Устройство и принцип работы бензиновых двигателей

Содержание

Мотор машины как работает

Как работает двигатель автомобиля – устройство, принцип действия + видео

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

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

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

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

Как работает двигатель автомобиля – кратко о сложных процессах

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

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

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

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

Принцип работы двигателя автомобиля – различия в моделях

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

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

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

Принцип работы любого двигателя автомобиля

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

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

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

По видам двигателя делятся:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Описание и предназначение систем:

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

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

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

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

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

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

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

Как работает двигатель автомобиля

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

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

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

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

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

Как работает двигатель и из чего он состоит?

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

Рекомендуется к прочтению  Принцип работы и устройство двигателя автомобиля. Техническое обслуживание двигателя автомобиля

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция распредвала: устройство и принцип работы

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

Воздушный фильтрующий элемент автомобиля

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

Система выпуска отработавших газов

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

DOHC — газораспределительная система двигателя

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

Система изменения фаз газораспределения

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

Принцип работы турбины двигателя

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

Система турбонаддува — принцип работы турбины

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

Степень сжатия двигателя, компрессия и октановое число

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

Карбюраторный двигатель: принцип работы, устройство и регулировка

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

Принцип работы дизельного двигателя

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

Принцип работы гибридного двигателя

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

Роторный двигатель: принцип работы и устройство

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

Как работает двигатель Стирлинга

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

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания.

Порядок работы цилиндров двигателя у авто

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

Принцип работы инжекторного двигателя

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

Работа двухтактного двигателя

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

Принцип работы системы охлаждения двигателя

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

Как работает автомобиль: двигатель

Вы бы могли подумать, что ежемесячно пользователи Интернета более 6 тыс. раз спрашивают поисковую систему Яндекс «Как работает автомобиль?». Узнав об этом, нам стало ясно, что это большая и интересная тема для серии публикаций, потому, что автомобиль сложное инженерное устройство и простого ответа на этот вопрос быть не может. Этой публикацией мы начинаем цикл статей, в которой расскажем принципы работы основных узлов современного автомобиля. И первый будет статья о том, как работает двигатель автомобиля: «Как работает автомобиль: двигатель».

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — это сердце автомобиля. Двигатель — это сложное электро-механическое устройство, построенное для преобразования тепла от горения топлива в энергию для того, что будет вращать колеса.

Схема четырех-целиндрового двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

  1. Картер. В нем находятся погруженные в моторное масло движущиеся части двигателя.
  2. Коленчатый вал (коленвал). Передает энергию вращения через маховик (4) и коробку передач на колеса.
  3. Шатун. Превращает энергию толкания от поршня (5) в энергию вращения на коленвал (2).
  4. Маховик. Массивное стальное зубчатое колесо, прикрепленное к концу коленвала (2). Маховик помогает передавать энергию вращения сглаживая толкательные импульсы каждого поршня (5) так, что вращение идет равномерно.
  5. Поршень. Поршни снабжены стальными кольцами в верхней части, которые заполняют пространство между головкой поршня и стенками цилиндра. Это нужно, что бы сделать камеру сгорания герметичной.
  6. Распределительный вал (распредвал). Предназначен для открытия впускных и выпускных каналов (клапанов) в нужный момент и подачи в камеру сгорания топливной смеси и отвода выхлопных газов.
  7. Ремень распредвала или ремень привода газораспределительного механизма (ГРМ). Ремень ГРМ нужен для вращения распредвала (6) в определенной синхронной зависимости от коленвала (2) двигателя.

Цепная реакция, которая способствуют достижению этой цели, приводится в действие с помощью электрической искры, которая поджигает смесь паров бензина и сжатого воздуха внутри каждого герметичного цилиндра и заставляет смесь быстро сгорать. Именно поэтому такие двигатель называется двигателем внутреннего сгорания. Когда смесь сгорает, она расширяется, обеспечивая энергию для автомобиля привода.

Чтобы выдерживать тяжелые внутренние нагрузки, двигатель должен быть прочной конструкцией. Типичный двигатель внутреннего сгорания состоит из двух основных частей:

  • нижней, более тяжелой секции блока цилиндров с кожухом для главных движущихся частей;
  • верхней, съемная верхняя крышка головки цилиндров.

Головка цилиндров содержит клапаны контролирующие каналы, через которые воздух и топливная смесь поступает в цилиндры, и каналы, через которые убираются газы, образующиеся при сжигании топливной смеси.

В блоке цилиндров размещается коленчатый вал, преобразующий возвратно-поступательное движение от поршней во вращательное движение на коленчатый вал. Часто в блоке цилиндров также находится распределительный вал. Он управляет механизмами, которые открывают и закрывают клапаны в головку блока цилиндров.

Рядный двигатель V-8 двигатель Горизонтально-оппозитный двигатель

Простейший и наиболее распространенный тип двигателя состоит из четырех вертикальных цилиндров расположенных друг за другом в ряд. Такой тип двигателей, известен как рядный двигатель. Автомобили с объемов свыше 2000 куб. см часто имеют шесть цилиндров в один ряд.

Более компактный V-образный двигатель, устанавливаемый на некоторые автомобили, имеет ряды цилиндров расположенные напротив друг друга под углом до 90 градусов. Такие двигатели имеют восемь или двенадцать цилиндров в двух рядах, а также иногда встречаются двигатели и с шестью цилиндрами.

Некоторые двигатели имеют горизонтально расположенные цилиндры. Они являются модификацией V-образных двигателей, у которых угол взаимного положения рядов цилиндров был увеличен до 180 градусов. Их преимущества заключаются в том, что они имеют скромные габариты по высоте, а также есть определенные преимущества в плане баланса двигателя.

Цилиндры, в которых работают поршни, целиком отлиты в блоке цилиндров. Таким же образом на корпусе двигателя отлиты разнообразные крепления для дополнительного оборудования, такого как, например, фильтр для масла, которое смазывает двигатель, и насос для топлива. Масляный резервуар, называемый «поддон», крепится болтами под картер двигателя.

Блок цилиндров и головка цилиндров, как правило, сделаны из чугуна. Но иногда производители выбирают для изготовления двигателей специальные алюминиевые сплавы, потому что алюминий легче и более эффективно рассеивает тепло.

Информация о статье

Как работает автомобиль: двигатель Этой публикацией мы начинаем цикл статей, в которой расскажем принципы работы основных узлов современного автомобиля. И первый будет наша статья о том, как работает двигатель автомобиля под названием: «Как работает автомобиль: двигатель». Как работает двигатель автомобиля Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — это сердце автомобиля. Это сложное электро-механическое устройство, построенное для преобразования тепла от горения топлива в энергию для того, что будет вращать колеса.

Устройство и принцип работы бензиновых двигателей

Устройство и принцип работы бензиновых двигателей

Чаще всего при создании автомобилей используются бензиновые двигатели. Устройство получило применение во многих отраслях: им оборудованы быстроходные суда, авиатранспорт, автомобили, рабочая техника. Оно принадлежит к классу двигателей внутреннего сгорания, его принцип работы состоит в трансформировании энергии, высвобождающейся в момент горения топлива, в энергию вращения. В гильзе цилиндра уплотненная топливная смесь зажигается от искры. Дроссельной заслонкой контролируется воздушный поток, от силы которого зависит частота хода поршня и мощность.

Рекомендуется к прочтению  Как самостоятельно помыть двигатель авто

Хотя работа любой разновидности бензинового ДВС основана на одних и тех же законах и во всех моделях есть неизменные детали, конструктивные особенности могут отличаться.

История

Работа над созданием двигателя внутреннего сгорания велась с 18 столетия.

Рабочая модель появилась в 1858 г. Ее изобрел инженер из Бельгии Ж.Ж. Этьен Ленуар. Для работы применялся угольный газ.

Устройство не отличала надежность – детали перегревались, нерационально использовалось масло и топливо. Но с его помощью передвигались трехколесные машины.

