Для начала возьмем и изучим бензиновые двигатели.
К основным системам и механизмам двигателя относятся:
-система зажигания
-система охлаждения
-система смазки
-система выпуска отработанных газов
-система питания
-газораспределительный механизм
-кривошипно-шатунный механизм
Для начала попробуем понять принцип работы на простейшем одноцилиндрованном бензиновом двигателе. Рассмотрим происходящие в нем процессы и выясним, откуда все-таки появляется крутящий момент, который передается на колеса и приводит их в действие.
Основной частью такого двигателя является цилиндр с укрепленной на нем съемной головкой.
Его можно сравнить со стаканом, перевернутым вверх дном, в котором помещен еще один стакан, который в свою очередь является поршнем.
На поршне в специальных канавках находятся поршневые кольца. Они скользят по зеркалу внутренней поверхности цилиндра и они же не дают возможности газам, образующимся в процессе работы двигателя, прорваться вниз. В то же время кольца препятствуют попаданию вверх масла, которым смазывается внутренняя поверхность цилиндра.
Через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь (смесь воздуха с бензином), а через выпускной клапан выходят отработанные газы. Клапаны открываются при набегании кулачков вращающегося распределительного вала на рычаги. При сбегании кулачков с рычагов клапаны надежно закрываются под воздействием мощных пружин. Распределительный вал с кулачками приводится во вращение от коленчатого вала двигателя.
В резьбовое отверстие в головке цилиндра ввернута свеча зажигания, которая электрической искрой, проскакивающей между ее электродами, воспламеняет рабочую смесь (это горючая смесь, перемешанная с остатками выхлопных газов).
Мы ознакомились с основными элементами в двигателе внутреннего сгорания. Но чтобы понять как все это вместе работает, можно посмотреть со стороны на действия велосипедиста.
Нажимая на педаль одной ногой, ось педалей поворачивается на пол-оборота, затем помогает вторая нога, нажимая на вторую педаль и… колесо вращается, велосипед едет. Это пример работы двухцилиндрового двигателя.
При дальнейшем изучении работы ноги велосипедиста можно увидеть принцип работы шатунно-поршневой группы двигателя. Роль шатуна выполняет голень ноги, поршнем с верхней головкой шатуна является колено, ну а нижняя головка шатуна на кривошипе — это ступня на педали.
Колено велосипедиста движется только вверх-вниз (как поршень), а ступня с педалью уже по окружности (как кривошип коленчатого вала). Это и есть преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное.
В двигателе взаимодействие деталей шатунно-поршневой группы точно такое же, как и в рассмотренном нами примере с ногой велосипедиста.
По числу тактов, составляющих рабочий цикл, двигатели делятся на два вида:
— четырехтактные, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня,
— двухтактные, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня.
На легковых автомобилях, как правило, применяются четырехтактные двигатели, а на мотоциклах и моторных лодках — двухтактные.
Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя состоит из следующих тактов:
— впуск горючей смеси,
— сжатие рабочей смеси,
— рабочий ход,
— выпуск отработавших газов.
Дизельные двигатели
Главной особенностью работы дизельного двигателя является то, что топливо подается форсункой или насосом-форсункой непосредственно в цилиндр двигателя под большим давлением в конце такта сжатия. Необходимость подачи топлива под большим давлением обусловлена тем, что степень сжатия у таких двигателей значительно больше, чем у бензиновых.
Поскольку давление и температура в цилиндре дизельного двигателя очень велики, то происходит самовоспламенение топлива. Это означает, что искусственно поджигать смесь не надо. Поэтому у дизельных двигателей отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания.