Около ста лет в мире основным силовым агрегатом на автомобилях и мотоциклах, прочей технике является двигатель внутреннего сгорания, он же ДВС. В начале двадцатого века ДВС пришел на смену двигателям внешнего сгорания (паровым). Мы подробно рассмотрим устройство, принцип работы различных видов ДВС и его основных вспомогательных систем.
Главное отличие ДВС от двигателя внешнего сгорания(парового) - топливо воспламеняется внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. В процессе работы химическая и тепловая энергия преобразуется в механическую работу. Принцип работы ДВС - физический эффект теплового расширения газов, которое образуется в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя.
В процессе технической эволюции ДВС выделились те типы моторов, доказавшие свою эффективность и надежность:
1) Поршневые ДВС. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:
- карбюраторные - воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
- инжекторные - воздушно-топливная смесь, через специальные форсунки, подаётся напрямую во впускной коллектор, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
- дизельные - воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается от температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
2) Роторно-поршневые ДВС. В моторах данного типа тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
3) Газотурбинные ДВС. Преображение тепловой энергии в механическую работу осуществляется с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.
Корпус двигателя состоит из:
- блока цилиндров, где воспламеняется топливно-воздушная смесь, а газы от этого сгорания приводят в движение поршни;
- кривошипно-шатунного механизма, который передаёт энергию движения на коленчатый вал;
- газораспределительного механизма, который призван обеспечивать своевременное открытие/закрытие клапанов для впуска/выпуска горючей смеси и отработанных газов;
- системы подачи («впрыска») и воспламенения («зажигания») топливно-воздушной смеси;
- системы удаления продуктов горения (выхлопных газов).
Принцип работы - при пуске двигателя в его цилиндры через впускные клапаны впрыскивается воздушно-топливная смесь и воспламеняется там от искры свечи зажигания. При сгорании и тепловом расширении газов от избыточного давления поршень приходит в движение, передавая механическую работу на вращение коленвала. Работа поршневого двигателя внутреннего сгорания осуществляется циклически. Данные циклы повторяются с частотой несколько сотен раз в минуту. Это обеспечивает непрерывное поступательное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала. Ознакомиться наглядно можно по рисунку ниже.
#автомобили #авто