Устройство двигателя внутреннего сгорания автомобиля

Каждому, водителю интересно и необходимо знать, как устроен автомобиль, что такое ДВС в машине, из чего состоит двигатель автомобиля и каков у ДВС ресурс.

Отличие двигателей внутреннего сгорания от двигателей внешнего сгорания

Содержание статьи

• 1 Отличие двигателей внутреннего сгорания от двигателей внешнего сгорания
• 2 История создания ДВС
• 3 Общее устройство двигателя внутреннего сгорания
• 4 Принцип работы ДВС
  • 4.1 Первый такт — всасывание.
  • 4.2 Следующий, второй такт – сжатие смеси.
  • 4.3 Третий такт – расширение продуктов сгорания.
  • 4.4 Четвертый такт последний.

ДВС называется так именно потому, что топливо сжигается внутри рабочего органа (цилиндра), промежуточный теплоноситель, например пар, здесь не нужен, как это организовано в паровозах. Если рассматривать паровой двигатель и двигатель, но уже внутреннего сгорания автомобиля, устройство их сходно, это очевидно (на рисунке справа паровой двигатель, слева – ДВС).

Принцип работы одинаков: на поршень, действует какая-то сила. От этого поршень вынужден двигаться вперед или назад (возвратно-поступательно). Эти движения при помощи специального механизма (кривошипного) преобразуются во вращение (колеса у паровоза и коленчатого вала «коленвала» у автомобиля). В двигателях внешнего сгорания нагревается вода, превращаясь в пар, и уже этот пар совершает полезную работу толкая поршень, а в ДВС мы нагреваем воздух внутри (непосредственно в цилиндре)и он (воздух) двигает поршень. От этого коэффициент полезного действия, у ДВС, конечно, выше.

История создания ДВС

История гласит, что первый работающий двигатель внутреннего сгорания коммерческого использования, то есть выпускаемый для продажи, был разработан французским изобретателем Ленуаром. Его двигатель работал на светильном газе в смеси с воздухом. Причем именно он догадался поджигать эту смесь путем электрической искры. Только в 1864 году документально зафиксирована продажа более 310 таких двигателей. На этом он разбогател. Жан Этьен Ленуар потерял интерес к изобретательству и вскоре(в 1877 году) его моторы были вытеснены более совершенными, на тот момент, двигателями Отто, изобретателя из Германии. Донат Банки (венгерский инженер) в 1893 году произвел настоящую революцию в двигателестроении. Он изобрел карбюратор. С этого момента история не знает бензиновых двигателей без этого устройства. И так продолжалось около 100 лет. На смену ему пришла система непосредственного впрыска, но это уже новейшая история.
Все первые двигатели внутреннего сгорания были только одноцилиндровыми. Увеличение мощности велось путем увеличения диаметра рабочего цилиндра. Только к концу 19-го века появились ДВС с двумя цилиндрами, а в начале 20-го века – четырехцилиндровые. Теперь, повышение мощности производилось уже путем увеличения числа цилиндров. На сегодняшний день можно встретить автомобильный двигатель в 2-мя, 4-мя, 6-ю цилиндрами. Реже 8 и 12. Некоторые спортивные автомобили имеют 24 цилиндра. Расположение цилиндров может быть как рядным, так и V-образным.
Вопреки расхожему мнению ни Готлиб Даймлер, ни Карл Бенц, ни Генри Форд устройство двигателя автомобиля не изменяли кардинально (разве что мелкие доработки), но оказали огромное влияние в автомобилестроение как таковое. Что такое ДВС в авто мы сейчас и рассмотрим.

Общее устройство двигателя внутреннего сгорания

Итак, ДВС состоит из корпуса, в котором все остальные детали монтируются. Чаще всего это блок цилиндров.

