двигун внутрішнього згоряння - це основний вид автомобільних силових агрегатів на сьогоднішній день. Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння грунтується на ефекті теплового розширення газів, що виникає під час згорання в циліндрі паливно-повітряної суміші.

Найпоширеніші види двигунів

Існує три різновиди ДВС: поршневий, роторно-поршневий силовий агрегат системи Ванкеля і газотурбінний. За рідкісним винятком на сучасні авто встановлюються чотиритактні поршневі двигуни. Причина криється в низькій ціні, компактності, малій вазі, многотоплівності і можливості установки практично на будь-які транспортні засоби.

Сам по собі двигун автомобіля - це механізм, що перетворює теплову енергію палаючого палива в механічну, роботу якого забезпечує безліч систем, вузлів і агрегатів. Поршневі ДВС бувають дво- і четирехтактнимі. Зрозуміти принцип роботи двигуна автомобіля найпростіше на прикладі чотиритактного одноциліндрового силового агрегату.

Чотиритактним мотор називається тому, що один робочий цикл складається з чотирьох рухів поршня (тактів) або двох оборотів колінчастого вала:

впуск;
стиснення;
робочий хід;
випуск.

Загальний пристрій ДВС

Щоб зрозуміти принцип роботи мотора, необхідно в загальних рисах уявити його пристрій. Основними частинами є:

блок циліндрів (в нашому випадку циліндр один);
кривошипно-шатунний механізм, що складається з колінчастого вала, шатунів і поршнів;
головка блоку з газорозподільним механізмом (ГРМ).

Кривошипно-шатунний механізм забезпечує перетворення поступально-зворотного руху поршнів в обертання колінчастого вала. Поршні починають рухатися завдяки енергії згорає в циліндрах палива.

Робота даного механізму неможлива без роботи механізму газорозподілу, який забезпечує своєчасне відкриття впускних і випускних клапанів для впускання робочої суміші і випуску відпрацьованих газів. Складається ГРМ з одного або декількох розподільних валів, що мають кулачки, що штовхають клапани (не менше двох на кожен циліндр), клапанів і зворотних пружин.

Двигун внутрішнього згоряння здатний працювати тільки при злагодженій роботі допоміжних систем, До яких відносяться:

система запалювання, що відповідає за займання горючої суміші в циліндрах;
впускная система, що забезпечує подачу повітря для утворення робочої суміші;
паливна система, Що забезпечує безперервну подачу палива і отримання суміші пального з повітрям;
система мастила, призначена для змащування тертьових деталей і видалення продуктів зносу;
вихлопна система, яка забезпечує видалення відпрацьованих газів з циліндрів ДВС і зниження їх токсичності;
система охолодження, необхідна для підтримки оптимальної температури для роботи силового агрегату.

Робочий цикл двигуна

Як було сказано вище, цикл складається з чотирьох тактів. Під час першого такту кулачок распредвала штовхає впускний клапан, відкриваючи його, поршень починає рухатися з крайнього верхнього положення вниз. При цьому в циліндрі створюється розрідження, завдяки якому в циліндр надходить готова робоча суміш, або повітря, якщо двигун внутрішнього згоряння оснащений системою безпосереднього вприскування палива (в такому випадку пальне змішується з повітрям безпосередньо в камері згоряння).

Поршень через шатун повідомляє рух колінчастого валу, повертаючи його на 180 градусів до моменту досягнення крайнього нижнього положення.

Під час другого такту - стиснення - впускний клапан (або клапани) закривається, поршень змінює напрямок руху на протилежне, стискаючи і нагріваючи робочу суміш або повітря. По закінченню такту, системою запалювання на свічку подається електричний розряд, і утворюється іскра, підпалювали стислу паливно-повітряну суміш.

Принцип займання пального у дизельного ДВС інший: в завершенні такту стиснення, через форсунку, в камеру згоряння впорскується мелкораспиленное дизпаливо, де воно змішується з нагрітим повітрям, і відбувається самозаймання вийшла суміші. Необхідно відзначити, що з цієї причини ступінь стиснення дизеля набагато вище.

Колінвал тим часом повернувся ще на 180 градусів, зробивши один повний оборот.

