать большие нагрузки, двигатель должен иметь прочную конструкцию. Он состоит из двух основных частей: нижняя, более тяжелая часть — блок двигателя, корпус для основных подвижных частей двигателя; Съемная верхняя крышка – это головка блока цилиндров.

Головка блока цилиндров содержит управляемые клапанами каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, и другие, по которым выбрасываются газы, образующиеся при их сгорании.

В блоке находится коленчатый вал, который преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала. Часто в блоке также находится распределительный вал, который приводит в действие механизмы, открывающие и закрывающие клапаны в головке блока цилиндров. Иногда распределительный вал устанавливается в головке или выше.

Как работает двигатель?

В частности, двигатель внутреннего сгорания является тепловым двигателем в том смысле, что он преобразует энергию тепла сгорания бензина в механическую работу или крутящий момент. Этот крутящий момент прикладывается к колесам, чтобы заставить автомобиль двигаться.

В двигателях есть поршни, которые перемещаются вверх и вниз в металлических трубах, называемых цилиндрами. Представьте, что вы едете на велосипеде: ваши ноги двигаются вверх и вниз, чтобы нажимать на педали. Поршни соединены с коленчатым валом стержнями (они похожи на ваши голени) и двигаются вверх и вниз, чтобы вращать коленчатый вал двигателя, точно так же, как ваши ноги поворачивают ноги велосипеда, что, в свою очередь, приводит в движение ведущее колесо велосипеда или ведущие колеса автомобиля. .

В зависимости от автомобиля в его двигателе обычно имеется от двух до двенадцати цилиндров, в каждом из которых поршень движется вверх и вниз.

Эти поршни движутся вверх и вниз благодаря тысячам крошечных контролируемых взрывов, которые происходят каждую минуту и ​​создаются путем смешивания топлива с кислородом и воспламенения смеси. Каждый раз, когда воспламеняется топливо, называется тактом сгорания или рабочим тактом. Тепло и расширяющиеся газы от этого мини-взрыва толкают поршень вниз по цилиндру.

Почти все сегодняшние двигатели внутреннего сгорания (для простоты мы сосредоточимся здесь на бензиновых двигателях) являются четырехтактными двигателями. В дополнение к такту сгорания, который толкает поршень вниз от верхней части цилиндра, есть еще три такта: впуск, сжатие и выпуск.

Двигателям нужен воздух (а именно кислород) для сжигания топлива. Во время такта впуска клапаны открываются, позволяя поршню действовать как шприц, когда он движется вниз, всасывая окружающий воздух через систему впуска двигателя.

Когда поршень достигает нижней точки своего хода, впускные клапаны закрываются, эффективно изолируя цилиндр для такта сжатия, который находится в направлении, противоположном такту впуска. Движение поршня вверх сжимает всасываемый заряд.

Четыре такта четырехтактного двигателя

Большинство двигателей внутреннего сгорания работают по четырехступенчатому циклу. Эти шаги формально известны как ходы, относящиеся к четырем движениям, которые поршень совершает для завершения каждого цикла. Такты происходят в следующем порядке: впуск, сжатие, сгорание, выпуск.

При каждом ходе поршень перемещается вверх или вниз в цилиндре и перемещается вместе с впуском воздуха и топлива или выпуском отработавших газов. Вот обзор того, как работает процесс

Четыре такта четырехтактного двигателя

• Впуск: Поршень втягивается внутрь цилиндра под действием импульса коленчатого вала. Большую часть времени автомобиль движется вперед, поэтому коленчатый вал всегда вращается. Впускной клапан открывается, пропуская смесь топлива и воздуха в цилиндр через фиолетовую трубку.
• Компрессия: Впускной клапан закрывается. Поршень движется обратно вверх по цилиндру и сжимает (сжимает) топливно-воздушную смесь, что делает ее гораздо более воспламеняющейся. Когда поршень достигает верхней части цилиндра, зажигается свеча зажигания.
• Мощность: Искра воспламеняет топливно-воздушную смесь, вызывая мини-взрыв. Топливо сгорает мгновенно, выделяя горячий газ, который толкает поршень обратно вниз. Энергия, выделяемая топливом, теперь приводит в действие коленчатый вал.
• Выхлоп: Выпускной клапан открывается. По мере того, как коленчатый вал продолжает вращаться, поршень во второй раз отталкивается от цилиндра. Он выталкивает выхлопные газы (образующиеся при сгорании топлива) через выхлопное отверстие.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО: 1. Что такое поршень? 2 . Что такое коленчатый вал?

Различные типы двигателей

Конечно, существуют исключения и небольшие различия между двигателями внутреннего сгорания, представленными на рынке. Например, двигатели Аткинсона изменяют фазы газораспределения, чтобы сделать двигатель более эффективным, но менее мощным.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Различные типы двигателей

Турбокомпрессоры наддува и наддува, сгруппированные по вариантам наддува, нагнетают дополнительный воздух в двигатель, увеличивая доступный кислород и, следовательно, количество топлива, которое может быть сожжено, что приводит к увеличению силу, когда вы этого хотите, и быть более эффективным, когда вам не нужна сила.

Дизельные двигатели делают все это без свечей зажигания. Независимо от двигателя, основы функциональности остаются неизменными, пока это двигатель внутреннего сгорания. И теперь ты ее знаешь.

Часто задаваемые вопросы.

Что такое автомобильный двигатель?

Двигатель — это сердце вашего автомобиля. Это сложная машина, созданная для преобразования тепла горящего газа в силу, вращающую опорные катки. Он состоит из двух основных частей: нижняя, более тяжелая часть — блок цилиндров, кожух основных движущихся частей двигателя; съемная верхняя крышка — головка блока цилиндров.

Как работает автомобильный двигатель?

Двигатель состоит из неподвижного цилиндра и подвижного поршня. Расширяющиеся газы сгорания толкают поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал. После того, как поршень сжимает топливно-воздушную смесь, искра воспламеняет ее, вызывая сгорание. Расширение продуктов сгорания толкает поршень во время рабочего такта.

Какова функция автомобильного двигателя?

Бензиновый автомобильный двигатель предназначен для преобразования бензина в движение, чтобы автомобиль мог двигаться. В настоящее время самый простой способ создать движение из бензина — это сжечь бензин внутри двигателя. Таким образом, автомобильный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который происходит внутри.

Как работает двигатель автомобиля?

В двигателе с искровым зажиганием топливо смешивается с воздухом и затем подается в цилиндр в процессе впуска. После того, как поршень сжимает топливно-воздушную смесь, искра воспламеняет ее, вызывая сгорание. Расширение продуктов сгорания толкает поршень во время рабочего такта.

Сколько стоит автомобильный двигатель?

Стоимость новых двигателей начинается от 4000 долларов за 4-цилиндровый двигатель, около 5500 долларов за двигатель V6 и 7000 долларов за двигатель V8. Цены увеличиваются от этих цифр в зависимости от сложности двигателя и марки автомобиля.

Какие двигатели используются в автомобилях?

По состоянию на 2017 год большинство автомобилей в США работают на бензине. В начале 1900-х годов двигатели внутреннего сгорания столкнулись с конкуренцией со стороны паровых и электрических двигателей. Двигатели внутреннего сгорания того времени работали на бензине.

Что означает V в автомобилях?

Буква «V» обозначает расположение цилиндров в вашем двигателе. В V-образных двигателях цилиндры расположены V-образно, или, иначе говоря, в два равновеликих ряда. Эта конструкция широко используется, поскольку требует меньше места и может поместиться в большинстве автомобилей.

Кто производит двигатель V10?

Если двигатели V10 фактически не работают, это делает Audi одним из последних автопроизводителей, которые когда-либо производили их. К счастью, 5,2-литровый безнаддувный V10 от Audi R8 — это шедевр двигателя, который набирает обороты сильнее и быстрее, чем любой двигатель такого размера.

Сколько двигателей у машины?

Вам будет трудно найти автомобиль последней модели с менее чем дюжиной электродвигателей, в то время как типичные современные автомобили на американских дорогах могут легко иметь 40 или более электродвигателей.