В 1876 г. изобретатель Николаус Отто разработал прототип, в основе которого находился довольно непростой принцип действия. Этот двухтактный двигатель был рассчитан на жидкие типы горючего, оборудован карбюраторным устройством для впрыска и искровым зажиганием. Приспособление успешно справлялось с задачей получения механического вращения.

Классификация

Разделяют такие типы двигателей внутреннего сгорания:

  • поршневые модели (автомобильные);
  • агрегаты роторно-поршневого вида;
  • турбинные устройства;

Наибольшее применение получили автомобильные ДВС поршневого типа, поэтому устройство и принцип функционирования логично рассмотреть на их примере.

Среди них бывают такие виды, как:

  • четырехтактный двигатель;
  • двухтактный.

По методу смешивания воздуха с бензином моторы бывают:

  • карбюраторными;
  • инжекторными.

Принцип действия

Принцип функционирования двигателя внутреннего сгорания прост. В процессе сжигания порций бензина в резервуаре ограниченной емкости высвобождается большой объем расширяющихся нагретых газов. После каждого впрыска из форсунок поршень оказывается в предельной верхней позиции, и в это время создается искра, от которой воспламеняется сжатое горючее.

Чтобы бензиновый двигатель непрерывно генерировал энергию вращения, поступления порций смеси бензина и воздуха (а также сжатия этих доз) должны производиться регулярно. Также должен вовремя осуществляться вывод выхлопных газов. От доли воздуха в смеси зависит частота хода поршня, которая влияет на то, с какой скоростью коленвал совершает обороты.

Чтобы перегрев каждой детали не превысил допустимую степень, используются оптимальные системы внутреннего охлаждения.

Бывают разные виды ДВС. В легковых автомобилях устанавливается четырехтактный. Зависимо от разновидности, различаются главные элементы и детали.

Устройство ДВС

Принцип, которым обусловлена работа двигателя внутреннего сгорания, достаточно прост.

Устройство включает следующие детали:

  • сложный корпус;
  • аппарат газового распределения;
  • кривошипно-шатунный механизм;
  • дополняющие системы (впускная и выпускная, топливная, зажигания и т. д.).

Кривошипно-шатунный механизм нужен для того, чтобы получать обороты коленвала из линейных движений поршней. Частота хода, обуславливающая скорость вращения, регулируется пропорциональным отношением воздуха и топлива.

Аппарат внутреннего распределения газов отвечает за своевременное выполнение впрыска в гильзы цилиндров и выброс продуктов горения.

Двухтактный двигатель составляют те же детали, которые, однако, несколько отличаются. На некоторые из них влияет температура, степень которой гораздо более высокая, что обуславливает особенности их конструкции и материалов.

Конструкция цилиндров

Цилиндры двигателей внутреннего сгорания являются рабочими камерами объемного вытеснения.

На внутренние и внешние детали действует высокая температура. Во избежание неравномерного расширения и сжатия они создаются из разных частей:

  • внутренняя — функциональный элемент, гильза;
  • наружная — рубашка (у двигателей с воздушным охлаждением дополнена теплоотводящими ребрами).

Зазоры между ними называют зарубашечным пространством. Автомобильные бензиновые двигатели с водяным типом охлаждения вместо ребер оборудованы каналами для циркуляции жидкости.

Рубашки создаются в форме единой отливки на весь ряд гильз и называются «блок цилиндров». Так обеспечивается надежность конструкции и стабильная температура.

Внутри гильзы поршень выполняет линейные движения, затем преобразующиеся в обороты коленвала.

Сверху в цилиндре (если мотор четырехтактный) сделаны три отверстия. В них помещаются клапаны (для вывода выхлопных газов и подачи топлива), которые последовательно активируют кулачки распределительного вала. Также здесь устанавливается свеча зажигания. Существуют моторы с 4 или 5 клапанами на каждом цилиндре. Размещение на одной и той же плоскости большего количества открывающихся распредвалом отверстий позволяет улучшить наполнение камеры сгорания топливом и удаление из него продуктов горения.

Для новых моделей автомобилей применяется принцип составления топливной смеси при помощи форсунок. Они могут быть закреплены возле основания впускного трубопровода или внутри последнего, перед дроссельной заслонкой. При использовании непосредственного типа впрыска топлива форсунка устанавливается в самой стенке цилиндра, и доставляет бензин сразу в рабочую камеру.

