Всем привет и добро пожаловать. Меня зовут Александр. В данной статье мы рассмотрим устройство двигателя. Поговорим какие системы входят в работу двигателя. Узнаем принцип работы двух и четырёхтактного двигателя. И конечно же какие классификации существуют. Начнём рассматривать всё по порядку. Приступим, а начнёт наш бал, определение двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Двигатель
ДВС (двигатель внутреннего сгорания) судя по его названию, можно догадаться, что сгорания топлива происходит внутри двигателя, а не в каких либо внешних камерах. В результате химической и тепловой энергии производимая в результате сгорания топлива, преобразуется в механическую энергию.
Классификация ДВС
В результате эволюции, ДВС изменялся применяя новые технологии. Давайте посмотрим какие двигатели были раньше и те которые до сих пор используются в наше время.
В поршневых двигателях камера сгорания находится прямо в цилиндре. Через кривошипно-шатунный механизм механическая энергия передаётся на коленвал (коленчатый вал), и далее в коробку передач, но о коробке передач мы поговорим в отдельной статье. Также двигатели бывают:
- Карбюраторные. В карбюраторе смешивается воздух с топливом и в результате образуется воздушно-топливная смесь, которая поступает в цилиндр и поджигается искрой от свечи зажигания.
- Инжекторные. В инжекторных двигателях топливо впрыскивается специальными форсунками прямо в цилиндр. Форсунками управляет электронный блок управления. Как и в карбюраторном двигателе, смесь поджигается от искры, которую подаёт свеча зажигания.
- Дизельные. В дизельных двигателях происходит немного по другому. Отличие от первых двух в том, что он работает не на бензине, а так называемом дизельном топливе (солярка). Топливо впрыскивается специальными форсунками в цилиндр, но здесь нет свечи зажигания для поджога смеси. В этом двигателе воспламенение происходит посредством сжатия. Когда происходит сжатие, воздух нагревается до высокой температуры, впрыскивается топливо, и происходит взрыв. Вот так и работают такие двигатели, а мы продолжаем.
- Роторно-поршневые. Этот тип двигателя отличается от предыдущих. В этом двигателе с помощью ротора специальной формы, тепловая энергия преобразуется в механическую. Ротор приводиться в движение рабочими газами. Внутри рабочей камеры ротор движется по так называемой "планетарной траектории". "Планетарная траектория" имеет форму "восьмёрки" и выполняет функции поршня, газораспределительного механизма (ГРМ), и конечно же и коленвала.
- Газотурбинные. В этих моторах преобразование тепловой энергии в механическую происходит с помощью вращения ротора с клиновидными лопатками специальной формы, которые в свою очередь приводят в движение вал турбины.
Устройство ДВС
Двигатель внутреннего сгорания состоит из разных частей, их можно поделить на несколько пунктом:
- Блок цилиндров, можно сказать это основание двигателя и его самая главная чать, внутри его находятся цилиндры в которых ходят поршня.
- Кривошипно-шатунный механизм (КШМ), при помощи поршней и шатунов, энергия передаётся на коленвал.
- Газораспределительный механизм, этот механизм обеспечивает открытие и закрытие клапанов в определённый момент, во-первых наполняет цилиндр воздухом, и во-вторых выгоняет отработавшие газы из цилиндра.
- Система подачи топлива (впрыска), эта система подаёт топливо в цилиндр, как можно узнать из его названия.
- Система зажигания, эта система обеспечивает воспламенение топливной смеси.
- Система удаления отработавших газов, название этой системы говорит само за себя (выхлопная система).
Принцип работы 2-х тактного двигателя
Принцип работы такого двигателя не сложный. Начнём по порядку. Поршень находиться в верхней мёртвой точке (ВМТ), так называется самое верхнее положение поршня в цилиндре, и есть нижняя мертвая точка (НМТ), значит, как вы могли и сами догадаться, это самая нижнее положение поршня в цилиндре.
Когда поршень из ВМТ начинает свой путь к НМТ, через впускное отверстие поступает горючая смесь, цилиндр наполняется полностью, после того, как поршень доходит НМТ, он начинает свой путь к ВМТ и одновременно сжимает горючую смесь.
Поршень доходя до ВМТ свеча зажигания подаёт искру в цилиндр и смесь поджигается, образуя давление газов, что в свою очередь давят поршень вниз к НМТ. Поршень при опускании вниз при помощи газов, открывает выпускное отверстие и чать отработанных газов уходят из цилиндра, что снижает давление, и снижается мощность двигателя.
