Как работает двигатель машины

Как работает двигатель внутреннего сгорания

В данной статье мы расскажем об устройстве двигателя, его компонентах, о том, как они работают вместе, какие могут возникнуть неполадки и как увеличить производительность.

 
Содержание статьи
 

1. Введение
2. Внутреннее сгорание
3. Устройство двигателя
4. Неполадки двигателя
5. Клапанный механизм и система зажигания двигателя
6. Системы охлаждения, воздухозабора и запуска двигателя
7. Читайте также » Системы смазки, подачи топлива, выхлопа и электросистема двигателя
8. Увеличение мощности двигателя
9. Часто задаваемые вопросы по двигателям
10. Чем 4-цилиндровый двигатель отличается от V-образного шестицилиндрового двигателя?
11. Узнать больше
12. Читайте также Статьи про все типы двигателей

 
 
Бензиновый автомобильный двигатель предназначен для преобразования энергии бензинового топлива для движения автомобиля. В настоящий момент самым простым способом привести автомобиль в движение является сгорание бензина в двигателе. В связи с тем, что двигатель автомобиля является двигателем внутреннего сгорания, сгорание топлива происходит внутри двигателя.
 
На заметку:
 

• Существуют различные типы двигателей внутреннего сгорания. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
• Также существуют и двигатели внешнего сгорания. Паровые двигатели в поездах старого образца и пароходах являются наглядным примером двигателей внешнего сгорания. В паровых двигателях топливо (уголь, дрова, масло и т.д.) сгорает вне двигателя для получения пара, который уже приводит двигатель в движение. Внутреннее сгорание является более эффективным (расход топлива на 1км значительно ниже) чем внешнее сгорание, помимо этого размеры двигателей внутреннего сгорания намного меньше двигателей внешнего сгорания. Именно поэтому нам не встречаются автомобили Ford или GM на паровых двигателях.

 
Внутреннее сгорание
 
Принцип работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания: Если поместить небольшой объем высокоэнергетического топлива (например, бензина) в небольшой закрытый сосуд и воспламенить, то в результате высвободится огромное количество энергии в виде расширяющегося газа. Этой энергии хватит для запуска картофелины на 1510м. В данном случае энергия используется для движения картофелины. Данную энергию можно использовать в более интересных целях. Например, если у Вас получится создать цикл, который позволит производить взрывы с частотой несколько сотен раз в минуту, и если Вам удастся эффективно использовать данную энергию, то Вы получите основную часть автомобильного двигателя!
 

 

Рисунок 1
 
На сегодняшний день практически во всех автомобилях используется так называемый четырехтактный цикл сгорания для преобразования энергии топлива в механическую энергию. Четырехтактный принцип работы также называют Цикл Отто, в честь Николауса Отто, который изобрел его в 1867г. Все четыре такта представлены на рисунке 1. Эти такты:
 

• Такт впуска
• Такт сжатия
• Рабочий такт
• Такт выпуска

 
На рисунке видно, что в картофельной пушке картофелина заменена устройством, которое называется поршень. При помощи шатуна поршень соединяется с коленчатым валом. При вращении коленвала создается эффект "перезарядки пушки". Во время цикла в двигателе происходят следующие процессы:
 

1. Поршень начинает движение сверху, впускной клапан открывается, поршень движется вниз для наполнения цилиндра воздухом и бензином. Это такт впуска. На данном этапе для смеси топлива и воздуха требуется лишь небольшое количество бензина. (Часть 1 рисунка)
2. Затем поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь. Сжатие способствует более мощному взрыву. (Часть 2 рисунка)
3. Как только поршень достигает верхней точки, срабатывает свеча зажигания, которая воспламеняет топливо. Происходит взрыв бензина, при этом поршень движется вниз. (Часть 3 рисунка)
4. Как только поршень достигает нижней точки хода, открывается выпускной клапан для вывода продуктов сгорания по выхлопной трубе. (Часть 4 рисунка)

 
Теперь двигатель готов к началу следующего цикла, происходит впуск топлива и воздуха.
Обратите внимание, что движение, получаемое в результате работы двигателя внутреннего сгорания, является вращательным, в то время как движение, производимое картофельной пушкой - линейное (прямая линия). В двигателе линейное движение поршней переводится во вращательное движение при помощи коленвала. Вращательное движение идеально подходит для вращения колес автомобиля.
 
В следующем разделе мы предлагаем рассмотреть детали, которые обеспечивают работу двигателя, начиная с цилиндров.

 
 
Устройство двигателя
 
Цилиндр является самой важной частью двигателя, поршень совершает поступательные движения в цилиндре. Вышеописанный двигатель имеет один цилиндр. Такой двигатель типичен для газонокосилок, однако в автомобильные двигатели имеют более одного цилиндра (обычно четыре, шесть или восемь). В многоцилиндровых двигателях цилиндры расположены в одном из трех порядков: линейно, V-образно или оппозитно (т.н. двигатель с горизонтальными противолежащими цилиндрами или оппозитный двигатель).
 

Рисунок 2. Линейное расположение - Цилиндры расположены линейно в один ряд.
 

Рисунок 3. V-образное - Цилиндры расположены линейно в два ряда под углом друг к другу.
 

Рисунок 4. Оппозитное - Цилиндры расположены линейно в два ряда с противоположных сторон двигателя.
 
Говоря об управляемости, затратах на производство и характеристиках формы, необходимо отметить, что различные конфигурации имеют свои преимущества и недостатки. Благодаря этим преимуществам и недостаткам определенные типы двигателей подходят для определенных автомобилей.
 
Давайте более подробно рассмотрим основные детали двигателя.
 
Свеча зажигания
Свеча зажигания подает искру для воспламенения топливно-воздушной смеси, что обеспечивает процесс сгорания. Для правильной работы двигателя искра должна подаваться в строго определенный момент.
 
Клапаны
Впускной и выпускной клапаны открываются в определенный момент для впуска топлива и воздуха и выпуска выхлопа. Обратите внимание, что оба клапана закрыты во время тактов сжатия и сгорания для обеспечения герметичности камеры сгорания.
 
Поршень
Поршень - это металлическая деталь цилиндрической формы, которая движется вверх и вниз внутри цилиндра.
 
Поршневые кольца
Поршневые кольца обеспечивают скользящее уплотнение между внешней кромкой поршня и внутренней кромкой цилиндра. Кольца используются для двух целей:
 

• Они препятствуют попаданию топливно-воздушной смеси в картер из камеры сгорания в процессе такта сжатия и рабочего такта.
• Они препятствуют попаданию масла из картера в камеру сгорания, где оно может сгореть.

 
Большинство автомобилей, которые "жгут масло" и требуют его добавления каждые 1000 км, имеют старые двигатели, поршневые кольца которых уже не могут обеспечивать надлежащее уплотнение.
 
Шатун
Шатун соединяет поршень и коленвал. Он может вращаться с обеих сторон для изменения угла во время движения поршня и вращения коленвала.
 
Коленвал
Коленвал преобразует поступательное движение поршней во вращательное как рычаг "чертика из табакерки".
 
Картер
Картер окружает коленвал. В нем находится некоторое количество масла, которое собирается в нижней части картера (поддоне картера).
 
Далее мы узнаем о неполадках двигателя.

 

 
Неполадки двигателя
 
Итак, одним прекрасным утром Вы садитесь в машину, а двигатель не заводится... Что же случилось? Теперь, когда Вы знакомы с принципом работы двигателя, Вы сможете разобраться с основными проблемами, которые мешают запуску двигателя. Три наиболее частые неполадки: плохая топливная смесь, недостаточная компрессия, отсутствие искры. Помимо вышеперечисленных, могут возникнуть тысячи других проблем, но мы остановимся на "большой тройке". Основываясь на простом двигателе, который мы описывали, мы расскажем о том, как эти проблемы могут повлиять на Ваш двигатель:
 
Плохая топливная смесь - Данная проблема может возникнуть по нескольким причинам:
 

• У Вас закончился бензин, поэтому в двигатель поступает только воздух без топлива.
• У Вас забилось впускное отверстие воздуха, поэтому поступает только топливо.
• Топливная система подает слишком много или мало топлива, в результате чего сгорание не происходит надлежащим образом.
• Возможно, в топливе присутствуют примеси (например, в бензобак попала вода), которые препятствуют сгоранию.

 
Недостаточная компрессия - Если топливно-воздушная смесь не будет сжата надлежащим образом, процесс сгорания будет проходить неправильно. Недостаточная компрессия может быть вызвана рядом причин:
 

• Износ поршневых колец (топливно-воздушная смесь вытекает за пределы поршня в процессе сжатия).
• Недостаточное уплотнение клапана впуска или выпуска, что опять же вызывает протечку.
• В цилиндре имеются повреждения.

 
Наиболее часто повреждение цилиндра происходит в его верхней части (на которой установлены клапаны, свеча зажигания и которая называется головка цилиндра) крепится к самому цилиндру. Обычно головка цилиндра крепится к самому цилиндру при помощи болтового соединения с использованием тонкой прокладки, которая обеспечивает качественное уплотнение.. При повреждении прокладки, между цилиндром и его головкой образуются небольшие отверстия, в результате чего происходят протечки.
 
Регулярное техническое обслуживание может помочь избежать ремонта
 
Отсутствие искры - Искра может быть слишком слабой или отсутствовать вообще по следующим причинам:
 

• При износе свечи зажигания или ее провода может наблюдаться слабая искра.
• При повреждении или обрыве провода или система, передающая искру, не функционирует надлежащим образом, искра может отсутствовать.
• Если искра подается слишком рано или поздно во время цикла (т.е. если регулировка зажигания отключена), воспламенение топлива не произойдет в нужный момент, что может повлечь к различным проблемам.

 
Могут возникнуть и другие неполадки. Например:
 

• Если аккумулятор разряжен, Вы также не сможете завести двигатель.
• Если подшипники, которые обеспечивают свободное вращение коленвала, изношены, коленвал не сможет вращаться, в результате чего двигатель не заведется.
• Если открытие/закрытие клапанов не происходит в нужный момент и не происходит вообще, воздух не сможет поступать и выходить, что будет препятствовать работе двигателя.
• Если кто-то засунет картофелину Вам в выхлопную трубу, выхлоп не будет выпущен из цилиндра, поэтому двигатель не заведется.
• Если у Вас закончилось масло, поршень не сможет свободно двигаться в цилиндре, в результате чего двигатель заклинит.
• В исправно работающем двигателе все эти факторы находятся в допустимых пределах.

 
Как Вы видите, в двигателе имеется несколько систем, которые обеспечивают преобразование энергии топлива в механическую энергию. В следующих разделах мы рассмотрим различные подсистемы, которые используются в двигателях.

 
 
Клапанный механизм и система зажигания двигателя
 
Большинство подсистем двигателя может быть установлено с использованием различных технологий, а новые технологии могут улучшить показатели двигателя. Далее мы рассмотрим различные подсистемы, которые используются в современных двигателях, начиная с клапанного механизма.
 
Клапанный механизм состоит из клапанов и механизма, который открывает и закрывает их. Открывающая и закрывающая система называется распредвал. Распредвал имеет кулачки, которые перемещают клапаны вверх-вниз ,как показано на Рисунке 5.
 

Рисунок 5. Распредвал
 
В большинстве современных автомобилей используются так называемые верхнерасположенные распредвалы. Распредвал имеет кулачки, которые перемещают клапаны вверх-вниз, как показано на Рисунке 5. Кулачки воздействуют на клапаны напрямую или посредством очень короткой тяги. В старых моделях двигателей распредвал расположен в картере рядом с коленвалом. Штифты соединяют нижнюю часть кулачков с толкателями клапанов, расположенными над клапанами. В таком устройстве имеется больше движущихся частей, в результате чего возникает отставание между временем активации кулачка и последующим перемещением клапана. Ремень ГРМ или цепь ГРМ соединяет коленвал с распредвалом таким образом, чтобы клапаны двигались синхронно с поршнями. Скорость вращения распредвала в два раза ниже, чем у коленвала. Во многих мощных двигателях на каждый цилиндр установлено по четыре клапана (два впускных и два выпускных), такая конструкция требует наличия двух распредвалов на блок цилиндров, отсюда и название "двухраспредвальный вид головки". Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает распредвал".
 
Система зажигания (Рисунок 6) генерирует электрический разряд высокого напряжения и передает его от свечи зажигания по проводам зажигания. Вначале заряд поступает на распределитель, который Вы легко можете найти под капотом большинства автомобилей. Распределитель имеет один провод, входящий в центре и четыре, шесть или восемь проводов (в зависимости от количества цилиндров), выходящие их него. Эти провода зажигания передают заряд на каждую свечу зажигания. Зажигание двигателя отрегулировано таким образом, что за один раз искру от распределителя получает только один цилиндр. Такая конструкция обеспечивает максимальную равномерность работы. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает автомобильная система зажигания".
 

 

Рисунок 6. Система зажигания
 
В следующем разделе мы рассмотрим, как происходит запуск, охлаждение и циркуляция воздуха в двигателе.

 
 
Системы охлаждения, воздухозабора и запуска двигателя
 
В большинстве автомобилей система охлаждения состоит из радиатора и водяного насоса. Охлаждающая жидкость циркулирует по охлаждающей рубашке цилиндров, затем попадает в радиатор для охлаждения. В некоторых автомобилях (преимущественно в Volkswagen Жук) и в большинстве мотоциклов и газонокосилок используется воздушное охлаждение двигателей (двигатель с воздушным охлаждением легко узнать по ребрам на внешней стороне цилиндров, которые рассевают тепло). Двигатели с воздушным охлаждением намного легче, но охлаждаются хуже, что снижает их срок эксплуатации и производительность. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает система охлаждения".

