Принцип работы автомобильного двигателя

Силы, вызывающие движение транспортного средства. Как движется автомобиль

Многие из нас являются владельцами собственных транспортных средств. Не удивительно, наличие собственного автомобиля дает больше возможностей при передвижении в любые точки города, страны, мира. При приобретении машины, человек становится независимым от общественного транспорта. Больше нет необходимости долго выжидать транспорт на остановках и толкаться в переполненных автобусах. Несмотря на то, что наличие автомобиля является довольно распространенным явлением, не каждый из нас задумывается, почему двигается автомобиль и как это объяснить. Кроме того, после покупки машины, многие даже и не задумываются о ее устройстве и не знают ее основных составляющих. Такая неосведомленность является нежелательным моментом, так как даже минимальные знания частей автомобиля, помогут решить вопросы, связанные с незначительными поломками автомобиля, которые нередко сопровождают владельцев своих транспортных средств.

Изобретать велосипед, при решении данного вопроса, не придется, так как ответ на него уходит в корни обычной школьной физики. Попросту говоря, автомобиль поедет тогда, когда колеса начнут крутиться. Казалось бы, автомобиль никто не толкает и не тянет, но что-то приводит его в движение. Что же является этой самой движущей силой, которая способствует передвижение транспортных средств?

Почему едет автомобиль

Всем без исключения автолюбителям известно понятие коробка передач. Все водители делятся на две категории, к первой категории относятся водители автомобилей с механической коробкой передач (в данном случае переключение передач осуществляется самим водителем), ко второй категории относятся водители автомобилей с автоматической коробкой передач (человек не занимается переключением передач, эта процедура является автоматической). Именно пользование коробкой передач позволяет приводить в движение автомобиль и изменять скорость его передвижения. На автомобилях с механической коробкой имеется три педали. Одной из которых является педаль сцепления. С помощью выжитой педали сцепления происходит остановка вращения валов коробки и появляется возможность беспрепятственного включения или переключения скоростей, повторюсь, на автомобилях с механической коробкой.

В движение колеса приводятся с помощью двигателя, при создании силы тяги на колесах. Для осуществления этого процесса современные автомобили используют тепловую энергию, получаемую путем сгорания топлива. Существует много различных видов двигателей, наиболее распространенным является поршневой двигатель.

Двигатель использует смесь паров топлива с воздухом. Образовавшаяся в результате взрыва, энергия характеризуется повышением показателя давления в камере сгорания. При помощи карбюратора происходит подготовка определенной пропорции газа и воздуха в смеси.

Начало движения на автомобиле основывается на выжатой педали сцепления, что позволяет беспрепятственно воткнуть первую передачу на коробке, с дальнейшим плавным ее оставлением. Вследствие этого происходит смещение автомобиля с точки стояния.

Что требуется для плавного старта?

Плавное начало движения является безопасным для движущих механизмов автомобиля, а так же комфортным передвижением самих присутствующих в салоне. Для плавного движения на автомобиле, необходимо правильно работать с педалью сцепления. Сам механизм сцепления располагается между двигателем и коробкой. Существует два положения сцепления. При первом – включенном положении, происходит передача крутящего момента на коробку. При втором – выключенном положении осуществляется отсоединение коробки от двигателя. При выжатой педали сцепления приходит прекращение передачи крутящего момента от двигателя. Выжимая эту педаль, водитель получает возможность включения передачи. При таком положении необходимо плавно снимать ногу с педали, в то время будет происходить приближение диска к поверхности маховика. Взаимодействуя с маховиком, диск приводится в действие и начинает вращаться, что приводит в движение автомобиль. Плавность работы с педалью сцепления оказывает влияние на “гладкость” старта автомобиля. Сразу приноровиться к этому не получится, так как все приходит с опытом, а для хорошего владения автомобилем необходимо его чувствовать.

Для последующего переключения передачи на повышенную или пониженную, водителю необходимо вновь выжать педаль сцепления. Данная процедура является обязательной для избежания поломок механизма коробки. Резкое переключение передачи скачком на две или более единицы вниз приведет к значительному толчку автомобиля , а в случае если воткнута передача напротив — слишком высокая для текущей скорости автомобиля, то автомобилю будет не достаточно тяги для разгона.

Таким образом, сложная система взаимодействующих между собой элементов автомобиля приводят его в движение. Сердцем автомобиля, заставляющим его двигаться, конечно же, является двигатель.