Двухтактный двигатель лишен клапанов и вала, которыми оборудован четырехтактный вариант, поэтому конструкция отличается системой продувки.

Как работает четырехтактный двигатель

В большинстве автомоделей используется четырехтактный двигатель. Энергия, получаемая после сгорания топлива, почти полностью преобразуется в полезную. Если ДВС двухтактный, бензин расходуется не так экономно.

Четырехтактный агрегат повторяет тот же принцип работы, но цикл вращения коленвала выполняется за большее количество фаз, среди которых:

  1. такт впрыска;
  2. фаза сжатия;
  3. рабочая фаза;
  4. такт выпуска.

Первостепенную роль в устройстве играет поршень, соединенный с коленвалом шатуном. Частота его хода обуславливает скорость вращения, в которую кривошипно-шатунный механизм превращает линейные движения.

Поршень устремляется в обратном от свечи направлении и выступами распредвала открываются клапаны впрыска в резервуары цилиндров горючей смеси. Она составляется внутри карбюратора (или с помощью форсунок). Когда достигнута нижняя крайняя степень, клапан закрывается.

Поршень снова поднимается, уплотняя свежую порцию смеси. Температура последней возрастает. Когда достигается верхняя точка, свеча зажигает сжатое топливо.

Отношение рабочего объема цилиндра в нижней позиции поршня и камеры сгорания при максимальном приближении поршня к свече называется степень сжатия. Чем она существеннее, тем более высокое октановое значение должно быть у бензина, чтобы не произошла детонация. Степень определяется измерением. Расчеты затрудняются сложностью формы камеры сгорания.

Степень сжатия – важнейший параметр: от его значения зависит экономичность двигателя. Чем оно выше, тем меньший объем занимает уплотненная смесь, тем быстрее и полнее она сгорает, а через выпускной клапан выбрасывается меньшее количество неотработанного топлива.

Смесь горит, поршень толкается вниз возрастающим объемом газов. Форсунка и отверстие выпуска заблокированы клапанами.

Коленвал не прекращает вращения, поршень по инерции направляется в верхнюю позицию. Открывается клапан выпуска. Поршень осуществляет вытеснение выхлопных газов. Когда он подходит к верхнему положению, выпускной клапан закрывается.

Распределительный вал и клапаны имеет в своей конструкции лишь четырехтактный двигатель.

Как работает двигатель двухтактный

Такой бензиновый двигатель, выполняя обороты коленвала, совершает полноценный цикл во время каждого из них. Остаются лишь фазы сжатия и расширения из тактов, которые производит четырехтактный тип. Этапы впрыска топлива и выпуска выхлопных газов уступают место продувке камеры возле нижней крайней позиции поршня, когда новая рабочая смесь заменяет собой остаток отработанных газов. Она выполняется через проемы в стенке цилиндра. Отпадает необходимость устройства клапанов и пружин, ограничивающих максимальные скорости вращения.

Двухтактный двигатель и принцип его работы следует рассмотреть подробнее.

При сжимании топлива в гильзе поршень направляется к свече, чем обуславливает понижение давления в кривошипном резервуаре. Там активируется клапан, впуская бензин. Когда поршень движется в обратную сторону, степень давления в кривошипном резервуаре увеличивается, и вход блокируется. Почти достигнув нижнего положения, поршень прекращает заслонять проем для выпуска. Продукты горения выходят в коллектор. Температура агрегата повышается, поэтому двухтактные устройства должны хорошо охлаждаться. Поршень перестает заслонять собой проем, который находится ближе к впускному коллектору. Смесь, вытесняемая из кривошипной камеры поршнем, проникает в рабочую емкость цилиндра и устраняет лишние газы. Некоторое количество неиспользованного топлива может попадать в выпускной коллектор. При такте сжатия новая порция смеси входит в кривошипную камеру.