Что является основной частью двигателя автомобиля?

Блок цилиндров является основой двигателя автомобиля и часто изготавливается из алюминия или железа. В нем размещены почти все основные компоненты двигателя, такие как поршни, коленчатый вал и шатуны, и он разделен на три фиксированные секции: головка блока цилиндров, блок и картер.

Как долго работают двигатели?

Некоторое время средний срок службы двигателя автомобиля составлял восемь лет или 150 000 миль. Новые конструкции, улучшенные технологии и улучшенные стандарты обслуживания в последние годы увеличили этот средний ожидаемый срок службы примерно до 200 000 миль, или около 10 лет.

Стоит ли менять двигатель?

Новые двигатели предлагают долгосрочное и надежное решение проблем вашего автомобиля. С другой стороны, подержанные автомобили могут иметь свой собственный набор проблем с двигателем. Если при замене подержанного автомобиля возникнут проблемы с двигателем, в конечном итоге вы можете заплатить вдвое больше.

Сколько стоит подержанный двигатель?

Как правило, бывшие в употреблении двигатели на большинстве легковых автомобилей можно заменить за 3000-4000 долларов, а новые двигатели могут стоить от 4000 до 6000 долларов. У кого-то будет больше, у кого-то меньше. Средняя цена подержанного автомобиля составляет более 8000 долларов, а если вы ищете модель возрастом 3-4 года, эта цифра подскакивает до 20 000 долларов.

Что такое хороший двигатель?

Двигатели с большим объемом масла и охлаждающей жидкости обычно лучше справляются с термическими нагрузками в двигателе. Думайте об этом как о большем количестве боеприпасов для борьбы с врагом. Когда в двигателях больше места для охлаждающей жидкости и масла, у них больше огневой мощи, чтобы дать отпор двигателям, ну, огневой мощи.

Какие существуют 2 типа двигателей?

В основном двигатели бывают двух типов, и это двигатели внешнего сгорания и двигатели внутреннего сгорания.

Какой самый распространенный автомобильный двигатель?

Рядный или прямой: это наиболее распространенный двигатель в автомобилях, внедорожниках и грузовиках. Цилиндры расположены вертикально, бок о бок, что делает двигатель компактным и эффективным.

Что означает V12 на автомобиле?

Двигатель V12 представляет собой двенадцатицилиндровый поршневой двигатель, в котором два ряда по шесть цилиндров расположены V-образно вокруг общего коленчатого вала. Двигатели V12 более распространены, чем двигатели V10.

Почему двигатели называются моторами?

«Мотор» происходит от классического латинского movere, «двигаться». Сначала это относилось к движущей силе, а затем к человеку или устройству, которое что-то перемещало или вызывало движение. «Поскольку это слово пришло через французский язык в английский язык, оно использовалось в значении «инициатор», — говорит Фуллер.

Подробнее

• Что такое список автозапчастей?
• Какие основные части автомобиля?
• 21 Основные детали автомобильного двигателя
• 10 лучших советов по чистке салона автомобиля
• Как заменить спущенную шину?
• Какие части кузова автомобиля?
• Что такое внутренние части автомобиля?

Как работает двигатель? Сгорание и компоненты – Блог AMSOIL

• Новости

Поделиться:

Двигатель внутреннего сгорания работает путем преобразования топлива и воздуха в механическую энергию.

Основные компоненты двигателя включают клапанный механизм, поршни и коленчатый вал.

Купить артикул

AMSOIL Synthetic Motor Oil

AMSOIL Synthetic Diesel Oil

Работа двигателя заключается в преобразовании топлива в энергию. Итак, как работает двигатель? Двигатели внутреннего сгорания создают энергию, сжигая топливно-воздушную смесь под давлением внутри цилиндра, и она преобразуется в движение поршнями двигателя, шатунами и коленчатым валом.

Однако конструкция и функции компонентов различаются в зависимости от основного назначения автомобиля, типа топлива и других соображений. Начнем с основ сгорания и конструкции двигателя.

