Как устроен двигатель внутреннего сгорания

Для решения проблем, связанных с работой авто, необходимо знать, как устроен двигатель внутреннего сгорания. Автолюбителю нужно понимать, как преобразуется энергия в движение, из каких узлов и агрегатов состоит мотор. Знания помогут в экстренных ситуациях устранить поломку авто.

Содержание

1. Устройство двигателя внутреннего сгорания
2. Принцип работы ДВС
3. Системы двигателя
4. ГРМ газораспределительный механизм
5. Система смазки
6. Система подачи топлива
7. Охлаждающая система
8. Выхлопная система

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Движок состоит из цилиндров, поршней, сжимающих впрыскиваемую смесь, которая вместе с искрой входит в процесс сгорания, заставляя поршни подниматься и опускаться, производя движение вверх и вниз.

Самый распространенный — поршневой движок на 4 такта. То есть за 4 хода поршня тепло от сгоревшего топлива преобразуется в механическое движение.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы ДВС

Современные системы впрыска — непрямые. Горючее подается в двигательный отсек из топливного бака с помощью специального насоса. Там оно распределяется по цилиндрам. Топливо может подаваться в отверстие с помощью форсунки или во впускной коллектор, смешивается с воздухом и попадает в камеру сгорания.

Рабочий процесс состоит из четырех этапов:

• всасывание горючей смеси;
• сжатие;
• расширение;
• выхлоп.

Процесс начинается с впрыска однородной смеси, которая поступает либо в карбюратор, либо в корпус дроссельной заслонки, затем поджигается электрической системой зажигания.

Внутри смесь воспламеняется, а выделяемое тепло вызывает повышение давления сжатых газов и движение поршня.

Всасывание:

• всасывающий клапан открывается:
• смесь всасывается поршнем.

Сжатие:

• поршень поднимается;
• сжимается горючая смесь.

Расширение:

• искра поджигает топливо;
• горение увеличивает давление и приводит к появлению энергии, которая толкает поршень, передавая усилие к коленвалу.

Выхлоп:

• выхлопной клапан открывается;
• поршень, поднявшись, выпускает сгоревшие газы, начиная цикл заново.

Рабочий процесс в четырехтактном двигателе

Все операции (всасывание, сжатие, расширение и выхлоп) называются четырехтактным циклом. Каждое время работы двигателя соответствует полуобороту. Четыре полуоборота эквивалентны двум оборотам коленчатого вала.

Системы двигателя

Моторы имеют нескольких систем, выполняющих свои функции.

ГРМ газораспределительный механизм

Состоит из распредвала, толкателей, коромысла, клапанов, привода, штанги и распределительного вала. Необходим для подачи воздуха или смеси, а также выпуска газов.

Газораспределительный механизм

Система смазки

Подает масло для снижения изнашивания деталей и уменьшения трения.

Включает в себя:

• масляный насос;
• фильтр;
• поддон картера двигателя с маслозаборником;
• радиатор;
• каналы и магистрали.

Устройство системы смазки двигателя

Система подачи топлива

Доставляет топливо из бака к рейке. Состав:

• штуцер контроля давления;
• рампа с топливными форсунками;
• топливопроводы;
• электробензонасос;
• регулятор давления топлива.

Строение топливной системы автомобиля

Охлаждающая система

При работе мотора его детали нагреваются. Для поддержания температурного режима служит система охлаждения. Она выполняет и ряд других функций, например, нагрев воздуха в системе вентиляции.

Состоит из следующих узлов:

• датчик температуры;
• соединительные патрубки;
• блок цилиндров;
• рубашки охлаждения;
• радиатор;
• вентилятор;
• расширительный бачок;
• термостат;
• помпа.

Система охлаждения двигателя

В ДВС используется жидкостное (водяное) и воздушное охлаждение.