На данном рисунке показан один цилиндр без блока. Устройство ДВС направлено на максимально комфортные условия для цилиндров, ведь именно в них производится работа. Цилиндр, это металлическая (чаще всего стальная) труба, в которой двигается поршень. Он обозначен на рисунке цифрой 7. Над цилиндром устанавливается головка цилиндра 1, в которую вмонтированы клапана (5 – впускной и 4 — выпускной), а также свеча зажигания 3 и коромысла 2.
Над клапанами 4 и 5 есть пружины, которые удерживают их в закрытом состоянии. Коромысла при помощи толкателей 14 и распределительного вала 13 открывают клапана в определенный момент (тогда, когда это необходимо). Распределительный вал с кулачками вращается от коленвала 11 через приводные шестерни 12.
Движения поршня 7 преобразуются во вращение коленвала 11 при помощи шатуна 8 и кривошипа. Этим кривошипом служит «колено» на валу (смотри рисунок), именно поэтому вал и называется коленчатым. В связи с тем, что воздействие на поршень происходит не постоянно, а только когда в цилиндре горит топливо. У ДВС есть маховик 9, довольно массивный. Маховик как бы запасает энергию вращения и отдает ее при необходимости.
В любом двигателе много трущихся деталей, для их смазывания используют автомобильное масло. Масло это хранится в картере 10 и специальным насосом подается к трущимся деталям.
Синим цветом, показаны детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Голубым – смесь топлива и воздуха. Серым – свеча зажигания. Красным – выхлопные газы.

Принцип работы ДВС

Разобрав двигатель внутреннего сгорания, его устройство, необходимо уяснить, как взаимодействуют его детали, как он работает. Знать строение еще не все, а вот как взаимодействуют механизмы, в чем преимущество дизельных автомобилей и в чем их недостатки для начинающих (для чайников) очень важно.
Ничего сложного в этом нет. Пошаговым рассмотрением процессов мы постараемся рассказать, как взаимодействуют между собой основные части двигателя при работе. Из какого материала выполнены механические составляющие ДВС.
Все автомобильные двигатели работают на одном принципе: сжигание бензина или дизельного топлива. Для чего? Для получения необходимой нам энергии, конечно. Двигатели автомобилей, иногда говорят – моторы, могут быть двухтактными и четырехтактными. Тактом считается движение поршня либо вверх, либо вниз. Говорят еще от верхней мертвой точки (ВМТ), до нижней (НМТ). Мертвой эта точка называется потому, что поршень как бы замирает на мгновение и начинает движение в обратную сторону.
Итак, в двухтактном двигателе весь процесс (или цикл) происходит за 2 хода поршня, в четырехтактном – за 4. И совершенно не важно, бензиновый это двигатель, дизельный или работающий на газу.
Как ни странно, рассказывать принцип работы лучше на 4-х тактном бензиновом карбюраторном двигателе.

Первый такт — всасывание.

Поршень идет вниз и затягивает за собой смесь из воздуха и топлива. Эта смесь готовится в отдельном устройстве – в карбюраторе. При этом впускной, его еще называют «всасывающий» клапан, конечно, открыт. На рисунке он показан синим.

Следующий, второй такт – сжатие смеси.

Поршень поднимается вверх от НМТ до ВМТ. При этом растет давление и, естественно, температура над поршнем. Но этой температуры недостаточно, для того, чтобы смесь самовоспламенилась. Для этого служит свеча. Она выдает искру в нужный момент. Обычно это 6…8 угловых градусов не доходя до ВМТ. Для начала понимания процесса можно предположить, что искра зажигает смесь точно в верхней точке.

Третий такт – расширение продуктов сгорания.

При сгорании столь энергоемкого топлива, продуктов сгорания в цилиндре очень мало, а вот усилие появляется только потому, что воздух нагрелся при повышении температуры, а значит, расширился, в нашем случае увеличил давление. Именно это давление и совершает нужную работу. Нужно знать, что нагревая воздух на 273 0С, получаем увеличение давления практически в 2 раза. Температура зависит от того сколько топлива сжечь. Максимальная температура внутри рабочего цилиндра может достигать 2500 0С при работе ДВС на полной мощности.

Четвертый такт последний.