Меры предосторожности

Перед осуществлением маневра начала движения, следует удостовериться в исправности всех частей автомобиля. Допускается эксплуатация автомобиля в случае незначительных поломок, не влияющих на безопасность движения и поломок систем, обеспечивающих комфорт передвижение, так как они не связаны с движущими автомобиль элементами. При неисправностях систем, сказывающихся на плавности движения, следует незамедлительно обратиться в автосервис, а в случае если эта неисправность не дает возможности самостоятельного передвижения на автомобиле, то следует вызвать эвакуационную машину. Не стоит заниматься починкой автомобиля самостоятельно, если вы не знаете наверняка, как это сделать. Ваша деятельность может привести к окончательной поломке автомобиля и поврежденными могут оказаться еще и другие, ранее не являющиеся таковыми, элементы.

Как движется автомобиль — Вождение автомобиля в сложных дорожных условиях — Советы бывалых

Для преодоления всех сил, препятствующих движению автомобиля, имеется мощный источник энергии – двигатель. В результате его работы возникаемый крутящий момент передается через силовую передачу и полуоси на ведущие колеса автомобиля. Вращению ведущих колес препятствует сила трения, которая появляется между поверхностью дороги и колесами.

Вращаясь, ведущие колеса создают кружные силы, которые действуют на дорогу, стремясь как бы отбросить ее назад. Дорога, в свою очередь, оказывает равное противодействие на колеса. Это противодействие (продольная реакция) и вызывает движение автомобиля.

Силу, которая приводит автомобиль в движение, называют силой тяги и обозначают Рт. Однако, чтобы неподвижный автомобиль привести в движение, одной силы тяги еще недостаточно. Обязательным условием движения автомобиля является трение между колесами и дорогой. Если трения не будет, то дорога не сможет “толкать” автомобиль вперед. Это видно из следующего примера. На мокром асфальте или обледенелой дороге иногда приходится наблюдать, как колеса быстро вращаются, буксуют, а автомобиль между тем не трогается с места. Если это происходит на мягком грунте, то колеса отбрасывают землю назад и под ними образуются колеи. Автомобиль сможет начать движение лишь тогда, если под колеса подложить ветки, доски, а мокрый асфальт и обледенелую дорогу посыпать песком, золой. В результате этого между колесами и дорогой образуется достаточная сила трения, колеса хорошо “сцепляются” с дорогой. Значит, автомобиль сможет двигаться лишь при условии хорошего сцепления ведущих колес с поверхностью дороги. В свою очередь, сила сцепления колес с дорогой зависит от сцепного веса автомобиля, т. е. вертикальной нагрузки на ведущих колесах. Чем больше вертикальная нагрузка действует на ведущие колеса, тем больше и сила сцепления. Важное значение для сцепления имеют тип и качество дороги, шин и их состояние.

Для оценки влияния поверхности дороги на силу сцепления принят коэффициент сцепления, который подсчитывается по формуле:

? = Рсц/Gсц, где: ? – коэффициент сцепления; Рсц – сила сцепления ведущих колес в кг; Gсц – сцепной вес автомобиля в кг. Значение коэффициента сцепления изменяется в зависимости от типа дороги, ее состояния и шин (см. таблицу 3). Чем лучше дорога и рельефнее рисунок протектора шин, тем выше коэффициент сцепления. Таблица 3

СРЕДНИЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ СЦЕПЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН НА РАЗЛИЧНЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЯХ

Принцип работы автомобильного двигателя

Общее устройство и принцип работы автомобильного двигателя :

Двигатель состоит из цилиндра 5 и картера 6, который снизу закрыт поддоном 9 (рис. а). Внутри цилиндра перемещается поршень 4 с компрессионными (уплотнительными) кольцами 2, имеющий форму стакана с днищем в верхней части. Поршень через поршневой палец 3 и шатун 14 связан с коленчатым валом 8, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Коленчатый вал состоит из коренных шеек 13, щек 10 и шатунной шейки 11. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала (см. рис. 6).

Сверху цилиндр 5 накрыт головкой 1 с клапанами 15 и 17, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала, а следовательно, и с перемещением поршня.

Схема устройства поршневого двигателя внутреннего сгорания: а — продольный вид, б — поперечный вид; 1 — головка цилиндра, 2 — кольцо, 3 — палец, 4 — поршень, 5 — цилиндр, 6 — картер, 7 — маховик, 8 — коленчатый вал, 9 — поддон, 10 — щека, 11 — шатунная шейка, 12 — коренной подшипник, 13 — коренная шейка,

14 — шатун, 15, 17- клапаны, 16 — форсунка

Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю: верхней мертвой точкой (ВМТ), соответствующей наибольшему удалению поршня от вала (см. рис. 6), и нижней мертвой точкой (НМТ), соответствующей наименьшему удалению его от вала.

Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком 7, имеющим форму диска с массивным ободом.

Расстояние, проходимое поршнем, между мертвыми точками называется ходом поршня S, а расстояние между осями коренных и шатунных шеек — радиусом кривошипа R (рис. б). Ход поршня равен двум радиусам кривошипа: S = 2R. Объем, который описывает поршень за один ход, называется рабочим объемом цилиндра (литражом) Vh:

Объем над поршнем Vc в положении ВМТ (см. рис. а) и называется объемом камеры сгорания (сжатия). Сумма рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания составляет полный объем цилиндра Va:

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия е:

Степень сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, так как сильно влияет на его экономичность и мощность.

Принцип работы.

Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы расширения нагретых газов во время движения поршня от ВМТ к НМТ.

Нагревание газов в положении ВМТ достигается в результате сгорания в цилиндре топлива, перемешанного с воздухом. При этом повышается температура газов и их давление. Так как давление под поршнем равно атмосферному, а в цилиндре оно намного больше, то под действием разницы давлений поршень будет перемещаться вниз, при этом газы расширятся, совершая полезную работу. Работа, производимая расширяющимися газами, посредством кривошипно-шатунного механизма передается коленчатому валу, а от него на трансмиссию и колеса автомобиля.

Чтобы двигатель постоянно вырабатывал механическую энергию, цилиндр необходимо периодически заполнять новыми порциями воздуха через впускной клапан 15 и топлива через форсунку 16 или подавать через впускной клапан смесь воздуха с топливом. Продукты сгорания топлива после их расширения удаляются из цилиндра через выпускной клапан 17. Эти задачи выполняют механизм газораспределения, управляющий открытием и закрытием клапанов, и система подачи топлива.

1. Такт впуска — Впускается топливо-воздушная смесь
2. Такт сжатия — Смесь сжимается и поджигается
3. Такт расширения — Смесь сгорает и толкает поршень вниз
4. Такт выпуска — Продукты горения выпускаются

Принцип действия. Сгорание топлива происходит в камере сгорания, которая расположена внутри цилиндра двигателя, куда жидкое топливо вводится в смеси с воздухом или раздельно. Тепловая энергия, полученная при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу. Продукты сгорания удаляются из цилиндра, а на их место всасывается новая порция топлива. Совокупность процессов, происходящих в цилиндре от впуска заряда (рабочей смеси или воздуха) до выпуска отработанных газов, составляет действительный или рабочий цикл двигателя.

Системы и механизмы двигателя, и их назначение.

Кривошипно-шатунный механизмвоспринимает давление газов в цилиндрах и преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из цилиндра, головки, поршня, поршневого пальца, шатуна, картера, коленчатого вала и других деталей.

Система питанияпроизводит подготовку новой порции рабочей смеси, состоящей из воздуха и топлива, и ее подвод в цилиндры двигателя. У карбюраторного двигателя она состоит из воздухоочистителя, фланца, карбюратора, впускного трубопровода, топливного насоса с фильтром-отстойником, бензопровода и бензобака.

Механизм газораспределенияуправляет своевременным впуском свежего заряда топлива и выпуском отработавших газов. Он состоит из распределительных шестерен, кулачкового вала, толкателя, пружины и клапанов.

Система зажиганиякарбюраторных двигателей обеспечивает подачу импульса электротока высокого напряжения на контакты свечи для получения искры, необходимой для воспламенения рабочей смеси.

Система охлажденияпредотвращает перегрев двигателя отводом тепла от стенок цилиндров и головок. Она состоит из водяных рубашек, блока и головок, радиатора, вентилятора водяного насоса и других элементов.

Система смазкиобеспечивает подачу масла к трущимся поверхностям и отвод продуктов износа. Она состоит из масляного поддона, насоса, фильтров грубой и тонкой очистки масла, маслопроводов и масляных клапанов.

Кроме перечисленных систем и механизмов двигатель оборудуется пусковым устройством, приборами контроля и управления и вспомогательными механизмами, например подогревателями.

Основные понятия и термины. Мертвые точки — это крайние положения, занимаемые поршнем при его движении. Наиболее отдаленное положение поршня от оси коленчатого вала называется верхней мертвой точкой (ВМТ), наиболее близкое положение — нижней мертвой точкой (НМТ).

Ход поршня — это расстояние между крайними положениями поршня, равное двойному радиусу кривошипа.

Рабочий объем цилиндр — это объем, освобождаемый в цилиндре при перемещении поршня от ВМТ до НМТ.