Выхлопная система

Предназначена для охлаждения цилиндров, выпуска из них газов, снижения токсичности и шума. Состоит из глушителя, каталитического конвертера и выпускного коллектора.

Выхлопная система автомобиля

Для продления срока службы мотора и во избежание непредвиденных поломок необходимо проводить профилактическое техническое обслуживание различных узлов движка с интервалами, указанными производителем в руководстве пользователя.

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания

В статье разберём подробно устройство двигателя ДВС и принцип работы двигателя ДВС. Разберёмся из каких частей состоит мотор и принцип его функционирования. Приведём основные понятия и термины как для опытных автолюбителей, так и для новичков в этой сфере.

Из каких основных частей состоит двигатель (мотор)

Мотор состоит из следующих основных частей:
— Кривошипно-шатунный механизм.
— Система газораспределения.
— Питающая система.
— Система выпуска.
— Система зажигания.
— Охлаждающая система.
— Смазочная система.

Устройство двигателя на примере одноцилиндрового ДВС

Для начала рассмотрим специфику устройства двигателя. Для примера возьмём мотор с всего одним цилиндром и разберёмся с его устройством и работой. Рассмотрим все процессы, которые в нём протекают и выясним что заставляет в конечном итоге колёса транспортного средства крутиться.  

Одной из основных частей мотора является цилиндр. В цилиндре находится поршень. Поршень двигателя соединяется при помощи шатуна с коленчатым валом. Поршень движется в цилиндре вверх и вниз и таким образом приводит во вращение коленчатый вал мотора. Таким образом можно сказать что в ДВС осуществляется преобразование поступательного движения поршня во вращающееся движение колен вала. На конце колен вала закреплён маховик, который делает вращение вала равномерным. Сверху цилиндр плотно закрыт крышкой, в крышке цилиндра находятся два типа клапанов, для впуска и выпуска. Клапаны закрывают соответствующие каналы. Они открываются и закрываются под действием специальных устройств распред вала через передаточные детали. Распред вал вращается посредством вращения колен вала. Поршень в цилиндре может занимать два рабочих положения.

Клапаны открываются под действием специальных кулачков распред вала через передаточные детали. Распред вал приводится во вращение шестернями от колен вала. Поршень, который перемещается в цилиндре, занимает два крайних положения.

Для осуществления работы двигателя в цилиндры подаётся горючая смесь в определённом количестве, если это двигатель, работающий на бензине и, если это дизельный мотор топливо подаётся определёнными порциями под давлением. Все трущиеся части мотора смазываются в процессе работы маслом. Для обеспечения нормального теплового режима мотор охлаждается – эту функцию берёт на себя охлаждающая система.  

Принцип работы двигателя (ДВС)

Поршень в цилиндре движется в поступательном режиме, то есть вверх и вниз. При этом колен вал совершает вращательное движение. Вращение колен вала осуществляется по часовой стрелке. За один оборот колен вала поршень совершает два хода (один ход вверх и один ход вниз).

При постоянной скорости вращения колен вала, поршень движется с ускорением – замедлением. Наименьшую скорость движения он имеет в верхней и в нижней точке. В верхней и в нижней части движения он останавливается и меняет направление движения.

Рабочий цикл четырёхтактного мотора:
— Впуск.
— Сжатие.
— Рабочий ход.
— Выпуск.

Работа мотора транспортного средства складывается из совокупности процессов, которые протекают в цилиндрах с определённой последовательностью. Эти процессы принято называть рабочим циклом.

Является ли двигатель мотором?

«Люди используют оба взаимозаменяемо, но разница в том, что двигатели работают на электричестве, а двигатели работают на сгорании. Двигатель преобразует различные виды топлива в механическую силу, а двигатель преобразует электрическую энергию в механическую».

Что такое двигатель?

Чтобы понять, что такое мотор, нужно понять, как работают электромобили. У электромобилей есть батарея, которая является источником энергии, которая приводит в движение транспортное средство, и энергия проходит через контроллер, который регулирует напряжение, подаваемое на ваши двигатели. Моторы приводят в движение колеса и двигают ваш автомобиль вперед.