Четыре функции сгорания

Четырехтактные двигатели должны выполнять четыре основные функции для правильной и эффективной работы:

• Впуск
• Компрессия
• Мощность
• Выпуск

Функция впуска включает подачу смеси воздуха и топлива в камеру сгорания. Функция сжатия сжимает смесь. Функция power включает воспламенение смеси и использование силы этой реакции. выхлоп функция вытесняет сгоревшие газы из двигателя.

В четырехтактном двигателе процесс сгорания состоит из 1) тактов впуска, 2) сжатия, 3) рабочего и 4) тактов выпуска.

Поршень и поршневые кольца

Поршень движется вверх и вниз или совершает возвратно-поступательные движения внутри цилиндра двигателя. При этом он помогает выполнить четыре функции сгорания, создавая вакуум, который втягивает топливно-воздушную смесь в камеру сгорания (впуск), сжимает смесь (сжатие), воспламеняет ее (мощность) и удаляет продукты сгорания (выхлоп). ).

Область над поршнем называется цилиндром или камерой сгорания. Воздух и топливо сжимаются и воспламеняются в цилиндре. Поршневые кольца под днищем поршня образуют уплотнение на стенке цилиндра, чтобы предотвратить утечку топлива из камеры сгорания и помочь предотвратить утечку большей части побочных продуктов сгорания через поршневые кольца и загрязнение масла в картере. Поршневые кольца также помогают охлаждать поршень, распределяя масло по стенке цилиндра и передавая тепло.

Двигатель в разрезе, открывающий поршни, камеру сгорания и отверстие форсунки.

Шатуны и поршневые пальцы

Шатуны соединяют поршень с коленчатым валом. Наручный штифт используется для крепления поршня к шатуну, позволяя им поворачиваться при возвратно-поступательном движении. И под коронкой, и под запястьем штифт подвергаются экстремальным нагрузкам, поскольку они воспринимают силу возвратно-поступательных поршней, особенно когда поршень движется вниз под действием силы сгорания.

Как работает двигатель? Коленчатый вал

Коленчатый вал преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение, которое передается на коробку передач. В типичном потребительском автомобиле коленчатый вал присоединяется к трансмиссии через сцепление (в ручном режиме) или преобразователь крутящего момента (в автоматическом режиме). В газонокосилке коленчатый вал крепится непосредственно к режущим ножам.

Уплотнения на концах коленчатого вала предотвращают утечку масла из двигателя. Уплотнения в двухтактных двигателях имеют дополнительную проблему, связанную с работой под действием сил положительного и отрицательного давления, создаваемых возвратно-поступательным движением поршня. Сальники четырехтактных двигателей не работают при таком давлении.

Поршни приводят в движение коленчатый вал, который приводит в движение трансмиссию и транспортное средство.

Подшипники

Коренные подшипники двигателя поддерживают коленчатый вал. В зависимости от конструкции двигателя могут использоваться подшипники качения или подшипники скольжения.

Роликовые подшипники (подшипники качения) используются в двухтактных двигателях, поскольку для них нет специального источника смазки. Роликовые подшипники содержат подвижные элементы и могут также называться роликовыми подшипниками.

Подшипники скольжения — это фиксированные неподвижные подшипники, которые поддерживают вращающийся коленчатый вал в четырехтактных двигателях. Они предназначены для обеспечения низкого сопротивления трению и требуют специального источника смазки под давлением для обеспечения адекватного жидкостного барьера между металлическими компонентами.

AMSOIL

РУКОВОДСТВО ПО ПОИСКУ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

• Найдите товары для своего автомобиля: автомобили и легкие грузовики, мотоциклы, квадроциклы, снегоходы, морские суда, гидроциклы, большегрузные автомобили и многое другое.
• Руководство по поиску старинных автомобилей.
• Фильтр поиска и руководств по перекрестным ссылкам.

Ознакомьтесь с направляющими

Клапанный механизм и синхронизация клапанов

Клапанный механизм двигателя отвечает за открытие и закрытие клапанов цилиндров в нужное время в процессе сгорания. Он состоит из клапанов, узлов клапанных пружин, распределительных валов, толкателей, толкателей и коромыслов.