Объем камеры сжатия — это объем пространства, образуемого над поршнем при положении его в ВМТ.

Полный объем цилиндра — это сумма рабочего объема и объема камеры сжатия.

Степень сжатия — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия.

Как же устроен ДВС

Двигатель внутреннего сгорания – это основной вид автомобильных силовых агрегатов на сегодняшний день. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основывается на эффекте теплового расширения газов, возникающего во время сгорания в цилиндре топливно-воздушной смеси.

Самые распространенные виды двигателей

Существует три разновидности ДВС: поршневой, роторно-поршневой силовой агрегат системы Ванкеля и газотурбинный. За редким исключением на современные авто устанавливаются четырехтактные поршневые моторы. Причина кроется в низкой цене, компактности, малом весе, многотопливности и возможности установки практически на любые транспортные средства. Сам по себе двигатель автомобиля – это механизм, преобразующий тепловую энергию горящего топлива в механическую, работу которого обеспечивает множество систем, узлов и агрегатов. Поршневые ДВС бывают двух- и четырехтактными. Понять принцип работы двигателя автомобиля проще всего на примере четырехтактного одноцилиндрового силового агрегата.

Четырехтактным мотор называется потому, что один рабочий цикл состоит из четырех движений поршня (тактов) или двух оборотов коленчатого вала:

• впуск;
• сжатие;
• рабочий ход;
• выпуск.

Общее устройство ДВС

Чтобы понять принцип работы мотора, необходимо в общих чертах представить его устройство. Основными частями являются:

1. блок цилиндров (в нашем случае цилиндр один);
2. кривошипно-шатунный механизм, состоящий из коленчатого вала, шатунов и поршней;
3. головка блока с газораспределительным механизмом (ГРМ).

• система зажигания, отвечающая за воспламенение горючей смеси в цилиндрах;
• впускная система, обеспечивающая подачу воздуха для образования рабочей смеси;
• топливная система, обеспечивающая непрерывную подачу топлива и получение смеси горючего с воздухом;
• система смазки, предназначенная для смазывания трущихся деталей и удаления продуктов износа;
• выхлопная система, которая обеспечивает удаление отработавших газов из цилиндров ДВС и снижение их токсичности;
• система охлаждения, необходимая для поддержания оптимальной температуры для работы силового агрегата.

Рабочий цикл мотора

Как было сказано выше, цикл состоит из четырех тактов. Во время первого такта кулачок распредвала толкает впускной клапан, открывая его, поршень начинает двигаться из крайнего верхнего положения вниз. При этом в цилиндре создается разрежение, благодаря которому в цилиндр поступает готовая рабочая смесь, либо воздух, если двигатель внутреннего сгорания оснащен системой непосредственного впрыска топлива (в таком случае горючее смешивается с воздухом непосредственно в камере сгорания). Поршень через шатун сообщает движение коленчатому валу, поворачивая его на 180 градусов к моменту достижения крайнего нижнего положения.

Во время второго такта – сжатия – впускной клапан (или клапаны) закрывается, поршень меняет направление движения на противоположное, сжимая и нагревая рабочую смесь или воздух. По окончанию такта, системой зажигания на свечу подается электрический разряд, и образуется искра, поджигающая сжатую топливно-воздушную смесь.

Принцип воспламенения горючего у дизельного ДВС иной: в завершении такта сжатия, через форсунку, в камеру сгорания впрыскивается мелкораспыленное дизтопливо, где оно смешивается с нагретым воздухом, и происходит самовоспламенение получившейся смеси. Необходимо отметить, что по этой причине степень сжатия дизеля намного выше.

Коленвал тем временем повернулся еще на 180 градусов, сделав один полный оборот. Третий такт именуется рабочим ходом. Образующиеся во время сгорания топлива газы, расширяясь, толкают поршень в крайнее нижнее положение. Поршень передает энергию коленвалу через шатун и поворачивает его еще на пол-оборота.

По достижении нижней мертвой точки начинается заключительный такт – выпуск. В начале данного такта кулачок распределительного вала толкает и открывает выпускной клапан, поршень движется вверх и выгоняет отработавшие газы из цилиндра.

ДВС, устанавливаемые на современные автомобили, имеют не один цилиндр, а несколько. Для равномерной работы мотора в один и тот же момент времени в разных цилиндрах выполняются разные такты, и каждые пол-оборота коленвала как минимум в одном цилиндре происходит рабочий ход (исключение составляют 2- и 3-цилиндровые моторы). Благодаря этому удается избавиться от лишних вибраций, уравновешивая силы, действующие на коленвал и обеспечить ровную работу ДВС. Шатунные шейки расположены на валу под равными углами относительно друг друга. Из соображений компактности многоцилиндровые моторы делают не рядными, а V-образными или оппозитными (визитная карточка фирмы Subaru). Это позволяет сэкономить немало пространства под капотом.

Двухтактные моторы

Помимо четырехтактных поршневых ДВС существуют двухтактные. Принцип их работы несколько отличается от описанного выше. Устройство такого мотора проще. В цилиндре имеется для окна – впускное и выпускное, расположенное выше. Поршень, находясь в НМТ, перекрывает впускное окно, затем, двигаясь вверх, перекрывает выпускное и сжимает рабочую смесь. По достижении им ВМТ на свече образуется искра и поджигает смесь. В это время впускное окно оказывается открытым, и через него в кривошипную камеру попадает очередная доза топливно-воздушной смеси.

Во время второго такта, двигаясь вниз под воздействием газов, поршень открывает выпускное окно, через которое отработавшие газы выдуваются из цилиндра новой порцией рабочей смеси, которая попадает в цилиндр через продувочный канал. Частично рабочая смесь при этом также уходит в выпускное окно, что объясняет прожорливость двухтактного ДВС. Подобный принцип работы позволяет достичь большей мощности двигателя при меньшем рабочем объеме, однако за это приходится расплачиваться большим расходом топлива. К преимуществам таких моторов можно отнести более равномерную работу, простую конструкцию, малый вес и высокую удельную мощность. Из недостатков следует упомянуть более грязный выхлоп, отсутствие систем смазки и охлаждения, что грозит перегревом и выходом агрегата из строя.

Устройство двигателя автомобиля

Для того, чтобы понять принцип работы двигателя, нужно иметь некоторые представления о самом двигателе и его строении.

В устройстве двигателя поршень является ключевым элементом рабочего процесса. Поршень выполнен в виде металлического пустотелого стакана, расположенного сферическим дном (головка поршня) вверх. Направляющая часть поршня, иначе называемая юбкой, имеет неглубокие канавки, предназначенные для фиксации в них поршневых колец. Назначение поршневых колец – обеспечивать, во-первых, герметичность надпоршневого пространства, где при работе двигателя происходит мгновенное сгорание бензиново-воздушной смеси и образующийся расширяющийся газ не мог, обогнув юбку, устремиться под поршень. Во-вторых, кольца предотвращают попадание масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство. Таким образом, кольца в поршне выполняют функцию уплотнителей. Нижнее (нижние) поршневое кольцо называется маслосъемным, а верхнее (верхние) – компрессионным, то есть обеспечивающим высокую степень сжатия смеси.

Когда из карбюратора или инжектора внутрь цилиндра попадает топливно-воздушная или топливная смесь, она сжимается поршнем при его движении вверх и поджигается электрическим разрядом от свечи системы зажигания (в дизеле происходит самовоспламенение смеси за счет резкого сжатия). Образующиеся газы сгорания имеют значительно больший объем, чем исходная топливная смесь, и, расширяясь, резко толкают поршень вниз. Таким образом тепловая энергия топлива преобразуется в возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршня в цилиндре.

Далее необходимо преобразовать это движение во вращение вала. Происходит это следующим образом: внутри юбки поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, последний шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. Коленвал свободно вращается на опорных подшипниках, что расположены в картере двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня шатун начинает вращать коленвал, с которого крутящий момент передается на трансмиссию и – далее через систему шестерен – на ведущие колеса.

Технические характеристики двигателя. При движении вверх-вниз у поршня есть два положения, которые называются мертвыми точками. Верхняя мертвая точка (ВМТ) – это момент максимального подъема головки и всего поршня вверх, после чего он начинает движение вниз; нижняя мертвая точка (НМТ) – самое нижнее положение поршня, после которого вектор направления меняется и поршень устремляется вверх. Расстояние между ВМТ и НМТ названо ходом поршня, объем верхней части цилиндра при положении поршня в ВМТ образует камеру сгорания, а максимальный объем цилиндра при положении поршня в НМТ принято называть полным объемом цилиндра. Разница между полным объемом и объемом камеры сгорания получила наименование рабочего объема цилиндра.

Суммарный рабочий объем всех цилиндров двигателя внутреннего сгорания указывается в технических характеристиках двигателя, выражается в литрах, поэтому в обиходе именуется литражом двигателя. Второй важнейшей характеристикой любого ДВС является степень сжатия (СС), определяемая как частное от деления полного объема на объем камеры сгорания. У карбюраторных двигателей СС варьирует в интервале от 6 до 14, у дизелей – от 16 до 30. Именно этот показатель, наряду с объемом двигателя, определяет его мощность, экономичность и полноту сгорания топливо-воздушной смеси, что влияет на токсичность выбросов при работе ДВС. Мощность двигателя имеет бинарное обозначение – в лошадиных силах (л.с.) и в киловаттах (кВт). Для перевода единиц одна в другую применяется коэффициент 0,735, то есть 1 л.с. = 0,735 кВт.

Рабочий цикл четырехтактного ДВС определяется двумя оборотами коленчатого вала – по пол-оборота на такт, соответствующий одному ходу поршня. Если двигатель одноцилиндровый, то в его работе наблюдается неравномерность: резкое ускорение хода поршня при взрывном сгорании смеси и замедление его по мере приближения к НМТ и далее. Для того, чтобы эту неравномерность купировать, на валу за пределами корпуса мотора устанавливается массивный диск-маховик с большой инерционностью, благодаря чему момент вращения вала во времени становится более стабильным.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ: _____________________________________________________________________________________________________________________

Принцип работы двигателя автомобиля

Объём двигателя (рабочий объём) – самый главный параметр двигателя, который измеряется в литрах или кубических сантиметрах. Объём двигателя равен сумме всех его рабочих цилиндров. Для того чтобы рассчитать рабочий объём одного цилиндра, необходимо умножить длину рабочего хода поршня на площадь сечения цилиндра.

Исходя из приведённой выше формулы расчёта, различают такие типы двигателей:

• Микролитражные (до 1,1 л); • Малолитражные (от 1,2 до 1,5 л);• Среднелитражные (от 1,6 до 3,5 л);• Крупнолитражные (свыше 3,5 л).

Кроме объёма различают следующие характеристики двигателя:

• Мощность оборотов в минуту – количество полных оборотов вала двигателя вокруг своей оси;• Крутящий момент оборотов в минуту – чем больше крутящий момент, тем быстрее двигатель набирает обороты;• Максимальная скорость – максимальная скорость разгона двигателя;• Разгон до 100 км/ч в секундах – за сколько секунд двигатель разгонится от 0 до 100 км/ч.Принцип действия двигательного механизма

Теперь, после того как вы поняли основное предназначение и важность двигателя для машины, приступим к рассмотрению его принципа работы. Так как этот вопрос интересует в большей степени новичков, то мы постараемся рассказать вам о двигателе, как можно более простым и доступным языком.

Принцип работы бензинового двигателя заключается в том, что топливо (бензин), которое поступает в двигатель, попадает в цилиндр, где оно сжимается в верхней точке. С помощью искры, которая подаётся автомобильной свечой, топливо поджигается и за счёт энергии этого запала поршень отталкивается вниз (такое действие происходит и с остальными поршнями двигателя). Поршни прилегают к краям цилиндров, и их скольжение обеспечивает машинное масло, в результате плотного прилегания и создаться давление в верхней точке. Таким образом, поршни создают круговое движение вала, который передаёт свой крутящий момент на коробку передач, а та в свою очередь передаёт движение на приводные колёса автомобиля. Вал имеет кривую структуру, чтобы во время движения, поршня находились на разных позициях, тем самым создавая постоянное отталкивание для вращения. Вот, вкратце, в чём состоит принцип работы бензинового двигателя автомобиля.Работа дизельного двигателяПринципиальным отличием бензинового двигателя от дизельного, является то, что в дизельном двигателе сжатое топливо (дизельное топливо) не зажигается с помощью искры, а впрыск топлива происходит в сжатый горячий воздух, который находиться в цилиндре, благодаря этому происходит зажигание смеси, которое приводит в движение все поршни. Более тонкие отличая в работе между бензиновым и дизельным двигателем, для новичка, малосущественно, поэтому мы не будем особо заострять внимание на технических нюансах, а упомянули самое принципиальное.Принцип заведения двигателя автомобиля

После того, как вы повернули ключ в замке зажигания в режим «ON» в машинах с инжектором бензонасос начинает подкачивать бензин из бака. Чтобы завести двигатель его необходимо провернуть внутри, поэтому, когда вы поворачиваете ключ в положение «START», то аккумулятор подаёт питание на стартер, он начинает крутить двигатель для его запуска. В это время вверху двигателя начинает происходить процесс описанный нами выше.

В старых автомобилях, таких как Волга, Запорожец и Москвич роль стартера могла выполнять специальная ручка, которая прокручивала двигатель для того, чтобы его ввести в рабочее состояние (кривой стартер).Помимо функции движения, благодаря двигателю, работает такая замечательная и удобная функция как гидроусилитель руля. Кроме того благодаря энергии вырабатываемой двигателем он полностью снабжает машину электроэнергией.

Для того, чтобы двигатель работал качественно — необходимо хорошее топливо. Кстати, о том, как заправить автомобиль мы рассказывали в наших прошлых статьях.

Что это — ДВС в автомобиле?

Двигатель внутреннего сгорания в автомобилях – это самая главная составляющая. Если бы ДВС не был изобретен, тогда бы отрасль автомобилестроения, скорее всего, остановилась бы на колесе и не развилась дальше до современных масштабов. Двигатель сделал настоящую революцию. Давайте поговорим о том, что такое ДВС, о его истории, устройстве и принципе действия.

Первые попытки к созданию агрегата, подобного двигателю внутреннего сгорания, начались в 18 веке. Многие изобретатели со всего мира долго пытались создать механизм, в котором бы энергия от сгорания топлива могла бы превращаться в механическую.

Первый двигатель

Первыми о том, что такое ДВС и как его построить, задумались братья Ньепс из Франции. Они изобрели и собрали устройство, которое назвали «пирэолофор». Топливом в данном моторе выступала угольная пыль, но при всей эффективности данный механизм не получил особого признания в науке и остался только в виде чертежей. «Пирэолофор» имел очень несовершенную конструкцию. Он отличался высокими рабочими температурами и огромным расходом топлива при относительно низкой эффективности. Также этот агрегат потреблял много масла. Но уже тогда данный двигатель устанавливался на первые, еще не совершенные трехколесные машины.

Вторая попытка

В 1864 году Зигфрид Маркус, который занимался различными изобретениями, показал миру первый одноцилиндровый карбюраторный мотор. Он приводился в действие от энергии сгорания продуктов нефтепереработки. Этот ДВС был способен развивать существенную на тот момент скорость – 10 миль в час.

Двухцилиндровый мотор Брайтона

В 1873 году инженер Джордж Брайтон на основе уже существующих разработок создал двухцилиндровый ДВС. В самом начале мотор функционировал на керосине, а затем его перевели на бензин. Среди недостатков этого аппарата выделяли слишком крупные размеры.

Двигатель Отто

В 1876 году был сделан большой шаг в истории ДВС. Николас Отто сумел создать технически сложный агрегат, который максимально эффективно преобразовывал энергию сгорания нефтепродуктов в механическую энергию. В 1883 году французский инженер Деламар создает мотор, где в качестве топлива мог бы использоваться природный газ. Однако это изобретение также не нашло отклик и существует только на бумаге в виде чертежей.

Громкое имя в истории автомобилестроения

В 1815 году о том, что такое ДВС и как его можно использовать, задумался Готтлиб Даймлер. Он не просто создал эффективный двигатель, а наладил производство прототипа современного агрегата с вертикальным расположением цилиндров и карбюраторным впрыском.

Это первый на тот момент компактный механизм, который затем поспособствовал развитию автомобилестроения.

Общие определения о ДВС

О том, что такое ДВС в машине, знают, наверное, все. Но основная особенность любого механизма внутреннего сгорания в том, что топливная смесь поджигается непосредственно в рабочей камере, а не в каких-нибудь внешних носителях.В процессе работы двигателя выделяется химическая и тепловая энергия, которая преобразуется в механическую. О том, что такое ДВС, рассказывают в школьном курсе физики, а принцип работы основывается на эффекте от теплового расширения газов, образовавшихся в процессе сгорания горючей смеси под давлением в камере сгорания.

Виды ДВС

Можно выделить поршневые ДВС. Они наиболее эффективные. Это подтвердит человек, который имеет навыки обслуживания и ремонта двигателей, – машинист ДВС. Что это такое? Устройство данного мотора следующее: камера сгорания расположена внутри цилиндра, тепловая энергия превращается в механическую при помощи шатунно-поршневого кривошипного механизма, энергия передается коленчатому валу. Существует несколько видов поршневых двигателей. Сначала отметим карбюраторные ДВС. Здесь топливная смесь приготавливается в карбюраторе, а затем впрыскивается в камеру сгорания от электрической искры. Это хорошая возможность узнать, что такое ДВС в машине. Инжекторный двигатель подает смесь непосредственно во впускной коллектор при помощи специальных форсунок. Все процессы в таком моторе контролируются электроникой. Воспламенение происходит от свечи.

Существуют также и дизельные агрегаты. Тем, кто не знал, что такое ДВС в машине, стоит познакомиться с этим типом мотора подробнее. Здесь топливная смесь поджигается без использования свечей. Воспламеняется она за счет сжатия воздуха, который в результате нагревается до температур, превышающих значения горения смеси. Топливо впрыскивается при помощи специальных форсунок.

Роторно-поршневой двигатель – это довольно интересный агрегат. Что такое ДВС в автомобиле данного типа? Сейчас такое устройство встречается достаточно редко. В этом механизме тепловая энергия от сгорания превращается в механическую при помощи рабочих газов, которые вращают ротор в рабочей камере. Механизм имеет особенную форму, профиль и двигается по «планетарной» траектории непосредственно внутри рабочей камеры. Последняя имеет также особую конфигурацию – «8», а функции ее – ГРМ, поршневая группа и коленчатый вал. Сейчас все знают, что такое ДВС в авто уже практически не используется.

Существуют и газотурбинные двигатели. Здесь энергия превращается в механическую при помощи вращения ротора, который заставляет двигаться вал турбины. В ходе доработок и экспериментов ученые и инженеры со всего мира определили, что самый эффективный, надежный, неприхотливый, а также экономичный в плане горючего и масла – это поршневой ДВС.

Прочие виды двигателей, кроме поршневого, остались далеко в истории. Рассматривая вопрос о том, что такое ДВС в машине, стоит отметить, что роторно-поршневой мотор изготавливает сейчас только концерн Mazda. На Chrysler было собрано несколько газотурбированных моторов, однако это было очень давно, и никто из серьезных автопроизводителей не оценил эти агрегаты. В СССР газотурбированные двигатели использовали на некоторых танках и военных кораблях. Однако затем от технологии и вовсе отказались.

Как устроен ДВС

Для тех, кто не знает, что такое двигатель ДВС, рассмотрим устройство этого механизма. В корпусе мотора объединяются сразу несколько важных узлов. Это блок цилиндров – внутри воспламеняется смесь бензина и воздуха, а затем газы заставляют поршни двигаться. Кривошипно-шатунная группа передает энергию на коленвал.

Механизм ГРМ служит для обеспечения открытия или закрытия впускных и выпускных клапанов в нужный момент. Он нужен для того, чтобы впустить смесь в цилиндры и выпустить отработанные газы. Также ДВС оснащен системой подачи топлива, зажигания смеси и удаления выхлопных газов.

Принцип работы ДВС

Каждый, кто стакивается с автомобилем, обязан знать, что такое двигатель ДВС и как он работает. Когда владелец автомобиля поворачивает ключ в замке зажигания, стартер вращает коленчатый вал. Поршень под действием коленчатого вала приводится в движение. Когда он достигнет своего нижнего положения, то переходит к движению в ВМТ. Затем в камеру сгорания подается смесь горючего и воздуха. Когда поршень движется вверх, смесь сжимается. В момент, когда он достигнет своего верхнего крайнего положения, искра, сгенерированная свечей, подожжет горючую смесь. Происходит взрыв, и выделяющиеся газы с большой силой толкают поршень обратно вниз. В этот момент откроется выпускной клапан. Через него горячие отработанные газы выходят из цилиндра в атмосферу. Когда поршень снова пройдет нижнюю мертвую точку, он вновь отправится в верхнюю. За это время коленвал совершит один оборот. Когда поршень начнет новое движение, откроется впускной клапан и впустит в цилиндр очередную порцию горючей смеси. Последняя займет собой весь объем отработанных газов. Далее весь описанный процесс начнется заново. Так как работа поршня в этих примитивных двигателях ограничена лишь двумя тактами, то он совершает меньше движений, чем четырехтактных двигатель. Также снижаются потери энергии на трение. Но в процессе работы выделяется много тепла, и такие моторы сильнее греются.

Необходимо использовать масло ДВС. Что это такое? Это специальная маслянистая жидкость, изготовленная из углеводородов, которая снижает трение в поверхностях. В двухтактном моторе поршень также выполняет функцию механизма ГРМ, открывая и закрывания клапаны. Главный недостаток этой системы – неэффективный газообмен в сравнении с четырехтактным агрегатом.

Заключение

Вот что такое ДВС в машине. Это тот механизм, который приводит в движение тяжелый автомобиль. Сегодня это принимается как должное, а ведь в свое время ДВС считался величайшим прорывом.

Источник http://auto21rus.ru/raznoe/kak-dvizhetsya-avtomobil.html

Источник http://avtoliders.ru/stati/princip-raboty-avtomobilnogo-dvigatelya.html

Источник http://autogear.ru/article/280/012/chto-takoe-dvs-v-avtomobile/