 

Что такое двигатель?

В автомобиле с двигателем внутреннего сгорания у вас есть топливный бак, который передает энергию вашему двигателю. Двигатель передает мощность на трансмиссию, а затем на колеса. Двигатель обычно проходит через более сложный процесс, чтобы добраться до колес, чем электродвигатели, но система внутреннего сгорания не требует двигателей или контроллера, поэтому вы можете сэкономить много веса.

 

Электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания

При сравнении электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания двигатель внутреннего сгорания имеет более высокую плотность энергии, что означает, что он производит более высокую выходную мощность в расчете на плотность топлива. Двигатель внутреннего сгорания также требует меньше времени для заправки, чем электродвигатель. На заправке заправка занимает около 5 минут. Несмотря на все эти преимущества, двигатель внутреннего сгорания имеет и некоторые недостатки. Он выделяет токсичные выбросы, такие как углекислый газ, который вреден для окружающей среды. Кроме того, двигатели внутреннего сгорания менее эффективны по сравнению с электродвигателями, что означает, что они потребляют больше энергии для привода транспортного средства.

 

При этом использование электродвигателей дает множество преимуществ. Электродвигатели дают нулевые выбросы, потому что они не выделяют выхлопных газов. Так что они очень экологичны. Электродвигатели также имеют мгновенный крутящий момент. Это означает, что ваш автомобиль может получить взрывную скорость, как только вы нажмете на педаль газа.

 

	ДВИГАТЕЛЬ	ДВИГАТЕЛЬ
Тип автомобиля	Бензиновый автомобиль	Электромобиль
Источник энергии	Двигатель производит сгорание и приводит в движение поршни. Вращательное движение поршней передается на трансмиссию, а затем преобразуется в энергию для привода колес.	Источником питания электродвигателя является аккумуляторная батарея. Энергия проходит через регулятор, а затем к двигателю, который вращает колеса.
Преимущества	а. Более высокая плотность энергии б. Меньше времени заправки	а. Нет выбросов углерода б. Мгновенный крутящий момент
Недостатки	а. Выбросы б. Менее эффективный	а. Менее проверенная технология б. Более длительное время перезарядки

Почему мою машину трясет при торможении?

Что делает генератор?

Как работает автомобильный двигатель

Вы здесь

Главная | Как работает автомобильный двигатель

Словарь определяет двигатель как машину с движущимися частями, которая преобразует мощность в движение. Таким образом, когда мы рассматриваем работу автомобильного двигателя, мы можем игнорировать многие дополнительные детали (водяной насос, генератор переменного тока, стартер и т. д.), которые многие люди также считают частью двигателя.

Они существуют в том смысле, что помогают продлить срок службы двигателя автомобиля, но не участвуют напрямую в производстве энергии.

Как автомобильный двигатель вырабатывает энергию?

Серия хорошо контролируемых взрывов толкает вниз поршни (они выглядят как перевернутые кружки), прикрепленные к металлическим стержням, называемым шатунами. Эти стержни прикреплены к гораздо большему и чрезвычайно прочному металлическому куску в нижней части двигателя, который расположен под прямым углом к ​​ним. Он называется коленчатый вал.

Движение поршней и шатунов вверх и вниз преобразуется во вращательное движение за счет вращения коленчатого вала. С коленчатым валом связано все что угодно, включая коробку передач и трансмиссию.

Что вызывает взрывы?

В бензиновых двигателях они вызваны свечами зажигания (по одной на поршень, но иногда и по две). Когда через них проходит электрический заряд, они генерируют искру, которая воспламеняет смесь бензина и воздуха.