Третій такт іменується робочим ходом. Утворені під час згоряння палива гази, розширюючись, штовхають поршень в крайнє нижнє положення. Поршень передає енергію коленвалу через шатун і повертає його ще на півоберта.

Після досягнення нижньої мертвої точки починається заключний такт - випуск. На початку даного такту кулачок розподільного вала штовхає і відкриває випускний клапан, поршень рухається вгору і виганяє відпрацьовані гази з циліндра.

ДВС, що встановлюються на сучасні автомобілі, Мають не один циліндр, а кілька. Для рівномірної роботи мотора в один і той же момент часу в різних циліндрах виконуються різні такти, і кожні півоберта клонували як мінімум в одному циліндрі відбувається робочий хід (виняток становлять 2 і 3-циліндрові мотори). Завдяки цьому вдається позбутися від зайвих вібрацій, Врівноважуючи сили, що діють на колінвал і забезпечити рівну роботу двигуна внутрішнього згоряння. Шатунниє шийки розташовані на валу під рівними кутами відносно один одного.

З міркувань компактності багатоциліндрові мотори роблять рядними, а V-подібними або оппозітнимі (візитна картка фірми Subaru). Це дозволяє заощадити чимало простору під капотом.

двотактні мотори

Крім чотиритактних поршневих ДВС існують двотактні. Принцип їх роботи дещо відрізняється від описаного вище. Пристрій такого мотора простіше. У циліндрі є для вікна - впускний і випускний, розташоване вище. Поршень, перебуваючи в НМТ, перекриває впускний вікно, потім, рухаючись вгору, перекриває випускний і стискає робочу суміш. Після досягнення нею ВМТ на свічці утворюється іскра і підпалює суміш. В цей час впускний вікно виявляється відкритим, і через нього в кривошипну камеру потрапляє чергова доза паливно-повітряної суміші.

Під час другого такту, рухаючись вниз під впливом газів, поршень відкриває випускне вікно, через яке відпрацьовані гази видуваються з циліндра новою порцією робочої суміші, яка потрапляє в циліндр через продувний канал. Частково робоча суміш при цьому також йде в випускне вікно, що пояснює ненажерливість двотактного ДВС.

Подібний принцип роботи дозволяє досягти більшої потужності двигуна при меншому робочому обсязі, проте за це доводиться розплачуватися великою витратою палива. До переваг таких моторів можна віднести більш рівномірну роботу, просту конструкцію, малу вагу і високу питому потужність. З недоліків слід згадати більш брудний вихлоп, відсутність систем змащення і охолодження, що загрожує перегрівом і виходом агрегату з ладу.

Таке маркування можна часто зустріти на сайтах присвячених автомобільній тематиці, і не дарма ж в розшифровки даної абревіатури немає нічого складного, а означає це знайомий всім двигун внутрішнього згоряння. ДВС його скорочена версія. Це так звана теплова машина, головною особливістю якої є перетворення хімічної енергії, в механічну роботу, За допомогою виконання певного переліку робіт, у відповідному порядку.

Розрізняють декілька різновидів двигунів: поршневий, газотурбінний і роторно-поршневий. Природно, самий на даний момент відомий і популярний, це поршневий двигун. Тому розбирання і вивчення принципу роботи буде розглянуто саме на його прикладі. Та й в загалом схема і характер роботи для всіх трьох типів мають схожий принцип.

Серед головних достоїнств представленого мотора, який набув найширшого застосування, можна відзначити: універсальність, автономність, вартість, мала вага, компактність, многотопливность.

Але, незважаючи на настільки вражаючий відсоток позитивних сторін, Недоліків також вистачає. До них можна віднести рівень шуму, високу частоту обертання валу, токсичність вироблених газів, малий ресурс, невеликий коефіцієнт корисної роботи.

Залежно від типу використовуваного палива, розрізняють дизельні і бензинові. Останні найбільш затребувані і популярні. Серед альтернативних видів палива можуть використовуватися природний газ, палива так званої спиртової групи - етанол, метанол, водень.

Найперспективнішим в майбутньому, може стати саме водневий двигун, враховуючи нині зросла увага до екології. адже у даного двигуна відсутні шкідливі викиди. Крім двигуна, водень використовується для виробництва електричної енергії для паливних механізмів автомобіля.

пристрій ДВС

Серед головних елементів ДВС варто розрізняти головний корпус, два основних механізми (газорозподільний і крівошатунний), а також ряд суміжних систем в роді паливної, впускний, запалювання, охолодження, управління, мастила, випускний.

Корпус об'єднаний з блоком циліндрів і головкою блоку. Крівошатунний механізм дозволяє перетворити зворотно-поступальні рухи поршня, у обертальні рухи колінчастого вала. ГРМ забезпечує своєчасне постачання повітрям або паливом в систему, а також викид відпрацьованих газів.

Впускная система відповідає за харчування мотора повітрям, а паливна за паливо. Спільна робота цих систем або комплексів, забезпечує формування, так званої паливно-повітряної маси. Головне місце в паливній системі відведено системі уприскування.

Запалювання здійснює примусове займання зазначеної вище суміші в бензинових моторах. У дизельних процес трохи простіше, так як суміш самовоспламеняющаяся.

Мастило дозволяє знімати напругу з деталей, між якими відбувається тертя. За те, щоб вчасно охолоджувати механізми і деталі ДВС відповідає охолоджуюча система. Одні з важливих функцій виконує випускна система, яка дозволяє видаляти відпрацьовані гази, а також знижує їх шум і токсичність.

СУД, тобто система управління двигуном забезпечує електронний контроль і управління, всіх систем мотора і суміжних комплексів.

Принцип роботи

Принцип роботи грунтується на ефекті розширення газів під впливом тепла, що виникає під час згоряння суміші утвореної повітряно-паливної системою. Завдяки цьому здійснюється переміщення поршнів в циліндрах.

Роботи у всіх поршневих двигунів виконується циклічно. Те, тобто кожен цикл відбувається за пару оборотів вала і відповідно включає чотири такту. Так звані чотиритактні двигуни. Перелік тактів: впуск, стиснення, робочий хід, випуск.

Коли виконується робота такту впускання і робочий хід, рух поршня здійснюється за направленням в низ. Завдяки цьому циклічність не збігається в кожному з циліндрів. З огляду на це досягається плавність і рівномірність роботи двигуна. існують і двотактні мотори, В них один цикл згоряння включає тільки стиснення і робочий хід.

такт впуск

Під час цього такту обидві системи (впускная і паливна) забезпечують освіту повітряно-паливної маси. З огляду на різну конфігурацію моторів і конструкцію, освіту суміші може відбуватися безпосередньо у впускному колекторі або ж в самій камері згоряння. У момент, коли відбувається відкриття впускних клапанів ГРМ, повітря або вже паливно-повітряна суміш переміщається безпосередньо в камеру згоряння, під впливом сили розрядження, під час руху поршня.

такт стиснення

Під час стиснення, відповідні впускні клапани перекриваються, і відбувається стискання паливно-повітряної суміші в циліндрах.

Робочий хід

Даний такт супроводжується утворенням полум'я, в залежності від типу палива, як уже говорилося примусово або самостійно. В результаті цього відбувається утворення великої кількості газів. А ті вже в свою чергу тиснуть на сам поршень, змушуючи рухатися вниз. А завдяки кривошипно-шатунного механізму рух поршня перетворюються в руху обертального характеру, що передаються на колінчастий вал, вона активна в свою чергу для руху автомобіля.

такт випуску

Під час роботи останнього такту, відкриваються випускні клапани механізму, через які видаляються відпрацьовані гази. Надалі виконується їх очищення, зниження шуму і охолодження. Згодом чого, гази відправляються в атмосферу.

Якщо ретельно проаналізувати прочитану інформацію, можна зрозуміти, чому саме ДВС мають невеликий коефіцієнт корисної дії. А саме 40%, саме стільки роботи виконується в конкретний час, під час роботи одного циліндра. Інші в цей же час забезпечують відповідно впуск, стиск і випуск.

Сучасний автомобіль, найчастіше, приводиться в рух. Таких двигунів існує величезна безліч. Розрізняються вони обсягом, кількістю циліндрів, потужністю, швидкістю обертання, використовуваним паливом (дизельні, бензинові та газові ДВС). Але, принципово, внутрішнього згоряння, схоже.

