Конструкция двс


Как работает двигатель внутреннего сгорания — Mafin Media

Готовиться смесь может по-разному. В устаревших карбюраторных двигателях горючее «готовится» в отдельном механизме авто — карбюраторе. После смешивания воздуха с топливом смесь подается в двигатель и там сгорает. У карбюраторных моторов много минусов, а их ремонтопригодность сегодня уже не так востребованна. Поэтому самые популярные системы подачи топлива — инжекторные (от англ. inject — впрыскивать). 

В зависимости от конструкции мотора топливо подается либо во впускной коллектор — трубопровод, через который авто получает воздух из окружающей среды, — либо напрямую в цилиндры. Подобные решения сложнее, но позволяют экономить топливо и снижать количество вредных выбросов в атмосферу. Основная деталь инжекторного впрыска — форсунка. Именно она впрыскивает топливо:

Компоненты двигателя: где и как сгорает смесь

Самое важное происходит в корпусе двигателя, который объединяет блок цилиндров (слева на фото) и головку блока цилиндров (справа на фото).

Блок цилиндров содержит полые внутри цилиндрические трубки, в которых размещаются поршни.

Головка блока цилиндров (ГБЦ) монтируется на блок цилиндров и образует герметичные (т. е. непроницаемые для посторонних жидкостей и газов) камеры сгорания.

Внутри камеры сгорания устанавливаются поршни — детали цилиндрической формы, совершающие возвратно-поступательные движения под действием сгорания смеси.

Поршни — часть кривошипно-шатунного механизма (КВШ), комплекса деталей, который преобразует движения поршня во вращение коленчатого вала. Последний и двигает колеса автомобиля. Так выглядит КВШ вместе с поршнями двигателя:

 

В головке блока цилиндров находятся упомянутые выше форсунки — вместе со свечами зажигания (в бензиновом моторе) и клапанами. Свечи зажигания производят электрическую искру, предназначенную для воспламенения топливно-воздушной смеси.

 

 

! — Если автомобиль оснащен непосредственным впрыском топлива (в камеру сгорания), форсунки находятся в ГБЦ, а если впрыск распределительный — форсунки установлены во впускном коллекторе вблизи впускных клапанов.

 

Клапаны относятся к механизму газораспределения и внешне напоминают большие гвозди:

Такая форма дана им неслучайно: нижней, выпуклой частью они закрывают и открывают впускные и выпускные отверстия в камере сгорания, поочередно впуская подготовленную топливно-воздушную смесь или воздух и выпуская отработанные газы. Соответственно, в зависимости от своей роли клапаны бывают впускными и выпускными.

Обычно на один цилиндр приходится от двух до четырех клапанов. За то, чтобы «доступ» в камеру сгорания открывался вовремя, и отвечает механизм газораспределения (ГРМ), в который выходят клапаны. В зависимости от мотора ГРМ приводится в действие ремнем или цепью.

Рассмотрим цилиндр в разрезе:

Четыре такта

Любой двигатель функционирует согласно циклу, состоящему из нескольких тактов, то есть ходов (движений) поршня. Большинство автомобильных моторов — четырехтактные.

Рассмотрим такты бензинового двигателя:

  1. Впуск: открывается впускной клапан, в камеру сгорания попадает топливно-воздушная смесь, а поршень идет вниз.
  2. Сжатие: оба клапана закрыты, поршень идет вверх, сжимая и нагревая смесь.
  3. Рабочий ход: оба клапана закрыты, под действием электрической искры от свечи зажигания сжатая и разогретая топливно-воздушная смесь воспламеняется, образовавшиеся при этом газы толкают поршень вниз.
  4. Выпуск: выпускной клапан открыт, поршень идет вверх, выталкивая отработанные газы в сторону выхлопной трубы.

После этого цикл повторяется. У дизельного двигателя вместо свечи установлена форсунка, и смесь воспламеняется не при помощи искры, а от сжатия — впрыска дизельного топлива через форсунку под большим давлением. Впускной клапан при этом подает в камеру сгорания только воздух. Кстати, в некоторых современных бензиновых моторах форсунка тоже впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр.

А как запускается первый такт?

Каждый автомобиль обладает набором бортовой электроники — проводов, аккумулятора, стартера и т. д. Аккумулятор за время поездок накапливает достаточно энергии, чтобы при помощи специального механизма — стартера — раскрутить коленвал и завести мотор.

И что дальше?

Мощность от двигателя к колесам передается с помощью коробки передач, редуктора и приводных валов. Если мотор соединить с колесами напрямую, автомобиль после запуска начнет движение на одной-единственной передаче, с небольшой скоростью, а после торможения сразу заглохнет. Об этих передачах и о типах коробок (автоматах, вариаторах, механиках и т. д.) Mafin Media расскажет в следующем материале.

что это и как работает. 5 интересных фактов :: Autonews

Двигатель внутреннего сгорания, или сокращённо ДВС, — это «сердце» большинства современных автомобилей. И не только машин, но также мотоциклов, кораблей, тепловозов, самолётов и даже масштабных моделей транспортных средств.

Что такое ДВС

ДВС — это пока основной вид двигателей транспортных средств, тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу. Сжигая горючее во внутренних камерах, двигатель внутреннего сгорания освобождает энергию, а затем преобразует её во вращательное движение. Оно, в свою очередь, раскручивает колёса или лопасти.

Двигатели внутреннего сгорания принято делить на несколько основных типов:

  • Поршневой двигатель внутреннего сгорания;
  • Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания:
  • Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания.

Основным типом ДВС является классический поршневой двигатель, поэтому преимущественно речь дальше пойдёт о нём.

Как создавался ДВС

Двигатель внутреннего сгорания стар как мир. История создания этой машины тесно связана с паровыми двигателями, то есть двигателями внешнего сгорания.

Паровые двигатели, применяемые в XVIII веке, были громоздкими и слабыми, с чрезвычайно низким коэффициентом полезного действия. Тепло от сгорания топлива в них использовалось для нагрева жидкости, а та в свою очередь, превращалась в пар и совершала работу. Звучит красиво, а что на деле? По факту практический КПД, то есть эффективность преобразования энергии, обычно составлял от 1 до 8%. Уже тогда было ясно — систему нужно улучшать. Зачем сжигать горючее вне мотора, не лучше ли делать это прямо в нём?

Попытки создания ДВС начались намного раньше, чем вы можете себе представить, — ещё в XVII веке. В 1678 году голландский математик Христиан Гюйгенс создал примитивный ДВС, работающий… на порохе. Идея получила развитие: экспериментаторы в различных странах шли по схожему пути, но далеко не все из них попали в историю.

Доподлинно известно, что в 1794 году Робертом Стритом был запатентован двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе. Построен первый рабочий прототип. В 1807 году француз Нисефор Ньепс разработал твердотельный ДВС, работающий на порошке пиреолофора. С прототипом лично ознакомился Наполеон Бонапарт. В том же году Франсуа Исаак де Риваз создал поршневой ДВС, работающий на газообразном водороде — этот мотор получил поршневую группу и искровое зажигание.

Первый автомобильный ДВС в привычном понимании был создан в 1885 году Карлом Бенцем — мотор использовался на автомобиле Benz Patent-Motorwagen.

Многие изобретатели приложили руку к сознанию двигателя внутреннего сгорания, но первым коммерчески успешным проектом стало детище французского изобретателя из Бельгии Жана Этьена Ленуара. К 1864 году он продал свыше 1 400 своих двигателей и неплохо на этом нажился.

Первый автомобильный ДВС в привычном понимании был создан в 1885 году Карлом Бенцем — мотор использовался на автомобиле Benz Patent-Motorwagen.

Устройство поршневого ДВС

Традиционный поршневой двигатель внутреннего сгорания — чрезвычайно сложная система. Однако основных деталей у классического ДВС не так уж и много. Без этих элементов работа двигателя внутреннего сгорания невозможна:

  • блока цилиндров — механической основы мотора;
  • головки блока цилиндров;
  • поршней;
  • шатунов;
  • коленчатого вала;
  • распределительного вала с кулачками;
  • впускных и выпускных клапанов;
  • свечей зажигания*.

* — на самом деле деталей значительно больше, но рассказать о каждой из них в рамках короткой статьи не представляется возможным.

Принципы работы ДВС

Все классические ДВС работают по схожему принципу. В процессе их работы энергия вспышки топлива, то есть тепловая энергия, преобразуется в энергию механическую. Обычно это происходит следующим образом:

  1. Когда поршень в цилиндре движется вниз, открывается впускной клапан. В цилиндр поступает топливовоздушная смесь.
  2. Поршень поднимается, а выпускной клапан закрывается. Поршень сжимает топливовоздушную смесь и доходит до верхней мёртвой точки.
  3. На свече зажигания возникает искра, топливовоздушная смесь мгновенно сгорает, выделяя большой объём газов. Под их действием поршень устремляется вниз.
  4. Открывается выпускной клапан и выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Четырехтактный двигатель

В четырёхтактном моторе происходит четыре непрерывных последовательных стадии:

  1. Впуск (наполнение цилиндра смесью).
  2. Сжатие.
  3. Рабочий ход или сгорание.
  4. Выпуск отработавших газов.

Двухтактный двигатель

Но бывают и иные моторы — двухтактные. Они работают немного по-другому и применяются, как правило, на мототехнике и бензиновых инструментах вроде бензопил. Что происходит в них?

  1. Когда поршень движется снизу-вверх, в камеру сгорания поступает топливо. Сжатая поршнем топливовоздушная смесь поджигается искрой.
  2. Смесь загорается и поршень устремляется вниз. Открывается доступ к выпускному коллектору и из цилиндра выходят продукты сгорания.

Разница в том, что тактов всего два: на первом одновременно происходит впуск и сжатие, а на втором — опускание поршня и выпуск продуктов сгорания из коллектора.

Какие ещё бывают ДВС

Помимо поршневых двигателей внутреннего сгорания создано немало иных разновидностей ДВС — роторные, газотурбинные, реактивные, турбореактивные и бесчисленное множество их модификаций. Чем они отличаются?

  • Газотурбинные ДВС

Если в традиционных поршневых ДВС работа расширения газообразных продуктов сгорания преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, то в газотурбинных работа расширения продуктов сгорания воспринимается рабочими лопатками ротора, а в реактивных используется реактивное давление, возникающее при истечении продуктов сгорания из сопла. Все эти типы ДВС объединяет одно — во время работы они внутри себя сжигают топливо.

Крайне необычные моторы, которые можно встретить даже на серийных машинах. Первый роторно-поршневой мотор был создан немецким инженером Феликсом Ванкелем в 1957 году. Этот ДВС внешне совершенно не похож ни на один традиционный поршневой мотор.