Все это происходит в камере сгорания, небольшом пространстве между верхней частью поршня и цилиндром. Цилиндр — это то, в чем поршень движется вверх и вниз. Двигатели часто называют по количеству цилиндров, которые у них есть. Четырехцилиндровый двигатель с расположением цилиндров в линию является наиболее распространенным.

Горячие газы, образующиеся при воспламенении топливно-воздушной смеси от свечи зажигания, быстро расширяются внутри камеры сгорания, толкая поршень вниз по цилиндру.

В дизельном двигателе нет свечей зажигания. Вместо этого взрыв вызывается тем, что поршень сжимает воздух в камере сгорания до такой степени, что он становится очень горячим. В этот момент в него впрыскивается дизельное топливо, которое самовозгорается, вызывая взрыв, который снова заставляет поршень опускаться.

Как воздух и топливо попадают в камеру сгорания?

В верхней части камеры сгорания (фактически в верхней части цилиндра) установлены, в зависимости от типа двигателя, два или четыре клапана. Это тонкие диски из обработанного металла с отходящим от них стержнем. Когда они находятся в закрытом положении, они плотно прилегают к верхней части камеры сгорания.

В двигателе с четырьмя клапанами на цилиндр (что становится все более распространенным расположением) два из них являются впускными клапанами, которые пропускают воздух в камеру сгорания, а два других являются выпускными клапанами, поскольку они позволяют выходить горячим газам. Топливо вводится форсункой, установленной в верхней части камеры сгорания, которая впрыскивает его так же, как поступает воздух.

Что приводит в действие клапаны?

Стержни клапанов высовываются из цилиндра и соприкасаются с чем-то, называемым распределительным валом. Если двигатель имеет четыре клапана на цилиндр (как в большинстве современных двигателей), он будет иметь два распределительных вала. Они лежат рядом друг с другом в верхней части цилиндров.

Каждый распределительный вал управляет двумя клапанами на цилиндр. По длине распределительного вала и в разных точках его окружности расположены небольшие закругленные выступы, называемые выступами. Это лепестки, с которыми соприкасаются стержни клапанов.

Распределительные валы имеют на одном конце небольшой шкив, вокруг которого проходит зубчатый резиновый ремень или цепь. Другой конец ремня или цепи проходит вокруг шкива на конце коленчатого вала в нижней части двигателя. На нем есть крышка, поэтому вы его не видите, и натяжитель, который удерживает его в натянутом состоянии.

По мере того, как поршни двигаются вверх и вниз и вращают коленчатый вал, ремень или цепь также вращаются. Это движение поворачивает распределительные валы, в результате чего кулачки по их длине на мгновение нажимают на штоки клапанов, открывая впускные и выпускные клапаны в камере сгорания в заранее определенной последовательности.

Клапаны открываются не все сразу, а в шахматном порядке из-за расположения лепестков. Когда каждый лепесток отворачивается от штока, пружина поднимает открытый клапан обратно в закрытое положение.

Что делают поршни, пока все это происходит?

Мы оставили поршни напоследок, но на самом деле они являются сердцем всего процесса. Автомобильный двигатель работает по так называемому четырехтактному циклу сгорания. Этот принцип был изобретен немецким инженером Николаусом Отто в 1876 году, поэтому его также называют циклом Отто.

Цикл начинается, когда поршень находится в верхней точке своего хода. В двигателе с четырьмя клапанами на цилиндр кулачки распределительного вала открывают впускные клапаны.

Когда поршень начинает двигаться обратно вниз по цилиндру, он всасывает воздух через открытые впускные отверстия в пространство между ним и верхней частью цилиндра.

Это такт впуска. При этом небольшое количество топлива впрыскивается форсункой в ​​пространство.

Как только поршень достигает нижней точки, он снова поднимается вверх, сжимая при этом воздушно-топливную смесь в камере сгорания.

Как только свеча достигает верхней мертвой точки (называемой верхней мертвой точкой) и точки максимального сжатия, вырабатывается искра, вызывающая детонацию топливной смеси.