Вот Как Работает Двигатель Вашего автомобиля
Вот как комбинация двигателя, топлива и воздуха заставляет ваш автомобиль двигаться, объяснено на простом языке, если вы не инженер.
Для большинства людей автомобиль-это вещь, которую они заправляют газом, который перемещает их из точки А в точку Б. Но вы когда-нибудь останавливались и думали, как это на самом деле происходит? Что заставляет его двигаться? Если вы еще не приняли электромобиль в качестве ежедневного водителя, магия того, как это происходит, сводится к двигателю внутреннего сгорания-той штуке, которая шумит под капотом. Но как именно работает двигатель?
В частности, двигатель внутреннего сгорания является тепловым двигателем в том смысле, что он преобразует энергию из тепла горящего бензина в механическую работу или крутящий момент. Этот крутящий момент прикладывается к колесам, чтобы заставить автомобиль двигаться. И если вы не управляете древним двухтактным "Саабом" (который звучит как старая цепная пила и изрыгает маслянистый дым из выхлопных газов), ваш двигатель работает на тех же основных принципах, независимо от того, управляете ли вы "Фордом" или "Феррари".
Двигатели имеют поршни, которые движутся вверх и вниз внутри металлических труб, называемых цилиндрами. Представьте, что вы едете на велосипеде: ваши ноги двигаются вверх и вниз, чтобы крутить педали. Поршни соединены через стержни (они похожи на ваши голени) с коленчатым валом, и они движутся вверх и вниз, чтобы вращать коленчатый вал двигателя, так же, как ваши ноги вращают велосипед, что, в свою очередь, приводит в действие ведущее колесо велосипеда или ведущие колеса автомобиля. В зависимости от автомобиля, в его двигателе обычно от двух до 12 цилиндров, в каждом из которых поршень движется вверх и вниз.
Откуда Берется Мощность Двигателя
То, что приводит эти поршни в движение вверх и вниз, - это тысячи крошечных контролируемых взрывов, происходящих каждую минуту, созданных путем смешивания топлива с кислородом и воспламенения смеси. Каждый раз, когда топливо воспламеняется, называется горением, или мощностью, тактом. Тепло и расширяющиеся газы от этого мини-взрыва толкают поршень вниз в цилиндре.
Почти все современные двигатели внутреннего сгорания (для простоты мы сосредоточимся здесь на бензиновых силовых установках) относятся к четырехтактной разновидности. Помимо хода сгорания, который толкает поршень вниз от верхней части цилиндра, есть еще три хода: впуск, сжатие и выпуск.
Двигателям нужен воздух (а именно кислород), чтобы сжигать топливо. Во время такта впуска клапаны открываются, позволяя поршню действовать как шприц, когда он движется вниз, втягивая окружающий воздух через систему впуска двигателя. Когда поршень достигает нижней части своего хода, впускные клапаны закрываются, эффективно герметизируя цилиндр для хода сжатия, который находится в направлении, противоположном ходу впуска. Движение поршня вверх сжимает впускной заряд.
Четыре такта четырехтактного двигателя
В современных двигателях бензин впрыскивается непосредственно в цилиндры в верхней части такта сжатия. (Другие двигатели предварительно смешивают воздух и топливо во время такта впуска.) В любом случае, как раз перед тем, как поршень достигнет верхней точки своего хода, известной как верхняя мертвая точка, свечи зажигания воспламеняют воздушно-топливную смесь.
Возникающее в результате расширение горячих, горящих газов толкает поршень в противоположном направлении (вниз) во время хода сгорания. Это удар, который заставляет колеса вашего автомобиля вращаться, точно так же, как когда вы нажимаете на педали велосипеда. Когда ход сгорания достигает нижней мертвой точки, выпускные клапаны открываются, чтобы позволить газам сгорания откачиваться из двигателя (как шприц, выталкивающий воздух), когда поршень снова поднимается. Когда выхлопные газы удаляются—они проходят через выхлопную систему автомобиля, прежде чем выйти из задней части автомобиля,—выпускные клапаны закрываются в верхней мертвой точке, и весь процесс начинается сначала.
В многоцилиндровом автомобильном двигателе циклы отдельных цилиндров смещены друг от друга и равномерно распределены, чтобы такты сгорания не происходили одновременно и чтобы двигатель был максимально сбалансированным и плавным.
Но не все двигатели созданы равными. Они бывают разных форм и размеров. Большинство автомобильных двигателей размещают свои цилиндры по прямой линии, например, рядный четырехцилиндровый, или объединяют два ряда рядных цилиндров в vee, как в V-6 или V-8. Двигатели также классифицируются по их размеру или объему, который представляет собой совокупный объем цилиндров двигателя.
Различные типы двигателей
Конечно, существуют исключения и незначительные различия между двигателями внутреннего сгорания, представленными на рынке. Например, двигатели с циклом Аткинсона меняют газораспределение, чтобы сделать более эффективный, но менее мощный двигатель. Турбонаддув и наддув, сгруппированные вместе в вариантах принудительной индукции, накачивают дополнительный воздух в двигатель, что увеличивает доступный кислород и, следовательно, количество топлива, которое может быть сожжено, что приводит к увеличению мощности, когда вы этого хотите, и повышению эффективности, когда вам не нужна мощность. Дизельные двигатели делают все это без свечей зажигания. Но независимо от двигателя, пока он относится к разновидности внутреннего сгорания, основы его работы остаются неизменными. И теперь вы их знаете.