Двигатель Ванкеля состоит из корпуса, камеры сгорания, впускного и выпускного окон, неподвижной шестерни, зубчатого колеса, ротора, вала и свечи зажигания. Ротор на эксцентриковом валу приводится в действие силой давления газов в результате сгорания топливовоздушной смеси. Он вращается относительно статора посредством шестерён. Когда ротор совершает эксцентричные круговые движения, его грани соприкасаются с внутренней поверхностью камеры сгорания. Таким образом создаются три изолированные камеры, в которых попеременно сжигается топливо. Вращающийся ротор передаёт крутящий момент на трансмиссию.

Человечество создало немало невероятных и по-настоящему уникальных моторов. Вот 10 самых совершенных из них:

👉 Железные мускулы. 10 лучших двигателей в истории

5 интересных фактов о ДВС

ДВС может работать на альтернативном топливе

Современные ДВС принято делить на два основных типа по применяемому топливу — бензиновые и дизельные. Однако сама история создания двигателей внутреннего сгорания позволяет понять: сжигать в таких моторах можно многие виды горючего — от различных газов до всевозможных растворителей и спиртов. Главное — испарить их и подмешать воздух в нужных пропорциях.

Наиболее распространённые альтернативы бензину и дизелю — пропан-бутан и метан, но можно использовать даже «гремучую смесь» — водород с кислородом. И это далеко не всё: почти любая современная машина с ДВС способна ездить на смеси бензина с этанолом или на чистом этаноле, то есть спирте, получаемом экологически чистым путём. Поедет бензиновый автомобиль и на различных растворителях. К примеру, запустить ДВС можно на обычном сольвенте из хозяйственного магазина — с помощью этой жидкости обычно осуществляют чистку топливной системы.

ДВС выживет в космосе и под водой (если очень постараться)

Двигатель внутреннего сгорания можно заставить работать даже в космосе. Всё, что для этого требуется, — обеспечить подачу кислорода для создания топливовоздушной смеси. При соблюдении этого нехитрого условия ДВС может запуститься и работать даже под водой. Для него нет ничего невозможного.

ДВС действительно плох

Несмотря на всю свою технологичность и сложность, по уровню КПД бензиновый ДВС недалеко ушёл от парового мотора. Эффективность этих агрегатов оставляет желать лучшего. Коэффициент полезного действия в среднем варьируется в диапазоне от 20 до 25%.

Иными словами, при сжигании условных 10 литров бензина лишь около трёх литров выполняют полезное действие. Всё остальное горючее тратится на тепловые и механические потери. С этой точки зрения дизельные движки намного круче: их КПД достигает 40%. Но и их век уже прошёл.

Отказ от ДВС неизбежен

Одну из причин грядущего отказа от двигателей внутреннего сгорания мы уже раскрыли — это низкий КПД. Но есть и ещё один немаловажный момент — влияние на экологию. Поскольку почти все ДВС работают на невозобновляемых ресурсах (бензине, дизеле, нефтяном газе), отказ от них жизненно необходим.

По данным специалистов, мировой запас нефти составляет 1,726 трлн баррелей, которых хватит при нынешнем уровне потребления немногим более чем на 50 лет. Из нефти делают не только топливо. Она — основа синтетических каучуков, пластиков, еды, тканей, шампуней и даже аспирина. Всего того, без чего жизнь человека уже практически невозможна.

Метод дублирования. 11 примеров из конструкции ДВС / Хабр


Дублирование (от французского doubler удваивать) в системе это вид резервирования, имеющего минимальную избыточность.

Статья

эволюция развития автомобильных двигателей с начала 90-х годов

вызвала интерес, и сильное обсуждение преобразований в двигателестроении. Эта статья будет ее продолжением без временных рамок, но с одним общим условием — все представленные примеры повысили надежность, и ряд других характеристик ДВС в лучшую сторону.



2 ДВС в одном автомобиле (Полный привод без сложной трансмиссии)

Обычно перед инженерами стоит непростой выбор — какой привод выбрать? Идеальным решением конечно будет полный привод, но помимо проблем с развесовкой по осям тут всплывают и дополнительные сложности из за трансмиссии. Простым решением проблемы может служить решение установить два двигателя в автомобиль.

Первые серийные 2-х моторные автомобили появились еще в 1935-ом году.

Немецкая фирма Vidal & Sohn Tempo-Werk GmbH» пытаясь выиграть военный заказ предложила простой и технологичный автомобиль под названием Tempo 1200G.

Число 1200 отображало суммарный объем двух двухтактных моторов, а мощность до 36 л.с. Из оригинальных решений кроме моторов стоит отметить два запасных колеса расположенных по бортам между передней и задней осью. Такое решение позволяло машине передвигаться по бездорожью без риска повредить днище.

Серийный выпуск модели 1200G продолжался до 43-го года, но и после производство продолжилось уже для нужд других стран (Австрия, Турция, Финляндия, Румыния, Болгария, Дания).

Следующий «двухмоторник» — Citroen Sahara.

Этот автомобиль созданный на базе легендарной малолитражки Citroen 2CV стал результатом борьбы за нефтяные контракты в Африке. Простое решение с двумя моторами понравилось заказчикам и в результате в период с 1960 по 1966 год было построено 692 Citroen Sahara. Возросшая мощность и выбор между 3 типами привода на машине были высоко оценены и… сейчас цена этих раритетов одна из самых высоких среди 2CV (от 100 000$).

Кроме этих двух серийных машин были и другие двухмоторные автомобили.


Mini Cooper Twini.


VW Golf II Pikes Peak


VW Scirocco 280/4


MTM TT Bimoto

Mercedes-Benz A38 AMG

Не стабильный на лосином тесте MB A-Class был проблемой для имиджа марки.

Дело в том что автомобиль обладал слишком большой «парусностью» по отношению к массе, из-за особенностей установки мотора. В AMG придумали как решить эту проблему… установив сзади второй двигатель!

В А38 установили два двигателя от А190 общей мощностью 254 л. с. и моментом 360 Нм. С помощью такой силовой установки А38 стал набирать 100 км/ч всего за 5,7 с, а максимальная скорость достигла 230 км/ч. Кроме того, спецы AMG уменьшили клиренс на 10 мм.

Интересно, что задний двигатель запускается отдельно от переднего с помощью специального переключателя, встроенного в блок управления стеклоподъемниками.


2 турбины для ДВС (всего несколько десятилетий и уже стандартное решение)


Две турбины на автомобиле сейчас уже не вызывают удивления (некоторые машины уже имеют и больше), но по прежнему с точки зрения надежности это одно из наиболее приемлемых решений. Аналоги решения проблемы инерционности турбины вроде Variable-Nozzle Turbine и электро-турбины пока не настолько простое решение, а часто даже не всегда необходимое.

Преимущества двух турбин в виде уменьшения времени турбо-задержки, увеличения мощности и экономичности в широком диапазоне оборотов двигателя хорошо отработаны на ДВС абсолютно разного назначения и объема.

Изначально Twin Turbo («турбины-близнецы») называлась технология, при которой выхлопные газы разделялись на два равных потока и распределялись на две одинаковые турбины малого размера. Это позволяло получить лучшее время отклика, а иногда и упростить конструкцию мотора, используя недорогие турбокомпрессоры, что очень актуально для V образных двигателей с выхлопными коллекторами «вниз». Сейчас технология несколько «усложнилась» и две турбины теперь разного размера для обеспечения стабильной тяги без «турбо-ямы».

Главное преимущество — увеличение мощности при относительно небольших габаритах ДВС по сравнению с атмосферной версией впрочем тоже имеет свои пределы, но во многом проблемы связаны уже с очередным «удвоением» количества турбин до четырех («квадро-турбо» от BMW).

2-х режимный впуск (впуск изменяемой геометрии). Проблема выбора между двух «зол» решена

Не зря многие автомобилисты сравнивают мотор с сердцем. Процессы внутри ДВС во многом схожи с пульсирующим органом, так как тоже состоят из целого ряда пульсаций.

В процессе работы двигателя во впускном коллекторе так же возникают пульсации из за цикличности процесса всасывания воздуха и выпуска отработавших газов. При определенном резонансе движения волн воздуха внутри коллектора это может даже помочь наполнению цилиндра, но проблема в том что этот процесс работает только на определенном диапазоне оборотов. Все остальные пульсации выше или ниже этой планки вредят процессу смесеобразования в ДВС.

Для решения этой проблемы иногда ставят «длинный» впускной коллектор (если нужна хорошая тяга на низких оборотах), или «короткий» (для высоких оборотов). Разумеется со временем инженеры задумались о «совмещении функций» в одном устройстве и создали впускной коллектор изменяемой геометрии.


Аналогия из биологии.

Лучший пример «зачем это надо?» это дыхание во время бега человека. При небольших нагрузках мы предпочитаем дышать носом, но когда воздуха не хватает «всасываем» воздух уже ртом и носом (при критически высоких нагрузках — только ртом).

Впуск переменной длины сейчас применяется как в дизельных, так и бензиновых двигателях. Даже

на ВАЗ такой делали

. В надувных двигателях впускной коллектор переменной длины не используется, т.к. необходимый объем воздуха в камере сгорания обеспечивается механическим нагнетателем или турбокомпрессором.

От 2 клапанов к 4-м (удвоение)


Количеством клапанов на цилиндр сейчас мало кого удивишь, а тем не менее этот показатель когда то вызывал интерес у водителей 90-х. Как всякая новая технология в те времена она обросла целым рядом мифов, которые изжили себя уже в наше время (конечно представить себе удвоение движущихся деталей без сопутствующих проблем сложно, но по факту вышло именно так).

Увеличение количества клапанов позволяет снизить массу каждого из них, а значит, клапаны могут двигаться быстрее, создавая меньше нагрузок на пружину и седло. Так что, как ни странно, кажущийся на первый взгляд более сложным двигатель в целом был надежнее аналогичного 2-х клапанного.

Тема увеличения количества клапанов так же неизменно связана с другим видом «раздвоения» — установкой двух распредвалов в ГБЦ ДВС.

2 распределительных вала (DOHC)


Двигатели с 2 распределительными валами получили обозначение DOHC (Double OverHead Camshaft) что буквально означает «двойной верхний распределительный вал». Широкое распространение данная конструкция получила во многом за счет предыдущих преобразований в ДВС (увеличение оборотов которое непосредственно определило внедрение большего количества клапанов, электронного впрыска и т. д.). Для таких условий эксплуатации простота и надежность работы сыграла решающую роль. Так же «двойной распредвал» позволил более точно выставлять фазы ГРМ что увеличивало показатели мощности из за качественно улучшенного смешивания топливной смеси в цилиндрах ДВС.

Так переделка ГБЦ с 8 клапанной в 16-ти уже сейчас не представляет особых проблем.

2х рядная цепь ГРМ


После внедрения DOHC стал закономерный вопрос — чем приводить в движение распределительные валы в ГБЦ? Так как раньше привод осуществлялся толкателями (что и было причиной ограничения максимальных оборотов двигателя), а сейчас подобный метод свел бы в ноль все преимущества двух распредвалов и многоклапанности. Выход был простой — либо ремнем, либо цепью, и именно выбор цепи в данном случае с точки зрения надежности самый оптимальный.

Наиболее надежным приводом до сих пор считается двухрядная цепь. Сроки эксплуатации цепи совпадают с сроками службы самого двигателя, а двухрядная по понятным причинам еще и более износоустойчива в процессе работы. С временем правда необходимость в высокой надежности отпала, и на данный момент ремни ГРМ и менее надежная однорядная цепь более популярный вариант.

В наше время есть примеры «тюнинга» отечественной техники в виде установки 2-х рядной цепи на «Ниву».

2-х массовый маховик


Словосочетание двухмассовый маховик на первый взгляд все же не подпадает под определение дублирования, но как и впуск переменной длины по сути является объединением двух противоречий.

Аббревиатуры ДММ (двухмассовый маховик), ZMS (Zweimassenschwungrad) и DMF (dual mass flywheel) обозначают на трех языках одно и то же изделие – маховик с двумя подвижными друг относительно друга корпусами из стали на одной оси. Внутри одного из корпусов находится сердце механизма – демпфирующий механизм и подшипник.

Основа идеи разделения масс — избавление от резонанса возникающего на определенных оборотах двигателя, и необходимость избавления от демпферов крутильных колебаний для которых просто не оставалось места. Резонанс так или иначе все равно проявляется на моторах с облегченным и обычным маховиком, если нет гасителей этих колебаний. Перенос функции демпфирования крутильных колебаний в двухмассовый маховик позволил избавиться не только от опасности резонанса в двигателе, но и исключил эту же проблему в трансмиссии.

Недостатком подобного совмещения в эксплуатации стала необходимость замены ДММ вместе с комплектом сцепления по истечению срока службы, так как ресурс двух агрегатов примерно одинаковый. В результате повышенная надежность и возможность переносить более высокие пиковые нагрузки ДММ не так заметна для потребителя как сам факт необходимости замены этой традиционно «вечной» детали в автомобиле.

Фактически понятие надежность тут стоит воспринимать не как фактор повышенного ресурса маховика, а как влияние использования ДММ на общую надежность мотора и трансмиссии.

2 шатуна на круглый поршень — это лучше чем 2 шатуна на овальный как у Хонды …

Очень странной конструкцией с двумя шатунами в ДВС удивляли дважды.

Первый как это обычно бывает сильно удивил, но не «взлетел», а второй стал более успешным. Оба раза речь шла о двигателе мотоцикла!

В 1977 году Хонда решила кардинально изменить свое положение в мотоспорте установив на мотоцикл четырехтактный двигатель с 8 клапанами на цилиндр, и двумя шатунами. Это решение было очень сложным технически, но чего не сделаешь для победы в гонках?

Итог испытаний показал что выигрыша эта конструкция не давала и постоянно ломалась.

Вторым удачным двухшатунным ДВС стал двухцилиндровый турбодизель на мотоцикле NEANDER 1400 TURBODIESEL.

Количество инноваций в моторе огромно, так как изначально планировалось делать его для выступлений на MotoGP, но дальше что то пошло не так… и получился уникальный круизер на солярке. Упрощённо это звучит так – в двух цилиндрах по поршню, который передает момент на шатуны, соединенные с двумя коленвалами. Коленвалы соеденены шестернями и вращаются в разные стороны. Такой конструкторский порыв позволил в результате уравновесить боковые силы действующие на поршень и устанавливать поршни без “юбок”.

Главная проблема моторов – потери на трение и износ в данном случае решена методом уравновешивания, что позволило уже на эксперементальной конструкции для MotoGP (на бензине) достичь 12 тыс. Оборотов. Поэтому 4 – 4. 5 тыс. Оборотов для дизеля не оказывают негативного воздействия на мотор.

2 поршня на цилиндр, или «оппозитник» наоборот


Мотор с встречным движением поршней или двигатель с противоположно-движущемся поршнями (ПДП) вопреки его

современному маркетинговому прототипу

все таки не только существовал, но и успешно эксплуатируется до сих пор.

Двигатели этой схемы применяются в тепловозах, танках, авиации и судостроении.
Первый ПДП был построен еще в 1900 году компанией Gobron-Brillié, а уже в 1903 году автомобиль с этим мотором достиг скорости 100 миль в час! Далее немного переделанная кострукция французов уже использовалась в авиации фирмой Юнкерс.

Дизельный вариант ПДП был построен в России инженером Р.А. Корейво, и запатентован в 1907 году во Франции.

Схожий по философии на ПДП вариант так же ставили на мотоциклы.

2 форсунки на цилиндр. Зачем усложнять?


Традиционно, когда говорят о количестве цилиндров в двигателе, то считается что количество форсунок равно этому числу. Зачем устанавливать больше?

Безусловно усложнение лишним впрыском сильно влияет на надежность, если речь идет о впрыске закиси азота, газа или даже воздуха. Однако не все так однозначно, и увеличение количества клапанов на цилиндр как оказалось имеет и свой негативный эффект…

В двигателях внутреннего сгорания с системой Dual Injector не одна форсунка на цилиндр, а две — для каждого клапана своя. Из-за этого диаметр капель топлива, попадающих в цилиндр, уменьшается на 60%, поэтому бензин сгорает плавно и стабильно, особенно в сочетании с системой автоматического регулирования фаз газораспределения, поясняют специалисты компании Nissan. Экономия топлива — 4% по сравнению с моторами с непосредственным впрыском.

Новая технология экономична со всех точек зрения: она дешевле обходится при производстве (не требуется насос высокого давления), меньше весит, имеет простую конструкцию и позволяет сокращать выбросы углекислого газа в атмосферу. Как отмечает Nissan, эта система отлично подходит для двигателей небольшого объема, на которых прямой впрыск устанавливать слишком дорого и технически непросто.


Конкуренты Ниссана в стране восходящего солнца так же создали свой вариант «2 форсунок на цилиндр», но с более сложной конструкцией.

Так Lexus на серийном моторе стал устанавливать систему D-4S — Direct Injection 4-stroke petrol Superior version, которая совмещает достоинства непосредственного и обычного впрыска.

Гибридный впрыск за счет различных алгоритмов впрыска работает либо задействуя обе форсунки для впрыска, либо только одну (на режиме оборотов выше средней нагрузки). Таким образом экономится ресурс форсунок непосредственного впрыска и даже достигается экономия топлива — экологичность.


2 свечи на цилиндр. Технологии неба для земли


Когда сейчас говорят 2 свечи на цилиндр подразумевают Twin Spark от Alfa Romeo.

Впервые «2 свечи» появились на моторах послевоенных гоночных Alfa Romeo как адаптация авиа-технологий для автомобильных моторов. Решение кроме очевидных плюсов дало и неожиданную проблему в первые годы своего использования. Проблема в том что рост мощности из за лучшего сгорания прибавил динамики автомобилю что создало проблемы для управляемости. В результате итальянцы уже в середине 30-х годов из за доработки мотора вынуждены были заняться серьезными исследованиями в области доработки шасси.

На данный момент Alfa Romeo является единственной фирмой которая все свои моторы снабжает этой технологией.

P.S. — Примеров дублирования в автомобиле значительно больше. Особенно это хорошо видно в электронике автомобиля, а уже с приходом беспилотных технологий таких примеров станет еще больше. Я перечислил лишь самые основные, которые повлияли на развитие двигателестроения так же, как введение дублирования процессоров на рост вычислительной мощности компьютеров.

Двигатель внутреннего сгорания - Что такое Двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания — тепловой двигатель, который преобразовывает теплоту сгорания топлива в механическую работу.

Двигатель внутреннего сгорания - тепловой двигатель, который преобразовывает теплоту сгорания топлива в механическую работу.

По сравнению с паромашинной установкой двигатель внутреннего сгорания характеризуется следующими признаками:

  • принципиально проще (нет парокотельного агрегата),

  • компактнее,

  • легче,

  • экономичнее,

  • требует газообразное и жидкое топливо лучшего качества.

Типы двигателей внутреннего сгорания


По назначению:

  • транспортные, 

  • стационарные, 

  • специальные.

По роду применяемого топлива:

  • легкие жидкие (бензин, газ), 

  • тяжелые жидкие (дизельное топливо, судовые мазуты).

По способу образования горючей смеси:

  • внешнее (карбюратор),

  • внутреннее (в цилиндре ДВС).

По способу воспламенения:

  • с принудительным зажиганием, 

  • с воспламенением от сжатия, 

  • калоризаторные.

По расположению цилиндров:

  • рядные, 

  • вертикальные, 

  • оппозитные с одним и с двумя коленвалами, 

  • V-образные с верхним и нижним расположением коленвала, 

  • VR-образные и W-образные, 

  • однорядные и двухрядные звездообразные, 

  • Н-образные, 

  • двухрядные с параллельными коленвалами, 

  • "двойной веер", 

  • ромбовидные, 

  • трехлучевые и др.

Поршневой двигатель - это двигатель, у которого камера сгорания находится в цилиндре, где тепловая энергия топлива превращается в механическую энергию, а механическая из поступательного движения поршня превращается во вращательную с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Бензиновый двигатель - это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. 

Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки.

Дизельный двигатель характеризуется воспламенением топлива без использования свечи зажигания. 

В разогретый от сжатия воздух (до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива) через форсунку впрыскивается порция топлива. 

В процессе впрыскивания топлива происходит его распыливание, а затем вокруг отдельных капель топлива возникают очаги сгорания. 

Т.к. дизельные двигатели не подвержены явлению детонации, характерному для двигателей с принудительным воспламенением, в них допустимо использование более высоких степеней сжатия (до 26), что благотворно сказывается на КПД данного типа двигателей, который может превышать 50% в случае с крупными судовыми двигателями.

Газовый двигатель - двигатель, сжигающий в качестве топлива углеводороды, находящиеся в газообразном состоянии при нормальных условиях

Роторно-поршневой двигатель - двигатель, конструкция которого предложена изобретателем Ванкелем в начале ХХ века. 

Основа двигателя - треугольный ротор (поршень), вращающийся в камере особой 8-образной формы, исполняющий функции поршня, коленвала и газораспределителя. 

Такая конструкция позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. 

За 1 оборот двигатель выполняет 3 полных рабочих цикла, что эквивалентно работе 6-цилиндрового поршневого двигателя.