Як працює двигун і чому називається чотиритактним двигуном внутрішнього згоряння? Про внутрішнє згоряння зрозуміло. Усередині двигуна згоряє паливо. А чому 4 такту двигуна, що це таке? Дійсно, бувають і двотактні двигуни. Але на автомобілях вони використовуються вкрай рідко.

Чотиритактним двигун називається через те, що його роботу можна розділити на чотири, рівні за часом, частини. Поршень чотири рази пройде по циліндру - два рази вгору і два рази вниз. Такт починається при знаходженні поршня в крайній нижній або верхній точці. У автомобілістів-механіків це називається верхня мертва точка (ВМТ) і нижня мертва точка (НМТ).

Перший такт - такт впуску

Перший такт, він же впускний, починається з ВМТ (верхньої мертвої точки). Рухаючись вниз, поршень всмоктує в циліндр топливовоздушную суміш. Робота цього такту відбувається при відкритому клапані впуску. До речі, існує багато двигунів з декількома впускними клапанами. Їх кількість, розмір, час знаходження у відкритому стані може істотно вплинути на потужність двигуна. Є двигуни, в яких, в залежності від натискання на педаль газу, відбувається примусове збільшення часу перебування впускних клапанів у відкритому стані. Це зроблено для збільшення кількості всмоктуваного палива, яке, після загоряння, збільшує потужність двигуна. Автомобіль, в цьому випадку, може набагато швидше прискоритися.

Другий такт - такт стиснення

Наступний такт роботи двигуна - такт стиснення. Після того як поршень досяг нижньої точки, він починає підніматися вгору, тим самим, стискаючи суміш, яка потрапила в циліндр в такт впуску. Паливна суміш стискається до обсягів камери згоряння. Що це за така камера? Вільний простір між верхньою частиною поршня і верхньою частиною циліндра при знаходженні поршня у верхній мертвій точці називається камерою згоряння. Клапани, в цей такт роботи двигуна закриті повністю. Чим щільніше вони закриті, тим стиснення відбувається якісніше. Велике значення має, в даному випадку, стан поршня, циліндра, поршневих кілець. Якщо є великі зазори, то хорошого стиснення не вийде, а відповідно, потужність такого двигуна буде набагато нижче. Компресію можна перевірити спеціальним приладом. За величиною компресії можна зробити висновок про ступінь зносу двигуна.

Третій такт - робочий хід

Третій такт - робочий, Починається з ВМТ. Робочим він називається не випадково. Адже саме в цьому такті відбувається дія, що змушує автомобіль рухатися. У цьому такті в роботу вступає. Чому ця система так називається? Та тому, що вона відповідає за підпалювання паливної суміші, стиснутої в циліндрі, в камері згоряння. Працює це дуже просто - свічка системи дає іскру. Справедливості заради, варто зауважити, що іскра видається на свічці запалювання за кілька градусів до досягнення поршнем верхньої точки. Ці градуси, в сучасному двигуні, Регулюються автоматично «мізками» автомобіля.

Після того як паливо загориться, відбувається вибух - воно різко збільшується в об'ємі, змушуючи поршень рухатися вниз. Клапани в цьому такті роботи двигуна, як і в попередньому, знаходяться в закритому стані.

Четвертий такт - такт випуску

Четвертий такт роботи двигуна, останній - випускний. Досягнувши нижньої точки, після робочого такту, в двигуні починає відкриватися випускний клапан. Таких клапанів, як і впускних, може бути кілька. Рухаючись вгору, поршень через цей клапан видаляє відпрацьовані гази з циліндра - вентилює його. Від чіткої роботи клапанів залежить ступінь стиснення в циліндрах, повне видалення відпрацьованих газів і необхідну кількість всмоктується паливно-повітряної суміші.

Після четвертого такту настає черга першого. Процес повторюється циклічно. А за рахунок чого відбувається обертання - робота двигуна внутрішнього згоряння все 4 такту, що змушує поршень підніматися і опускатися в тактах стиснення, випуску і впуску? Справа в тому, що не вся енергія, що отримується в робочому такті, направляється на рух автомобіля. Частина енергії йде на розкручування маховика. А він, під дією інерції, крутить колінчастий вал двигуна, переміщаючи поршень в період «неробочих» тактів.