Так как весь поршневой механизм омывается топливовоздушной смесью, к ней примешивается некоторое количество масла. Для его очищения от частиц металла с изношенных деталей устанавливается фильтр. По необходимости, систему дополняет охлаждающий радиатор, так как во время работы температура масла может принимать максимальные значения.

Степень сжатия высчитывается так же, как для моторов автомобилей.

ДВС отличает то, что линейный ход поршней в них превращается в поворотные движения при помощи коленвала.

Как устроен коленчатый вал

Впервые принцип работы коленвала изложил средневековый ученый Аль-Джазари. Описание датируется 13 веком.

Это сложный конструктивный элемент (или объединенные воедино детали), имеющий шейки для фиксации шатунов двигателя внутреннего сгорания, усилия которых устройство преобразует в обороты и передает для вращения колес автомобилей.

Коленвал объединяет несколько коренных и шатунных шеек так называемыми «щеками». Эти массивные детали похожи на диски неправильной формы, расширяющиеся с одной стороны для выполнения функции противовеса. Шатунные шейки смещены к узким сторонам щек относительно общей оси вала. Противовесы, расположенные с обратной от них стороны, уравновешивают вес поршней, обеспечивая надежность и плавность вращения.

Шатун, прикрепленный к шейке с помощью подшипника скольжения (который также называют «вкладышем»), вынужден вести ее по кругу, через центр которого проходит ось вала, вращающегося в опорах.

На расположение колен влияет предполагаемое число цилиндров, порядок их действия и частота хода поршней (которой соответствуют обороты двигателя).

Коленвал является неизменно присутствующим элементом ДВС, не зависимо от того, четырехтактный он, или нет. Это общая деталь для всех автомоделей.

Рекомендуется к прочтению  Чертеж двигателя в разрезе

Карбюраторные и инжекторные разновидности

Разница состоит в способе смешивания топлива до впрыска в камеру сгорания.

В двигателях внутреннего сгорания устаревших автомоделей приготовление горючей смеси до сжатия поршнем осуществлялось в карбюраторе. Так называется устройство, с помощью которого определенные объемы топлива смешиваются с воздухом, засасываемым в процессе работы поршня. Самые простые виды карбюраторов представляют собой конструкцию из двух элементов: поплавковой и смесительной камер. Клапан в первом из отделов регулирует уровень топлива, а во втором его нужное количество смешивается с порцией воздуха, для дозировки которого в смесительной камере установлен диффузор.

Во время впуска давление и температура в гильзе понижаются. Воздух втягивается в нее, проходя сквозь смесительный отдел карбюратора и трубопровод впрыска. В новых автомобилях данная система не применяется.

В инжекторном двигателе осуществление впрыска является задачей детали, которая носит название «форсунка». К ней топливо поступает под давлением. Дозирование с помощью форсунок выполняется электронным блоком управления. С определяемой компьютером периодичностью подается импульс тока. Эти сигналы активируют работу форсунок. Инжекторным может быть не только четырехтактный двигатель, хотя для таких конструкций электронное управление более актуально.

Переход от карбюраторных двигателей к моделям с использованием форсунок произошел из-за возрастания требований к экологичности выхлопных газов. Возникла необходимость устанавливать нейтрализаторы вредных веществ в бензиновые машины.

Форсунка для впрыска топлива, регулируемая программой блока управления, обеспечивает оптимальные показатели стабильности состава продуктов сгорания, поступающих в катализатор. Такое постоянство необходимо для нормальной работы последнего. Принцип действия катализатора позволяет ему работать в узком диапазоне этого состава, требуется определенная степень содержания кислорода.

Объем двигателя — как работает и что это такое,на что влияет

Двигатель – сердце автомобиля, поэтому при выборе авто покупатели часто обращают внимание на один немаловажный фактор – его объем. Однако мало кто представляет, что же такое рабочий объем двигателя и на что он влияет.

Начнем с определения – рабочий объем двигателя – это сумма всех объемов цилиндров автомобиля, где объем поршня – это произведение площади поршня на его ход, а ходом поршня называется расстояние от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки. Говоря простым языком, объем цилиндра – это объем камеры сгорания, где и происходит воспламенение и сгорание топлива.