Как работает двигатель внутреннего сгорания

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

 
Содержание статьи
 

  1. Введение
  2. Внутреннее сгорание
  3. Устройство двигателя
  4. Неполадки двигателя
  5. Клапанный механизм и система зажигания двигателя
  6. Системы охлаждения, воздухозабора и запуска двигателя
  7. Читайте также » Системы смазки, подачи топлива, выхлопа и электросистема двигателя
  8. Увеличение мощности двигателя
  9. Часто задаваемые вопросы по двигателям
  10. Чем 4-цилиндровый двигатель отличается от V-образного шестицилиндрового двигателя?
  11. Узнать больше
  12. Читайте также Статьи про все типы двигателей
 
 
Бензиновый автомобильный двигатель предназначен для преобразования энергии бензинового топлива для движения автомобиля. В настоящий момент самым простым способом привести автомобиль в движение является сгорание бензина в двигателе. В связи с тем, что двигатель автомобиля является двигателем внутреннего сгорания, сгорание топлива происходит внутри двигателя.
 
На заметку:
 
  • Существуют различные типы двигателей внутреннего сгорания. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
  • Также существуют и двигатели внешнего сгорания. Паровые двигатели в поездах старого образца и пароходах являются наглядным примером двигателей внешнего сгорания. В паровых двигателях топливо (уголь, дрова, масло и т.д.) сгорает вне двигателя для получения пара, который уже приводит двигатель в движение. Внутреннее сгорание является более эффективным (расход топлива на 1км значительно ниже) чем внешнее сгорание, помимо этого размеры двигателей внутреннего сгорания намного меньше двигателей внешнего сгорания. Именно поэтому нам не встречаются автомобили Ford или GM на паровых двигателях.
 
Внутреннее сгорание
 
Принцип работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания: Если поместить небольшой объем высокоэнергетического топлива (например, бензина) в небольшой закрытый сосуд и воспламенить, то в результате высвободится огромное количество энергии в виде расширяющегося газа. Этой энергии хватит для запуска картофелины на 1510м. В данном случае энергия используется для движения картофелины. Данную энергию можно использовать в более интересных целях. Например, если у Вас получится создать цикл, который позволит производить взрывы с частотой несколько сотен раз в минуту, и если Вам удастся эффективно использовать данную энергию, то Вы получите основную часть автомобильного двигателя!
 

 

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

  • Такт впуска
  • Такт сжатия
  • Рабочий такт
  • Такт выпуска
 
На рисунке видно, что в картофельной пушке картофелина заменена устройством, которое называется поршень. При помощи шатуна поршень соединяется с коленчатым валом. При вращении коленвала создается эффект "перезарядки пушки". Во время цикла в двигателе происходят следующие процессы:
 
  1. Поршень начинает движение сверху, впускной клапан открывается, поршень движется вниз для наполнения цилиндра воздухом и бензином. Это такт впуска. На данном этапе для смеси топлива и воздуха требуется лишь небольшое количество бензина. (Часть 1 рисунка)
  2. Затем поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь. Сжатие способствует более мощному взрыву. (Часть 2 рисунка)
  3. Как только поршень достигает верхней точки, срабатывает свеча зажигания, которая воспламеняет топливо. Происходит взрыв бензина, при этом поршень движется вниз. (Часть 3 рисунка)
  4. Как только поршень достигает нижней точки хода, открывается выпускной клапан для вывода продуктов сгорания по выхлопной трубе. (Часть 4 рисунка)
 
Теперь двигатель готов к началу следующего цикла, происходит впуск топлива и воздуха.
Обратите внимание, что движение, получаемое в результате работы двигателя внутреннего сгорания, является вращательным, в то время как движение, производимое картофельной пушкой - линейное (прямая линия). В двигателе линейное движение поршней переводится во вращательное движение при помощи коленвала. Вращательное движение идеально подходит для вращения колес автомобиля.
 
В следующем разделе мы предлагаем рассмотреть детали, которые обеспечивают работу двигателя, начиная с цилиндров.

 
 
Устройство двигателя
 
Цилиндр является самой важной частью двигателя, поршень совершает поступательные движения в цилиндре. Вышеописанный двигатель имеет один цилиндр. Такой двигатель типичен для газонокосилок, однако в автомобильные двигатели имеют более одного цилиндра (обычно четыре, шесть или восемь). В многоцилиндровых двигателях цилиндры расположены в одном из трех порядков: линейно, V-образно или оппозитно (т.н. двигатель с горизонтальными противолежащими цилиндрами или оппозитный двигатель).
 

Рисунок 2. Линейное расположение - Цилиндры расположены линейно в один ряд.
 

Рисунок 3. V-образное - Цилиндры расположены линейно в два ряда под углом друг к другу.
 

Рисунок 4. Оппозитное - Цилиндры расположены линейно в два ряда с противоположных сторон двигателя.
 
Говоря об управляемости, затратах на производство и характеристиках формы, необходимо отметить, что различные конфигурации имеют свои преимущества и недостатки. Благодаря этим преимуществам и недостаткам определенные типы двигателей подходят для определенных автомобилей.
 
Давайте более подробно рассмотрим основные детали двигателя.
 
Свеча зажигания
Свеча зажигания подает искру для воспламенения топливно-воздушной смеси, что обеспечивает процесс сгорания. Для правильной работы двигателя искра должна подаваться в строго определенный момент.
 
Клапаны
Впускной и выпускной клапаны открываются в определенный момент для впуска топлива и воздуха и выпуска выхлопа. Обратите внимание, что оба клапана закрыты во время тактов сжатия и сгорания для обеспечения герметичности камеры сгорания.
 
Поршень
Поршень - это металлическая деталь цилиндрической формы, которая движется вверх и вниз внутри цилиндра.
 
Поршневые кольца
Поршневые кольца обеспечивают скользящее уплотнение между внешней кромкой поршня и внутренней кромкой цилиндра. Кольца используются для двух целей:
 

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

 

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

  • У Вас закончился бензин, поэтому в двигатель поступает только воздух без топлива.
  • У Вас забилось впускное отверстие воздуха, поэтому поступает только топливо.
  • Топливная система подает слишком много или мало топлива, в результате чего сгорание не происходит надлежащим образом.
  • Возможно, в топливе присутствуют примеси (например, в бензобак попала вода), которые препятствуют сгоранию.
 
Недостаточная компрессия - Если топливно-воздушная смесь не будет сжата надлежащим образом, процесс сгорания будет проходить неправильно. Недостаточная компрессия может быть вызвана рядом причин:
 
  • Износ поршневых колец (топливно-воздушная смесь вытекает за пределы поршня в процессе сжатия).
  • Недостаточное уплотнение клапана впуска или выпуска, что опять же вызывает протечку.
  • В цилиндре имеются повреждения.
 
Наиболее часто повреждение цилиндра происходит в его верхней части (на которой установлены клапаны, свеча зажигания и которая называется головка цилиндра) крепится к самому цилиндру. Обычно головка цилиндра крепится к самому цилиндру при помощи болтового соединения с использованием тонкой прокладки, которая обеспечивает качественное уплотнение.. При повреждении прокладки, между цилиндром и его головкой образуются небольшие отверстия, в результате чего происходят протечки.
 
Регулярное техническое обслуживание может помочь избежать ремонта
 
Отсутствие искры - Искра может быть слишком слабой или отсутствовать вообще по следующим причинам:
 
  • При износе свечи зажигания или ее провода может наблюдаться слабая искра.
  • При повреждении или обрыве провода или система, передающая искру, не функционирует надлежащим образом, искра может отсутствовать.
  • Если искра подается слишком рано или поздно во время цикла (т.е. если регулировка зажигания отключена), воспламенение топлива не произойдет в нужный момент, что может повлечь к различным проблемам.
 
Могут возникнуть и другие неполадки. Например:
 
  • Если аккумулятор разряжен, Вы также не сможете завести двигатель.
  • Если подшипники, которые обеспечивают свободное вращение коленвала, изношены, коленвал не сможет вращаться, в результате чего двигатель не заведется.
  • Если открытие/закрытие клапанов не происходит в нужный момент и не происходит вообще, воздух не сможет поступать и выходить, что будет препятствовать работе двигателя.
  • Если кто-то засунет картофелину Вам в выхлопную трубу, выхлоп не будет выпущен из цилиндра, поэтому двигатель не заведется.
  • Если у Вас закончилось масло, поршень не сможет свободно двигаться в цилиндре, в результате чего двигатель заклинит.
  • В исправно работающем двигателе все эти факторы находятся в допустимых пределах.
 
Как Вы видите, в двигателе имеется несколько систем, которые обеспечивают преобразование энергии топлива в механическую энергию. В следующих разделах мы рассмотрим различные подсистемы, которые используются в двигателях.

 
 
Клапанный механизм и система зажигания двигателя
 
Большинство подсистем двигателя может быть установлено с использованием различных технологий, а новые технологии могут улучшить показатели двигателя. Далее мы рассмотрим различные подсистемы, которые используются в современных двигателях, начиная с клапанного механизма.
 
Клапанный механизм состоит из клапанов и механизма, который открывает и закрывает их. Открывающая и закрывающая система называется распредвал. Распредвал имеет кулачки, которые перемещают клапаны вверх-вниз ,как показано на Рисунке 5.
 

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

 


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

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

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

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

  • Любое собственное трение, вызванное поршневыми кольцами
  • Давление сжатия любого из цилиндров во время такта сжатия
  • Энергию, необходимую для открытия и закрытия клапанов распредвалом
  • А также действие всех остальных деталей, установленных непосредственно на двигателе, например водяного насоса, масляного насоса, генератора и т.д.
 
В связи с тем, что требуется большое количество энергии и в автомобилях используется 12-вольтная электросистема, на стартер должен поступать ток в несколько сотен ампер. Соленоид стартера - это большой электронный переключатель, который может выдержать ток такой силы. При повороте ключа зажигания, он запускает соленоид для подачи питания на стартер.
 
В следующем разделе мы расскажем о подсистемах двигателя, которые отвечают за то, что в него поступает (масло и топливо) и что выходит (выхлоп и выбросы).

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

  • При карбюрации устройство, которое называется карбюратор, смешивает бензин с воздухом при подаче воздуха в двигатель.
  • В двигателях с впрыском топлива необходимое количество топлива впрыскивается в каждый цилиндр отдельно либо над впускным клапаном (впрыск во впускные каналы), либо в сам цилиндр (непосредственный впрыск).
 
Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает система впрыска топлива".
 
Масло также играет очень важную роль. Система смазки обеспечивает подачу масла для каждой движущейся детали для того, чтобы они свободно двигались. Прежде всего, смазка требуется поршням (для их плавного движения в цилиндрах) и подшипникам, которые обеспечивают вращение таких деталей, как коленвал и распредвал. В большинстве автомобилей масла из поддона картера подается при помощи масляного насоса, проходит через масляный фильтр для удаления абразивных частиц, после чего под давлением поступает на подшипники и стенки цилиндра. Затем масло стекает обратно в картер, где оно собирается, после чего цикл повторяется.
 