Що таке двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ)

Всі двигуни перетворять якусь енергію в роботу. Двигуни бувають різні - електричні, гідравлічні, теплові і т.д., в залежності від того, який вид енергії вони перетворять в роботу. ДВС - двигун внутрішнього згоряння, це тепловий двигун, в якому в корисну роботу перетворюється теплота згоряє в робочій камері палива, всередині двигуна. Також існують двигуна з зовнішнім згорянням - це реактивні двигуни літаків, ракет і т.д. в цих двигунах згоряння зовнішнє, тому вони називаються двигунами із зовнішнім згорянням.

Але простий обиватель частіше стикається з двигуном автомобіля і розуміють під двигуном саме поршневий двигун внутрішнього згоряння. У поршневому ДВС, сила тиску газів, що виникає при згорянні палива в робочій камері, впливає на поршень, який здійснює зворотно-поступальний рух в циліндрі двигуна і передає зусилля на кривошипно-шатунний механізм, який перетворює зворотно-поступальний рух поршня в обертальний рух колінчастого вала . Але це дуже спрощений погляд на ДВС. Насправді, в ДВС зосереджені складні фізичні явища, розуміння яких присвятили себе багато видатних учених. Щоб ДВС працював, в його циліндрах, змінюючи один одного, відбуваються такі процеси, як подача повітря, уприскування і розпорошення палива, його змішування з повітрям, займання утворилася суміші, поширення полум'я, видалення відпрацьованих газів. На кожен процес відводиться кілька тисячних часток секунди. Додайте до цього процеси, які протікають в системах ДВС: теплообмін, протягом газів і рідин, тертя і знос, хімічні процеси нейтралізації відпрацьованих газів, механічні та теплові навантаження. Це далеко не повний перелік. І кожен з процесів повинен бути організований найкращим чином. Адже з якості протікають в ДВС процесів складається якість двигуна в цілому - його потужність, економічність, гучність, токсичність, надійність, вартість, вага і розміри.

Читайте також

Двигуна внутрішнього згоряння бувають різні:, бензинові, зі змішанням харчуванням, і т.д. і це далеко не повний список! Як бачите, варіантів двигунів внутрішнього згоряння дуже багато, але якщо стоїть торкнутися класифікацію ДВС, то для докладного розгляду всього обсягу матеріалу знадобиться мінімум 20-30 сторінок - великий обсяг, чи не так? І це тільки класифікація ...

Принциповий ДВС автомобіля НИВА

1 - Щуп для виміру рівня масла в картері
2 - Шатун
3 - маслозаборнік
4 - Насос шестерний
5 - Провідна шестерня насоса
6 - Привідний вал НШ
7 - Підшипник ковзання (вкладиш)
8 - Вал колінчастий
9 - Манжета хвостовика колінчастого вала
10 - Болт для кріплення шківа
11 - Блок, служить для приводу генератора, насоса водяного охолодження
12 - Ремінь клинопасової передачі
13 - Провідна зірочка КШМ
14 - Зірочка привода НШ
15 - Генератор
16 - Лобова частина ДВС
17 - Натяжитель цепи
18 - Вентилятор
19 - Ланцюг приводу ГРМ
20 - Клапан впускний
21 - Клапан випускний

22 - Зірочка розподільного вала
23 - Корпус розподільного вала
24 - Вал розподільний ГРМ
25 - Пружина клапана
26 - Кришка ГРМ
27 - Кришка заливна
28 - Штовхач
29 - Втулка клапан
30 - Головка блоку циліндрів
31 - Пробка системи охолодження
32 - Свічка запалювання
33 - Прокладка головки блоку циліндрів
34 - Поршень
35 - Корпус манжети
36 - Манжета
37 - Півкільце від ОСАЦВ зміщення
38 - Кришка опори колінчастого вала
39 - Маховик
40 - Блок циліндрів
41 - Кришка картера зчеплення
42 - Піддон картера

