Двигатель , он же мотор - это агрегат, который приводит автомобиль в движение. Происходит это за счёт преобразования тепловой энергии. которая выделяется при сжигании топлива, в механическую. Эта энергия через ряд механизмов передається от двигателя к колёсам. заставляя их вращаться и автомобиль двигаться . Это , конечно, упрощённая схема . Процесс передачи энергии движения от двигателя к колесу куда сложнее. но для базового понимания этого достаточно.
Двигатель внутреннего сгорания состоит из пяти основных частей, соединенных в одну систему:
- Блоки цилиндров-внутри которых происходит сгорание воздушно-топливной смеси
- Система подачи и воспламенение воздушно-топливной смеси
- Кривошипно -шатунный механизм- передаёт энергию движения на коленчатый вал
- Газораспределительный механизм-открытие/закрытие клапанов для впуска/выпуска горючей смеси из отработанных газов
- Система удаления продуктов горения(отработанных газов)
Принцип работы ДВС основан на эффекте расширения газов в процессе сгорания воздушно топливной смеси под давлениям внутри цилиндра. В результате такого расширения приходят в движения поршни , которые заставляют двигаться коленчатый вал.
В современных автомобилях чаще всего устанавливаются поршневые четырёхтактные двигатели.
- "ТАКТ" Это процесс, который происходит в цилиндре двигателя за один ход поршня. Ход поршня - это движения поршня внутри цилиндра вверх-вниз от низшей мёртвой точки в высшей и наоборот.
Исходя из названия "четырёхтактный " можно сделать вывод,что всего в процессе работы двигателя происходит четыре процесса-такта,объединенных в циклы , которые повторяются множество раз.
Первый такт. Впуск .
Поршень двигается вниз(от высшей точки к низшей) и полость цилиндра через открытый впускной клапан заполняется топливной смесью.В конце такта "Впуск" давление внутри цилиндра составляет 0,07-0,095 Мпа (миллипаскалей) Температура 80-120°С.
- Впускной клапан открыт
- Топливная смесь поступает в цилиндр
- Температура 80-120°С
- Поршень двигается вниз
Второй такт. СЖАТИЕ.
Поршень начинает движение обратно вверх, оба клапана закрыты, топливная смесь сжимается в замкнутом пространстве цилиндра . Давление увеличивается 1,2-1,7МПа(в 17-24 раза), температура поднимается до 300-400°С(в 4-5 раз)
- Оба клапана закрыты
- Топливная смесь сжимается
- Давление поднимается до 1,7МПа, температура поднимается до 400°С
- Поршень двигается вверх
Третий такт. РАСШИРЕНИЕ.
От искры , которая даёт свеча зажигания, топливная смесь воспламеняется. При этом выделяется значительное количество тепловой энергии . Газы, получившиеся в результате воспламенения , расширяются и заставляют поршень двигаться вниз. Давление повышается до 4-6МПа(в 57-85раз от первоначального), а температура до 2500°С(больше чем в 30 раз от первоначальной)
- Свеча зажигания воспламеняет смесь
- Выделившиеся газы расширяются , создавая избыточное давление
- Давление поднимается до 6МПа, температура поднимается до 2500°С
- Поршень двигается вниз
Четвертый такт.ВЫПУСК.
Поршень начинает возвратное движение вверх. Открывается выпускной клапан и отработанные газы выталкиваются в выпускной трубопровод. Давление падает до 0,1-0,12Мпа а температура до 600-900°С
- Выпускной клапан открыт
- Давление падает до 0,1Мпа, температура падает до 600°С
- Отработанные газы выходят в выхлопную систему
- Поршень двигается вверх
С завершением четвёртого такта завершается цикл, за это время коленчатый вал совершает один оборот.
Среднее количество оборотов в минуту работающего двигателя порядка 2000-3000. Не трудно себе ,представить какие нагрузки выдерживают детали,в частности поршневая группа.
В процессе этих нагрузок детали двигателя труться друг о друга, а значит , изнашиваются .Для того чтоб замедлить процесс изнашивание двигателя, а так же повысить эффективность его работы , были придуманы вспомогательные системы , облегчающие работу двигателя внутреннего сгорания . Это Система охлаждения двигателя и Система смазки , о которых мы поговорим в следующих заметках .
Подписывайтесь ставьте лайк , делитесь этой статьёй с друзьями , и пишите в комментариях как вы думаете получилось объяснить как работает двигатель?