После него опять будет первый. Поршень направляется от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт. Цилиндр очищается, выбрасывая все что сгорело, и что не сгорело, в атмосферу.
Что касается дизельного двигателя, то все основные детали с карбюраторным практически одинаковы. Ведь и тот и другой, это двигатель внутреннего сгорания. Исключение составляет смесеобразование. В карбюраторном смесь готовится отдельно, в том самом карбюраторе. А вот в дизельном – смесь готовиться непосредственно в цилиндре, перед сжиганием. Топливо (солярка) подается специальным насосом в определенный момент времени. Зажигание смеси происходит от самовоспламенения. Температура внутри цилиндра в дизеле гораздо выше, чем в карбюраторном ДВС. По этой причине детали там детали мощнее и система охлаждения лучше. Необходимо отметить, что, несмотря на высокую температуру внутри цилиндра, рабочая температура двигателя никогда не повышается выше 90…95 0С. Иногда, детали дизельных двигателей делают из более твердого металла, что позволяет снизить массу, но увеличивает цену ДВС. Однако, коэффициент полезного действия (КПД) в дизельном двигателе выше. То есть он более экономичен и дороговизна деталей себя окупает.
У дизельного ДВС ресурс выше, если соблюдать правила эксплуатации. Особенно часто механизмы дизелей выходят из строя из-за плохого топлива.
Схема работы дизельного двигателя представлена на рисунке слева. В третьем такте подача топлива показана в момент ВМТ, хотя это и не совсем так.
Системы ДВС обеспечивающие их работоспособность практически одинаковы: система смазки, топливная система, система охлаждения и система газообмена. Есть еще несколько, но они не относятся к главным.
Глядя на устройство любого двигателя внутреннего сгорания можно подумать, что все детали выполнены из стали. Это далеко не так. Корпуса бывают и чугунные и выполненные из алюминиевого сплава, а вот поршни из чугуна не делают, они либо стальные, либо из высокопрочного алюминиевого сплава. Зная общее устройство данного двигателя внутреннего сгорания и условия работы его деталей, очевидно, что и клапана и головку цилиндра нужно делать прочными, поскольку они должны выдерживать давление внутри цилиндра более 100 атмосфер. А вот поддон, где собирается масло не несет на себе особой механической нагрузки и выполняется из тонкой листовой стали или алюминия.
Характеристики ДВС
Когда говорят об автомобиле, то обычно, в первую очередь отмечают двигатель внутреннего сгорания, не его устройство, а его мощность. Она (мощность) измеряется как обычно (по-старинке) в лошадиных силах или (по-современному) киловаттах. Безусловно, чем больше мощность, тем быстрее автомобиль набирает скорость. И в принципе экономичность тем выше, тем двигатель машины более мощный. Однако, это только тогда, когда двигатель постоянно работает на номинальных (экономически оправданных) оборотах. Но на малых скоростях (при неиспользовании полной мощности) КПД сильно падает и если на номинальных режимах дизельный двигатель имеет 40…42% КПД, то на малых только 7%. Бензиновый двигатель не может похвастаться даже этим. Использование полной мощности позволяет экономить топливо. По этой причине расход топлива на 100 километров в малолитражных автомобилях ниже. Этот показатель может составлять и 5 и даже 4 л/100 км. Расход у мощных внедорожников может составлять и 10 и даже 15 л/100 км.
Еще одним показателем для автомобилей является разгон от 0 км/час до 100 км/час. Конечно, чем мощнее двигатель, тем быстрее разгон автомобиля, но про экономичность при этом говорить вообще не приходится.
Итак, двигатель внутреннего сгорания устройство которого Вы теперь знаете, совсем не кажется сложным. И на вопрос «ДВС – что это такое?» Вы можете ответить «Это то, что я знаю».

Устройство автомобиля для начинающих и «чайников»: строение

Содержание статьи:

1. Из чего состоит автомобиль
2. Двигатель
3. Трансмиссия
4. Ходовая часть
5. Электрооборудование
6. Кузов

В наше время жизнь без автомобиля невозможно представить. Это уже давно не роскошь, а простое средство передвижения, надежный друг и помощник, который придет на выручку в трудной ситуации. Однако с ростом количества автомобилей у населения увеличивается число владельцев, совершенно не понимающих в его устройстве. Однако знать устройство автомобиля для начинающих просто необходимо, хотя бы для саморазвития и общей эрудиции, а также для того, чтобы не попасть впросак в автосервисе в попытках на пальцах объяснить, что именно случилось с машиной в случае поломки.

