Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) основан на превращении тепловой энергии, полученной от сгорания топливной смеси, в механическую работу. Этот процесс происходит в цилиндре, объём которого меняется благодаря движущемуся поршню.
Работа ДВС включает последовательное выполнение четырёх тактов, которые могут осуществляться за разное время в зависимости от типа двигателя.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя
Четырёхтактный двигатель работает по следующему принципу:
1.Впуск. Поршень движется от верхней мёртвой точки (ВМТ) к нижней мёртвой точке (НМТ), впускной клапан открыт, выпускной закрыт. В цилиндре создаётся разрежение, и в него засасывается свежая топливовоздушная смесь.
2.Сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах, происходит сжатие рабочей смеси.
3.Рабочий ход (расширение). В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, газы расширяются, и поршень движется от ВМТ к НМТ. Через шатун давление газов передаётся на коленчатый вал, создавая крутящий момент.
4.Выпуск. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ, выпускной клапан открыт, отработавшие газы выталкиваются из цилиндра в атмосферу.
Рабочий цикл двухтактного двигателя
Двухтактный двигатель работает по другому принципу:
1.Первый такт. Поршень движется вверх, давление во всасывающей камере снижается, и в неё через распылитель поступает воздушно-топливная смесь.
2.Второй такт. Поршень сжимает горючую смесь, из-за чего она нагревается, затем смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. Газы толкают поршень вниз, и отработанные газы под давлением выходят через выпускное окно.
3.Третий такт. Давление во всасывающей камере растёт, и смесь по перепускному каналу попадает в цилиндр.
Рабочий цикл повторяется при каждом обороте коленчатого вала.
Примеры принципов работы различных видов двигателей
–Бензиновые двигатели работают по принципу искрового зажигания: воздух и бензин смешиваются в карбюраторе или с помощью инжектора, а затем под действием свечи зажигания происходит воспламенение смеси.
–Дизельные двигатели используют принцип самовоспламенения: воздух сжимается в цилиндре до высокой температуры, после чего в цилиндр впрыскивается дизельное топливо. Под воздействием высокой температуры воздух сам воспламеняет топливо, что вызывает движение поршня.