После, это всё начинается сначала. В отличие от четырёхтактного, в двухтактном один такт совмещает в себе два, что существенно снижает мощность двигателя. Поэтому эти двигатели используются только на газонокосилках, мопедах, лодочных моторах, и другой не большой технике.
Принцип работы 4-тактного двигателя
Самый распространённый двигатель внутреннего сгорания для автомобилей, 4-х тактный. От названия можно догадаться, что речь пойдёт о не двух, а четырёх тактах, или двух циклах. В сравнении с двухтактным, его два такта объединили в один цикл, в четырёхтактном двигателе.
В двухтактном двигателе объединили два такта в один (1-такт (впуск и выпуск), 2-такт (рабочий ход и выпуск)). Для увеличение мощности, решили впуск и выпуск сделать как отдельные такты. Поговорим про каждый такт подробнее:
- Впуск. Когда поршень движется с ВМТ в НМТ, открывается впускной клапан и в цилиндр поступает горючая смесь.
- Сжатие. Когда поршень с НМТ движется к ВМТ, все клапана закрыты, смесь начинает сжиматься.
- Рабочий ход. Когда поршень приближается к ВМТ, в определённый момент свеча подаёт искру и смесь воспламеняется и образовавшиеся газы толкают поршень к НМТ.
- Выпуск. Когда поршень пройдя НМТ и начинает своё движение к ВМТ, открывается выпускной клапан и все отработанные газы уходят из цилиндра в выхлопную систему.
Вот мы с вами рассмотрели как работают двух и четырёхтактные двигатели. На этом у нас ещё не все, мы не разобрали системы которые есть в двигатели, давайте подробнее их рассмотрим.
Системы ДВС
В ДВС есть несколько основных систем. Как мы знаем из указанной информации выше, что без воспламенение не чего не будет, для этого есть система зажигания. Для создание горючей смеси и доставка её в цилиндр, выполняет система впуска.
Без топлива не чего гореть не может, для этого в двигателе присутствует топливная система.
В двигателе много металлических деталей которые труться друг о друга. Как вы наверное знаете, что на сухую детали не будут хорошо работать или работать не будут вообще. Как говориться не помажешь не поедешь. Для этого есть система смазки.
Для отвода отработавших газов служит выхлопная система. При трении деталей даже смазанных, вы скорее всего знаете, что они нагреваются очень сильно. Что бы повысить срок службы и эффективность двигателя, детали нужно охлаждать, для этого служит система охлаждения. Поговорим о каждой немножко подробнее.
Система зажигания
Эта система обеспечивает двигатель искрой для воспламенение горючей смеси. Она состоит:
- Источник питания. Во время запуска двигателя, источником служит аккумулятор (аккумуляторная батарея). После запуска двигателя, на себя берёт эту работу генератор.
- Замок зажигания. Он после включение, подаёт энергию от аккумулятора на катушку зажигания.
- Накопитель энергии. Как её ещё называют катушка зажигания. Она накапливает и преобразует энергию, достаточную для возникновение разряда между электродами в свече зажигания.
- Распределитель зажигания. Его ещё называют трамблёр. Это устройство распределяет энергию от катушки зажигания, на каждую свечу в двигателе.
Впускная система
Впускная система служит для обеспечение двигателя воздухом. На карбюраторных двигателях это система выполнена просто, она включает в себя воздушный фильтр, карбюратор, где создаётся горючая смесь, и впускной коллектор, где распределяется горючая смесь по цилиндрам.
На более современных автомобилях эта система немножко по сложнее. Она состоит:
- Воздухозаборник. Он предназначен для засасывания атмосферного воздуха.
- Воздушный фильтр. Фильтр служит для очистки воздуха от грязи, пыли, и других веществ. Он обеспечивает двигатель чистым воздухом.
- Дроссельная заслонка. Эта заслонка устанавливается перед впускным коллектором. Она регулирует количество воздуха поступаемого в цилиндры. Чем больше она открывается, тем выше поднимаются обороты двигателя.
- Впускной коллектор. Он предназначен для распределение воздуха по цилиндрам. На некоторых автомобилях в коллекторе устанавливают заслонки, для регулировки скорости воздушного потока.
Топливная система
Эта система служит для обеспечение двигатель топливом и образование горючей смеси. Топливная система состоит:
- Топливный бак. Он предназначен для хранение топлива для двигателя.
- Топливопроводы. Они служат для транспортировки топлива из бака в двигатель.