Несмотря на величайшее многообразие, все машины, по сути, одинаковы, а значит, и общее устройство автомобиля можно рассмотреть на обобщенном примере.

Содержание

• Из чего состоит автомобиль
• Двигатель
• Трансмиссия
• Ходовая часть
• Электрооборудование
• Кузов

Любые легковые машины имеют в своем составе следующие компоненты:

• двигатель
• трансмиссия
• ходовая часть
• электрооборудование
• кузов

Именно в таком порядке всегда рассматривается автомобиль в любом учебнике по автомеханике, и этому есть причина: эти узлы расположены в порядке значимости.

Двигатель

Двигатель легкового автомобиля – главная его часть. Он приводит в движение само транспортное средство и попутно снабжает энергией обслуживающие агрегаты. Располагается двигатель почти всегда спереди, но иногда встречается и заднее его расположение (в основном на спортивных машинах). Самым распространенным на сегодня является двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – в нем сгорает топливо, преобразуя тепловую энергию в кинетическую (вращение). Двигатели бывают бензиновыми, дизельными и газовыми. В этих трех случаях разница заключается только в типе используемого топлива и особенностях рабочего цикла мотора. Кстати, можно дизельный двигатель и на Ниву поставить. Есть еще автомобильные электрические двигатели, но их меньшинство, несмотря на несомненные плюсы.

Трансмиссия

Крутящий момент двигателя должен быть реализован максимально эффективно, ведь при медленной езде двигатель не может работать медленно, а при быстром движении – быстро. Трансмиссия преобразует скорость вращения двигателя, замедляя или ускоряя его. Трансмиссия – это сцепление, коробка передач и главная передача с дифференциалом.

Сцепление служит для того, чтобы механически разъединить колеса и двигатель, когда движение машины не требуется. Коробка передач позволяет ехать с разной скоростью при одних и тех же оборотах мотора. Она бывает механической (ручной) и автоматической. В первом случае передачи включаются самим водителем при помощи специального рычага, во втором передачи выбираются автоматически в зависимости от скорости езды и нагрузки на автомобиль. Второй вариант позволяет сделать управление проще, однако само устройство такого агрегата намного сложнее. Главная передача направляет крутящий момент непосредственно к колесам, а дифференциал позволяет им вращаться с разной скоростью (это нужно в основном в поворотах).

Также состав трансмиссии может меняться в зависимости от типа привода. Двигатель может вращать только передние, только задние или все колеса вместе. В первом случае вращение от главной передачи идет через полуоси сразу к передним колесам. Во втором случае (если двигатель спереди) в состав трансмиссии добавляется специальный карданный вал, ведущий к задним колесам через всю машину. На полноприводных автомобилях (джипах и кроссоверах) после коробки передач устанавливается еще одна, раздаточная коробка, которая распределяет вращение между передними и задними колесами.

Ходовая часть

В ее состав входят узлы, непосредственно связанные с движением – подвеска, колеса, тормозные механизмы. Подвеска автомобиля служит для сглаживания реактивных моментов, возникающих при проезде неровностей, иначе говоря, она делает езду мягче и плавнее. Кроме того, подвеска устраняет и уменьшает крены и наклон кузова при проезде поворотов, удерживая автомобиль в заданном горизонтальном положении. В состав подвески входят амортизаторы и пружины, а также различные рычаги и шарниры. От характеристик подвески зависит плавность хода и общее поведение на дороге. Тормозные механизмы служат для замедления движения и остановки автомобиля в различных ситуациях. Они расположены непосредственно рядом с колесами.