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

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

  • Чем отличаются бензиновые и дизельные двигатели? В дизельных двигателях отсутствует свеча зажигания. Дизельное топливо подается в цилиндр, возгорание происходит под действием тепла и давления во время такта сжатия. Энергетическая плотность дизеля значительно выше, чем у бензина, поэтому дизельный двигатель рассчитан на больший пробег. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает дизельный двигатель".
 
  • Чем отличаются двухтактные и четырехтактные двигатели? В большинстве бензопил и лодочных моторов используются двухтактные двигатели. В двухтактном двигателе отсутствуют клапаны, а свеча зажигания дает искру каждый раз, когда поршень находится в верхней точке хода. Через отверстие в нижней части стенки цилиндра происходит впуск топлива и воздуха. Когда поршень движется вверх, сжимая смесь, свеча зажигания дает искру для начала процесса сгорания, отработанные газы выходят через другое отверстие в стенке цилиндра. В двухтактных двигателях необходимо смешивать масло с бензином, т.к. отверстия в стенках цилиндров не допускают использование уплотнительных колец для герметизации камеры сгорания. В общем, двухтактные двигатели являются достаточно мощными для своих размеров, т.к. в них на один поворот двигателя происходит в два раза больше циклов сгорания. Однако, двухтактный двигатель расходует больше бензина и сжигает большое количество масла, соответственно, он наносит больший вред экологии. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает двухтактный двигатель".
 
  • В этой статье Вы упоминали паровые двигатели - существуют ли какие-либо преимущества паровых двигателей или других двигателей внешнего сгорания? Единственное преимущество паровых двигателей заключается в том, что в качестве топлива можно использовать все, что горит. Например, в паровом двигателе в качестве топлива можно использовать уголь, газеты, дрова, в то время как для работы двигателя внутреннего сгорания требуется очищенное высококачественное жидкое или газообразное топливо. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает паровой двигатель".
 
  • Используются ли в автомобильных двигателях какие-либо другие циклы помимо цикла Отто? Как говорилось ранее, в двухтактных и дизельных двигателях используются другие циклы работы. В двигателе автомобиля Mazda Millenia используется модифицированный цикл Отто, который называется цикл Миллера. В газотурбинных двигателях используется цикл Брайтона. В дизельных ротационных двигателях Ванкеля используется цикл Отто, однако он происходит совершенно по-другому в отличие от четырехтактных поршневых двигателей.
 
  • Зачем нужно устанавливать восемь цилиндров? Почему нельзя установить один большой цилиндр с таким же рабочим объемом, как у восьми цилиндров? По ряду причин в 4.0л двигателе используется восемь цилиндров объемом пол-литра каждый, а не один большой 4-литровый цилиндр. Основная причина - это равномерность работы. V-образный восьмицилиндровый двигатель работает более равномерно, т.к. в нем происходит восемь взрывов с равными интервалами вместо одного сильного взрыва. Другая причина - это начальный крутящий момент. Когда Вы заводите V-образный восьмицилиндровый двигатель, Вам необходимы только два цилиндра (1л) во время их тактов сжатия, если использовать один большой цилиндр, то придется производить сжатие 4 литров.
 
Чем 4-цилиндровый двигатель отличается от V-образного шестицилиндрового двигателя?
 
Количество цилиндров в двигателе играет важную роль в его мощности. Каждый цилиндр имеет поршень, который движется внутри него, эти поршни соединены с коленвалом и вращают его. Чем больше используется поршней, тем больше происходит сгораний топлива в определенный момент времени. Это означает, что за меньшее время может быть выработано больше мощности.
 
4-цилиндровые двигатели обычно имеют "прямое" или "линейное" расположение цилиндров, в то время как в 6-цилиндровых двигателях используется более компактное V-образное расположение, поэтому они и называются V-образные 6-цилиндровые двигатели. Американские производители автомобилей остановили свой выбор на V-образных 6-цилиндровых двигателях, т.к. являются более мощными и тихими, оставаясь при этом достаточно легкими и компактными для установки в автомобили.
 

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

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

Двигатель внутреннего сгорания — урок. Физика, 8 класс.

Обрати внимание!

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

 

Общее устройство и работа двигателя

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — самый распространенный тип двигателя легкового автомобиля. Работа двигателя этого типа основана на свойстве газов расширяться при нагревании. Источником теплоты в двигателе является смесь топлива с воздухом (горючая смесь).

Двигатели внутреннего сгорания бывают двух типов: бензиновые и дизельные. В бензиновом двигателе горючая смесь (бензина с воздухом) воспламеняется внутри цилиндра от искры, образующейся на свече зажигания 3 (рис. 3). В дизельном двигателе горючая смесь (дизельного топлива с воздухом) воспламеняется от сжатия, а свечи зажигания не применяются. На обоих типах двигателей давление образующейся при сгорании горючей смеси газов повышается и передается на поршень 7. Поршень перемещается вниз и через шатун 8 действует на коленчатый вал 11, принуждая его вращаться. Для сглаживания рывков и более равномерного вращения коленчатого вала на его торце устанавливается массивный маховик 9.

Рис.3. Схема одноцилиндрового двигателя.

Рассмотрим основные понятия о ДВС и принцип его работы.

В каждом цилиндре 2 (рис. 4) установлен поршень 1. Крайнее верхнее его положение называется верхней мертвой точкой (ВМТ), крайнее нижнее — нижней мертвой точкой (НМТ). Расстояние, пройденное поршнем от одной мертвой точки до другой, называется ходом поршня. За один ход поршня коленчатый вал повернется на половину оборота.

Рис.4. Схема цилиндра

Камера сгорания (сжатия) — это пространство между головкой блока цилиндров и поршнем при его нахождении в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра — пространство, освобождаемое поршнем при перемещении его из ВМТ в НМТ.

Рабочий объем двигател — это рабочий объем всех цилиндров двигателя. Его выражают в литрах, поэтому нередко называют литражом двигателя.

Полный объем цилиндра — сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

Степень сжатия показывает, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. Степень сжатия у бензинового двигателя равна 8...10, у изельного — 20... 30.

От степени сжатия следует отличать компрессию.

Компрессия — это давление в цилиндре в конце такта сжатия характеризует техническое состояние (степень изношенности) двигателя. Если компрессия больше или численно равна степени сжатия, состояние двигателя можно считать нормальным.

Мощность двигателя — величина, показывающая, какую работу двигатель совершает в единицу времени. Мощность измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с), при этом одна лошадиная сила приблизительно равна 0,74 кВт.

Крутящий момент двигателя численно равен произведению силы, действующей на поршень во время расширения газов в цилиндре, на плечо ее действия (радиус кривошипа — расстояние от оси коренной шейки до оси шатунной шейки коленчатого вала). Крутящий момент определяет силу тяги на колесах автомобиля: чем больше крутящий момент, тем лучше динамика разгона автомобиля.

Максимальные мощность и крутящий момент развиваются двигателем при определенных частотах вращения коленчатого вала (указаны в технической характеристике каждого автомобиля).

Такт — процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня. Двигатель, рабочий цикл которого происходит за четыре хода поршня, называют четырехтактным независимо от количества цилиндров.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. Он протекает в одном цилиндре в такой последовательности (рис. 5):

Рис.5. Рабочий цикл четырехтактного двигателя

Рис.6. Схема работы четырехцилиндрового двигателя

1 -й такт — впуск. При движении поршня 3 вниз в цилиндре образуется разрежение, под действием которого через открытый впускной клапан 1 в цилиндр из системы питания поступает горючая смесь (смесь топлива с воздухом). Вместе с остаточными газами в цилиндре горючая смесь образует рабочую смесь и занимает полный объем цилиндра;

2-й такт — сжатие. Поршень под действием коленчатого вала и шатуна перемещается вверх. Оба клапана закрыты, и рабочая смесь сжимается до объема камеры сгорания;

3-й такт — рабочий ход, или расширение. В конце такта сжатия между электродами свечи зажигания возникает электрическая искра, которая воспламеняет рабочую смесь (в дизельном двигателе рабочая смесь самовоспламеняется). Под давлением расширяющихся газов поршень перемещается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал;

4-й такт — выпуск. Поршень перемещается вверх, и через открывшийся выпускной клапан 4 выходят наружу из цилиндра отработавшие газы.

При последующем ходе поршня вниз цилиндр вновь заполняется рабочей смесью, и цикл повторяется.

Как правило, двигатель имеет несколько цилиндров. На отечественных автомобилях обычно устанавливают четырехцилиндровые двигатели (на автомобилях «Ока» —двухцилиндровый). В многоцилиндровых двигателях такты работы цилиндров следуют друг за другом в определенной последовательности. Чередование рабочих ходов или одноименных тактов в цилиндрах многоцилиндровых двигателей в определенной последовательности называется порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров в четырехцилиндровом двигателе чаще всего принят I —3—4—2 или реже I —2—4—3, где цифры соответствуют номерам цилиндров, начиная с передней части двигателя. Схема на рис. 6 характеризует такты, происходящие в цилиндрах во время первого полуоборота коленчатого вала. Порядок работы двигателя необходимо знать для правильного присоединения проводов высокого напряжения к свечам при установке момента зажигания и для последовательности регулировки тепловых зазоров в клапанах.

В действительности любой реальный двигатель гораздо сложнее упрощенной схемы, представленной на рис. 3. Рассмотрим типовые элементы конструкции двигателя и принципы их работы.

Конструкция двигателя автомобиля из каких элементов он состоит?

За последние несколько лет на рынке также появились электрические и гибридные автомобили, сочетающие в себе электрические двигатели и двигатель внутреннего сгорания. Несмотря на то, что это совершенно новый тренд, о них тоже не забудем.

Как работает автомобильный двигатель?

Теперь проанализируем, как работает двигатель автомобиля.

  • Двигатель внутреннего сгорания работает путем преобразования химической энергии в механическую.Взрыв воздушно-топливной смеси приводит в движение поршни, приводящие в движение коленчатый вал.
  • Электродвигатель работает путем преобразования электрической энергии в механическую.

Бензиновый автомобильный двигатель сегодня является самым популярным типом силовой установки. Используются два решения.

  • Бензиновый двигатель (двигатель с искровым зажиганием) с распределенным впрыском топлива.

Принцип работы двигателя автомобиля

Система впуска подает воздух в цилиндры двигателя, а сам воздух сжимается турбокомпрессором (чаще используется) или компрессором (реже).Количество воздушной массы, поступающей в двигатель, регулируется открытием дроссельной заслонки (во время движения) и работой шагового двигателя (на стоянке при работающем двигателе).

Компьютер управления двигателем постоянно собирает данные с ряда датчиков. Исходя из этого, он подбирает момент открытия и время открытия форсунок. Форсунки являются частью топливной системы, которая подает топливо из бака. Топливная система оснащена насосом высокого давления, который сжимает топливо.Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры. Топливно-воздушная смесь воспламеняется благодаря перекрытию свечей зажигания, концевой части системы зажигания.

