В настоящее время основным двигателем для автомобилей - является Двигатель Внутреннего Сгорания. ДВС - это тепловая машина которая, преобразует химическую энергию топлива в механическую работу.
ДВС бывают: поршневые, роторно - поршневые, газотурбинные.
Наиболее распространенными являются поршневые, поэтому разберем принцип работы на его примере.
Начнем с достоинств и недостатков данных двигателей.
По типу применяемого топлива двигатели разделяются на бензиновые и дизельные. Также используются альтернативные виды топлива, природный газ, спиртовые топлива - метанол и этанол, водород.
Устройство ДВС:
Корпус, КШМ, ГРМ, а также различного рода системы (впускную, топливную, зажигания, смазки, охлаждения, выпускную и систему управления).
Корпус двигателя объединяет блок цилиндров и головку блока цилиндров.
КШМ (Кривошипно - шатунный механизм) - преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
ГРМ (Газораспределительный механизм) - обеспечивает своевременную подачу в цилиндры воздуха или топливно-воздушной смеси и выпуск отработавших газов.
Впускная система - предназначена для подачи в двигатель воздуха.
Топливная система - питает двигатель топливом. Совместная работа данных систем обеспечивает образование топливно-воздушной смеси. Основу топливной системы составляет система впрыска.
Система зажигания - осуществляет принудительное воспламенение топливно-воздушной смеси в бензиновых двигателях. В дизельных двигателях происходит самовоспламенение смеси.
Система смазки - выполняет функцию снижения трения между сопряженными деталями двигателя.
Система охлаждения - Охлаждение деталей двигателя, нагреваемых в результате работы.
Выпускная система - отвод отработавших газов от цилиндров двигателя, снижения их шума и токсичности.
Система управления двигателем - обеспечивает электронное управление работой систем двигателя внутреннего сгорания. ЭБУ( Электронный блок управления).
Работа двигателя внутреннего сгорания:
Принцип работы ДВС основан на эффекте теплового расширения газов, возникающего при сгорании топливно-воздушной смеси и обеспечивающего перемещение поршня в цилиндре.
Работа поршневого ДВС осуществляется циклически. Каждый рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала и включает четыре такта (четырехтактный двигатель): впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.
Во время тактов впуск и рабочий ход происходит движение поршня вниз, а тактов сжатие и выпуск – вверх. Рабочие циклы в каждом из цилиндров двигателя не совпадают по фазе, чем достигается равномерность работы ДВС. В некоторых конструкциях двигателей внутреннего сгорания рабочий цикл реализуется за два такта – сжатие и рабочий ход (двухтактный двигатель).
Рассмотренный принцип работы двигателя внутреннего сгорания позволяет понять, почему ДВС имеет небольшой коэффициент полезного действия - порядка 40%. В конкретный момент времени как правило только в одном цилиндре совершается полезная работа, в остальных – обеспечивающие такты: впуск, сжатие, выпуск.