Электрооборудование

Электрооборудование является очень важной системой оснащения. В наше время, когда электронных помощников все больше и больше, роль электрооборудования становится все выше. В самом общем варианте оно состоит из аккумулятора, генератора, систем зажигания, освещения, контрольных приборов. Так как различные системы потребляют очень много электричества, двигатель при своей работе вращает генератор, обеспечивающий всех потребителей, а также заряжает аккумулятор, который служит для запуска мотора.

Кузов

Кузов – это, грубо говоря, металлическая коробка, в которую установлены все вышеперечисленные агрегаты. Кузов вместе с навесными деталями (двери, капот, крылья) формируют внешний облик автомобиля и защищают водителя, пассажиров и все узлы от атмосферных воздействий. Практически все современные легковые автомобили оснащаются несущими кузовами, т. е. на него установлены все составляющие, в отличие от грузовиков, например, где используется рама – специальный элемент, к которому крепится двигатель, кабина, кузов, подвеска и т.д. Использование несущего кузова позволяет значительно, на 10-20% уменьшить общий вес.

Конечно, более полное представление об устройстве машины могут дать многочисленные картинки и книги, однако общих теоретических знаний в большинстве случаев вполне достаточно, чтобы понять, к примеру, что проблемы с электрооборудованием могут быть причиной того, что «троит двигатель», а стуки и грохот при проезде неровностей указывают на неисправности в подвеске. Поэтому устройство автомобиля для «чайников», несмотря на сложность систем и обилие автосервисов, в сложной ситуации всегда сможет помочь.

ДВИГАТЕЛЬ 101 ЧАСТЬ 1: Основы работы с двигателем для чайников

ВЫ ОБНАРУЖИЛИ, ЧТО ВЫ ЗАВИСИМЫ от острых ощущений и скорости быстрой езды, , но не знаете, что на самом деле происходит под капотом? Хотите узнать больше о том, что происходит, не посещая Auto Shop 101? Вас пугает техник в местном магазине, потому что он всегда пытается продать вам жидкость для поворотников, подшипники глушителя и другие детали, в существовании которых вы даже не уверены? Если вы ответили «да» на любой из этих вопросов, вам нужно начать именно с этого. Мы расскажем вам все о шумном куске металла, соединенном с вашими колесами, и немного о том, что заставляет его двигаться вперед.

Текст Майка Кодзимы и Арнольда Юхенио // Фотографии и иллюстрации сотрудников DSPORT

DSPORT Issue #148

---

Знание — сила

понять, как работает двигатель. Большинство автомобилей, какими мы их знаем, оснащены так называемым 4-тактным двигателем. Четырехтактный относится к четырем тактам в силовом цикле; такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска. Мы рассмотрим их более подробно в разделе ДВИГАТЕЛЬ 101, ЧАСТЬ 2. На данный момент вам нужно знать, что 4-тактный цикл объясняет, как смесь бензина и воздуха может воспламеняться, сгорать и плавно преобразовываться в полезную энергию, чтобы бросить вас на четверть мили, по трассе или просто доставить вас в работа.

Двигатель состоит из нескольких основных компонентов; блок, кривошип, шатуны, поршни, головка (или головки), клапаны, кулачки, впускная и выпускная системы и система зажигания. Эти части работают вместе, чтобы использовать химическую энергию бензина, преобразовывая множество небольших и быстрых процессов сгорания в вращательное движение, которое в конечном итоге приводит во вращение ваши колеса и приводит в движение ваш автомобиль.

Отверстие в блоке, Son

Блок — это основная часть двигателя, которая содержит возвратно-поступательные компоненты, использующие энергию бензина. Если вы заглянете под капот, то увидите большой кусок металла в центре моторного отсека, к которому, кажется, прикреплена целая куча другого металла, проводов и трубок.

В блоке есть круглые отверстия, в которых поршни скользят вверх и вниз. Каждое отверстие называется «отверстием цилиндра». Поскольку отверстие цилиндра или «цилиндр» имеет один поршень, общее количество цилиндров в блоке совпадает с количеством поршней; четырехцилиндровый двигатель имеет четыре отверстия и четыре поршня, шестицилиндровый двигатель имеет шесть отверстий и шесть поршней и так далее. Головка цилиндра называется головкой, потому что она находится сверху блока, закрывая цилиндры и поршни. Некоторые двигатели имеют цилиндры, расположенные горизонтально друг напротив друга или имеющие V-образную конфигурацию. В результате получается две головки, которые закрывают участки на блоке, оголяющие поршни. На данный момент нам просто нужно знать, что головка блока цилиндров, или, если коротко, головка, просто сидит на верхней части блока и закрывает каждый из цилиндров, в которых есть поршни.