Жодна область діяльності непорівнянна з поршневими ДВС за масштабами, кількістю людей зайнятих в розробці, виробництві і експлуатації. В розвинених країнах діяльність чверті самодіяльного населення прямо або побічно пов'язана з поршневим двигунобудування. Двигунобудування, як виключно наукомістка область, визначає і стимулює розвиток науки і освіти. Загальна потужність поршневих двигунів внутрішнього згоряння становить 80 - 85% потужності всіх енергоустановок світової енергетики. На автомобільному, залізничному, водному транспорті, в сільському господарстві, Будівництві, засобах малої механізації, Ряді інших областей, поршневий ДВС як джерело енергії поки не має належної альтернативи. світове виробництво тільки автомобільних двигунів безперервно збільшується, перевищивши 60 мільйонів одиниць на рік. Кількість вироблених в світі малорозмірних двигунів також перевищує десятки мільйонів на рік. Навіть в авіації поршневі двигуни домінують за сумарною потужністю, кількістю моделей і модифікацій і кількості встановлених на літаки двигунів. У світі експлуатується кілька сотень тисяч літаків з поршневими ДВС (бізнес-класу, спортивних, безпілотних і т.д.). У США на частку поршневих двигунів припадає близько 70% потужності всіх двигунів, встановлених на цивільних літальних апаратах.

Але з часом все змінюється і скоро ми побачимо і будемо експлуатувати принципово інші типи двигунів, які буде мати високі експлуатаційні показники, Високий ККД, простота конструкції і головне - екологічність. Так, все вірно, головним мінусом двигуна внутрішнього згоряння є його екологічна характеристика. Хоч як би відточували роботу ДВС, які б системи не впроваджували, він все одно виявляється істотний вплив на наше здоров'я. Так, тепер можна з упевненістю сказати, що існуюча технологія моторобудування відчуває "стелю" - це такий стан, коли та, чи інша технологія повністю вичерпала свої можливість, повністю вижато, все що можна було зробити - вже зроблено і з точки зору екології принципово НІЧОГО вже не змінити в існуючих типах ДВС. Постає питання: чи потрібно повністю міняти принцип роботи двигуна, його енергоносій (нафтові продукти) на щось нове, принципово інше (). Але, на жаль, це справа не одного дня чи навіть року, потрібні десятиліття ...

Поки ще не одне покоління вчених і конструкторів досліджуватимуть і вдосконалювати стару технологію поступово підходячи все ближче і ближче до стінки, через яку вже буде неможливо перескочити (фізично це не можливо). Ще дуже довго ДВС буде давати роботу тим, хто його виробляє, експлуатує, обслуговує і продає. Чому? Все дуже просто, але в той же час цю просту істину далеко не всі розуміють і приймають. Головна причина уповільнення впровадження принципово інших технологій - капіталізм. Так, як би це дивно не звучало, але саме капіталізм, та система, яка як здається повинна бути зацікавлена \u200b\u200bв нових технологіях, гальмує розвиток людства! Все дуже просто - потрібно заробляти. Як же бути з тими нафтовими вишками, нафтозаводи і доходами?

ДВС «ховали» неодноразово. У різний час на зміну йому приходили електродвигуни на акумуляторах, паливні елементи на водні і багато іншого. ДВС незмінно перемагав в конкурентній боротьбі. І навіть проблема вичерпання запасів нафти і газу - це не проблема ДВС. Існує необмежене джерело палива для ДВС. За останніми даними, нафта може відновлюватися, а що це значить для нас?

характеристики ДВС

При одних і тих же конструктивних параметрах у різних двигунів такі показники, як потужність, крутний момент і питома витрата палива, можуть відрізнятися. Це пов'язано з такими особливостями, як кількість клапанів на циліндр, фази газорозподілу і т. П. Тому для оцінки роботи двигуна на різних оборотах використовують характеристики - залежність його показників від режимів роботи. Характеристики визначаються дослідним шляхом на спеціальних стендах, так як теоретично вони розраховуються лише приблизно.

Як правило, в технічній документації до автомобіля наводяться зовнішні швидкісні характеристики двигуна (рисунок ліворуч), що визначають залежність потужності, крутного моменту і питомої витрати палива від числа оборотів коленвала при повній подачі палива. Вони дають уявлення про максимальних показниках двигуна.

Показники двигуна (спрощено) змінюються з наступних причин. Зі збільшенням числа оборотів коленвала росте крутний момент завдяки тому, що в циліндри надходить більше палива. Приблизно на середніх оборотах він досягає свого максимуму, а потім починає знижуватися. Це відбувається через те, що зі збільшенням швидкості обертання коленвала починають грати істотну роль інерційні сили, сили тертя, аеродинамічний опір впускних трубопроводів, яке погіршується наповнення циліндрів свіжим зарядом паливо-повітряної суміші, і т. П.

Швидке зростання крутного моменту двигуна вказує на хорошу динаміку розгону автомобіля завдяки інтенсивному збільшенню сили тяги на колесах. Чим довше величина моменту знаходиться в районі свого максимуму і не знижується, тим краще. Такий двигун більш пристосований до зміни дорожніх умов і рідше доведеться перемикати передачі.

Потужність зростає разом з обертовим моментом і навіть, коли він починає знижуватися, продовжує збільшуватися завдяки підвищенню оборотів. Після досягнення максимуму потужність починає знижуватися з тієї ж причини, по якій зменшується крутний момент. Обороти трохи вище максимальної потужності обмежують регулюючими пристроями, так як в цьому режимі значна частина палива витрачається не на вчинення корисної роботи, а на подолання сил інерції і тертя в двигуні. Максимальна потужність визначає максимальну швидкість автомобіля. В цьому режимі автомобіль не розганяється і двигун працює тільки на подолання сил опору руху - опору повітря, опору коченню і т. П.

Величина питомої витрати палива також змінюється в залежності від оборотів коленвала, що видно на характеристиці. Питома витрата палива повинен знаходитися якомога довше поблизу мінімуму; це вказує на хорошу економічність двигуна. Мінімальний питома витрата, як правило, досягається трохи нижче середніх оборотів, на яких в основному і експлуатується автомобіль при русі в місті.

Пунктирною лінією на графіку вище показані більш оптимальні характеристики двигуна.

На сьогоднішній день двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) або як його ще називають "атмосферник" - основний тип двигуна, який широко застосовується в автомобільній індустрії. Що таке ДВС? Це - багатофункціональний теплової агрегат, який за допомогою хімічних реакцій і законів фізики перетворює хімічну енергію паливної суміші в механічну силу (роботу).

Двигуни внутрішнього згоряння поділяються на:

Поршневий ДВС.
Роторно-поршневий ДВС.
Газотурбінний ДВС.

Поршневий двигун внутрішнього згоряння - найпопулярніший серед перерахованих вище двигунів, він завоював світове визнання і вже багато років лідирує в автоіндустрії. Пропоную більш детально розглянути пристрій ДВС, А також принцип його роботи.

До переваг поршневого двигуна внутрішнього згоряння можна віднести:

Універсальність (застосування на різних транспортних засобах).
Високий рівень автономної роботи.
Компактні розміри.
Прийнятна ціна.
Здатність до швидкого запуску.
Невелика вага.
Можливість роботи з різними видами палива.

Крім "плюсів" має двигун внутрішнього згоряння і ряд серйозних недоліків, серед яких:

Висока частота обертання коленвала.
Великий рівень шуму.
Занадто великий рівень токсичності в вихлопних газах.
Маленький ККД (коефіцієнт корисної дії).
Невеликий ресурс служби.

Двигун внутрішнього згорання розрізняються за типом палива, вони бувають:

Бензиновими.
Дизельними.
А також газовими та спиртовими.

Останні два можна назвати альтернативними, оскільки на сьогоднішній день вони не отримали широкого застосування.

Спиртовий ДВС працює на водні - найперспективніший і екологічний, він не викидає в атмосферу шкідливий для здоров'я "СО2", який міститься в відпрацьованих газах поршневих двигунів внутрішнього згоряння.

Поршневий ДВС складається з наступних підсистем:

Кривошипно-шатунний механізм (КШМ).
Система впуску.
Паливна система.
Система змазки.
Система запалювання (в бензинових моторах).
Випускна система.
Система охолодження.
Система управління.

Корпус двигуна складається з декількох частин, в які входять: блок циліндрів, а також головка блоку циліндрів (ГБЦ). Завдання КШМ - перетворити зворотно-поступальні рухи поршня під обертові рухи клонували. Газорозподільний механізм необхідний ДВС для забезпечення своєчасного впуску в циліндри паливно-повітряної суміші і такий же своєчасний випуск відпрацьованих газів.