Клапаны используются либо для подачи топливно-воздушной смеси в цилиндр, либо для выпуска выхлопных газов. В старых автомобилях для каждой функции использовался один клапан; однако в новых автомобилях используется до двух впускных и двух выпускных клапанов на цилиндр.

Впускной клапан подает топливно-воздушную смесь в камеру сгорания. Выпускной клапан выпускает выхлопные газы из цилиндра.

Каждый клапан имеет уплотнение клапана, которое отвечает за предотвращение попадания масла в камеру сгорания. Неисправные уплотнения клапанов могут привести к попаданию масла в цилиндр и воспламенению во время сгорания, в результате чего двигатель будет сжигать масло.

Магазин AMSOIL Products

Распредвал

Распредвал содержит эксцентрики и шейки, которые регулируют фазы газораспределения. Эксцентрики представляют собой механические кулачки, которые передают возвратно-поступательное движение между механическими компонентами. Каждый эксцентрик управляет одним клапаном. Например, четырехцилиндровый двигатель с двумя клапанами на цилиндр будет использовать распределительный вал с восемью эксцентриками.

Форма эксцентриков контролирует точно настроенное движение и синхронизацию клапанного механизма, включая то, насколько далеко поднимаются клапаны, как долго они остаются поднятыми и когда эти движения происходят относительно положения поршней.

Два основных типа распределительных валов — плоского толкателя и роликового. Толкатель, или толкатель, на распределительном валу с плоским толкателем плоский, и для отделения его поверхности от кулачка требуется масло. Распределительные валы с плоскими толкателями создают высокое трение и высокие температуры, потому что поверхности быстро скользят друг относительно друга. Масляная пленка является единственным барьером, препятствующим слипанию толкателя и кулачка кулачка.

Трение между двумя компонентами может в конечном итоге привести к износу кулачка плоского толкателя и повлиять на работу клапана. Мощность и эффективность двигателя снижаются, если кулачки с плоскими толкателями не могут поднять клапаны достаточно, чтобы адекватно заполнить камеру для воспламенения или выпуска выхлопных газов.

В роликовом распределительном валу используются колеса или ролики для уменьшения износа толкателя. Тела качения практически полностью уменьшают трение между толкателем и кулачком, продлевая срок службы распределительного вала. Роликовые распределительные валы обычно предпочтительнее распределительных валов с плоскими толкателями, поскольку они значительно снижают износ и могут повысить производительность двигателя.

Распределительный вал содержит эксцентрики, которые открывают впускной и выпускной клапаны.

Как работает двигатель? Конструкции блока цилиндров

Рядный двигатель

Рядные двигатели располагают поршни в один ряд. Рядный блок цилиндров — это обычная компоновка, используемая в различных автомобильных и спортивных приложениях, включая снегоходы, гидроциклы и мотоциклы.

Двигатель V-Style

Двигатели V-Style имеют два ряда цилиндров, смещенных относительно друг друга так, что они образуют V-образную форму. V-образный двигатель — это обычная конструкция автомобильного двигателя. Рынок крупногабаритных мотоциклов также обычно использует эту конструкцию.

Оппозитный двигатель

В оппозитных двигателях цилиндры лежат горизонтально и расположены перпендикулярно к обеим сторонам коленчатого вала. Porsche* и Subaru* используют оппозитную конструкцию блока цилиндров в автомобилях, а Kohler* и Briggs & Stratton* хорошо известны тем, что используют оппозитные двигатели в газонокосилках.

Роторный двигатель

Роторные двигатели, известные как двигатель Ванкеля, используют треугольный ротор вместо поршней для производства энергии. Треугольные роторы вращаются внутри специальной камеры; один цикл состоит из функций впуска, сжатия, мощности и выпуска.

Поскольку мощность поступает от вращающегося ротора, а не от возвратно-поступательных поршней, он работает плавно с очень небольшой вибрацией. Роторный двигатель в основном используется в автомобилях, включая Mazda* RX7 и RX8.