На схеме представлено соединение патрубков системы охлаждения
 
Итак, теперь Вы знаете, что и как охлаждает двигатель Вашего автомобиля. Но почему так важна циркуляция воздуха? Большинство двигателей является безнаддувными, т.е. воздух поступает через воздушные фильтры непосредственно в цилиндры. Более мощные двигатели либо имеют турбонаддув, либо наддув, т.е. воздух поступает в двигатель под давлением (для подачи в цилиндр большего объема топливно-воздушной смечи) для увеличения мощности двигателя. Уровень сжатия воздуха называется наддув. При турбонаддуве используется небольшая турбина, установленная на выхлопную трубу для вращения нагнетающей турбины входящим потоком воздуха. Турбокомпрессор устанавливается непосредственно на двигатель для вращения компрессора.

 
Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает турбокомпрессор".
 
Увеличение мощности двигателя - это, конечно, хорошо, но что же происходит когда Вы поворачиваете ключ? Система запуска состоит из электростартера и соленоида стартера. При повороте ключа зажигания, стартер несколько раз проворачивает двигатель для начала процесса сгорания. Для запуска холодного двигателя требуется мощный стартер. Стартер должен преодолеть:
 

• Любое собственное трение, вызванное поршневыми кольцами
• Давление сжатия любого из цилиндров во время такта сжатия
• Энергию, необходимую для открытия и закрытия клапанов распредвалом
• А также действие всех остальных деталей, установленных непосредственно на двигателе, например водяного насоса, масляного насоса, генератора и т.д.

 
В связи с тем, что требуется большое количество энергии и в автомобилях используется 12-вольтная электросистема, на стартер должен поступать ток в несколько сотен ампер. Соленоид стартера - это большой электронный переключатель, который может выдержать ток такой силы. При повороте ключа зажигания, он запускает соленоид для подачи питания на стартер.
 
В следующем разделе мы расскажем о подсистемах двигателя, которые отвечают за то, что в него поступает (масло и топливо) и что выходит (выхлоп и выбросы).

 
Системы смазки, подачи топлива, выхлопа и электросистема двигателя
 
Когда дело касается повседневного обслуживания, скорее всего Вас, прежде всего, заинтересует количество бензина в бензобаке Вашего автомобиля. Каким же образом бензин, которым Вы заправляетесь, заставляет работать цилиндры? Топливная система при помощи насоса подает топливо из бензобака и смешивает его с воздухом в определенных пропорциях для того, чтобы топливно-воздушная смесь затем поступала в цилиндры. Существует три способа подачи топлива: карбюрация, впрыск во впускные каналы и непосредственный впрыск.
 

• При карбюрации устройство, которое называется карбюратор, смешивает бензин с воздухом при подаче воздуха в двигатель.
• В двигателях с впрыском топлива необходимое количество топлива впрыскивается в каждый цилиндр отдельно либо над впускным клапаном (впрыск во впускные каналы), либо в сам цилиндр (непосредственный впрыск).

 
Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает система впрыска топлива".
 
Масло также играет очень важную роль. Система смазки обеспечивает подачу масла для каждой движущейся детали для того, чтобы они свободно двигались. Прежде всего, смазка требуется поршням (для их плавного движения в цилиндрах) и подшипникам, которые обеспечивают вращение таких деталей, как коленвал и распредвал. В большинстве автомобилей масла из поддона картера подается при помощи масляного насоса, проходит через масляный фильтр для удаления абразивных частиц, после чего под давлением поступает на подшипники и стенки цилиндра. Затем масло стекает обратно в картер, где оно собирается, после чего цикл повторяется.
 

Выхлопная система автомобиля Porsche 911
 
Теперь, когда Вы уже кое-что знаете о том, что заливается в автомобиль, давайте рассмотрим, что же из него выходит. Выхлопная система состоит из выхлопной трубы и глушителя. Если глушитель не установлен, то Вы сможете услышать звуки тысяч небольших взрывов, доносящихся из выхлопной трубы. Глушитель заглушает эти звуки. Выхлопная система также включает в себя и каталитический дожигатель выхлопных газов. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает каталитический дожигатель выхлопных газов".
 
В большинстве современных автомобилей система понижения токсичности выхлопа состоит из каталитического дожигателя выхлопных газов, и набора датчиков и приводов и компьютера, который отслеживает и регулирует происходящие процессы. Например, каталитический дожигатель использует катализатор и кислород для сжигания неотработанного топлива и некоторых других химических веществ, содержащихся в выхлопе. Датчик кислорода отвечает за количество кислорода в выхлопе, достаточное для работы катализатора, при необходимости датчик производит дополнительную регулировку.
 
Что еще помимо бензина питает Ваш автомобиль? Электросистема состоит из аккумулятора и генератора. Генератор соединяется с двигателем при помощи ремня и генерирует ток для зарядки аккумулятора. Аккумулятор подает 12 вольт на все системы, которым требуется электропитание (система зажигания, радио, фары, стеклоочистители, электрические стеклоподъёмники и сиденья с электрическим приводом регулировки, компьютеры и т.д.).
 
Теперь, когда Вы все узнали про подсистемы двигателя, мы расскажем о том, как увеличить мощность двигателя.

 
 
Увеличение мощности двигателя
 
Прочитав данную статью, Вы увидите, что существует множество способов увеличения показателей Вашего двигателя. Производители автомобилей постоянно экспериментируют со следующими параметрами для увеличения мощности двигателя или снижения расхода топлива.
 
Увеличение рабочего объема - Большой рабочий объем способствует увеличению мощности, т.к. при каждом обороте двигателя сгорает больше топлива. Увеличить рабочий объем можно, установив большие или дополнительные цилиндры. Практика показывает, что не имеет смысла устанавливать более 12 цилиндров.
 
Увеличение степени сжатия - Увеличение степени сжатия способствует увеличению мощности. Однако, чем сильнее происходит сжатие топливно-воздушной смеси, тем выше вероятность ее самовозгорания (еще до срабатывания свечи зажигания). Высокооктановый бензин предотвращает раннее сгорание топлива. Именно по этой причине мощные автомобили необходимо заправлять высокооктановым бензином - в их двигателях используется более высокая степень сжатия для увеличения мощности.
Увеличение объема подаваемой смеси - При увеличении подачи воздуха (и, соответственно, топлива), не изменяя размер цилиндра, можно увеличить мощность (точно также, как при увеличении размера цилиндра). Турбокомпрессоры и компрессоры наддува повышают давление поступающего воздуха, благодаря чему в цилиндр можно подать больше воздуха. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает турбокомпрессор".
 
Охлаждение поступающего воздуха - При сжатии воздуха, его температура повышается. Поэтому лучше обеспечивать подачу более холодного воздуха в цилиндр, т.к. чем выше температура воздуха, тем меньше его расширение при сгорании. По этой причине во многих двигателях с наддувом и турбонаддувом используются охладители воздуха. Охладитель воздуха - это специальный радиатор, по которому сжатый воздух проходит для охлаждения перед подачей в цилиндр. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает система охлаждения".
 
Облегчение подачи воздуха  - При движении поршня вниз во время такта впуска, сопротивление воздуха может снизить мощность двигателя. Сопротивление воздуха может быть снижено благодаря установке двух впускных клапанов на каждый цилиндр. В некоторых современных автомобилях используются полированные впускные коллекторы для снижения сопротивления воздуха. Установка больших воздушных фильтров также может улучшить подачу воздуха.
 
Облегчение выпуска выхлопа - При выпуске выхлопа из цилиндра, сопротивление воздуха может снизить мощность двигателя. Сопротивление воздуха может быть снижено благодаря установке двух выпускных клапанов на каждый цилиндр (автомобиль с двумя впускными и двумя выпускными клапанами имеет по четыре клапана на каждый цилиндр, что увеличивает мощность двигателя - когда Вы слышите рекламу автомобиля, в которой говорится, что у него 4 цилиндра и 16 клапанов, это означает, что в двигателе установлено по четыре клапана на каждый цилиндр). Если выхлопная труба слишком узкая или сопротивление воздуха в глушителе слишком высокое, то это может создать противодавление, что также снизит мощность. В высокоэффективных выхлопных системах используются выпускные коллекторы, широкие выхлопные трубы и глушители для предотвращения образования противодавления в выхлопной системе. Поэтому, когда Вы слышите, что в автомобиле установлена "раздельная система выпуска", это значит, что для улучшения выпуска отработанных газов используется две выхлопных трубы вместо одной.
 
Снижение массы - Чем легче детали, тем эффективнее работает двигатель. Каждый раз, когда поршень меняет направления движения, он затрачивает энергию на то, чтобы прекратить движение в одну сторону и начать в другую. Чем легче поршень, тем меньше энергии ему требуется.
 
Впрыск топлива - Система впрыска топлива обеспечивает очень точное дозирование топлива для каждого цилиндра. Благодаря этому увеличивается мощность и снижается расход топлива. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает система впрыска топлива".
 
  
Часто задаваемые вопросы по двигателям
 
Ниже приведены наиболее часто задаваемые вопросы наших читателей, а также ответы на них:
 

• Чем отличаются бензиновые и дизельные двигатели? В дизельных двигателях отсутствует свеча зажигания. Дизельное топливо подается в цилиндр, возгорание происходит под действием тепла и давления во время такта сжатия. Энергетическая плотность дизеля значительно выше, чем у бензина, поэтому дизельный двигатель рассчитан на больший пробег. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает дизельный двигатель".

 

• Чем отличаются двухтактные и четырехтактные двигатели? В большинстве бензопил и лодочных моторов используются двухтактные двигатели. В двухтактном двигателе отсутствуют клапаны, а свеча зажигания дает искру каждый раз, когда поршень находится в верхней точке хода. Через отверстие в нижней части стенки цилиндра происходит впуск топлива и воздуха. Когда поршень движется вверх, сжимая смесь, свеча зажигания дает искру для начала процесса сгорания, отработанные газы выходят через другое отверстие в стенке цилиндра. В двухтактных двигателях необходимо смешивать масло с бензином, т.к. отверстия в стенках цилиндров не допускают использование уплотнительных колец для герметизации камеры сгорания. В общем, двухтактные двигатели являются достаточно мощными для своих размеров, т.к. в них на один поворот двигателя происходит в два раза больше циклов сгорания. Однако, двухтактный двигатель расходует больше бензина и сжигает большое количество масла, соответственно, он наносит больший вред экологии. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает двухтактный двигатель".

 

• В этой статье Вы упоминали паровые двигатели - существуют ли какие-либо преимущества паровых двигателей или других двигателей внешнего сгорания? Единственное преимущество паровых двигателей заключается в том, что в качестве топлива можно использовать все, что горит. Например, в паровом двигателе в качестве топлива можно использовать уголь, газеты, дрова, в то время как для работы двигателя внутреннего сгорания требуется очищенное высококачественное жидкое или газообразное топливо. Для получения более подробной информации читайте статью "Как работает паровой двигатель".

 

• Используются ли в автомобильных двигателях какие-либо другие циклы помимо цикла Отто? Как говорилось ранее, в двухтактных и дизельных двигателях используются другие циклы работы. В двигателе автомобиля Mazda Millenia используется модифицированный цикл Отто, который называется цикл Миллера. В газотурбинных двигателях используется цикл Брайтона. В дизельных ротационных двигателях Ванкеля используется цикл Отто, однако он происходит совершенно по-другому в отличие от четырехтактных поршневых двигателей.

 

• Зачем нужно устанавливать восемь цилиндров? Почему нельзя установить один большой цилиндр с таким же рабочим объемом, как у восьми цилиндров? По ряду причин в 4.0л двигателе используется восемь цилиндров объемом пол-литра каждый, а не один большой 4-литровый цилиндр. Основная причина - это равномерность работы. V-образный восьмицилиндровый двигатель работает более равномерно, т.к. в нем происходит восемь взрывов с равными интервалами вместо одного сильного взрыва. Другая причина - это начальный крутящий момент. Когда Вы заводите V-образный восьмицилиндровый двигатель, Вам необходимы только два цилиндра (1л) во время их тактов сжатия, если использовать один большой цилиндр, то придется производить сжатие 4 литров.

 
Чем 4-цилиндровый двигатель отличается от V-образного шестицилиндрового двигателя?
 
Количество цилиндров в двигателе играет важную роль в его мощности. Каждый цилиндр имеет поршень, который движется внутри него, эти поршни соединены с коленвалом и вращают его. Чем больше используется поршней, тем больше происходит сгораний топлива в определенный момент времени. Это означает, что за меньшее время может быть выработано больше мощности.
 
4-цилиндровые двигатели обычно имеют "прямое" или "линейное" расположение цилиндров, в то время как в 6-цилиндровых двигателях используется более компактное V-образное расположение, поэтому они и называются V-образные 6-цилиндровые двигатели. Американские производители автомобилей остановили свой выбор на V-образных 6-цилиндровых двигателях, т.к. являются более мощными и тихими, оставаясь при этом достаточно легкими и компактными для установки в автомобили.
 

4-цилиндровый двигатель с линейным расположением цилиндров автомобиля Lotus Elise
 
Исторически сложилось так, что американские автовладельцы отвернулись от 4-цилиндровых двигателей, считая их медленными, слабыми, работающими неравномерно и дающими слабое ускорение. Однако, когда такие японские производители автомобилей, как Honda и Toyota стали устанавливать мощные 4-цилиндровые двигатели в 1980-х и 90-х, американцы по достоинству оценили эти компактные двигатели. Даже, несмотря на то, что такие японские автомобили, как Toyota Camry имели огромный успех по сравнению с  аналогичными моделями американских производителей, в США продолжался выпуск автомобилей с 6-цилиндровыми двигателями, т.к. считалось, что американцам необходимы мощные автомобили. На сегодняшний день, в связи с ростом цен на бензин и обострившейся экологической ситуацией, Детройт переходит на 4-цилиндровые двигатели благодаря их низкому расходу топлива и меньшим выбросам в атмосферу.
 

3,8л V-образный 6-цилиндровый двигатель с турбонаддувом автомобиля Nissan GT-R.
 