Объём двигателя считают в кубических сантиметрах или литрах. Один литр – это 1000 кубических сантиметров. В зависимости от объема автомобили делятся на микролитражные – до 1,1 литра, малолитражные – 1,2-1,7 литра, среднелитражные – 1,8-3,5 литра и крупно литражные – свыше 3,5 литров. В основном такое разделение применяется для автомобилей с бензиновыми двигателями.

Как работает автомобильный двигатель?

Для начала, чтобы было понятнее, о чем пойдет речь, давайте рассмотрим, как происходит рабочий процесс в автомобильном двигателе, и за счет чего машина может двигаться.

Представьте себе замкнутую камеру, в которой одна стенка является подвижным поршнем. Туда через специальный патрубок поместили смесь топлива (бензина) и воздуха, а затем подожгли ее при помощи специального устройства – свечи зажигания. Смесь вспыхивает и мгновенно сгорает, по сути – взрывается. Раскаленный газ, образовавшийся в результате сгорания, толкает поршень.

С обратной стороны поршень прикреплен к коленчатому валу, через который сила толчка передается на колесную ось, приводящую автомобиль в движение. Чем больше сгорит топлива, тем сильнее будет толчок.

Соответственно, большая камера сгорания обеспечит бОльшую мощность двигателя, чем маленькая. Это, конечно, очень упрощенное объяснение, на практике на мощность влияет множество факторов.

Что такое объем двигателя?

Камера, где сгорает топливно-воздушная смесь, другими словами называется цилиндром двигателя. В современных автомобильных двигателях этих цилиндров (камер цилиндрической формы) обычно несколько – четыре, шесть, восемь или даже двенадцать.

Объем двигателя определяется как суммарный объем всех цилиндров, или же как объем одного цилиндра, умноженный на их количество. Объем одного цилиндра определяется в момент, когда поршень опущен до упора, в самую нижнюю точку. Объем двигателя может быть выражен в кубических сантиметрах или в литрах (литраж автомобиля).

Как делятся автомобили по классам с учетом объема двигателя

В модельном ряду каждого производителя присутствуют продукты, которые отличаются по классам, массе, габаритным размерам и другим характеристикам. Что касается легковых авто, во время тотального доминирования атмосферных бензиновых двигателей существовало условное деление на: субкомпактные и компактные микролитражные и малолитражные автомобили с рабочим объемом до 1.2 литра; авто малого класса с двигателями от 1.2 до 1.8 литра; средний класс с объемом от 1.8 до 3.5 литров. мощные гражданские и спортивные версии автомобилей с моторами от 3.5 литров и более; версии высшего класса, кторые могут иметь различный объем ДВС. Давайте взглянем, на что влияет объем двигателя.

Установка того или иного мотора на конкретную модель напрямую зависит от того, какие характеристики должна демонстрировать машина (разгонная динамика, крутящий момент, максимальная скорость и т.д.). От объема двигателя показатель мощности имеет зависимость по причине того, что чем больше топлива сгорит в камере сгорания за цикл, тем больше энергии высвобождается и передается на поршень. Другими словами, чем больше камеры сгорания, тем больше топливно-воздушной смеси туда можно подать и вместить. Динамика разгона и «максималка» также зависят от мощности двигателя. Чем мощнее мотор, тем большую скорость сможет развить автомобиль.

Также следует учитывать, что увеличение объема камер автоматически означает больший расход топлива. Нужно добавить, что от объема двигателя сильно зависит и цена автомобиля. Например, для производства мощного двигателя V12 с объемом 5.5 л. требуются намного большие затраты сравнительно с изготовлением трехцилиндрового мотора с объемом 0.8 л. Параллельно с этим следует учитывать, что установка под капот мощного силового агрегата повлечет необходимость серьезной доработки трансмиссии, системы охлаждения, впуска, выпуска, тормозной системы и т.д. Исходя из вышесказанного, небольшие бюджетные городские малолитражки зачастую оснащены ДВС с самым маленьким объемом, так как подобные двигатели просты в изготовлении, обеспечивают приемлемую динамику и отличаются небольшим расходом топлива. При этом цена на такие серийные авто остается приемлемой.

На что влияет объем двигателя?

  • Во-первых, расход бензина. Чем больше объем цилиндра, тем больше топлива надо, чтобы воспламенить его с наибольшей отдачей, соответственно, расход повышается. Однако этот минус оборачивается не менее ощутимым плюсом. Чем больше объем двигателя, тем больше мощность двигателя, так как большее количество бензина выделяет большее количество энергии
  • Во-вторых, как уже было отмечено, чем больше объём, тем больше мощность, то есть, автомобиль с двигателем большего объёма будет быстрее разгоняться, сможет перевозить более тяжелые грузы и большее количество пассажиров

Зачастую двигатели большего объема оказываются гораздо более экономичными: не приходится слишком сильно давить на педаль газа, чтобы разогнать машину. Расход топлива не увеличивается, в то время, как малолитражные двигатели под нагрузкой сжигают гораздо больше топлива.

Чем больше объем, тем больше сам двигатель, тем больше машина. Скажем так: большие объемы используются на машинах более высокого класса, потому двигатель и все другие системы дороже в обслуживании. Цена на такой автомобиль заведомо выше.

Для того, чтобы понять, какой именно автомобиль вам более подходит, следует усвоить, что микро- и малолитражные автомобили лучше всего подходят для движения в больших городах с пробками на дорогах. Их расход будет в городском потоке минимален по сравнению с другими авто, но, в свою очередь, такие авто не подходят для дальних путешествий, так как на скорости свыше 100 км/ч им явно не хватает мощности. Много груза они перевозить также не смогут.

Автомобили с объемом от 1,8 до 3 литров отлично подходят как для городского движения, так и для дальних поездок, их мощности хватает для разгона и движения на большой скорости, для перевозки грузов, причем расход бензина у таких автомобилей не так уж и велик.

Автомобили оснащенные двигателями от 3 литров — это либо внедорожники, либо микроавтобусы и минивэны, предназначенные для перевозки большего количества пассажиров или груза.

Увеличение рабочего объема двигателя

Физическое увеличение объема камеры сгорания является одним из способов форсирования мотора в целях повышения мощности. Начнем с того, что сильно увеличить объем не получается, так как блок цилиндров двигателя обычно рассчитан на расточку самих цилиндров строго до определенных пределов. Такие пределы предполагают 3 капитальных ремонта, во время которых изношенные цилиндры растачиваются для возвращения им правильной формы перед установкой ремонтных поршней, поршневых колец и других элементов увеличенного размера. Поршни и другие детали двигателя, которые доступны в продаже, также встречаются исключительно в трех ремонтных размерах. По этой причине во время глубокого тюнинга двигателя автомобиля лучше сразу менять мотор, то есть устанавливать другой двигатель с изначально большим рабочим объемом, который потом можно дополнительно расточить во второй или последний ремонтный размер.

Источник http://avtoliders.ru/stati/motor-mashiny-kak-rabotaet.html

Источник http://znayauto.ru/dvigatel/ustroystvo-i-printsip-rabotyi-benzinovyih-dvigateley.html

Источник http://seite1.ru/zapchasti/obem-dvigatelya-kak-rabotaet-i-chto-eto-takoena-chto-vliyaet/.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Похожие записи

Почему перегревается двигатель в машине

Почему перегревается двигатель автомобиля причины перегрева мотора в машине и его последствия Начнем с того, что причин для перегрева мотора много. Одни, скажем так, лежат на поверхности, тогда как другие могут быть скрытыми и не иметь явных признаков. Прежде всего, недостаточный уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке является одной из самых частых причин перегрева мотора. […]

Как работает двигатель автомобиля?

Как работает двигатель автомобиля Сегодня мало кто из современных автомобилистов задаются целью знать устройство автомобиля. Конечно, каждый должен заниматься тем, что умеет и ремонтировать авто лучше профессионалу, но в то же время необходимо владеть хоть какими-то минимальными азами. Это необходимо для того, что если вдруг автомобиль откажется заводиться где-то в глуши, вы все-таки смогли его […]