Это, конечно, общее описание работы бензинового двигателя без особых подробностей. Точная структура бензинового двигателя внутреннего сгорания и схема его работы несколько сложнее.

Бензиновый двигатель, работающий на сжиженном газе – как это работает?

Работа двигателя точно такая же, разница в том, что вместо топлива в двигатель подается газ, в зависимости от выработки установки в жидкой или газообразной фазе.Дизельный двигатель с непосредственным впрыском топлива и турбонаддувом (двигатель с воспламенением от сжатия, дизельный двигатель). Конструкция дизельного двигателя осталась неизменной с конца 1990-х годов. На протяжении многих лет в основном развивалась выхлопная система, отвечающая за удаление вредных компонентов выхлопа.

Система впуска всасывает воздух, сжатый турбокомпрессором. Прежде чем воздух попадет в цилиндры, он охлаждается интеркулером (охладителем наддувочного воздуха).На основании данных ряда датчиков ЭБУ двигателя регулирует момент и время открытия форсунок Common Rail. Система впрыска подает топливо из бака, сжимает его до высокого давления (с помощью специального насоса) и подает к форсункам Common Rail. Дизельное топливо впрыскивается под очень высоким давлением в камеры сгорания (цилиндры) в конце такта сжатия. Дизельное топливо воспламеняется само по себе при контакте с горячим сжатым воздухом.Цилиндры могут нагреваться свечами накаливания во время фазы запуска.

Вам также может понравиться:

На практике конструкция дизельного двигателя мало чем отличается от конструкции бензинового двигателя с непосредственным впрыском. Различия касаются использования свечей накаливания вместо свечей зажигания и большего давления топлива, которое подается в цилиндры.

Как работает электродвигатель?

Принцип очень прост. Электрический ток (постоянный или переменный, в зависимости от типа двигателя) приводит двигатель в движение.Электродвигатель имеет один механический элемент – это ротор, установленный на подшипниках. Все работает благодаря работе обмоток и работе магнитного поля.
Электродвигатели используются в гибридных автомобилях в качестве дополнительного источника движения, а в электромобилях — в качестве основного и единственного источника движения.
Кроме того, они используются в автомобилях с двигателем внутреннего сгорания, в различных вспомогательных ролях (стеклоподъемники, стартер и т. д.).
Конструкция электродвигателя достаточно проста.Неважно, двигатель ли это для большой легковушки или миниатюрного электромобиля.

Конструкция двигателя или как устроен двигатель автомобиля?

Каждый двигатель внутреннего сгорания имеет одинаковую конструкцию и одинаковую компоновку. Как известно, дьявол кроется в деталях. Современные двигатели изготавливаются с большой точностью. Двигатели изготавливаются из различных стальных сплавов, чугуна, алюминиевых и кремниевых сплавов, а некоторые элементы (например,головки) только из алюминия. Эти материалы должны противостоять широкому спектру факторов, от высоких температур до высокого давления и коррозии. Для обеспечения их герметичности применяют также ряд прокладок, изготовленных из резины, металла или комбинации этих материалов.

Конструкция электродвигателей, независимо от размера и мощности, очень проста.
Вы заинтересованы в сборке двигателя для своего автомобиля? В этом секрет.

Как устроен двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный)?

Устройство двигателя автомобиля, работающего от двигателя внутреннего сгорания, выглядит следующим образом:

Картер - С цилиндрами, масляными каналами и каналами охлаждающей жидкости.
Коленчатый вал проходит в нижней части картера. В верхней части коробки расположены поршни (в цилиндрах), приводящие в движение коленчатый вал.

Головка двигателя - в ней работают распределительные валы (или распределительный вал), управляющие работой впускных клапанов (подача воздуха из системы впуска) и выпускных клапанов (отвод выхлопных газов в систему выпуска).

Крышка головки , в которой монтируются бензиновые или дизельные форсунки, свечи накаливания (дизель) и система зажигания (катушки зажигания и свечи зажигания) в бензиновых двигателях.

Система газораспределения - обеспечивает синхронизацию между работой поршней и работой впускных и выпускных клапанов.

Система охлаждения , которая предотвращает перегрев двигателя и поддерживает его рабочую температуру. Он состоит из насоса охлаждающей жидкости, термостата, радиатора, вентилятора и ряда шлангов.

Система смазки , которая подает и фильтрует моторное масло. Состоит из масляного насоса, масляного поддона (в нижней части двигателя, под картером).Система должна быть герметичной. Герметичность масляного поддона очень важна.

Любая утечка моторного масла может привести к ускоренному износу двигателя и даже заклиниванию. К счастью, замена поддона и его уплотнителей не представляет сложности. При проблемах с негерметичной прокладкой стоит использовать эффективный герметик K2 Siltec.

  • К2 СИЛТЕК 90G

    Герметик для компонентов двигателя

Скопируйте и вставьте название продукта в поисковую систему Google и найдите магазин, в котором он есть в продаже, за 3 секунды.
  • Электрическая система, которая поставляет электричество. Он состоит из аккумулятора, генератора и регулятора напряжения.
  • Система подачи топлива, подающая топливо из бака и направляющая его к форсункам.
  • Система впуска, подающая воздух в двигатель. Он может дополнительно сжимать их турбиной.
  • Выхлопная система - выводит из двигателя выхлопные газы, очищает их от вредных компонентов.
  • Управление двигателем. Сердцем его является компьютер, управляющий работой приводного блока ЭБУ, а также множества датчиков, которые к нему подключены.К ним относятся датчики давления воздуха, датчики температуры воздуха, расходомер воздуха, датчик положения дроссельной заслонки, датчик положения коленчатого вала и датчик оборотов, датчик положения распредвала, датчик температуры моторного масла, датчик уровня моторного масла и многое другое.

Как устроен электродвигатель?

Конструкция электродвигателя очень проста. Двигатель состоит из ротора, корпуса, щеток, коллекторов и магнитов.

Как устроены отдельные наиболее важные компоненты двигателя внутреннего сгорания?

Блок цилиндров представляет собой единый компонент. Чаще всего производится методом литья из специального сплава. Гильзы цилиндров запрессовываются в блок цилиндров в процессе литья. Здесь применяются различные решения по выбору материалов. Требуется очень точное литье, поскольку блок имеет ряд каналов, по которым циркулируют моторное масло и охлаждающая жидкость.

Чтобы понять, как устроен двигатель, нам нужно знать точную структуру отдельных механических частей, которые играют ключевую роль в работе двигателя.Срок действия:

  • Конструкция коленчатого вала, изготавливаемая в процессах поперечной прокатки и разнонаправленной ковки. Коленчатый вал – самая дорогая и самая ответственная часть двигателя. Коленчатый вал приводится в движение поршнями. Коленчатый вал заканчивается маховиком. Маховик передает мощность на коробку передач через сцепление.
  • Конструкция поршня - основного элемента кривошипно-поршневой системы, работающей в цилиндрах двигателя. Поршни приводят в движение коленчатый вал, совершая во время работы возвратно-поступательные движения.

В следующих руководствах мы опишем точную работу и конструкцию отдельных компонентов приводного устройства.

Часто задаваемые вопросы

Как устроен двигатель?

Двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих компонентов:

• Головка двигателя, в которой работает система газораспределения (контролирующая работу впускных и выпускных клапанов) и где установлены форсунки, свечи зажигания, свечи накаливания (дизельные двигатели) и катушки зажигания (бензиновые двигатели).
• Верхняя часть блока цилиндров, где расположены камеры сгорания (цилиндры). Поршни бегают в цилиндрах.
• Нижняя часть блока цилиндров, где работает коленчатый вал.
• Масляный поддон с установленным масляным фильтром и пробкой для слива масла.
Двигатель имеет каналы для моторного масла (к точкам смазки) и охлаждающей жидкости.

Как работает двигатель пошагово?

Бензиновый двигатель с непрямым впрыском — двигатель подсасывает воздух.Во впускном коллекторе воздух смешивается с топливом, подаваемым форсунками. Когда впускные клапаны открыты, воздушно-топливная смесь поступает в цилиндры. Смесь воспламеняется после искры на свече зажигания. Взрыв заставляет поршень двигаться. Поршень приводит в движение коленчатый вал.

Бензиновый бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива - Двигатель всасывает воздух. Не у каждого прямого впрыска есть турбина - воздух идет в цилиндры. Форсунки дозируют топливо непосредственно в цилиндры.Смесь воспламеняется после искры на свече зажигания.

Дизельный двигатель с непосредственным впрыском топлива. Двигатель подсасывает воздух. Воздух сжимается турбокомпрессором. Воздух поступает в цилиндры, когда впускные клапаны открыты. Форсунки впрыскивают дизельное топливо в цилиндры. Топливно-воздушная смесь самовоспламеняется. Во время запуска камера сгорания может обогреваться свечами накаливания.

Из каких материалов изготавливают автомобильные двигатели?

Применяются чугун, сталь, алюминий и их сплавы.Это связано с тем, что производители должны обеспечить малый вес двигателя и в то же время высокую устойчивость к ряду переменных факторов.

.

Двигатель внутреннего сгорания, устройство и принцип работы. Термодинамические процессы

1. Общие сведения о двигателе внутреннего сгорания

Двигатель - это энергетическое устройство, используемое для преобразования какого-либо другого вида энергии в механическую работу. В сравнении с тем, какой вид энергии мы учитываем при переходе на работу, различают тепловые, электрические, водяные и другие двигатели. Данная работа посвящена одной из тепловых машин. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания заключается в преобразовании химической энергии топлива внутри цилиндра в механическую работу.Это делается, как описано: тепло, выделяющееся при сгорании топлива, является результатом огромного увеличения давления в цилиндре, расширяющийся выхлопной газ смещает поршень, который заставляет коленчатый вал двигателя вращаться с помощью шатуна. Эти действия выполняются поршнями без остановок.

Огромную группу двигателей внутреннего сгорания составляют поршневые двигатели. В эту группу входят в основном двигатели с традиционным поршнем, а также с циркулирующим поршнем (двигатель Ванкеля).

Каждый из нас, кто владеет автомобилем, знает, сколько у такого автомобиля рабочий объем.Небольшая группа людей знает, что такое смещение на самом деле и откуда берется его ценность. В поршневом двигателе за каждый полный ход поршень дважды находится в крайнем положении. Положение, в котором поршень наиболее удален от коленчатого вала, называется верхней мертвой точкой, а момент, когда он приближается к коленчатому валу, называется нижней мертвой точкой. Движение между этими двумя положениями называется ходом поршня, а движение называется ходом.Полный рабочий объем цилиндра определяется, когда поршень находится в нижней мертвой точке, а объем камеры сжатия - когда цилиндр находится в верхней мертвой точке. Рабочий объем – это разница между полным объемом цилиндра и объемом камеры сжатия. Приведенные ранее термины будут использоваться нами для правильной интерпретации работы двигателя.

2. Конструкция рассматриваемых двигателей

Все двигатели внутреннего сгорания сделаны из одних и тех же элементов, приспособленных только к конкретной задаче.Основным элементом двигателя является фюзеляж, в котором размещены цилиндры с поршнями, где происходит преобразование химической энергии в механическую. Кроме того, для эффективной работы двигателя используются различные типы систем, отвечающих за конкретные задачи. Различаем:

кривошипно-шатунная система - ее функция заключается в изменении возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала;

система газораспределения - маневрирует процессом наполнения цилиндров свежей топливно-воздушной смесью или только воздухом и опорожнением цилиндров отработавшими газами;

топливная система - благодаря ей в цилиндр подается смесь топлива и воздуха или отдельно топливо и воздух

система смазки - пополняет масло между взаимодействующими частями двигателя, с целью уменьшения сопротивления и трения; система охлаждения

– благодаря ей поддерживается наилучшая температура двигателя, что дает возможность экономичной эксплуатации;

система зажигания (используется только в двигателях с искровым зажиганием) - вызывает воспламенение смеси, состоит из механизма, вызывающего искру зажигания;

пусковая система - используется для запуска двигателя, очень часто это электростартер.

3. Типы двигателей внутреннего сгорания

Эти двигатели классифицируются в соответствии с их различными характеристиками, которые коренным образом отличают один двигатель от другого. Сначала разделим двигатели по степени сжатия смеси в цилиндре. Разбивка следующая:

низкая компрессия,

дизель.

В двигателях с низкой степенью сжатия степень сжатия находится в пределах 6,5-11, а в дизелях 14-22. На самом деле на принадлежность к той или иной группе влияет способ воспламенения смеси.В двигателях с принудительным зажиганием в качестве топлива используется бензин или смесь бензина. Топливно-воздушная смесь всасывается в двигатель из карбюратора, а затем под действием искры сгорает. Двигатели с низкой степенью сжатия также могут называться (взаимозаменяемо): бензиновые, карбюраторные или искровые двигатели. Зажигание происходит автоматически на дизельных двигателях. Это сделано таким образом, что в цилиндр засасывается чистый воздух, который под действием сжатия нагревается до такой степени, что происходит автоматическое воспламенение топлива.Двигатели, работающие по такому принципу, называются дизельными двигателями.

Следующая классификация зависит от вида работ. Различают следующие двигатели:

двухтактные двигатели - рабочий ход в них соответствует каждому обороту коленчатого вала,

четырехтактные двигатели - рабочий ход соответствует двум оборотам коленчатого вала.

Следующая классификация — количество цилиндров. Мы различаем:

одноцилиндровый,

многоцилиндровый.

Однако по способу охлаждения мы делим двигатели на:

с воздушным охлаждением,

с жидкостным (обычно водяным) охлаждением.

Однако в зависимости от расположения клапанов различают:

нижний клапан,

верхний клапан.

4. Принцип действия двигателя с воспламенением от сжатия (дизеля).

Четырехтактные или двухтактные двигатели с воспламенением от сжатия, также известные как дизельные двигатели, характеризуются почти на 30% меньшим расходом топлива, более дешевым использованием и высокой долговечностью. Их главная особенность в том, что у них нет свечи, которая дает искру. Воспламенение топливной смеси происходит автоматически под действием высокого давления.Принцип работы такого двигателя делится на четыре такта и заключается в следующем:

1-й такт впуска - При движении поршня из верхнего максимального положения в сторону коленчатого вала в цилиндр всасывается очищенный воздух через открытый впускной клапан

2-й такт сжатия - когда поршень находится в нижнем максимальном положении, он меняет свое направление. При этом клапан подачи воздуха закрыт. Воздух сжимается до давления 3-4,5 МПа и, следовательно, нагревается до температуры 530-730°С.В конце этого такта, когда воздух полностью сжат, впрыскивается распыленное топливо, которое затем смешивается с воздухом, быстро испаряется и автоматически воспламеняется.

3.Рабочий ход - При сгорании температура и давление увеличиваются почти в три раза. Под таким высоким давлением поршень перемещается из верхнего максимального положения в нижнее максимальное положение. После этого работа выполняется, и двигатель может продолжать работать.Во время этого такта газы расширяются на весь цилиндр.

4. Такт выпуска - Заключительный этап работы двигателя заключается в открытии выпускного клапана, через который выхлопные газы выбрасываются за пределы двигателя. Поршень за это время перемещается из нижнего в верхнее максимальное положение. Когда поршень находится в верхнем положении, процесс начинает повторяться и следует еще один такт впуска.

5. Четырехтактные двигатели с низкой степенью сжатия.

В четырехтактном карбюраторном двигателе смесь, произведенная в отдельной емкости - карбюраторе, всасывается в цилиндр во время такта впуска.Он состоит из пара и крошечных капель топлива, смешанных с воздухом. При следующем такте эта смесь сжимается, ее давление и температура увеличиваются. В конце такта сжатия между электродами свечи зажигания проскакивает электрическая искра, воспламеняющая смесь. Пламя быстро распространяется по всему объему горения, давление газа повышается до 30-50 кг/см2, при этом температура находится в пределах 1800-25000С.

Рабочий ход и такт выпуска осуществляются в карбюраторном двигателе так же, как и в дизеле.

Нагрузка на карбюраторный двигатель нормируется количеством топливно-воздушной смеси, подаваемой в цилиндр. Состав смеси, т. е. соотношение количества топлива и воздуха, практически постоянен, что необходимо для воспламенения смеси от свечи зажигания.

6. Принцип работы двухтактного двигателя с искровым зажиганием.

Двухтактный двигатель с искровым зажиганием обычно используется в мотоциклах. Иногда он также используется для привода сельскохозяйственной техники с небольшим контрактом мощности.В двухтактном двигателе полный цикл работы выполняется за два хода поршня, то есть за один оборот коленчатого вала. Это возможно, когда картер двигателя используется для предварительного сжатия топливно-воздушной смеси.

Принцип работы двигателя показан на рисунке.

1. При движении поршня двигателя от НМТ к ВМТ в герметичном картере создается вакуум. Когда поршень выходит из окна впускного окна, соединенного с впускным коллектором, смесь воздуха и топлива, образующаяся в карбюраторе, всасывается в картер.

2-й В цилиндре в это время происходит сжатие груза, всосанного во время предыдущего цикла. Это такт сжатия. Незадолго до достижения поршнем ВМТ происходит воспламенение смеси и начинается рабочий такт. Поршень, перемещаясь от ВМТ к НМТ, закрывает впускное окно и вызывает предварительное сжатие смеси в картере.

В конце такта расширения поршень сначала открывает выпускное окно, позволяя выхлопным газам выйти из цилиндра, а затем проходное окно, соединяющее цилиндр с картером.Смесь, предварительно сжатая в картере, теперь течет по проходному каналу, который занимает цилиндр двигателя и выталкивает остатки отработавших газов в выпускной канал. Это называлось так называемым промывка цилиндра. Она заканчивается, в этот момент поршень снова двинется вверх и закроет вначале проходное окно, а затем и окно выхлопного тракта. В этот момент смесь сжимается в цилиндре. Затем в картере создается вакуум. При очередном движении поршня к ВМТ его нижняя кромка открывает окно впускного канала и смесь поступает в картер, необходимый для следующего цикла работы.

7. Принцип работы двигателей с циркулирующим поршнем.

Циркуляционный поршневой двигатель был построен Феликсом Ванкелем в 1960 году и назван в честь его фамилии. Двигатель был назван двигателем Ванкеля. Он имеет совершенно другую конструкцию, чем другие приводные агрегаты.Огромным преимуществом является снятие веса кривошипно-шатунной системы, что делает двигатель намного легче. Треугольный поршень совершает планетарное движение относительно корпуса двигателя и может быть разделен на три рабочие камеры.

За один полный оборот поршня в каждой рабочей камере совершается четыре изменения объема, что соответствует четырем тактам четырехтактного двигателя.

Каждое из рабочих пространств поочередно соединено с входным каналом, обеспечивающим процесс всасывания смеси. По мере того, как поршень продолжает движение, объем камеры уменьшается, сжимая смесь. В конце сжатия смесь воспламеняется от электрической искры. Сжатые газы давят на поршень, заставляя его вращаться.Емкость камеры последовательно увеличивается, и когда поршень открывает окно выпускного окна, сжатые газы выходят в атмосферу. После открытия впускного канала в камеру поступает свежая смесь, и схема повторяется заново.

8. Сравнение двигателей внутреннего сгорания, их применение

Дизельные двигатели более экономичны, чем двигатели низкого давления. Разовый расход топлива в двигателях с низкой степенью сжатия равен примерно 250 Г/кмч, в то время как в дизелях расходуется всего ок.200G/кмч. Что касается наших условий, то мы также должны учитывать разницу в ценах на топливо. К недостаткам особенностей дизельного двигателя относятся затрудненный запуск, необходимость использования точного и очень дорогого оборудования для впрыска, более прочная и тяжелая конструкция и меньшая мощность, которую двигатель может получить при том же рабочем объеме. Все это способствовало тому, что двигатели с воспламенением от сжатия все шире и чаще широко применялись в сельскохозяйственных тракторах и большегрузных автомобилях, с насосами, компрессорами, комбайнами и везде, где расход топлива имеет огромное влияние на цену эксплуатации.Четырехтактные карбюраторные двигатели в настоящее время используются для привода легковых автомобилей, грузовиков, электрогенераторов и т. д. Двухтактные двигатели, к сожалению, менее экономичны, чем четырехтактные, и речь идет о 400 г топлива на 1 км час. Бензиновые двухтактные карбюраторные двигатели с картерной загрузкой применяются в мопедах, мотоциклах, массовых автомобилях, а также для запуска крупных дизелей, ввиду малой мощности и малого расхода топлива в час.Самыми большими преимуществами двухтактных двигателей низкого давления являются прежде всего низкая цена и несложная эксплуатация.

9. Детали двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания, кроме основных частей, имеет также дополнительные системы, гарантирующие его правильную работу. Общее описание этих систем приведено в п.2.

Блок двигателя - конструктивный элемент, составляющий ядро, основание, соединяющий остальные части воедино и воспринимающий нагрузки, действующие на детали машины.

Головка блока цилиндров — часть двигателя внутреннего сгорания, закрывающая внутреннюю часть одного или нескольких цилиндров сверху и соединенная с блоком цилиндров шпильками. Головки цилиндров изготавливаются в виде чугунных отливок или из алюминиевых сплавов. Детали конструкции головки блока цилиндров зависят от типа двигателя, способа охлаждения, системы газораспределения и привода, формы камер сгорания и многих других факторов.