Впускная система служить для своєчасної подачі повітря в двигун, який необхідний для утворення паливно-повітряної суміші. Паливна система здійснює подачу в двигун палива, в тандемі дві цих системи працюють над освітою паливно-повітряної суміші після чого вона подається за допомогою системи упорскування в камеру згоряння.

Займання паливно-повітряної суміші відбувається завдяки системі запалювання (в бензинових ДВС), в дизельних моторах займання відбувається за рахунок стиснення суміші і свічок накалу.

Система змащення як вже зрозуміло з назви служить для змащування деталей, знижуючи тим самим їх знос, збільшуючи термін їх служби і відводячи тим самим від їх поверхонь температуру. Охолодження поверхонь, що нагріваються і деталей забезпечує система охолодження, вона відводить температуру за допомогою охолоджуючої рідини по своїх каналах, яка проходячи через радіатор - охолоджується і повторює цикл. Система випуску забезпечує висновок відпрацьованих газів з циліндрів ДВС за допомогою, яка входить до складу цієї системи, знижує шум супроводжуваний викид газів і їх токсичність.

Система управління двигуном (в сучасних моделях за це відповідає електронний блок управління (ЕБУ) або бортовий комп'ютер) Необхідна для електронного управління всіма вищеописаними системами і забезпечення їх синхронності.

Як працює двигун внутрішнього згоряння?

Принцип роботи ДВС базується на ефекті теплового розширення газів, яке виникає під час згоряння паливно-повітряної суміші, за рахунок чого здійснюється рух поршня в циліндрі. Робочий цикл двигуна внутрішнього згоряння відбувається за два оберти коленвала і складається з чотирьох тактів, звідси і назва - чотиритактний двигун.

Перший такт - впуск.
Другий - стиснення.
Третій - робочий хід.
Четвертий - випуск.

Під час перших двох тактів - впуску та робочого такту, рухається вниз, за \u200b\u200bдва інших стиск і випуск - поршень йде вгору. Робочий цикл кожного з циліндрів налаштований таким чином щоб не збігатися по фазах, це необхідно для того щоб забезпечити рівномірність роботи двигуна внутрішнього згоряння. Є в світі і інші двигуни, робочий цикл яких відбувається всього за два такту - стиснення і робочий хід, цей двигун називається двотактним.

На такті впуску паливна система і впускная утворюють паливно-повітряну суміш, яка утворюється у впускному колекторі або безпосередньо в камері згоряння (все залежить від типу конструкції). У впускному колекторі у випадку з центральним і розподіленим уприскуванням бензинових ДВС. У камері згоряння у випадку з безпосереднім уприскуванням в бензинових і дизельних моторах. Паливно-повітряна суміш або повітря під час відкриття впускних клапанів ГРМ подається в камеру згоряння за рахунок розрядження, яке виникає під час руху поршня вниз.

Впускні клапани закриваються на такті стиснення, після чого паливно-повітряна суміш в циліндрах двигуна стискається. Під час такту "робочий хід" суміш запалюється примусово або самозаймається. Після загоряння в камері виникає великий тиск, Яке створюють гази, це тиск впливає на поршень, якому нічого не залишається як почати рухатися вниз. Це рух поршня в тісному контакті з кривошипно-шатунним механізмом приводять в рух колінчастий вал, який в свою чергу утворює крутний момент, що приводить колеса автомобіля в рух.

Такт "випуск", після чого відпрацьовані гази звільняють камеру згоряння, а після і випускну систему, Йдучи охолодженими і частково очищеними в атмосферу.

коротке резюме

Після того як ми розглянули принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння можна зрозуміти чому ДВС має низький ККД, який становить приблизно 40%. У той час як в одному циліндрі відбувається корисну дію, Інші циліндри грубо кажучи не діють, забезпечуючи роботу першого тактами: впуск, стиснення, випуск.

На цьому у мене все, сподіваюся вам все зрозуміло, після прочитання цієї статті ви легко зможете відповісти на питання, що таке ДВС і як влаштований двигун внутрішнього згоряння. Дякую за увагу!

Шукати в цьому блозі

Дистанційне навчання

Трактори96тр Урок№4 Тема: Двигун внутрішнього згоряння, його застосування 26.11.20

Принцип роботи ДВС. Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння. Системи і механізми двигуна, і їх призначення