В блок также встроено несколько каналов для жидкости. Некоторые из них используются для направления охлаждающей жидкости, называемой «охлаждающей жидкостью», вокруг цилиндров для поддержания температуры двигателя и предотвращения перегрева. Другие каналы направляют моторное масло к движущимся частям для смазки и защиты от трения, снижающего мощность. Поскольку блок должен выдерживать огромное давление в цилиндре, производители отливают его из железа для прочности. Другие производители отливают легкие алюминиевые блоки для снижения веса. В алюминиевых блоках используется гильза цилиндра из стального сплава или отверстия со специальным покрытием, благодаря чему они имеют более твердую поверхность и обеспечивают увеличенный срок службы.

Станция вращения

Поршни двигаются вверх и вниз в цилиндрах блока, потому что смесь топлива и воздуха воспламеняется внутри цилиндра. Последующее сгорание быстро расширяется и толкает поршень вниз по длине отверстия цилиндра, от головки цилиндра и с большим давлением. Эта мощность, производимая в одном цилиндре, умножается, потому что процессы сгорания повторяются в каждом из цилиндров. Это основная предпосылка того, как работает двигатель.

На каждый поршень установлены открытые металлические кольца, которые называются просто «кольца». Это тонкие, круглые, упругие металлические детали, которые входят в канавки вокруг контактных площадок колец в верхней части поршней. Кольца действуют как уплотнение, которое удерживает давление в цилиндре от сгоревшей воздушно-топливной смеси между головкой и верхней частью цилиндра, гарантируя, что давление толкает поршень вниз, а не проталкивает его. Поршневые кольца также соскребают масло со стенок цилиндра, чтобы все масло в двигателе не сгорало во время сгорания. Существует также гофрированное кольцо, известное как маслосъемное кольцо, которое позволяет маслу смазывать стенки цилиндра, чтобы поршень, кольца и цилиндры не изнашивались преждевременно. Если бы в ваших поршнях не было колец или колец, которые плохо герметизировались, то продукты сгорания не смогли бы продавить поршень с большой силой, и ваш автомобиль не производил бы никакой мощности, если бы вообще работал. Кроме того, если бы кольца не могли соскребать масло со стенок цилиндра, в вашем двигателе в конечном итоге закончилось бы масло, он заклинил бы и из горящего масла образовалось много неприятного черного дыма.

Поршни и шатуны

После того, как блок будет очищен, измерен и обработан, можно установить коленчатый вал, и набор поршней и шатунов заполнит отверстия.

Поршни прикреплены к металлическому элементу, называемому шатуном. Работа шатуна заключается в передаче силы давления, толкающего поршень вниз по отверстию цилиндра, на коленчатый вал или «кривошип». Обеспечивая связь между поршнем и кривошипом, понятно, почему шатуны получили свое название.

Шатун соединен с поршнем трубкой, называемой поршневым пальцем. Поршневой палец проходит через отверстие в поршне и отверстие на меньшей стороне шатуна; эта область называется малым концом шатуна. Большой конец стержня — это область, которая соединяется с кривошипом. Большой конец стержня имеет съемную часть, называемую торцевой крышкой или крышкой, которая позволяет прикрепить его к кривошипу.