Что касается будущего 6-цилиндровых двигателей, то за последние годы были максимально устранены различия между 4-цилиндровыми и 6-цилиндровыми двигателями. Для того, чтобы соответствовать требованиям низкого расхода бензина и уровня выхлопных газов, производители приложили много усилий по улучшению работы 6-цилиндровых двигателей. Большинство современных автомобилей с 6-цилиндровыми двигателями соответствуют стандартам расхода топлива уровня выхлопов, установленных для компактных 4-цилиндровых двигателей. Таким образом, различия в эффективности и мощности этих двух типов двигателей ослабевают, и принятие решения о покупке 4-цилиндрового или 6-цилиндрового двигателя сводится к их стоимости. Что касается моделей автомобильных, доступных с обоими типами двигателей, конфигурация с 4-цилиндровым двигателем стоит дешевле до $1000 по сравнению с 6-цилиндровым. Таким образом, независимо от мощности автомобиля, 4-цилиндровый двигатель поможет Вам сэкономить.
 
И, напоследок: Не стоит пытаться установить 6-цилиндровый двигатель на автомобиль, в котором изначально стоял 4-цилиндровый. Переоборудование автомобиля с 4-цилиндровым двигателем для установки 6-цилиндрового может обойтись Вам дороже, чем покупка нового автомобиля.
 
 
Источник:  https://auto.howstuffworks.com/

Как работает двигатель автомобиля?

03.02.2019 Автомобильный двигатель: большой, грозный, но не такой уж сложный

Если бы кто-то сказал заглянуть под капот и найти там мотор, у большинства из нас не было бы больших проблем с ним. Вы просто показываете на самую большую деталь, здесь сомнений нет – силовой агрегат – самая огромная часть автомобиля. Но что на самом деле скрыто под этим чугунным или алюминиевым корпусом? Достижение поколений - это точно. Говорят, что двигатель - это сердце автомобиля - и это правильно - без него машина не поедет.

Так как же это работает и почему? Что заставляет автомобиль воспроизводить приятную симфонию звуков после поворота ключа в замке зажигания? Как получилось, что двигатель способен привести в движение колеса? Было бы сложно описать последовательно все существующие типы двигателей в мире. Однако существует схема, которая, за исключением нескольких случаев, остается неизменной и на которой проще всего объяснить, как работает двигатель автомобиля, то есть тот тип моторов, который сжигает бензин, дизельное топливо или масло.

Поршень: отсюда начинается всё

Вообще всю работу в двигателе выполняет поршень. Именно он движется в цилиндре по принципу «скольжения» - прямолинейно и поступательно. Последовательно - один раз вверх, один раз вниз. Задача поршня, как следует из названия, заключается в нажатии. Если не один, то другой путь.

Чтобы выполнить работу, привести к появлению полезной энергии (КПД больше нуля), поршень должен немного поработать и сделать четыре движения в цилиндре - первоначально он всасывает воздух или смесь через открытый всасывающий клапан, скользя вниз до самого дна цилиндра. Когда он располагается на дне цилиндра, наполненного воздухом, клапан закрывается. Когда цилиндр наполняется воздухом «до зубов», поршень крепко сжимает его, поднимаясь вверх. Специально для такого сжатого воздуха топливо впрыскивается сверху (в дизельном двигателе) или возникает искра (вариант с бензиновым вариантом), которая вызывает взрыв. Независимо от силы взрыва (бывает, что из-за простоя автомобиля, первая искра недостаточно сильна) поршень отправляется вниз. Когда поршень заканчивает свой путь, цикл может считаться оконченным, затем он совершает еще один ход - вверх. Его уже ждет открытый выпускной клапан, через который поршень выталкивает весь этот ненужный мусор (выхлопной газ) наружу.

Поршневой цикл: схема

Это тот самый дым, который в конечном итоге выходит из выхлопной трубы под вашей машиной. И так продолжается снова и снова: всасывание воздуха - поршень опускается, сжатие воздуха – поршень уходит вверх. Взрыв - поршень опущен, выталкивание выхлопа - поршень вверх. И все время снова и снова.

Таким образом, энергия взрыва превращается в работу, потому что движение поршня, соединенного с шатуном, вызывает вращение коленчатого вала, что приводит в движение силовой агрегат, который перемещает колесо автомобиля. Конечно, двигатель обычно имеет несколько поршней и цилиндров. В целом, чем они больше, тем больше работа двигателя и чем больше мощность этих цилиндров, тем больше потенциал двигателя и, следовательно, - лучшее ускорение, лучшая динамика, но также и большая потребность в топливе.

Предлагаем вам посмотреть занимательное видео, в котором подробно рассказывается и показывается каким именно образом работаем двигатель внутреннего сгорания автомобиля:

Например, когда указатель тахометра в вашей машине приближается к 2000 об./мин. (2 тысячи оборотов коленвала), это означает, что поршень совершает 4000 ходов в это время, и смесь попадает в цилиндр 1000 раз! Все это за минуту. И всего на один цилиндр. Теперь подумайте, сколько топлива нужно двигателю, если вы «стреляете» в него все время, разгоняя до 6000 оборотов при нажатой педали газа в пол!

Важность моторного масла

Чтобы двигатель работал исправно, очень важно наличие в картере масла. Каждый из нас отлично знает, что, чем лучше скольжение, тем более плавным является движение (вспомните фигурное катание). В принципе, там, где есть движение в двигателе, где одна деталь соприкасается с другой, туда и попадает масло. Его путь начинается с масляного поддона, который расположен под двигателем, масло всасывается специальным насосом, затем масляный насос вдавливает его в трубчатую сборку, которая направляет смазочный растовр в множество мест двигателя.

Представьте, что случилось бы, если бы в течение длительного времени все компоненты двигателя двигались «всухую». Теперь вы, наверное, понимаете, почему так важно время от времени проверять уровень масла в двигателе.

Бензиновый и дизельный моторы: в чем принципиальные отличия?

В чем главное отличие бензинового двигателя от дизельного? Речь идет о принципе зажигания. Бензиновые двигатели имеют искровое зажигание, дизель является самоходным. Что означают эти слова?

Бензиновые двигатели для взрыва в цилиндре используют искру, генерируемую на свече зажигания. В дизельных двигателях всё совсем иначе. В дизельном моторе воздух в цилиндре сжимается поршнем гораздо сильнее. Настолько, что внутри создается высокая температура, достаточная для взрыва смеси в цилиндре без искры. Бензин не возгорается из-за большого давления, соляра (дизельное топливо), наоборот, не горит при нормальных условиях от обычной искры.

Двигатели также различаются по расположению и количеству цилиндров. В Европе наиболее популярными являются рядные двигатели - как можно заключить из названия, цилиндры, в которых движутся поршни, в них расположены в ряд. Рядный четырехцилиндровый двигатель будет отмечается символом R4, шестицилиндровый R6 и т. д. Теперь представьте, что Lamborghini собирается смонтировать большой 12-цилиндровый двигатель под капотом своей модели. Если бы производитель хотел установить все цилиндры в один ряд, двигатель занял бы много места. Таким образом, было изобретено другое решение - разветвленное расположение цилиндров в два ряда, под углом 60, 90 и даже 180 градусов (оппозитный мотор). Все двигатели этого типа обозначены буквой V, в данном случае это будет двигатель V12. Однако более популярными являются установки V6 и V8. Такие автомобили изготавливались в середине прошлого века в США, после финансового кризиса их посчитали недостаточно оправданными.

Эти «демонические», действительно мощные, производительные моторы, встречаются реже, их можно обнаружить, чаще всего, в Subaru или Porsche. Здесь поршни расположены с обеих сторон коленчатого вала, лицом друг к другу, что делает весь двигатель, по сравнению с другими, очень плоским, но не менее объемным.

Рядный двигатель

Когда дело доходит до поршневого устройства, существует еще один тип двигателя, который сильно отличается от остальных. Это двигатель с одним вихревым поршнем, так называемый Двигатель Ванкеля. Также существуют специальные роторные моторы (цилиндры расположены по кругу), сферические моторы (поршень двигается не поступательно, а описывает сферу) и многие другие изобретения.

блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун

Для будущего автомобильного механика, диагноста устройство двигателя автомобиля является одной из ключевых тем. Именно двигатель обеспечивает транспортное средство энергией, которая нужна для его движения. 

Чаще всего механизм запуска устройства двигателя автомобиля возможен за счёт применения бензина или дизеля (дизельного топлива). Сгораемое внутри мотора топливо продуцирует тепло, что приводит к увеличению температуры газов внутри цилиндра двигателя и росту давления газов. Подвижные части двигателя под их влиянием вступают в работу, и тепловая энергия преображается в механическую.

Базовые части двигателя

Чтобы хорошо понимать устройство двигателя автомобиля, важно разбираться, что из себя представляет блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун.

Блок 

Металлическую основу мотора, остов называют блоком. Это корпусная деталь. Именно к блоку крепятся механизмы и отдельные части мотора и его систем.

Иногда можно встретиться с термином «блок», иногда – с терминами «блок двигателя», «блок цилиндров». Всё это одно и тоже.
Блок двигателя берёт на себя серьёзные нагрузки. Поэтому контроль качества при его изготовлении должен быть предельно высок. Огромное внимание уделяется как материалу, так и уровню точности изготовления детали. Для производства используются высокоточные станки.

Раньше блоки изготавливали из перлитного чугуна с легирующими добавками. Популярность чугуна при изготовлении блоков легко объяснима тем, что материал износостоек, стабилен по своим свойствам, малочувствителен к перегреву, адаптивен к ремонту. Сейчас некоторые производители также выпускают блоки из алюминиевого, магниевого сплава. В этом случае есть выигрыш, связанный с весом мотора. Это очень актуально для блоков моторов спорткаров.

Цилиндр 

Рядом с понятием «блок» стоит понятие «цилиндр». Под цилиндром подразумевается цилиндрическое отверстие, высверленное в блоке.  То есть это рабочая камера объёмного вытеснения.

Уплотнение верхней стороны цилиндра обеспечивает головка. Именно в ней находятся: 

• Клапаны. Обеспечивают (в процессе открытия-закрытия) поступление в цилиндр воздуха, топливовоздушной смеси. Также среди функций клапанов обеспечивают очистку камеры сгорания цилиндра от отработавших (выхлопных) газов. Закрытие клапанов и удержание их в таком состоянии обеспечивают клапанные пружины.
• Распредвалы (элементы привода клапанов). От них зависит то, как открываются клапаны, сколько времени они находятся в открытом состоянии
• Механизмы привода клапанов. Функция идентична. И, как видно, из названия – это привод клапанов. Но сами механизмы могут быть разными. Всё зависит от мотора: например, бензиновый, дизельный.

Цилиндр играет роль направляющего для поршня.

Поршень, поршневые кольца и шатун

Цилиндрическая деталь или совокупность деталей, которая преобразует энергию горения топливо в механическую энергию, называется поршнем.

В проточках на боковой поверхности поршня вставлены поршневые кольца. Благодаря им между поршнем и стенкой цилиндра создаётся уплотнение. Задача поршневых колец заключается в создании барьера для перетекания из камеры сгорания в картер коленчатого вала газов.

Среди задач поршня:

• Оказание силового воздействия на шатун.
• Отвод тепла от камеры сгорания.
• Герметизация камеры сгорания.

Подвижное соединение между поршнем и коленчатым валом обеспечивает шатун. Именно шатун передаёт силу движущегося поршня к вращающемуся коленчатому валу.

Коленчатый вал 

Коленчатый вал – это важная составляющая кривошипно-шатунного механизма. Кривошип коленчатого вала создает возвратно-поступательное движение поршня через шатун (подвижный элемент), то есть возвратно-поступательное движение поршня превращается в крутящий момент. Физически коленвал расположен в нижней части двигателя. Снизу коленвал прикрыт картером – самой внушительной неподвижной и полой частью двигателя, закреплённой на блоке сбоку. Визуально картер напоминает поддон.

Конструкция коленчатого вала состоит из несколько шеек (коренных и шатунных). Они соединены щеками, соединенных между собой щеками. Место перехода от шейки к щеке всегда является самым нагруженным у коленвала.

На коленчатый вал приходятся переменные нагрузки от сил давления газов.
Для того, чтобы не возникало осевых перемещений коленчатого вала, используется упорный подшипник скольжения. Он устанавливается на одной из шеек (средней или крайней).

Несколько важных терминов, касающихся устройства двигателя автомобиля

Камера сгорания –замкнутое пространство, где осуществляется воспламенение и горение топливовоздушной смеси. Сверху камера сгорания ограничена нижней поверхностью головки цилиндра, сбоку – стенками цилиндра, снизу –днищем поршня.
Толкатели клапанов, подъёмники –промежуточное звено, необходимое для передачи движения от распределительного вала к остальным частям механизма привода клапанов.
Коромысла (рокеры). Детали двигателя, функции которых заключаются в передаче движения от распределительного вала к клапанам.

Маховик. Деталь, ответственная за обеспечение равномерного вращения коленчатого вала. На цилиндрической устанавливается зубчатый венец. Он помогает провести пуск электростартера.

На схеме представлено расположение основных частей двигателя при рассмотрении его со стороны его задней части. На фланце коленчатого вала видны отверстия под болты, с помощью которых к фланцу крепится маховик с зубчатым венцом, или платина привода гидравлического трансформатора автоматической трансмиссии. Источник: Ford.

Автомобильные двигатели

Большинство двигателей автомобилей многоцилиндровые. Это значит при работе используется два или несколько цилиндров и два или несколько поршней.  

Автопром выпускает машины с 2-; 3-; 4-; 5-; 6; 8-; 10- и 12-цилиндровыми двигателями. 
Чем больше цилиндров у мотора, тем больше возможностей для увеличения мощности двигателя. Если нужен двигатель, предназначенный для езды по бездорожью либо машина, развивающая сверхвысокие скорости, актуально именно устройство двигателя автомобиля, ориентированное на большое количество цилиндров. Устройство двигателя с большим количеством цилиндров обеспечивает отличную равномерность вращения коленчатого вала, ведь угол поворота коленчатого вала при 10, 12 цилиндрах – очень небольшой.