Коленчатый вал - вращающаяся часть поршневого двигателя, к которой крепятся шатуны, передающие энергию возвратно-поступательного движения поршней.Шатуны вала с числом, равным числу цилиндров (рядное и оппозитное расположение), половине числа цилиндров (v-образное расположение) или числу рядов цилиндров (звездообразное расположение), смещены параллельно оси вала на расстояние равной половине хода поршня. Крутящий момент снимается с коленчатого вала для привода колес автомобиля, воздушного винта самолета и т.п.

Система газораспределения представляет собой комплекс устройств, используемых для управления наполнением и опорожнением цилиндров сгорания. В двигателях внутреннего сгорания используются фазы газораспределения: поршневая (в двухтактных двигателях), золотниковая (когда-то популярная, сейчас почти полностью устарела) и газораспределительная (весьма распространенная).Фазы газораспределения двигателя можно разделить на: низкоклапанные, верхнеклапанные и смешанные (применяются очень редко, впускные клапаны расположены в головке, выпускные — в блоке цилиндров). Очень распространенный механизм газораспределения с верхним расположением клапанов состоит из распределительного вала, приводимого в движение от коленчатого вала двигателя цепью или зубчатым ремнем, клапанов и толкателей, штоков толкателей и рычагов, обеспечивающих передачу движения от кулачков к клапанам. В настоящее время ведутся работы по использованию электромагнитного срабатывания клапана.

Карбюратор, иначе карбюратор, - совокупность машин и механизмов в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием, основной задачей которых является получение, регулирование состава и дозирование определенной топливно-воздушной смеси в зависимости от нагрузки и оборотов двигателя.

По направлению потока воздуха различают карбюраторы:

1) дождевой (нижний всасывание), очень распространен, поток воздуха сверху вниз,

2) верхний всасывание, поток воздуха снизу вверх,

3) горизонтальный (боковой всасывание), поток воздуха горизонтальный.

В последнее время часто можно встретить т.н. инжекторные карбюраторы, являющиеся промежуточным решением между карбюратором и впрыском топлива.

Впрыск топлива - система питания двигателя внутреннего сгорания, которая подает определенную, строго сжатую порцию жидкого топлива непосредственно в цилиндр (непосредственный впрыск), во всасывающий канал каждого цилиндра (многоточечный непрямой впрыск) или во впускной коллектор (одноточечный непрямой впрыск). Незаменим в дизельных и газотурбинных двигателях, очень часто используется в искровом зажигании.

.

Структура двигателя - AutoScout24

Каждый двигатель должен иметь несколько основных элементов, которые остались неизменными с тех пор, как на улицах появились первые автомобили с двигателями внутреннего сгорания.

Рама

Основой любого двигателя является фюзеляж, также известный как блок цилиндров. Это самый большой и тяжелый элемент привода. Еще несколько десятилетий назад фюзеляж состоял из множества элементов, соединенных друг с другом болтами. Однако соединения вызывали течь в результате эксплуатации автомобиля, что приводило к многочисленным отказам и значительно сокращало срок службы двигателя.По этой причине современные силовые агрегаты оснащаются цельнолитым корпусом. Чаще всего его изготавливают из чугуна — материала, легко поддающегося обработке и в то же время стойкого к истиранию и высокому температурному давлению. Что немаловажно, чугун является плохим проводником звуковых волн, благодаря чему значительно снижает шум, создаваемый работой узлов двигателя. Изнутри блок цилиндров имеет многочисленные полости и каналы, приспособленные к остальным элементам двигателя.Сверху рабочее пространство силового агрегата закрыто головкой, которая, как и фюзеляж, представляет собой единую отливку из прочных материалов.

Цилиндры, поршни, клапаны

Внутреннее устройство двигателя невозможно без цилиндров. Размещенные в них возвратно-поступательные поршни сжимают топливно-воздушную смесь и преобразуют ее химическую энергию в тепловую и механическую энергию. Цилиндры ограничивают рабочее пространство поршней.Их герметичная конструкция позволяет поддерживать значительное избыточное или пониженное давление в рабочем пространстве. Они изготавливаются из чугуна, стали или алюминия, т.е. материалов, устойчивых к высоким нагрузкам и высоким температурам. Цилиндры не могут работать без клапанов, расположенных в головке цилиндров. Есть впускной и выпускной клапаны. Первые из них позволяют заполнить цилиндр рабочим агентом, вторые отводят выхлопные газы. Распределительный вал, заканчивающийся кулачками, отвечает за открытие и закрытие клапанов в нужный момент.Важным элементом двигателя также является коленчатый вал, позволяющий менять вращение на возвратно-поступательное движение, совершаемое поршнями. Для эффективной работы двигателя необходима синхронизация работы распределительного вала и коленчатого вала, что гарантирует плавную работу клапанов и поршней, движущихся в цилиндрах. Эти элементы соединены резиновым зубчатым ремнем или цепью, которая передает привод от коленчатого вала к распределительному валу.

Система смазки и охлаждения

В конструкцию двигателя внутреннего сгорания входит также система смазки и охлаждения.Первый из них используется для снижения уровня трения отдельных компонентов мотоцикла, что предотвращает их перегрузку и повреждение. Моторное масло находится в масляном поддоне. Насос отвечает за циркуляцию в маслопроводе и доходит до всех его движущихся частей. В процессе сгорания топлива выделяется огромное количество тепла. Для предотвращения перегрева масла и повреждения деталей двигателя силовой агрегат должен быть оборудован системой охлаждения.Стоит, однако, отметить, что для двигателя неблагоприятна как слишком высокая температура до 150 градусов Цельсия, так и слишком низкая, при которой ухудшаются смазывающие свойства масла. Задача системы охлаждения состоит в том, чтобы поддерживать температуру двигателя в пределах 90-100 градусов Цельсия. Его основным элементом является радиатор, в котором происходит процесс понижения температуры охлаждающей жидкости двигателя. Вспомогательную роль также играет вентилятор, хорошо работающий в жаркую погоду и при стоянке с включенным двигателем.Водяной насос отвечает за подачу охлаждающей жидкости к отдельным компонентам приводного агрегата.

Конструкция двигателя - свечи зажигания и фильтры

Свечи зажигания - свечи зажигания и свечи накаливания являются важным элементом конструкции двигателя. Первые из них устанавливаются в бензиновых двигателях. Они используются для создания искры, благодаря которой воспламеняется топливно-воздушная смесь, что позволяет преобразовывать химическую энергию в тепловую и механическую энергию. Однако в дизельных агрегатах установлены свечи накаливания, которые, нагревая камеру сгорания, приводят к самовоспламенению дизельного топлива.Фильтры также являются важными частями любого двигателя. Масляный фильтр обеспечивает чистоту специфической смазки отдельных узлов двигателя. Он улавливает частицы, образующиеся в результате износа деталей двигателя, предотвращая их трение о детали привода. Этот фильтр также участвует в процессе охлаждения и задерживает масло, когда автомобиль стоит. В свою очередь, задачей воздушного фильтра является улавливание пыли и грязи из воздуха, всасываемого двигателем. Немаловажную функцию играет и топливный фильтр, очищающий бензин и удаляющий воду из дизельного топлива в случае дизельных двигателей.Стоит отметить, что все, даже самые мелкие узлы мотоцикла тесно связаны друг с другом. Неисправности одного элемента приводят к выходу из строя следующего. По этой причине большое значение имеют регулярные осмотры и замена моторных жидкостей, благодаря которым силовой агрегат может долгие годы наслаждаться отличным состоянием.

.

Двигатель внутреннего сгорания – изобретения и открытия 9000 1

Двигатель, в котором внутри него сжигается топливо, дающее тепловую энергию. Затем она преобразуется в механическую энергию.

Первый такой двигатель (вдобавок экологический, т. к. он сжигает смесь водорода и кислорода и выделяет в качестве выхлопных газов чистую воду ! ), появился благодаря Бракенбургу еще в 1836 году, но безопасность его изобретения не вызывала доверия среди потенциальных покупателей и идея немецкого изобретателя была быстро забыта.

В 1860 году был создан прародитель двигателя внутреннего сгорания. Это был двухтактный одноцилиндровый двигатель с искровым зажиганием, работавший на смеси природного газа и воздуха, мощностью 8,8 кВт; он работал аналогично паровой машине двойного действия, т. е. сгорание смеси происходило в его цилиндре как под, так и над поршнем, благодаря системе двух впускных и выпускных каналов, подающих и отводящих попеременно смесь и выхлопные газы. С другой стороны, не происходило сжатия топлива, а только расширение, вызванное его взрывом, и поршень возвращался в исходное положение.
Его конструктором был французский инженер бельгийского происхождения Этьен Ленуар.
Конечно, у него была идея втиснуть его в легкую карету и превратить в автомобиль — несколько неудачных попыток, однако, отбили у него охоту к дальнейшим экспериментам. Двигатель работал не очень эффективно, потреблял много бензина и смазки, работал с перебоями и часто останавливался.

Через несколько лет его соотечественник Пьер Равель построил автомобиль с двигателем, работавшим на керосине. К сожалению, франко-прусская война помешала испытанию готовой машины — ее похоронили вместе с навесом, в котором она была построена.


Лишь в 1876 году немецкий изобретатель-самоучка Николаус Отто разработал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, положивший начало автомобильной эре. Также благодаря этому изобретению человек смог впервые подняться в воздух на самолете. С тех пор произошло бурное развитие различных типов двигателей.

В 1878-79 годах Карл Бенц разработал первый двухтактный бензиновый двигатель, а в 1893 году Рудольф Дизель запатентовал первый двигатель с воспламенением от сжатия.

В 1883 году Вильгельм Майбах и Готлиб Даймлер построили свой первый бензиновый двигатель, который еще не подходил для мобильного использования. 12 февраля 1884 года Эдуар Деламар-Дебутвиль получает патент на свой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, в котором, однако — вместо бензина — сжигается… легкий газ. А играть с газом (особенно хранящимся в кожаных мешках для воды) — не шутка: запатентованная машина Делемара взлетает на воздух при первой же поездке.


Стальной бензиновый трехколесный велосипед Mannheim производства Карла Фридриха Бенца прибыл в следующем году. Мощность его двигателя всего 2/3 лошадиных силы, он мог перевозить одного водителя и одного пассажира со скоростью 12 км/ч.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?
В поршневых двигателях внутреннего сгорания движение поршня обусловлено быстрым сгоранием топливно-воздушной смеси внутри цилиндров. Воспламенение горючей смеси вызывает отталкивание поршней и тем самым вращение коленчатого вала

По различному строению и принципу работы поршневые двигатели внутреннего сгорания можно разделить на: .


Смотрите также



Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)