Участок поверхности, на котором шатун поворачивается вокруг поршневого пальца, называется цапфой поршневого пальца. Область на кривошипе, где шатун соединяется и вращается, называется шатунной шейкой коленчатого вала. Шейки коленчатого вала больше, чем шейки поршневого пальца, потому что кривошипная шейка постоянно вращается с высокой скоростью, в отличие от простого возвратно-поступательного движения на конце поршневого пальца шатуна. Это высокоскоростное вращение требует большей площади поверхности, чтобы предотвратить повреждение штока и кривошипа из-за трения. Большой конец шатуна плавно вращается на шейке кривошипа на масляной пленке под давлением, которая покрывает подшипник скольжения из мягкого металла. На большинстве двигателей узкий конец стержня имеет бронзовую втулку для поршневого пальца, который питается смазкой разбрызгиванием. На некоторых двигателях поршневой палец питается от масла, соскребаемого кольцами со стенок цилиндра, через канал из канавки маслосъемного кольца, называемый масленкой пальца. Это редко, но есть случаи, когда на поршневой палец подается масло под давлением из подшипника шатуна из отверстия, просверленного по всей длине шатуна от большого конца шатуна.

 

Этот блок Honda серии B оснащен вставками втулки из ковкого чугуна вместо стандартных отверстий цилиндров для повышения прочности, подходящей для двигателей с высокой мощностью.

 

Кривошип Янкерс

Кривошип двигателя очень похож на шатун велосипеда. Сила подъема и опускания при вращении педалей точно такая же, как сила подъема и опускания поршней, движущихся вверх и вниз по стволу. В автомобильном двигателе вместо энергии ваших ног, нажимающих на педали для создания силы, энергию создает сгорание в цилиндре и давление, действующее на поршень. Если вы посмотрите на картинку, вы увидите, что кривошип имеет смещенные ходы точно так же, как велосипедный кривошип, поэтому шатуны и поршни выполняют ту же функцию, что и ваши ноги. На велосипеде, когда вы крутите педали вниз, ваш велосипед движется вперед, а смещенный ход идет вверх с другой стороны. Точно так же, когда один поршень толкается вниз при сгорании воздуха/топлива, он поворачивает кривошип и толкает другой поршень вверх, готовый к следующему сгоранию. Это то, что заставляет вашу машину двигаться вперед. Коленчатый вал крепится к блоку с помощью металлических деталей, называемых коренными крышками. Кривошип фактически прижат к блоку, а не прикреплен, с большим количеством подшипников скольжения (называемых коренными подшипниками), которые помогают смазывать шейки кривошипа. Коренные шейки также имеют отверстия, которые позволяют маслу под давлением из масляной системы двигателя смазывать шейку и подшипники.

Клапаны: шлюзы входа и выхода

Головка блока цилиндров также содержит впускной и выпускной клапаны. Впускной и выпускной клапаны представляют собой металлические детали, напоминающие футболки для гольфа. Клапаны действуют как дверные проемы для входящего воздуха и топлива и выходящих выхлопных газов соответственно. Во время 4-тактного процесса впускные клапаны открываются, пропуская воздушно-топливную смесь в камеру сгорания, а затем закрываются, когда поршень поднимается, чтобы сжать смесь. После воспламенения и сгорания смеси поршень вдавливается в отверстие. На обратном пути поршня выпускные клапаны открываются, чтобы выпустить сгоревшие газы, а затем закрываются, готовясь к следующему обороту в цикле двигателя.

Для открытия клапанов в двигателе есть металлические стержни, называемые распределительными валами, которые имеют специальные выступы (лепестки), используемые для открытия клапанов. Кулачки приводятся в движение ремнем или цепью, соединяющей кривошип с кулачковыми шестернями; это то, что называется ремнем ГРМ или цепью ГРМ. Некоторые кулачки распределительного вала толкают клапаны прямо, чтобы открыть их, но большинство двигателей уличных автомобилей работают косвенно через коромысло. По сути, коромысло представляет собой миниатюрные качели; один конец коромысла толкается кулачком распределительного вала, что заставляет другой конец нажимать на наконечник клапана, чтобы открыть клапан. Клапанные пружины — это буквально пружины, прикрепленные к клапанам, которые помогают держать их закрытыми, когда они должны быть закрыты.