Но у 2-х цилиндровых двигателей есть другое преимущество: самые лучшие показатели топливной эффективности.

Циклы двигателя

Устройство двигателя автомобиля всегда рассматривается в купе с его рабочим циклом.
Физически цикл – это периодически повторяющиеся процессы в каждом его цилиндре. Достаточно подробно разница между работой четырёхтактного и двухтактного двигателя отражена в нашей статье о двигателе внутреннего сгорания.

Сегодня мы остановимся на работе четырёхтактных моторов. Именно по четырёхтактному циклу работает большинство современных автодвигателей. Хотя сам принцип двигателя был изобретён Николаусом Отто в 19-м веке.

Поршень четырёхтактного двигателя совершает нисходящее и восходящее движение. Эта работа укладывается в один оборот коленчатого вала. При втором обороте коленчатого вала вновь повторяют эти движения.

1. Такт впуска (всасывания). Поступление в цилиндр двигателя свежего заряда: воздуха- от дизельного мотора бензинового двигателя с прямым вспрыском или топливовоздушной смеси, от газово-топливного двигателя, мотора с распределенным или центральным впрыском топлива, или газо-топливные двигатели). В результате разрежения, созданного поршнем, перепад давления между давлением в цилиндре и давление окружающего воздуха, заряд втягивается непосредственно в цилиндр.

2. Такт сжатия. Шатун толкает поршень. Поршень сжимает газообразный свежий заряд в цилиндре. Устройство дизельного двигателя настроено на то, чтобы температура сжатых газов должна достигла температуры воспламенения топлива. Если же речь идёт об устройстве газо-топливного, бензинового двигателя температура в конце такта сжатия достигать температуры воспламенения топлива не должна. Воспламенение производится от электроискрового разряда свечи зажигания.

3. Такт рабочего хода. Температура газов в цилиндре снижается, энергия горящих газов преобразуется в механическую энергию.

4. Такт выпуска отработавших газов. Поршень движется снизувверх. Отработавшие газы выходят из цилиндра через выпускной клапан.

Устройство двигателя автомобиля устроено так, что четыре такта повторяются циклично. Посредством маховика механическая энергия превращается во вращательное движение коленвала.

Модульное обучение автоосновам доступно при изучении электронных программ по профессиям. Удобный дистанционный формат обучения.

Как устроен и как работает автомобиль?

Схема передачи энергии в автомобиле

Можно дать такое определение автомобилю: это механическое устройство, которое освобождает скрытую энергию бензина и, управляя освобожденной энергией, использует ее для вращения колес. Бензиновое топливо по очереди впрыскивается в каждый из цилиндров двигателя (рисунок выше), и там оно сгорает. Освобождающаяся при сгорании энергия двигает поршень цилиндра. Поршень идет вниз цилиндра как кулак, когда мы просовываем руку в рукав, и через коленчатый вал при помощи механизма сцепления передает, энергию в коробку передач.

После коробки передач энергия вращательного движения переходит на ведущий вал. Он вращается вместе с механизмом дифференциала. А дифференциал не только передает энергию ведущим колесным осям, установленным перпендикулярно ведущему валу, но и позволяет левому и правому колесу вращаться с разной скоростью, если это необходимо. Например, когда автомобиль движется на повороте.

Цикл работы двигателя внутреннего сгорания

Во время впуска топлива поршень идет вниз и в цилиндр втягивается смесь паров бензина и воздуха. Затем поршень поднимается — смесь сжимается. На свече зажигания появляется искра — топливная смесь воспламеняется, сгорает, — и высвободившаяся при сгорании энергия заставляет поршень идти вниз. В последнем, четвертом такте движения поршень снова поднимается и выталкивает отработавшие газы через выпускной клапан.

Образование горючей смеси

Схема зажигания

Акселератор помогает карбюратору приготовить нужное в данный момент количество топливной смеси, которая состоит из паров бензина и воздуха. Затем эта смесь втягивается в цилиндры и там воспламеняется при помощи свеч зажигания

Механизм управления двумя неодинаковыми движениями

Для того чтобы автомобиль мог плавно двигаться на поворотах, его колеса на внешней стороне колеи должны двигаться быстрее и проходить большее расстояние, чем колеса на внутренней стороне колеи. Такое возможно благодаря наличию в автомобиле механизма, который называется дифференциалом. Он представляет собой хитрый набор механических передач с зубчатыми колесами и шестеренками, которые соединяют ведущий вал с осями задних колес так, что каждое колесо может вращаться с нужной ему скоростью.

Как работает двигатель автомобиля ‹ Автопортал

Дата: 04.09.2014

Просмотров: 3460

Тот, у кого есть автомобиль, просто обязан изучить, как говорят опытные водители и механики, матчасть. Нет, можно, конечно, во всем положиться на автосервис. Но никто не застрахован от ситуации, когда хотя бы понятие о том, как работает двигатель автомобиля, поможет быстрее здесь и сейчас, чем долгожданный эвакуатор.

Прежде всего, надо усвоить, что двигатель – это преобразователь бензина в движущую силу. Бензин, сжигаемый внутри мотора, заставляет машину ехать. Вот откуда название: двигатель внутреннего сгорания.

Принцип работы автомобильного двигателя

Автомобильные двигатели разные. Есть дизельные, есть бензиновые. Из названий понятно, каким видом топлива заправляется машина. А получить представление о том, как работает двигатель автомобиля, можно, исходя из представленных в нем деталей и узлов, причем, у всех свои задачи.

Не вникая слишком глубоко, все же получить представление о двигателе вашего любимого автомобиля можно, если рассматривать принцип простой работы пошагово:

• воздушный стандартный фильтр выполняет задачу очищения воздуха, который поступает в автомобильный цилиндр. Тем самым просто на просто обеспечивается более интенсивное сгорание;
• топливо из бензобака идет в топливную систему, где с помощью карбюратора смешивается с воздухом. В цилиндры поступает именно эта смесь;
• за клапаны отвечает распредвал, который обеспечивает их стандартное открытие и закрытие. Скорость вращения распредвала – это половина от скорости вращения автомобильного коленвала;
• коленвал и распредвал соединяются ремнем ГРМ, создавая условия для синхронной работы поршней и клапанов;
• во избежание утечки топлива воздуха из камеры сгорания и перерасхода масла на поршень устанавливаются поршневые кольца;
• чтобы снизить трение, система смазки транспортирует его ко всем узлам и элементам двигателя;
• стыкуясь с коленвалом, масляный насос дает возможность маслу поступать из поддона картера.

Стоит сказать и о том, что сегодня все, и конструкторы автомобилей не исключение, учитывают при своих разработках влияние того или иного изобретения на окружающую среду. А автотранспорт один из тех достижений научного прогресса, которого больше других обвиняют в ее загрязнении. Поэтому заслуживает внимания и система снижения выхлопов, их токсичности.

Как работает двигатель автомобиля

У каждого из нас есть определенный автомобиль, однако лишь некоторые водители задумываются о том, как устроен двигатель автомобиля.

Нужно понимать также, что полностью знать устройство двигателя автомобиля необходимо лишь специалистам, работающим на СТО.

К примеру, у многих из нас есть различные электронные устройства, но это вовсе не означает, что мы должны понимать, как они устроены. Мы просто пользуемся ими по прямому назначению. Однако с машиной ситуация немного другая.

Все мы понимаем, что появление неполадок в двигателе автомобиля напрямую влияет на наше здоровье и жизнь. От правильной работы силового агрегата нередко зависит качество езды, а также безопасность людей, которые находятся в автомобиле.

По этой причине, рекомендуем уделить внимание изучению данного раздела о том, как работает двигатель автомобиля и из каких узлов он собран.

Как работает двигатель и из чего он состоит?

Принцип работы двигателя автомобиля – это вопрос, интересующий практически каждого автовладельца. В ходе первого ознакомления со строением двигателя все выглядит очень сложным. Однако в реальности, с помощью тщательного изучения, устройство двигателя становится вполне понятным. В случае необходимости знания о принципе работы двигателя можно использовать в жизни.

1. Блок цилиндров представляет собой своеобразный корпус мотора. Внутри него расположена система каналов, которая используется для охлаждения и смазки силового агрегата. Он используется в качестве основы для дополнительного оборудования, к примеру, картера и головки блока цилиндров.

2. Поршень, являющийся пустотелым стаканом из металла. На его верхней части расположены «канавки» для поршневых колец.

3. Поршневые кольца. Кольца, расположенные внизу, называются маслосъемными, а верхние – компрессионные. Верхние кольца обеспечивают высокий уровень сжатия или компрессию смеси топлива и воздуха. Кольца используются для обеспечения герметичности камеры сгорания, а также в качестве уплотнителей, предотвращающих попадание масла в камеру сгорания.

4. Кривошипно-шатунный механизм. Отвечает за передачу возвратно-поступательной энергии поршневого движения на коленчатый вал двигателя.

Многие автолюбители не знают, что на самом деле принцип работы ДВС является достаточно несложным. Сначала топливо попадает из форсунок в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом. Затем свеча зажигания выдает искру, которая вызывает воспламенение топливно-воздушной смеси, из-за чего она взрывается.

Газы, которые формируются в результате этого, двигают поршень вниз, в процессе чего он передает соответствующее движение коленчатому валу. Коленвал начинает вращать трансмиссию. После этого набор специальных шестерён осуществляет передачу движения на колеса передней или задней оси (в зависимости от привода, может и на все четыре).

Именно так работает двигатель автомобиля. Теперь вас не смогут обмануть недобросовестные специалисты, которые возьмутся за ремонт силового агрегата вашей машины.

Конструкция распредвала: устройство и принцип работы

Двигатель автомобиля представляет собой сложнейший механизм, одним из важнейших элементов которого является распределительный вал, входящий в состав ГРМ...

Воздушный фильтрующий элемент автомобиля

Фильтр воздушный автомобильный – устройство, основной задачей которого является улавливание минеральной пыли, сажи и органических остатков, взвешенных в воздухе, всасываемом мотором...

Система выпуска отработавших газов

Выпускная система (другое наименование — система выпуска отработавших газов, выхлопная система) предназначена для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности...

DOHC — газораспределительная система двигателя

DOHC – это вид газораспределительных систем двигателей внутреннего сгорания, его так же называют TwinCam...

Система изменения фаз газораспределения

Фазами газораспределения принято считать момент с начала открытия и до конца закрытия впускного или выпускного клапана, относительно положения поршня (верхняя или нижняя мертвая точка), выраженного в градусах угла поворота коленчатого вала...

Принцип работы турбины двигателя

Принцип работы турбины основан на повышении мощности двигателя за счет увеличения количества воздуха, поступающего в цилиндры...

Система турбонаддува — принцип работы турбины

Турбонаддув – способ увеличения мощности двигателя автомобиля за счет увеличения подачи воздуха в цилиндры, не изменяя при этом его (двигателя) объема...

Степень сжатия двигателя, компрессия и октановое число

Под этим термином понимают отношение объема пространства над поршнем в момент, когда он находится в нижней мертвой точке...

Карбюраторный двигатель: принцип работы, устройство и регулировка

Карбюраторный двигатель — один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием...

Принцип работы дизельного двигателя

Дизельные двигатели очень похожи по конструкции на бензиновые двигатели и также работают по двух- или четырехтактному циклу...

Принцип работы гибридного двигателя

Гибридным автомобилем называется механическое транспортное средство, приводимое в движение с помощью гибридной силовой установки.

Роторный двигатель: принцип работы и устройство

Роторный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, устройство которого в корне отличается от обычного поршневого двигателя.

Как работает двигатель Стирлинга

Стирлинг — это устройсво преобразующее тепловую энергию в механическую ну как двигатель, с тем лиш отличием, что эта тепловая энергия приходит к нему из вне, а не производится им непосредственно(как это происходит например в двигателе внутреннего сгорания).

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания...

Порядок работы цилиндров двигателя у авто

Информация о порядке работы цилиндров двигателя авто непременно понадобится в том случае, если нужно будет подключить высоковольтные провода или трубопроводы в дизельном агрегате...

Принцип работы инжекторного двигателя

Инжекторные двигатели пришли на смену карбюраторным ДВС, так как являются более экономичными и в меньшей степени загрязняют окружающую среду...

Работа двухтактного двигателя

В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта...

Принцип работы системы охлаждения двигателя

В данную систему входит несколько элементов: расширительный бачок, термостат, вентилятор, насос, соединительные шланги, датчик температуры, рубашка охлаждения блока цилиндров, охлаждающая жидкость, и, конечно же, радиатор...

Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы

Автомобили с водородными двигателями называют главными конкурентами электрокаров. Но у технологии пока что немало минусов, и, например, основатель Tesla Илон Маск называет ее «тупой и бесполезной». Прав он или нет?

С 2018 года в ЕС действует запрет на дизельные автомобили новейшего поколения в населенных пунктах [1]. Это стало поворотным моментом в развитии рынка электрокаров, а также — гибридных и водородных двигателей.

Великобритания еще в 2017-м высказывалась за полный запрет бензиновых авто к 2040 году. Тогда же, если верить исследованию Bloomberg New Energy Finance [2], на электрокары будет приходиться 35% от всех продаж автомобилей. Уже к 2030 году Jaguar и Land Rover планируют довести число электрокаров в своих линейках до 100% [3]. Часть из них тоже работает на водороде.

История развития рынка водородных двигателей

Первый двигатель, работающий на водороде, придумал в 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [4]. Он получал водород при помощи электролиза воды.

Первый патент на водородный двигатель выдали в Великобритании в 1841 году [5]. В 1852 году в Германии построили двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на воздушно-водородной смеси. Еще через 11 лет французский изобретатель Этьен Ленуар сконструировал гиппомобиль [6], первые версии которого работали на водороде.

В 1933 году норвежская нефтегазовая и металлургическая компания Norsk Hydro Power переоборудовала [7] один из своих небольших грузовиков для работы на водороде. Химический элемент выделялся за счет риформинга аммиака и поступал в ДВС.

В Ленинграде в период блокады на воздушно-водородной смеси работали около 600 аэростатов. Такое решение предложил военный техник Борис Шепелиц, чтобы решить проблему нехватки бензина. Он же переоборудовал 200 грузовиков ГАЗ-АА для работы на водороде.

Первый транспорт на водороде выпустила в 1959 году американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company — это был трактор [8].

Первым автомобилем на водородных топливных элементах стал Electrovan от General Motors 1966 года. Он был оборудован резервуарами для хранения водорода и мог проехать до 193 км на одном заряде. Однако это был единичный демонстрационный экземпляр, который передвигался только по территории завода.

В 1979-м появился первый автомобиль BMW с водородным двигателем. Толчком к его созданию послужили нефтяные кризисы 1970-х, и по их окончании об идее альтернативных двигателей забыли вплоть до 2000-х годов.

В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. Но машина была недешевой, при этом 8-килограммового баллона с газом хватало всего на 200-250 км.

Первой серийной моделью автомобиля с водородным двигателем стала Toyota Mirai, выпущенная в 2014 году. Сегодня такие модели есть в линейках многих крупных автопроизводителей: Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford и других.

Toyota Mirai 2016 года выпуска

Как работает водородный двигатель?

На специальных заправках топливный бак заправляют сжатым водородом. Он поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.

Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора (чаще всего — платиной), в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество.

Схема работы водородного двигателя

По сути, это — тот же электромобиль, только с другим аккумулятором. Емкость водородного аккумулятора в десять раз больше емкости литий-ионного. Баллон с 5 кг водорода заправляется около 3 минут, его хватает до 500 км.

Как работает водородный двигатель внутри Toyota Mirai

Где применяют водородное топливо?

• В автомобилях с водородными и гибридными двигателями. Такие уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler;
• В поездах. Первый такой был выпущен в Германии компанией Alstom и ходит по маршруту Букстехуде — Куксхафен;
• В автобусах: например, в городских низкопольных автобусах марки MAN.
• В самолетах. Первый беспилотник на водороде выпустила компания Boeing, внутри — водородный двигатель Ford;
• На водном транспорте. Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда;
• Во вспомогательном транспорте. Водород используют в электрокарах для гольфа, складских погрузчиках, сервисных автомобилях логистических компаний и аэропортов;
• В энергетике. Электростанции мощностью от 1 до 5 кВт, работающие на водороде, могут обеспечивать теплом и энергией небольшие города и отдельные здания. Например, после аварии на Фукусиме в 2018 году Япония активнее начала переходить на водородную энергетику [9], планируя перевести на водород 1,4 млн электрогенераторов;
• В смесях с обычным топливом. Например, с дизельным или газовым — чтобы удешевить производство.

Плюсы водородного двигателя

• Экологичность при использовании. Водородный транспорт не выбрасывает в атмосферу диоксид углерода;
• Высокий КПД. У двигателя внутреннего сгорания (ДВС) он составляет около 35%, а у водородного — от 45%. Водородный автомобиль сможет проехать на 1 кг водорода в 2,5-3 раза больше, чем на эквивалентном ему по энергоемкости и объему галлоне (3,8 л) бензина;
• Бесшумная работа двигателя;
• Более быстрая заправка — особенно в сравнении с электрокарами;
• Сокращение зависимости от углеводородов. Водородным двигателям не нужна нефть, запасы которой не бесконечны и к тому же сосредоточены в нескольких странах. Это позволяет нефтяным государствам диктовать цены на рынке, что невыгодно для развитых экономик.

Минусы водородного двигателя

• Высокая стоимость. Галлон бензина в США стоит около $3,1 [10], а эквивалентный ему 1 кг водорода — $8,6. Водородные батареи содержат платину — один из самых дорогих металлов в мире. Дополнительные меры безопасности также делают двигатель дорогим: в частности, специальные системы хранения и баки из углепластика, чтобы избежать взрыва.
• Проблемы с инфраструктурой. Для заправки водородом нужны специальные станции, которые стоят дороже, чем обычные.
• Не самое экологичное производство. До 95% сырья для водородного топлива получают из ископаемых [11]. Кроме того, при создании топлива используют паровой риформинг метана, для которого нужны углеводороды. Так что и здесь возникает зависимость от природных ресурсов.
• Высокий риск. Для использования в двигателях водород сжимают в 850 раз [12], из-за чего давление газа достигает 700 атмосфер. В сочетании с высокой температурой это повышает риск самовоспламенения.

Водород обладает высокой летучестью, проникает даже в небольшие щели и легко воспламеняется. Если он заполнит собой весь капот и салон автомобиля, малейшая искра вызовет пожар или взрыв. Так, в июне 2019 года утечка водорода привела к взрыву на заправке в Норвегии. Сила ударной волны была сопоставима с землетрясением в радиусе 28 км. После этого случая водородные АЗС в Норвегии запретили

Водород для топлива можно получать разными способами. В зависимости от того, насколько они безвредны, итоговый продукт называют [13] «желтым» или «зеленым». Желтый водород — тот, для которого нужна атомная энергия. Зеленый — тот, для которого используют возобновляемые ресурсы. Именно на этот водород делают ставку международные организации.

Самый безвредный способ — электролиз, то есть, извлечение водорода из воды при помощи электрического тока. Пока что он не такой выгодный, как остальные (например, паровая конверсия метана и природного газа). Но проблему можно решить, если сделать цепочку замкнутой — пускать электричество, которое выделяется в водородных топливных элементах для получения нового водорода.

Водородный транспорт в России

В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.

В 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива.

Чуть позже «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.

Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода — это богатые запасы пресной воды [14] за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. Вблизи последних уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».

В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали [15] запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.

Перспективы технологии

Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, обещал [16], что к 2010 году весь его штат будет покрыт «водородными шоссе». Но этого так и не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.

Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией» [17], которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Отчасти он прав: сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте. И пока что до лидерства им очень далеко.

С одной стороны, в Европе Toyota Mirai II стоит несколько дешевле, чем Tesla Model S (€64 тыс. против €77 тыс.) [18]. Полная зарядка водородного автомобиля занимает около 3 минут — против 30-75 минут для электрокара. Однако вся разница — в обслуживании: Toyota Mirai вмещает 5 кг водородного топлива [19] по цене $8-9 за кг. Таким образом, полный бак обойдется в $45, и его хватит на 500 км — получаем около $9 за 100 км пробега. Для Tesla Model S те же 100 км обойдутся всего в $3.

Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.

Есть еще одна перспективная сфера применения водородного топлива — стационарное резервное питание: ячейки с водородом могут снабжать энергией сотовые вышки и другие небольшие сооружения. Их можно приспособить даже для энергоснабжения небольших автономных пунктов вроде полярных станций. В этом случае можно раз в год наполнять газгольдер, экономя на обслуживании и транспорте.

Основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива и логистики. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30% [20]. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами [21].

Если вспомнить, как развивался рынок электрокаров, то его росту способствовали три главных фактора:

1. Лобби со стороны развитых государств: в США [22], ЕС [23], Японии [24], России [25] и других странах приняты законы в поддержку экологичного транспорта.
2. Удешевление аккумуляторов: согласно исследованию Bloomberg New Energy Finance, за последние десять лет цены на литий-ионные аккумуляторы упали с $1200 до $137 за кВт·ч.
3. Развитие инфраструктуры: специальные электрозарядные станции и зарядки в крупных бизнес-центрах, на парковках ТЦ и аэропортов.

Водородные двигатели ждет примерно тот же сценарий. В Toyota видят главные перспективы [26] для водородных двигателей в компактных автомобилях, а также в среднем и премиум-классе. Пока что производство не вышло на тот уровень, чтобы бюджетные модели работали на водороде и оставались рентабельными. Современные водородные машины стоят вдвое дороже обычных [27] и на 20% больше, чем гибридные.

Согласно прогнозу Markets&Markets [28], к 2022 году объем мирового производства водорода вырастет со $115 до $154 млрд. Остается главный вопрос: как быть с инфраструктурой? Чтобы водородные двигатели стали массовыми, нужны сети заправок, трубопроводы для топлива, отлаженные логистические цепочки. Все это пока только зарождается. Но и тут есть позитивные сдвиги: например, канадская Ballard Power по заказу китайского Министерства транспорта запустила пилотный проект, в рамках которого водородное топливо можно будет заливать в обычные АЗС.

Конструкция автомобильного двигателя из каких элементов он состоит?

В последние несколько лет на рынке также появились электрические и гибридные автомобили, сочетающие в себе электрический двигатель и двигатель внутреннего сгорания. Несмотря на то, что это совершенно новый тренд, мы не будем забывать и о них.

Как работает двигатель автомобиля?

Теперь проанализируем, как работает двигатель автомобиля.

• Двигатель внутреннего сгорания работает путем преобразования химической энергии в механическую.Взрыв топливовоздушной смеси приводит в движение поршни, приводящие в движение коленчатый вал.
• Электродвигатель работает путем преобразования электрической энергии в механическую.

Бензиновый автомобильный двигатель сегодня является наиболее популярным типом силовой установки. Используются два решения.

• Бензиновый двигатель (двигатель с искровым зажиганием) с многоточечным впрыском топлива.

Как работает автомобильный двигатель

Система впуска воздуха подает воздух в цилиндры двигателя, а сам воздух сжимается турбонагнетателем (чаще используется) или компрессором (используется реже).Количество воздушной массы, поступающей в двигатель, регулируется путем открытия дроссельной заслонки (во время движения) и работы шагового двигателя (в неподвижном состоянии при работающем двигателе).

Компьютер управления двигателем непрерывно собирает данные от ряда датчиков. На основании этого он выбирает момент открытия и время открытия форсунок. Форсунки являются частью топливной системы, которая подает топливо из бака. В топливной системе есть ТНВД высокого давления, который сжимает топливо.Топливо впрыскивается прямо в цилиндры. Топливно-воздушная смесь воспламеняется от искры, которая вырабатывается свечами зажигания, конечной частью системы зажигания.

Это, конечно, общее описание того, как работает бензиновый двигатель, без особых подробностей. Точная конструкция бензинового двигателя внутреннего сгорания и схема его работы немного сложнее.

Бензиновый двигатель, работающий на сжиженном газе - как он работает?

Работа двигателя точно такая же, разница в том, что вместо топлива в двигатель подается газ в зависимости от генерации установки в жидкой или газовой фазе.Дизельный двигатель с непосредственным впрыском топлива и турбонаддувом (двигатель с воспламенением от сжатия, дизельный двигатель). Конструкция дизельного двигателя не менялась с конца 1990-х годов. За прошедшие годы была разработана в основном выхлопная система, отвечающая за удаление вредных компонентов выхлопных газов.

Система забора воздуха всасывает воздух, который сжимается турбонагнетателем. Прежде чем воздух поступает в цилиндры, он охлаждается интеркулером (охладителем наддувочного воздуха).На основе данных от ряда датчиков компьютер управления двигателем регулирует момент и время открытия форсунок Commmon Rail. Система впрыска подает топливо из бака, сжимает его до высокого давления (с помощью специального насоса) и подает на форсунки Common Rail. Дизельное топливо впрыскивается под очень высоким давлением в камеры сгорания (цилиндры) в конце такта сжатия. Дизельное топливо воспламеняется само по себе при контакте с горячим сжатым воздухом.Цилиндры могут нагреваться свечами накаливания на этапе запуска.

На практике конструкция дизельного двигателя мало отличается от бензинового двигателя с непосредственным впрыском. Различия касаются использования свечей накаливания вместо свечей зажигания и большего давления топлива, подаваемого в цилиндры.

Как работает электродвигатель?

Принцип очень простой. Электрический ток (постоянный или переменный, в зависимости от типа двигателя) приводит двигатель в движение.Электродвигатель имеет один механический элемент - это ротор, установленный на подшипниках. Все работает благодаря работе обмоток и работе магнитного поля.
Электродвигатели используются в гибридных автомобилях в качестве дополнительного источника движения, а в электромобилях - в качестве основного и единственного источника движения.
Кроме того, они используются в автомобилях внутреннего сгорания в различных вспомогательных функциях (электрические стеклоподъемники, стартер и т. Д.).
Конструкция электродвигателя довольно проста.Будь то двигатель для большого легкового автомобиля или миниатюрного электромобиля.

Конструкция двигателя или как устроен двигатель автомобиля?

Конструкция каждого двигателя внутреннего сгорания аналогична и включает в себя одинаковые компоновки. Как известно, дьявол кроется в деталях. Современные двигатели сделаны с большой точностью. Двигатели изготавливаются из различных сталей, чугуна, алюминиевых и кремниевых сплавов, а некоторые компоненты (например, головки) - только из алюминия.Эти материалы должны выдерживать самые разные нагрузки: от высоких температур до высокого давления и коррозии. Для обеспечения их герметичности также используется ряд прокладок из резины, металла или комбинации этих материалов.

Конструкция электродвигателей, независимо от габаритов и мощности, очень проста.
Вы заинтересованы в создании двигателя для вашего автомобиля? Это секрет.

Как устроен двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный)?

Двигатель в автомобиле, работающий от ДВС, имеет следующую конструкцию:

Картер двигателя - с цилиндрами, масляными каналами и каналами охлаждающей жидкости.
Коленчатый вал проходит в нижней части картера. В верхней части коробки расположены поршни (в цилиндрах), приводящие в движение коленчатый вал.

Головка двигателя - в ней работают распредвалы (или распредвал), управляя впускными клапанами (подача воздуха из системы впуска) и выпускными клапанами (отводом выхлопных газов в систему выпуска).

Крышка головки , в которой установлены бензиновые или дизельные форсунки, свечи накаливания (в дизельных двигателях) и система зажигания (катушки зажигания и свечи зажигания) в бензиновых двигателях.

Система ГРМ - обеспечивает синхронизацию между работой поршней и работой впускных и выпускных клапанов.

Система охлаждения , которая предотвращает перегрев двигателя и поддерживает его рабочую температуру. Он состоит из насоса охлаждающей жидкости, термостата, радиатора, вентилятора и ряда шлангов.

Система смазки , которая подает и фильтрует моторное масло. Он состоит из масляного насоса, масляного поддона (внизу двигателя, под картером).Система должна быть герметичной. Очень важна герметичность масляного поддона.

Любая утечка моторного масла может привести к ускоренному износу двигателя и даже к заклиниванию. К счастью, замена поддона и его уплотнений не сложна. В случае проблем с протекающей прокладкой стоит использовать эффективный герметик K2 Siltec.

• K2 SILTEC 90G

  Герметик для деталей двигателя

Скопируйте и вставьте название продукта в поисковую систему Google и найдите магазин, в котором он есть в продаже, за 3 секунды.

• Электрическая система, поставляющая электричество. Он состоит из аккумулятора, генератора и регулятора напряжения.
• Система подачи топлива, подающая топливо из бака, а также направляя его к форсункам.
• Система впуска воздуха в двигатель. Их можно дополнительно сжать турбиной.
• Выхлопная система - удаляет выхлопные газы из двигателя, очищает их от вредных компонентов.
• Контроль работы двигателя. Его сердцем является компьютер, который контролирует работу приводного блока ECU, а также многих датчиков, которые к нему подключены.К ним относятся датчики давления воздуха, датчики температуры воздуха, расходомер воздуха, датчик положения дроссельной заслонки, датчик положения коленчатого вала и частоты вращения, датчик положения распределительного вала, датчик температуры моторного масла, датчик уровня моторного масла и многое другое.

Как устроен электродвигатель?

Конструкция электродвигателя очень проста. Двигатель состоит из ротора, корпуса, щеток, коммутаторов и магнитов.

Как устроены отдельные, наиболее важные части двигателя внутреннего сгорания?

Блок двигателя - это составной элемент. Чаще всего его изготавливают методом литья из специального сплава. Гильзы цилиндров заделываются в блок цилиндров в процессе литья. Здесь применяются различные решения по выбору материалов. Требуется очень точное литье, поскольку блок имеет ряд каналов, по которым циркулируют моторное масло и охлаждающая жидкость.

Чтобы знать, как устроен двигатель, нам необходимо знать точную структуру отдельных механических частей, которые играют ключевую роль в работе двигателя.Важно следующее:

• Конструкция коленчатого вала, получаемого в процессах поперечной прокатки и разнонаправленной ковки. Коленчатый вал - самая дорогая и самая важная часть двигателя. Коленчатый вал приводится в движение поршнями. Коленчатый вал заканчивается маховиком. Маховик передает мощность на коробку передач через муфту.
• Конструкция поршня - основного элемента кривошипно-поршневой системы, работающего в цилиндрах двигателя. Поршни приводят в движение коленчатый вал, совершая возвратно-поступательное движение во время работы.

В следующих руководствах мы опишем точную работу и структуру отдельных компонентов приводного устройства.

FAQ

Как устроен двигатель?

Двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих компонентов:

• Головка двигателя, в которой работает система газораспределения (которая управляет впускными и выпускными клапанами) и где расположены форсунки, свечи зажигания, свечи накаливания (в дизельных двигателях) и зажигание. катушки (в бензине).
• Верхняя часть блока цилиндров, где расположены камеры сгорания (цилиндры). В цилиндрах есть поршни.
• Нижняя часть блока цилиндров, где работает коленчатый вал.
• Масляный поддон с установленным масляным фильтром и маслосливной пробкой.
Двигатель имеет каналы для моторного масла (к точкам смазки) и охлаждающей жидкости.

Как шаг за шагом работает мотор?

Бензиновый двигатель с косвенным впрыском - Двигатель всасывает воздух.Во впускном коллекторе воздух смешивается с топливом, подаваемым форсунками. Когда впускные клапаны открыты, топливовоздушная смесь поступает в цилиндры. Смесь воспламеняется после искры на свече зажигания. Взрыв заставляет поршень двигаться. Поршень приводит в движение коленчатый вал.

Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива - двигатель набирает воздух. Не у каждого прямого впрыска есть турбина - воздух идет в цилиндры. Форсунки дозируют топливо непосредственно в цилиндры.Смесь воспламеняется после искры на свече зажигания.

Дизельный двигатель с непосредственным впрыском топлива. Двигатель всасывает воздух. Воздух сжимается турбонагнетателем. Воздух поступает в цилиндры при открытии впускных клапанов. Форсунки впрыскивают дизельное топливо в цилиндры. Топливно-воздушная смесь самовоспламеняется. Во время пуска камера сгорания может нагреваться свечами накаливания.

Из каких материалов изготавливаются автомобильные двигатели?

Используются чугун, сталь, алюминий и их сплавы.Это связано с тем, что производители должны обеспечивать малый вес двигателя и, в то же время, высокую устойчивость к ряду переменных факторов.

.90,000 Автомобильный двигатель - устройство и работа 9000 1

Двигатель - сердце каждого автомобиля. Благодаря его работе машина движется по бездорожью. Правильный уход за двигателем и узлами гарантирует правильную работу и долгий срок его службы.

ФИЛЬТРЫ

В состав фильтровальной системы автомобиля входят:

• Масляный фильтр - обеспечивает смазывающие свойства масла, циркулирующего в двигателе. Его задача - обеспечивать чистоту масла, тем самым продлевая срок службы отдельных компонентов двигателя.Основные задачи и масляный фильтр:
  • Удаляет частицы трения из циркулирующего в двигателе масла, образующиеся при нормальной работе двигателя и возникающие в результате износа его отдельных компонентов.
  • Участвует в процессе охлаждения двигателя.
  • Останавливает подачу масла при остановке двигателя.
• Воздушный фильтр - предназначен для удаления частиц пыли из всасываемого двигателем воздуха.
  • Очистка воздуха, подаваемого в двигатель.
  • Влияние на улучшение характеристик автомобиля и снижение расхода топлива.
  • Удаление твердых частиц, которые при попадании в двигатель могут поцарапать кольца.
• Топливный фильтр - выполняет две задачи: удаляет примеси из топлива, а в дизельных автомобилях дополнительно удаляет воду из дизельного топлива.
• Пыльцевый фильтр - это не элемент, взаимодействующий с двигателем, но его задача очень важна.Основные задачи пыльцевого фильтра:
  • Очистка воздуха, поступающего в салон автомобиля снаружи.
  • Удаление твердых частиц, пыльцы и других загрязняющих веществ, тем самым повышая эффективность кондиционирования воздуха.

Свечи

Свечи делятся на:

• Свечи зажигания (свечи зажигания) - используются в бензиновых двигателях, задачей которых является создание искры, которая используется для воспламенения топливовоздушной смеси в двигателе.
• Свечи накаливания - используются в дизельных двигателях. Их задача - правильно прогреть камеру сгорания, в которой дизельное топливо самовоспламеняется.

Сроки

ГРМ - это механическая система, которая управляет работой двигателя. Состоит из:

• Распредвал - это вал с кулачками, расположенными над отдельными клапанами. Вращение распределительного вала заставляет клапаны регулярно подталкиваться к цилиндру, что аналогично открытию и закрытию клапанов.
• коленчатый вал - преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное за счет поворота маховика двигателя и распределительного вала.
• Ремень привода ГРМ - обеспечение вращения распределительного вала за счет зубцов, ведущих шкив. Ремень ГРМ, в свою очередь, приводится в движение коленчатым валом, расположенным в нижней части двигателя.
• Натяжные ролики - для правильного движения ремня ГРМ.
• Натяжной ролик - задачей которого является правильное натяжение ремня на всех оборотах двигателя.

Охлаждение

Когда двигатель работает, при сгорании выделяется большое количество тепла. Поэтому в каждой машине есть система охлаждения двигателя. Двигатель может охлаждаться как жидкостью, так и воздухом. В настоящее время большинство автомобилей оснащено системой жидкостного охлаждения, в состав которой входят:

• Радиатор - основной элемент системы охлаждения, в котором охлаждается охлаждающая жидкость двигателя.
• Вентилятор радиатора - поддерживает процесс охлаждения, особенно при высоких температурах на улице или когда автомобиль припаркован с работающим двигателем.
• Водяные насосы - Отвечает за подачу охлаждающей жидкости в соответствующие места в двигателе.
• Охлаждающая жидкость - задача отводить тепло от работающего двигателя и выводить его наружу. Кроме того, задача охлаждающей жидкости - защитить двигатель от замерзания зимой и от коррозии системы охлаждения.

Сцепление

Задача сцепления - плавное включение или выключение привода между двигателем и коробкой передач. Это позволяет переключать передачи и регулировать скорость автомобиля. Сцепление состоит из диска сцепления, нажимного и упорного подшипников.

.

Двигатели внутреннего сгорания - как именно они работают?

Двигатель внутреннего сгорания положил начало золотому веку в автомобильной и транспортной отрасли. Создателем бензинового двигателя внутреннего сгорания был Карл Фридрих Бенц , а варианта самовоспламенения - Рудольф Дизель. Принцип работы ДВС с тех пор существенно не изменился, но эти агрегаты стали намного эффективнее и надежнее. Как именно работает такой двигатель?

Принцип действия четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

Большинство автомобилей сегодня имеют четырехтактных двигателей с искровым зажиганием .Они отличаются тем, что поршень в них совершает четыре движения и эта работа называется циклом Отто .

Первый цикл - это дросселирование, и теперь поршень перемещается, позволяя всасывать смесь воздуха и топлива. Следующим этапом является сжатие, благодаря которому топливо «сжимается», а топливно-воздушная смесь взрывается с помощью свечи зажигания.

Это создает рабочее явление, когда поршень снова толкается назад, и результирующая энергия перемещает коленчатый вал .После этого вал начинает вращаться, что приводит в движение трансмиссию.

Завершающий этап работ - продувка выхлопных газов. На этом этапе открывается выпускной клапан , и выхлопной газ выходит из цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Затем цикл ДВС запускается заново.

Принцип работы двухтактных двигателей

Рабочий цикл двухтактных двигателей, известных, например, из польских Trabant или Syrena, немного отличается, хотя аналогичные агрегаты также устанавливались в моделях Saab или Suzuki в 1970-х годах.ХХ века.

В таком агрегате, когда поршень движется вниз из-за увеличения давления, выхлопной газ вытесняется за счет нагнетания топливной смеси. Поршень снова движется вверх, затем сжимается и готовится к воспламенению.

Циклы двигателя Ванкеля

Двигатель внутреннего сгорания - это также двигатель Ванкеля, которым славится модель Mazda RX-7. В таком агрегате также есть четыре рабочих цикла с вращающимся поршнем.Вращательное движение двигателя означает, что в его корпусе нет проблем с вибрациями, хотя, помимо прочего, по тепловым потерям, высокому расходу топлива и с большим количеством выхлопных газов обычно не используется в автомобилях.

Если вы ищете профессионалов, занимающихся обслуживанием двигателей внутреннего сгорания, обращайтесь в нашу компанию. Мы берем на себя такие работы, как восстановление двигателей , шлифовка коленчатых валов и другие услуги, связанные с восстановлением этого типа узлов до их великолепия.Если вы заинтересованы в такой помощи, свяжитесь с нами.

.

Как это работает? NS. 7: двигатель внутреннего сгорания

Нашим средневековым предкам движущийся автомобиль мог показаться волшебным творением. Однако принцип двигателя внутреннего сгорания не имеет ничего общего с магией.

В автомобилях чаще всего используется четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, то есть такой, в котором поршень совершает четыре движения, а реакция сгорания топлива вызывается искрой.

Движения поршня называются цикл Отто, названный в честь его изобретателя Николауса Отто.Они заставляют машину двигаться. О чем этот процесс? Вкратце: топливо втягивается в цилиндр и сжигается. Результирующая энергия передается трансмиссии, и выхлопные газы удаляются. Все это делается с огромной скоростью и в относительно небольших масштабах. Однако этого объяснения нам недостаточно, поэтому давайте немного углубимся в детали.

Как работает автомобиль?

Первый из четырех ходов поршня - дроссельный. Поршень движется внутри герметичного цилиндра, втягивая в него смесь воздуха и топлива.Смесь подается в цилиндр с помощью системы впрыска, в которой также используется небольшой поршень. Он проталкивает небольшие порции топлива через узкую форсунку, в результате чего они попадают в цилиндр в виде тумана.

Второй ход - сжатие. Поршень, находящийся теперь глубоко в цилиндре, начинает выдвигаться наружу, в результате чего всасываемое топливо «сжимается». Свеча зажигания генерирует искру, и смесь взрывается.

Третий ход - работа. Взрыв толкает поршень обратно в цилиндр.Поскольку поршень соединяется с коленчатым валом с помощью шатуна особой формы, его работа заставляет вал вращаться. Говоря человеческим языком: толкаемый назад поршень приводит в движение вал, который начинает вращаться. Таким образом, энергия, генерируемая взрывом, может передаваться на трансмиссию, а водитель может использовать сцепление и коробку передач для управления ускорением.

Четвертый ход - выдох. В конце цикла Отто открывается клапан, через который оставшиеся газообразные продукты сгорания выводятся из цилиндра.Затем поршень снова движется наружу. Добавим, что за подачу воздуха и отвод выхлопных газов наружу отвечает не сам цилиндр, а система ГРМ, то есть проще говоря - зубчатый ремень, зубчатое колесо или вал с выступающими элементами, которые вращает и открывает или закрывает соответствующие клапаны в соответствующие моменты.

После завершения четвертого хода процесс повторяется. Другая часть смеси всасывается, сжимается, взрыв заставляет поршень отталкиваться назад и коленчатый вал перемещается, оставшиеся газы выбрасываются.И так до тех пор, пока мы не доберемся до места назначения. Все это делается очень быстро - вал вращается от десятка до ста раз в секунду.

Источник фото: © Public domain

Что еще в движке?

Цилиндры, коленчатый вал и распределительный вал заключены в чугунный корпус. Также стоит упомянуть маховик. Это правда, что коленчатый вал совершает только одно движение поршня (работу), но сам поршень совершает четыре. Сжатие особенно проблематично, так как требует много энергии, что снижает скорость вращения вала.Для того, чтобы он работал плавно, используется маховик весом около 10 кг, который поддерживает частоту вращения двигателя за счет своего количества движения.

Двигатель во время работы прогревается и используется охлаждающая жидкость. Теплоноситель течет по разным каналам. Это определяется термостатом, то есть устройством, которое открывает или закрывает заданный путь под воздействием температуры. Моторное масло, с другой стороны, необходимо для уменьшения трения, вызываемого движением множества компонентов. Кстати, он, как и охлаждающая жидкость, поглощает часть тепла, выделяемого двигателем.

Фотография предоставлена: © Imotorhead64, Wikimedia Commons

Прототип дизельного двигателя

Есть также такие детали, как головка блока цилиндров, поддон и масляный насос; вы можете упомянуть детали конструкции кривошипного механизма или тот факт, что точное управление этим сложным механизмом теперь осуществляется с помощью компьютера ... но это детали, которые не очень интересны или необходимы для понимания того, как работает двигатель .

Чем бензиновый двигатель внутреннего сгорания отличается от дизельного двигателя?

Дизельный двигатель, изобретенный Рудольфом, представляет собой дизельный двигатель, в котором не используется свеча зажигания для создания искры, воспламеняющей порцию топлива.Более того: он вообще не использует искру. Воспламеняется автоматически. Топливо воспламеняется в основном за счет высокого сжатия смеси - намного выше, чем в бензиновом двигателе - и частично за счет свечи накаливания, которая действует как нагреватель.

Какой двигатель лучше? У каждого есть свои достоинства и недостатки. Дизель потребляет меньше топлива и более устойчив к влаге, но его конструкция тяжелее, громче и дороже в производстве. Более того, хотя дизельный двигатель сжигает меньше топлива, его выхлопные газы примерно в двадцать раз токсичнее.

.

Двигатель внутреннего сгорания, устройство и принцип действия - Термодинамические процессы

1. Общие сведения о двигателе внутреннего сгорания

Двигатель - это энергетическое устройство, используемое для преобразования другого вида энергии в механическую работу. Для сравнения, какой вид энергии мы учитываем при переходе на работу, мы различаем тепловые, электрические, водяные и другие двигатели. Работа посвящена одной из тепловых машин. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания заключается в преобразовании химической энергии топлива внутри цилиндра в механическую работу.Это делается, как описано: тепло, выделяемое при сгорании топлива, является результатом огромного повышения давления в цилиндре, расширяющийся выхлопной газ смещает поршень, что заставляет коленчатый вал двигателя вращаться с помощью шатуна. Эти действия выполняются поршнями без остановки.

Огромная группа двигателей внутреннего сгорания представлена ​​поршневыми двигателями. В эту группу входят в основном двигатели с традиционным поршнем, но также и с циркуляционным поршнем (двигатель Ванкеля).

Каждый из нас, кто владеет автомобилем, знает, сколько у него цилиндров.Небольшая группа людей знает, что такое смещение на самом деле и откуда оно взялось. В поршневом двигателе во время каждого полного хода поршня поршень дважды находится в своем конечном положении. Положение, в котором поршень находится дальше всего от коленчатого вала, называется верхней мертвой точкой, а момент, когда он приближается к коленчатому валу, называется нижней мертвой точкой. Движение между этими двумя положениями называется ходом поршня, а движение - ходом.Полный рабочий объем цилиндра - это когда поршень находится в нижней мертвой точке, а камера сжатия - когда цилиндр находится в верхней мертвой точке. Объем цилиндра - это разница между общим объемом цилиндра и объемом камеры сжатия. Приведенные ранее термины будут использоваться нами для правильной интерпретации работы двигателя.

2. Конструкция обсуждаемых двигателей

Все двигатели внутреннего сгорания выполнены из одних и тех же элементов, адаптированных только под конкретную задачу.Основным элементом двигателя является фюзеляж, на котором размещены цилиндры с поршнями, где химическая энергия преобразуется в механическую. Кроме того, для эффективной работы двигателя используются различные типы систем, отвечающих за конкретные задачи. Мы различаем:

кривошипно-шатунную систему

- ее функция заключается в преобразовании возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала;

Система газораспределения

- маневрирует процессом наполнения цилиндров свежей топливно-воздушной смесью или только воздухом и опорожнения цилиндров от выхлопных газов;

топливная система - благодаря ей в цилиндр подается смесь топлива и воздуха или отдельно топливо и воздух

система смазки - пополняет масло между взаимодействующими частями двигателя, чтобы уменьшить сопротивление и трение;

система охлаждения - благодаря ей поддерживается наилучшая температура двигателя, что дает возможность экономичной эксплуатации;

система зажигания (применяется только в двигателях с искровым зажиганием) - вызывает воспламенение смеси, построена из машины, вызывающей искру зажигания;

Система запуска

- используется для запуска двигателя, очень часто это электростартер.

3. Типы двигателей внутреннего сгорания

Эти двигатели классифицируются в соответствии с их различными характеристиками, которые принципиально отличают один двигатель от другого. Сначала разделим двигатели по степени сжатия смеси в цилиндре. Разбивка следующая:

низкого давления,

дизель.

В двигателях низкого давления степень сжатия находится в пределах 6,5-11, а в дизельных двигателях 14-22. Фактически на принадлежность к той или иной группе влияет способ воспламенения смеси.В двигателях с принудительным зажиганием в качестве топлива используется бензин или смесь бензинов. Топливно-воздушная смесь засасывается в двигатель из карбюратора, а затем под действием искры сгорает. Двигатели с низкой степенью сжатия также могут называться (взаимозаменяемо): бензиновые, карбюраторные или искровые. На дизельных двигателях зажигание происходит автоматически. Это делается таким образом, что в цилиндр засасывается чистый воздух, который под действием сжатия нагревается до такой степени, что топливо автоматически воспламеняется.Двигатели, работающие по такому принципу, называются дизельными двигателями.

Следующая классификация зависит от вида работы. Мы различаем следующие двигатели:

двухтактные двигатели - в них рабочий ход соответствует каждому обороту коленчатого вала,

четырехтактные двигатели - рабочий ход соответствует двум оборотам коленчатого вала.

Следующая классификация - это количество цилиндров. Мы различаем:

одноцилиндровый,

многоцилиндровый.

Однако по способу охлаждения мы делим двигатели на:

с воздушным охлаждением,

с жидкостным (обычно водяным) охлаждением.

Однако, в зависимости от расположения клапанов, мы различаем:

нижний клапан,

верхний клапан.

4. Принцип работы двигателя с воспламенением от сжатия (дизельный двигатель).

Четырехтактные или двухтактные двигатели с воспламенением от сжатия, также известные как дизельные двигатели, характеризуются почти на 30% меньшим расходом топлива, более дешевым использованием и высокой долговечностью. Их главная особенность в том, что в них нет свечи, дающей искру. Воспламенение топливной смеси происходит автоматически под действием высокого давления.Принцип работы такого двигателя разделен на четыре такта и следующий:

1-й такт впуска - когда поршень перемещается из верхнего максимального положения к коленчатому валу, очищенный воздух всасывается в цилиндр через открытый впускной клапан

2-й такт сжатия - когда поршень находится в нижнем максимальном положении, он меняет свое направление. При этом впускной клапан воздуха закрыт. Воздух сжимается до давления 3-4,5 МПа и, следовательно, нагревается до температуры 530-730 ° С.В конце этого хода, когда воздух полностью сжат, впрыскивается распыленное топливо, которое затем смешивается с воздухом, быстро испаряется и автоматически воспламеняется.

3. Рабочий ход - При сгорании температура и давление повышаются почти в три раза. Под таким высоким давлением поршень перемещается из верхнего максимального положения в нижнее максимальное положение. После этого работа выполнена, и двигатель может продолжать работать.Во время этого хода газы расширяются на весь цилиндр.

4. Такт выпуска - Заключительный этап работы двигателя - это открытие выпускного клапана, через который выхлопные газы выходят за пределы двигателя. За это время поршень перемещается из нижнего положения в верхнее максимальное. Когда поршень находится в верхнем положении, процесс повторяется, и происходит еще один такт впуска.

5. Четырехтактные двигатели низкой степени сжатия.

В четырехтактном карбюраторном двигателе смесь, полученная в отдельном резервуаре, карбюраторе, всасывается в цилиндр во время такта впуска.Он состоит из пара и крошечных капель топлива, смешанного с воздухом. При следующем такте эта смесь сжимается, ее давление и температура повышаются. В конце такта сжатия между электродами свечи зажигания проскакивает электрическая искра, воспламеняя смесь. Пламя быстро распространяется по камере сгорания, давление газа повышается до 30-50 кг / см2, а температура находится в диапазоне 1800-25000С.

Мощность и ход выпуска в карбюраторном двигателе осуществляется так же, как и в дизельном двигателе.

Нагрузка на карбюраторный двигатель нормируется количеством топливовоздушной смеси, подаваемой в цилиндр. Состав смеси, то есть соотношение количества топлива и воздуха, почти постоянно, что необходимо для воспламенения смеси от свечи зажигания.

6. Принцип работы двухтактного двигателя с искровым зажиганием.

Двухтактный двигатель с искровым зажиганием обычно используется в мотоциклах. Иногда он также используется для управления сельскохозяйственной техникой с малым энергопотреблением.В двухтактном двигателе полный рабочий цикл выполняется за два хода поршня, то есть в пределах одного оборота коленчатого вала. Это возможно при использовании картера двигателя для предварительного сжатия топливовоздушной смеси.

Принцип работы двигателя показан на рисунке.

1. Когда поршень двигателя перемещается из НМТ в ВМТ, в герметичном картере создается разрежение. Когда поршень обнажает поршень на окне впускного окна, соединенном с впускным коллектором, воздушно-топливная смесь, производимая в карбюраторе, всасывается в картер.

2-й Цилиндр в это время сжимает груз, всасываемый во время предыдущего рабочего цикла. Это ход сжатия. Незадолго до того, как поршень достигает ВМТ, смесь воспламеняется и начинается рабочий ход. Поршень, перемещаясь из ВМТ в НМТ, закрывает окно впускного канала и предварительно сжимает смесь в картере.

В конце такта расширения поршень сначала открывает окно выпускного отверстия, позволяя выхлопному газу выходить из цилиндра, а затем окно канала, соединяющее цилиндр с картером.Смесь, предварительно сжатая в картере, теперь проходит через сквозной канал, который занимает цилиндр двигателя и выталкивает остаток выхлопных газов в выхлопной канал. Называлась так называемая промывка цилиндра. Он заканчивается, в тот момент, когда поршень снова поднимется и закроет вначале проходное окно, а затем и окно вытяжного канала. В этот момент смесь сжимается в цилиндре. Затем в картере создается разрежение. При следующем движении поршня до ВМТ его нижняя кромка открывает окно впускного канала и смесь перетекает в картер, необходимую для следующего цикла работы.

7. Принцип работы двигателей с циркуляционным поршнем.

Циркуляционный поршневой двигатель был построен Феликсом Ванкелем в 1960 году и назван в честь его фамилии. Двигатель получил название двигателя Ванкеля. Он имеет совершенно иную конструкцию, чем другие приводы, и его большим преимуществом является уменьшение веса системы кривошипа, что делает двигатель намного легче. Треугольный поршень совершает планетарное движение по отношению к корпусу двигателя и может быть разделен на три рабочие камеры.

За один полный оборот поршня в каждой рабочей камере производятся четыре изменения объема, соответствующие четырем тактам четырехтактного двигателя.

Каждое из рабочих пространств поочередно связано с впускным каналом, обеспечивая процесс всасывания смеси. По мере того как поршень продолжает двигаться, объем камеры уменьшается, сжимая смесь. В конце сжатия смесь воспламеняется от электрической искры. Сжатые газы давят на поршень, заставляя его вращаться.Объем камеры последовательно увеличивается, и когда поршень открывает окно выхлопного окна, сжатые газы выходят в атмосферу. После открытия входного канала свежая смесь поступает в камеру и цикл повторяется заново.

8. Сравнение двигателей внутреннего сгорания, их применение

Дизельные двигатели более экономичны, чем двигатели низкого давления. Единовременный расход топлива в двигателях с низкой степенью сжатия составляет примерно 250 г / км · ч, в то время как в дизельных двигателях используется только прибл.200 г / км / ч. Что касается наших условий, мы также должны учитывать разницу в ценах на топливо. К недостаткам характеристик дизельного двигателя относятся затрудненный запуск, необходимость использования точного и очень дорогого оборудования для впрыска, более прочная и тяжелая конструкция и меньшая мощность, которую двигатель может получить при том же рабочем объеме. Все это способствовало тому, что двигатели с самовоспламенением все шире и чаще используются в сельскохозяйственных тракторах и тяжелых автомобилях, с насосами, компрессорами, комбайнами и везде, где расход топлива оказывает огромное влияние на стоимость использования.Четырехтактные карбюраторные двигатели в настоящее время используются для привода легковых, грузовых автомобилей, электрогенераторов и т. Д. Двухтактные двигатели, к сожалению, менее экономичны, чем четырехтактные, и это приводит к тому, что на 1 км / час расходуется 400 г топлива. Бензиновые двухтактные карбюраторные двигатели с картерной нагрузкой используются в мопедах, мотоциклах, популярных автомобилях, а также для запуска больших дизельных двигателей из-за их малой мощности и низкого расхода топлива в час.Самыми большими преимуществами двухтактных двигателей низкого давления являются, прежде всего, невысокая цена и несложная эксплуатация.

9. Детали двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания, кроме основных частей, имеет еще и дополнительные системы, обеспечивающие его правильную работу. Общее описание этих систем приведено в п. 2.

Блок двигателя - это структурный элемент, составляющий сердечник, основание, соединяющий остальные части вместе и воспринимающий нагрузки, действующие на детали машины.

Головка блока цилиндров - это часть двигателя внутреннего сгорания, которая закрывает внутреннюю часть одного или нескольких цилиндров сверху и соединяется с блоком цилиндров шпильками. Головки блока цилиндров изготавливаются как отливки из чугуна или из алюминиевых сплавов. Детали конструкции головки блока цилиндров зависят от типа двигателя, метода охлаждения, системы газораспределения и привода, формы камер сгорания и многих других факторов.

Коленчатый вал - это вращающаяся часть поршневого двигателя, к которой прикреплены шатуны, передающие энергию возвратно-поступательного движения поршней.Кривошипы валов с числом, равным количеству цилиндров (рядное и боксерское расположение), половине числа цилиндров (V-образное расположение) или числу рядов цилиндров (звездообразное расположение) смещены параллельно оси вала на расстояние. равный половине хода поршня. Крутящий момент передается от коленчатого вала для вращения колес автомобиля, воздушного винта и т. Д.

Система газораспределения - это набор устройств, используемых для управления наполнением и опорожнением цилиндров сгорания. В двигателях внутреннего сгорания используются тайминги двигателей: поршневые (в двухтактных двигателях), скользящие (когда-то популярные, теперь почти полностью устаревшие) и фазы газораспределения (очень часто).Тайминги клапанов двигателя можно разделить на: нижние клапаны, верхние клапаны и смешанные (очень редко применяется, впускные клапаны расположены в головке, выпускные клапаны в блоке цилиндров). Очень распространенный верхний распределительный механизм состоит из распределительного вала, приводимого в движение коленчатым валом двигателя с помощью цепи или зубчатого ремня, клапанов и толкателей, толкателей и рычагов, обеспечивающих передачу движения от кулачков к клапанам. В настоящее время ведутся работы по использованию электромагнитного клапана срабатывания.

Карбюратор, иначе известный как карбюратор, представляет собой совокупность машин и механизмов в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием, основная задача которых - производить, регулировать состав и дозировать определенную топливно-воздушную смесь в зависимости от нагрузка и обороты двигателя.

В зависимости от направления воздушного потока мы различаем карбюраторы:

1) осадки (всасывание снизу), очень часто, поток воздуха сверху вниз,

2) верхнее всасывание, поток воздуха снизу вверх,

3) горизонтальный (с боковым всасыванием), поток воздуха горизонтальный.

В последнее время часто можно встретить так называемые инжекторные карбюраторы, которые являются промежуточным звеном между карбюратором и впрыском топлива.

Впрыск топлива - это система подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, которая подает определенную порцию жидкого топлива под строгим давлением непосредственно в цилиндр (прямой впрыск), во всасывающий канал каждого цилиндра (многоточечный непрямой впрыск) или во впускной коллектор. (одноточечный непрямой впрыск). Незаменим в дизельных и газотурбинных двигателях, очень часто используется при искровом зажигании.

.

Двигатель внутреннего сгорания - Изобретения и открытия 9000 1

Двигатель, в котором топливо сгорает внутри, что дает тепловую энергию. Затем она преобразуется в механическую энергию.

Первый такой двигатель (вдобавок экологический, потому что он сжигает смесь водорода и кислорода и выбрасывает чистую воду в качестве выхлопных газов ! ) появился благодаря Бракенбургу еще в 1836 году, однако безопасность его изобретения не повлияла. вызывают доверие у потенциальных покупателей, и идея немецкого изобретателя быстро забывается.

В 1860 году был создан прародитель двигателя внутреннего сгорания. Это был двухтактный одноцилиндровый двигатель с искровым зажиганием, работавший на смеси природного газа и воздуха, мощностью 8,8 кВт; он работал аналогично паровой машине двойного действия, то есть сгорание смеси происходило в его цилиндре как под поршнем, так и над ним, благодаря системе двух впускных и выпускных каналов, поочередно подающих и выпускающих смесь и выхлопной газ. С другой стороны, не произошло сжатия топлива, только расширение, вызванное его взрывом, и поршень вернулся в исходное положение.
Его проектировщиком был французский инженер бельгийского происхождения Этьен Ленуар.
Конечно, ему пришла в голову идея поместить его в легкую повозку и превратить в автомобиль - однако несколько неудачных попыток отбили у него охоту к дальнейшим экспериментам. Двигатель был не очень экономичным, потреблял много газа и смазки, работал неровно и часто останавливался.

Спустя несколько лет его соотечественник Пьер Равель построил автомобиль с двигателем, работающим на керосине. К сожалению, франко-прусская война помешала испытанию готовой машины - она ​​была похоронена вместе с навесом, в котором она была построена.

Только в 1876 году немецкий изобретатель-самоучка Николаус Отто разработал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, положивший начало автомобильной эре. Также благодаря этому изобретению человек впервые смог подняться в воздух на самолете. С тех пор наблюдается быстрое развитие различных типов двигателей.

В 1878-79 Карл Бенц разработал первый двухтактный бензиновый двигатель, а в 1893 году Рудольф Дизель запатентовал первый двигатель с воспламенением от сжатия.

В 1883 году Вильгельм Майбах и Готлиб Даймлер создают свой первый бензиновый двигатель, который еще не подходит для мобильного использования. 12 февраля 1884 года Эдуард Деламар-Дебутвиль получает патент на свой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, в котором, однако, вместо бензина ... сжигается легкий газ. И игра с газом (особенно хранящимся в кожаных мешках для воды) - не шутка: запатентованная машина Делемара взмывает в воздух с первой поездки.

Стальной бензиновый трехколесный велосипед Mannheim от Карла Фридриха Бенца прибыл в следующем году. Мощность его двигателя составляет всего 2/3 лошадиных сил, он мог перевозить одного водителя и одного пассажира со скоростью 12 км / ч.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?
В поршневых двигателях внутреннего сгорания движение поршня вызывается быстрым сгоранием топливовоздушной смеси внутри цилиндров. Воспламенение горючей смеси приводит к отталкиванию поршней и, таким образом, к вращению коленчатого вала

Из-за разной конструкции и принципа действия поршневые двигатели внутреннего сгорания можно разделить на: .90,000 Насколько сильно нагревается двигатель автомобиля

У каждой системы в мире есть предел. Моторы не исключение. Как правило, они нагреваются во время использования, что является нормальным явлением. Однако в конечном итоге они достигают критической точки из-за перегрева. Поэтому люди, которые эксплуатируют массивные двигатели, должны знать максимальную теплоемкость каждого двигателя. Владельцы автомобилей также должны уважать эту осведомленность, поскольку автомобили зависят от двигателей. Оставайтесь с нами, поскольку мы постепенно отвечаем на вопрос «Насколько горячий двигатель автомобиля?»

Почему двигатель автомобиля очень горячий?

Несмотря на потрясающий технический прогресс, двигатель автомобиля может выделять слишком много тепла.Это логично только на основании Второго закона термодинамики. Фактически невозможно преобразовать 100 процентов тепловой энергии двигателя в механическую энергию. Всегда будет остаточное тепло, которое бесполезно для системы. Это дополнительное тепло приводит к сильному нагреву двигателей, когда выполняется слишком много работы.

Каждая система в мире имеет предел. Моторы не исключение. Как правило, они нагреваются во время использования, что является нормальным явлением. Однако в конечном итоге они достигают критической точки из-за перегрева.Поэтому люди, которые эксплуатируют массивные двигатели, должны знать максимальную теплоемкость каждого двигателя. Владельцы автомобилей также должны уважать эту осведомленность, поскольку автомобили зависят от двигателей. Оставайтесь с нами, поскольку мы постепенно отвечаем на вопрос «Насколько горячий двигатель автомобиля?»

Почему двигатель автомобиля очень горячий?

Несмотря на потрясающий технический прогресс, двигатель автомобиля может выделять слишком много тепла.Это логично только на основании Второго закона термодинамики. Фактически невозможно преобразовать 100 процентов тепловой энергии двигателя в механическую энергию. Всегда будет остаточное тепло, которое бесполезно для системы. Это дополнительное тепло приводит к сильному нагреву двигателей, когда выполняется слишком много работы.
Насколько сильно нагревается двигатель автомобиля?

Теперь, когда мы понимаем, что двигатель внутреннего сгорания - это совершенно нормально для прогрева, давайте, наконец, узнаем ответ на вопрос «Насколько сильно нагревается двигатель автомобиля?»Прежде чем мы перейдем к более конкретным вопросам, мы должны знать прямо сейчас, что двигатели могут быть настолько горячими, что их металл загорится красным.

Если говорить о цифрах, максимальная теплоемкость большинства автомобильных двигателей составляет около 250 градусов по Фаренгейту. Эта температура фактически представляет собой охлаждающую жидкость, поскольку другие компоненты, такие как выпускные клапаны, могут быть более горячими, чем указанные числа. А если серьезно, то он запускает систему охлаждения для создания экстремального давления.В этом случае охлаждающая жидкость выходит из предохранительного клапана в крышке радиатора. Если шланги, крышка радиатора и другие компоненты недостаточно прочны и тяжелы, они не смогут выдержать давление охлаждающей жидкости.

Никогда не пытайтесь достичь максимальной температуры. Имеет большой отрыв от нормального диапазона. Конечно, гоночные двигатели с этим справятся, но не обычные. Автомобильные двигатели, температура которых может быть выше 250 градусов по Фаренгейту, слишком дороги.Они требуют специального проектирования и строительства.

Удивительно, но некоторые автомобильные двигатели могут нагреваться до 300–400 градусов по Фаренгейту. Однако эти температуры сохраняются лишь на некоторое время, поскольку двигатель в конечном итоге перестает работать или свечи зажигания начинают работать со сбоями. Так же бывает, когда уже есть проблемы с водяным насосом или прокладкой головки блока цилиндров. Это как "последнее ура" двигателя.

Кроме того, нормальный диапазон температур для большинства автомобильных двигателей составляет от 195 до 220 градусов по Фаренгейту.
Что происходит с перегретым двигателем автомобиля?

Даже за такое короткое время вождения перегретый двигатель имеет тенденцию ломать важные компоненты, такие как внутренние детали, головку блока цилиндров или блок двигателя. Этому способствуют буксировка, вождение под ярким солнцем и использование переменного тока на максимальных настройках.

К счастью, в большинстве современных автомобилей есть приборная панель, которая непрерывно показывает температуру охлаждающей жидкости двигателя.Индикатор дает вам срочные предупреждения, когда система охлаждения начинает подниматься. Он может не показывать точную температуру, но имеет горячее и холодное тиснение с обеих сторон и отметку нормальной температуры в центре. Если игла постоянно движется к горячей отметке, система охлаждения автомобиля начинает работать. Непосредственное решение этой проблемы - остановиться на обочине дороги на несколько минут. Затем выключите кондиционер. Однако вам нужно включить обогреватель, чтобы отвести тепло от двигателя и передать его в другое место.С другой стороны, если игла уже находится возле реальной горячей отметки, позвоните или посетите специалиста, чтобы проверить систему охлаждения.

Во многих новых моделях автомобилей вместо светового индикатора используется проблесковый маячок. Светится синим цветом, когда двигатель автомобиля холодный. Он сообщает вам, что обогреватель будет выдавать прохладный воздух. Синий цвет со временем исчезает, когда температура двигателя становится нормальной. Если горит желтый или красный свет, очевидно, что двигатель неисправен.
Что мне делать для устранения перегрева?

Вот что нужно сделать, чтобы охладить перегретый двигатель автомобиля:

Поп-капюшон.

Открытие капота полностью охлаждает двигатель, особенно когда вокруг него пар. Однако не открывайте его вручную, если двигатель все еще работает. Перед открытием маски можно безопасно подождать 30 минут. Если вы спешите, вызовите эвакуатор, чтобы с ним справились профессионалы.

Проверить бачок охлаждающей жидкости.

Если вы все делаете своими руками, подождите, пока двигатель остынет, прежде чем проверять бачок с охлаждающей жидкостью. Бачок с охлаждающей жидкостью выполнен из полупрозрачного пластика. Это близко к обогревателю. Если он все еще полон, проблема либо механическая, либо электрическая, например, неисправность термостата, водяного насоса, ремня вентилятора и шланга. Пусть профессионалы это исправят.

Однако, когда вы заметите, что он пустой, вполне возможно, что есть утечка.Немедленно загляните под машину. Если есть лужа или потек, обязательно выполните следующий шаг.
Добавьте антифриз.

Антифриз также известен как охлаждающая жидкость. Вы всегда должны иметь его в машине на случай возникновения чрезвычайной ситуации. Добавление антифриза решает проблему двигателя, когда в нем мало охлаждающей жидкости. Удивительно, но это также полезно для кондиционирования двигателя в холодную погоду. Это полезное вещество как в жаркую, так и в холодную погоду или по сезону.

Сначала осторожно откройте крышку радиатора, накрыв ее тканью. Без ткани вы подвергаете свою руку опасности. Затем заливайте антифриз прямо в радиатор. Убедитесь, что радиатор остыл. Если он еще горячий, блок двигателя может треснуть из-за резких перепадов температуры.

Что делать, чтобы предотвратить перегрев?

Вы можете полностью избежать перегрева двигателя автомобиля. Вот что вам нужно сделать, особенно когда лето не за горами:

Езжайте спокойно.

Не водите слишком быстро на ярком солнце. Ускорение и резкое нажатие на тормоз увеличивает нагрузку на двигатель, что делает его очень быстрым за короткое время. Это выделяет больше тепла в двигателе.

.

---

Смотрите также

• 
  Датчик холостого хода принцип работы
• 
  Можно ли ездить на воде вместо антифриза
• 
  В чем измеряется мощность автомобиля
• 
  Подтянуть ручник на калине
• 
  Вертикальная разметка
• 
  Что такое датчик егр
• 
  Дэу матиз сколько лошадиных сил
• 
  Как узнать что пора менять сцепление
• 
  Как поднять машину в гараже
• 
  Работа вентилятора системы охлаждения
• 
  Сухой туман обработка автомобиля