- Инжектор (карбюратор). Это устройство служит для образование горючей смеси, и впрыска в цилиндр.
- Электронный блок управления (ЭБУ). Блок контролирует и следит за впрыском топлива. Также он контролирует всю работу двигателя.
- Топливный насос. В топливный бак устанавливается топливный насос, для подачи топлива в двигатель.
- Топливный фильтр. Как и воздушный фильтр, этот очищает топливо и обеспечивает двигатель чистым топливом.
Система смазки
Система смазки служит для смазки всех деталей внутри двигателя. Также масло охлаждает немного детали, предотвращает образование коррозии, и самое главное, уменьшает силу трения. Система смазки состоит:
- Поддон картера. Он служит для хранение масло. Уровень масло проверяется специальным щупом или с помощью датчика.
- Масляной насос. Он создаёт нужное давление в системе смазки. Под давлением масло по специальным каналам поступает ко всем нужным деталям и смазывает их.
- Масляный фильтр. Как и все фильтра, этот очищает масло от грязи которая образуется в результате нагара. Металлической стружки и всего что может навредить двигателю.
- Масляный радиатор. Он служит для охлаждения масло. Сильно нагретое масло, теряет свои свойства, что плохо сказывается для двигателя. Поэтому его нужно охлаждать.
Выхлопная система
Выхлопная система обеспечивает вывод отработанных газов из двигателя, и уменьшает шум работы двигателя. Выхлопная система состоит:
- Выпускной коллектор. Его ещё называют "штанами". Он отводит газы из цилиндров и направляет их дальше по трубе. Так как отработавшие газы имеют высокую температуру, выхлопная система делается из жаро прочной материала.
- Резонатор. Служит разделение отработанных газов, и уменьшение их скорости.
- Катализатор. Служит для очистки выхлопных газов и нейтрализации их.
- Глушитель. Её называют ещё "банкой". Она состоит из перегородок, что уменьшает скорость газов и также уменьшает шум которые они производят.
Система охлаждения
Система охлаждения обеспечивает отвод лишнего тепла, что обеспечивает комфортную работу всех деталей. На более ранних двигателях использовали воздушное охлаждение, встречным потоком воздуха. Обычно такой принцип охлаждения применялся в основном на мотоциклах и мопедах.
На более мощных двигателях уже используют жидкостное охлаждение. Оно состоит:
- Радиатор. Это ёмкость которая в большинстве случаев устанавливается спереди автомобиля. Радиатор похож немного на пчелиные соты, обычно он изготавливается из алюминия, потому, что алюминий хорошо отводит тепло. Раньше на некоторых автомобилях радиаторы делали медные. Медь лучше алюминия отводит тепло, но медные радиаторы дорогие в производстве, и поэтому вскоре отказались от медных радиаторов. На их место пришли дешёвые алюминиевые.
- Вентилятор. Служит для принудительного охлаждения, когда радиатор не справляется.
- Водяной насос (помпа). Помпа помогает жидкости циркулировать между радиатором и двигателем. В результате двигатель охлаждается намного лучше.
- Расширительный бачок. Он служит для предотвращение разрыва патрубков в системе. При нагреве, как вы знаете из физики, жидкость расширяется, а в самой системе лишнего пространства нет. И что бы предотвратить разрыва патрубков (шлангов) при расширении жидкости, используют такой бачок. Его так и назвали расширительный бачок.
- Термостат. Это устройство обеспечивает быстрее двигателю выйти на рабочую температуру. При холодном пуске термостат закрывает путь к радиатору, и жидкость циркулирует только по двигателю (малый круг). Как только двигатель прогрелся, термостат открывается и жидкость начинает циркулировать через радиатор (большой круг).
Вот мы и подходим к концу статьи, давайте подведём итоги. В данной статье мы узнали из каких частей состоит ДВС (правда только поверхностно) но и это уже даёт понять что такое двигатель. Мы узнали какие системы есть и для чего они нужны. Рассмотрели принцип работы двух и четырёхтактного двигателя. И конечно же узнали какие бывают двигатели внутреннего сгорания.
Я надеюсь вы почерпнули что-то новое для себя из этой статьи. Подписывайтесь на канал, так вы не пропустите новые статьи. Ставьте лайки, мне будет очень приятно. Комментируйте, будет неплохо получать от вас обратную связь. Задавайте вопросы, пишите ваше мнение, интересно будет почитать.
Похожие статьи:
Автомобиль состоит из 3-х основных частей и 2-х дополнительных