The Head Honcho

Как упоминалось ранее, головка блока цилиндров представляет собой большой кусок металла, который крепится к верхней части блока и закрывает цилиндры, в которых происходит сгорание. Обычно изготовленная из алюминия, головка также содержит свечи зажигания, клапаны и остальную часть клапанного механизма (пружины клапанов, фиксаторы, распределительные валы).

Головка(и) должны быть прикручены к блоку, чтобы сдержать быстрое расширение воспламененной топливно-воздушной смеси без деформации, отделения или полного сдувания верхней части блока. Когда головка прижимается к блоку, над каждым цилиндром создается область, где энергия сгорания высвобождается и фокусируется на поршне. Эта область называется камерой сгорания. Если вы посмотрите на ту сторону головки блока цилиндров, которая крепится болтами к блоку, вы увидите камеры сгорания в виде пространств в головке, которые выровнены с верхними отверстиями цилиндров. В каждой камере видны кончик свечи зажигания и плоские части клапанов. Именно в этой камере сгорания свеча зажигания создает электрическую дугу, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Головка также имеет отверстия, которые позволяют охлаждающей жидкости или маслу (в зависимости от типа прохода) циркулировать через головку, помогая ей оставаться прохладной и смазанной. Между головкой и блоком вы найдете кусок металла или композитного материала, в котором есть области, вырезанные для каждого из отверстий и каждого прохода, идущего от блока к головке. Эта зажатая часть называется прокладкой головки.

Сумасшедший поезд

Большинство современных двигателей имеют клапанный механизм с двумя верхними распредвалами (DOHC), что означает, что впускные и выпускные клапаны имеют собственные распределительные валы. Преимущество наличия отдельных распределительных валов заключается в том, что каждый кулачок можно разместить очень близко к клапану, что позволяет лепесткам кулачка воздействовать либо непосредственно на клапаны, либо через очень маленькое коромысло. Это снижает инерционную массу клапанного механизма до минимума, что еще больше способствует работе на высоких оборотах. Почти все современные высокопроизводительные двигатели используют клапанные механизмы DOHC, чтобы максимально увеличить доступную мощность на высоких оборотах. Mitsubishi 4B11, используемый в EVO X, и Mazda MZR 2.3 DISI, установленный в MAZDASPEED3, являются яркими примерами современных высокопроизводительных двигателей DOHC.

Страницы: 1 2

Понимание того, как работает автомобильный двигатель

Как правило, двигатель или двигатель — это машина, которая преобразует одну форму энергии в механическую энергию. Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическое движение. Однако в автомобильном двигателе, что и является нашей целью. Он известен как «тепловой двигатель» и «двигатель внутреннего сгорания ». Он сжигает топливо для создания тепла, чтобы сформировать механическую энергию. Как дизельные, так и бензиновые двигатели предназначены для двигателей внутреннего сгорания, они широко используются в современных автомобилях.

Подробнее: Компоненты двигателя внутреннего сгорания

Содержание

1 9 Karl Benz был первым 01 9 человек для создания первого автомобиля. Он был изготовлен из облегченного бензинового двигателя внутреннего сгорания с четырехтактным циклом Отто. Четырехтактный цикл Отто широко используется для легковых автомобилей. Благодаря высокому КПД дизельного двигателя его используют для автобусов и грузовых автомобилей. В современной жизни турбодизельные двигатели становятся все более популярными даже на небольших коммерческих автомобилях.

Схема автомобильного двигателя:

Принцип работы автомобильного двигателя

Включите JavaScript

Принцип работы автомобильного двигателя двигатели внешнего сгорания, которые являются типами двигателей там. Двигатели внутреннего сгорания — это двигатели (или моторы), которые сжигают топливо внутри двигателя. В то время как двигатель внешнего сгорания, то есть паровой двигатель, сжигал топливо вне рабочего цилиндра двигателя.

Подробнее: Как работает автомобильный двигатель

Характеристика автомобильного двигателя по сравнению с другими двигателями, такими как стационарный двигатель или морской двигатель. Это высокое отношение мощности к весу, которое достигается за счет использования высокой скорости вращения. Хотя автомобильные двигатели иногда модифицируют под двигатели судовых автомобилей.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как работает автомобильный двигатель: