Първият двигател с вътрешно горене. Как работи двигател с вътрешно горене? Комбинирани видове двигатели с вътрешно горене

Повечето шофьори нямат представа какво представлява автомобилният двигател. И е необходимо да се знае това, защото не е за нищо, че когато учат в много автошколи, учениците се учат на принципа работа на двигател с вътрешно горене. Всеки шофьор трябва да има представа как работи двигателят, защото това знание може да бъде полезно на пътя.

Разбира се, че има различни видовеи марки автомобилни двигатели, чиято работа се различава една от друга в малки детайли (системи за впръскване на гориво, разположение на цилиндрите и др.). Въпреки това основният принцип за всички видове двигатели с вътрешно горене остава същият.

Дизайнът на автомобилен двигател на теория

Винаги е уместно да се разгледа дизайнът на двигател с вътрешно горене, като се използва примерът за работа на един цилиндър. Въпреки че най-често леките автомобили са с 4, 6, 8 цилиндъра. Във всеки случай основната част на двигателя е цилиндърът. Съдържа бутало, което може да се движи нагоре и надолу. В същото време има 2 граници на движението му - горна и долна. Професионалистите ги наричат ​​TDC и BDC (горен и долен мъртви точки).

Самото бутало е свързано с мотовилката, а мотовилката е свързана с колянов вал. Когато буталото се движи нагоре и надолу, свързващият прът прехвърля натоварването върху коляновия вал и той се върти. Натоварванията от вала се пренасят върху колелата, карайки колата да се движи.

Но основната задача е буталото да работи, защото то е основната движеща сила на този сложен механизъм. Това се прави с помощта на бензин, дизелово горивоили газ. Капка гориво, запалваща се в горивната камера, изхвърля буталото голяма силанадолу, като по този начин го привеждате в движение. След това буталото по инерция се връща до горната граница, където бензинът отново експлодира и този цикъл се повтаря непрекъснато, докато водачът изключи двигателя.

Ето как изглежда автомобилен двигател. Това обаче е само теория. Нека разгледаме по-отблизо работните цикли на двигателя.

Четиритактов цикъл

Почти всички двигатели работят на 4-тактов цикъл:

1. Вход за гориво.
2. Компресия на горивото.
3. Изгаряне.
4. Изхвърляне на отработените газове извън горивната камера.

Схема

Снимката по-долу показва типична схемаустройства за автомобилен двигател (един цилиндър).

Тази диаграма ясно показва основните елементи:

A - Разпределителен вал.

B - Капак на клапана.

C - Изпускателен клапан, през който се отстраняват газовете от горивната камера.

D - Изпускателен порт.

E - Цилиндрова глава.

F - Кухина за охлаждаща течност. Най-често има антифриз, който охлажда корпуса на отоплителния двигател.

G - Мотоблок.

H - Маслен картер.

I - Тиган, където се оттича цялото масло.

J - Запалителна свещ, произвеждаща искра за запалване горивна смес.

К- Смукателен клапан, през който горивната смес влиза в горивната камера.

L - Входен порт.

M - Бутало, което се движи нагоре и надолу.

N - Биела, свързана с буталото. Това е основният елемент, който предава сила на коляновия вал и трансформира линейното движение (нагоре и надолу) във въртеливо движение.

O - Биелен лагер.

P - Колянов вал. Той се върти поради движението на буталото.

Също така си струва да се подчертае такъв елемент като бутални пръстени (те също се наричат ​​пръстени за скрепер на масло). Те не са показани на снимката, но са важен компонент от системата на двигателя на автомобила. Тези пръстени обикалят буталото и създават максимално уплътнение между стените на цилиндъра и буталото. Те предотвратяват навлизането на гориво маслен съди масло в горивната камера. Повечето стари двигатели на автомобили VAZ и дори двигатели Европейски производителиимат износени пръстени, които не създават ефективно уплътнение между буталото и цилиндъра, което позволява на маслото да изтече в горивната камера. В такава ситуация ще се спазва повишена консумациябензин и масло "жор".

Това са основните конструктивни елементи, които се срещат във всички двигатели. вътрешно горене. Всъщност има много повече елементи, но няма да засягаме тънкостите.

Как работи двигателят?

Да започнем с първоначалната позиция на буталото - то е отгоре. IN този моментВходният отвор се отваря от клапан, буталото започва да се движи надолу и засмуква горивната смес в цилиндъра. В този случай само малка капка бензин влиза в резервоара на цилиндъра. Това е първата стъпка от работата.

По време на втория ход буталото достига най-ниската си точка, в същото време входният отвор се затваря, буталото започва да се движи нагоре, в резултат на което горивната смес се компресира, тъй като няма къде да отиде в затворената камера. Когато буталото достигне максималната си горна точка, горивната смес се компресира до своя максимум.

Третият етап е запалване на компресираната горивна смес с помощта на запалителна свещ, която излъчва искра. В резултат на това запалимият състав избухва и бута буталото надолу с голяма сила.

На последния етап частта достига долната граница и по инерция се връща горна точка. По това време се отваря Изпускателен клапан, отработената смес под формата на газ напуска горивната камера и навлиза на улицата през изпускателната система. След това цикълът, започващ от първия етап, се повтаря отново и продължава през цялото време, докато водачът изключи двигателя.

В резултат на експлозията на бензина буталото се движи надолу и избутва коляновия вал. Развива се и пренася товари върху колелата на автомобила. Точно така изглежда автомобилен двигател.

Разликата в бензиновите двигатели

Методът, описан по-горе, е универсален. Работата на почти всеки се основава на този принцип. бензинови двигатели. Дизелови двигателисе различават по това, че няма свещи - елементът, който запалва горивото. Детонацията на дизеловото гориво възниква поради силното компресиране на горивната смес. Тоест, в третия цикъл буталото се издига нагоре, силно компресира горивната смес и естествено експлодира под въздействието на налягане.

ICE алтернатива

Трябва да се отбележи, че наскоро на пазара се появиха електрически автомобили - автомобили с електрически двигатели. Там принципът на работа на двигателя е съвсем различен, тъй като източникът на енергия не е бензин, а електричество в батерии. Но за сега автомобилен пазарпринадлежи към автомобили с двигатели с вътрешно горене и електродвигателине може да се похвали с висока ефективност.

Няколко думи в заключение

Това устройство с двигател с вътрешно горенее практически перфектен. Но всяка година се разработват нови технологии, които нарастват Оперативна ефективностдвигател, характеристиките на бензина са подобрени. С дясната поддръжкаедин автомобилен двигател може да издържи десетилетия. Някои успешни двигатели от японски и Германски опасения"пробягат" милион километра и стават неизползваеми единствено поради механично остаряване на части и триещи се двойки. Но много двигатели, дори след милионен пробег, успешно преминават основен ремонт и продължават да изпълняват предназначението си.

Преди да разгледате въпроса, как работи автомобилен двигател, необходимо е поне в общ контурразбере структурата му. Всяка кола има двигател с вътрешно горене, чиято работа се основава на преобразуването на топлинната енергия в механична. Нека да разгледаме по-дълбоко този механизъм.

Как работи автомобилен двигател - проучете схемата на устройството

Класическата конструкция на двигателя включва цилиндър и картер, затворен отдолу с картер. Вътре в цилиндъра има различни пръстени, които се движат в определена последователност. Има форма на чаша, като дъното е разположено в горната й част. За да разберете най-накрая как работи автомобилен двигател, трябва да знаете, че буталото с помощта бутален болта биелата е свързана с коляновия вал.

За плавно и меко въртене коренът и биелни лагери, играещи ролята на лагери. Част колянов валвключва бузите, както и главните и съединителните шейни. Всички тези части, събрани заедно, се наричат ​​колянов механизъм, който преобразува възвратно-постъпателното движение на буталото в кръгово въртене.

Горната част на цилиндъра е затворена от главата, където са разположени всмукателните и изпускателните клапани. Те се отварят и затварят в съответствие с движението на буталото и движението на коляновия вал. За да разберете точно как работи автомобилен двигател, видеоклиповете в нашата библиотека трябва да бъдат проучени толкова подробно, колкото статията. Междувременно ще се опитаме да изразим ефекта му с думи.

Как работи автомобилен двигател - накратко за сложните процеси

И така, границата на движение на буталото има две крайни позиции– горна и долна мъртви точки. В първия случай буталото е на максимално разстояние от коляновия вал, а вторият вариант е най-късото разстояние между буталото и коляновия вал. За да се гарантира, че буталото преминава през мъртвите точки без спиране, се използва дисковиден маховик.

Важен параметър за двигателите с вътрешно горене е степента на компресия, която пряко влияе върху тяхната мощност и ефективност.

За да разберете правилно принципа на работа на автомобилния двигател, трябва да знаете, че той се основава на използването на газове, разширени по време на процеса на нагряване, в резултат на което буталото се движи между горната и долната мъртви точки. При горна позицияБуталото изгаря гориво, което влиза в цилиндъра и се смесва с въздух. В резултат на това температурата на газовете и тяхното налягане се повишава значително.

Газовете извършват полезна работа, поради което буталото се движи надолу. По-нататък колянов механизъмдействието се предава на предаването и след това на автомобилно колело. Отпадъчните продукти се отстраняват от цилиндъра през изпускателната система и на тяхно място се подава нова порция гориво. Целият процес, от подаването на гориво до отстраняването на отработените газове, се нарича работен цикъл на двигателя.

Принципът на работа на автомобилен двигател - разлики в моделите

Има няколко основни вида двигатели с вътрешно горене. Най-простият е двигателят с редово разположени цилиндри. Подредени в един ред, те като цяло съставляват определен работен обем. Но постепенно някои производители се отдалечиха от тази технология на производство към по-компактна версия.

Много модели използват дизайна V-образен двигател. При тази опция цилиндрите са разположени под ъгъл един спрямо друг (в рамките на 180 градуса). В много дизайни броят на цилиндрите варира от 6 до 12 или повече. Това дава възможност за значително намаляване на линейния размер на двигателя и намаляване на неговата дължина.

По този начин разнообразието от двигатели им позволява успешно да се използват в автомобили за голямо разнообразие от цели. Това могат да бъдат стандартни автомобили и камиони, и спортни колии джипове. В зависимост от типа двигател, определено спецификациицялата кола.

По-голямата част от автомобилите използват петролни деривати като гориво за двигателя. Когато тези вещества горят, се отделят газове. В затворено пространство създават натиск. Сложен механизъм възприема тези натоварвания и ги трансформира първо в постъпателно движение, а след това във въртеливо движение. Това е в основата на принципа на работа на двигателя с вътрешно горене. След това въртенето се предава на задвижващите колела.

Бутален двигател

Какво е предимството на такъв механизъм? Какво даде? нов принципработа на двигател с вътрешно горене? В момента е оборудван не само с автомобили, но и със селскостопански и товаро-транспортни средства, локомотиви, мотоциклети, мотопеди и скутери. Двигатели от този тип са монтирани на военна техника: танкове, бронетранспортьори, хеликоптери, катери. Можете да помислите и за моторни триони, косачки, мотопомпи, генераторни подстанции и друга мобилна техника, която използва дизелово гориво, бензин или газова смес.

Преди изобретяването на принципа на вътрешно горене, горивото, често твърдо (въглища, дърва за огрев), се изгаряше в отделна камера. За целта е използван котел за подгряване на водата. Парата беше използвана като основен източник на движеща сила. Такива механизми бяха масивни и големи. Те бяха оборудвани с парни локомотиви и моторни кораби. Изобретяването на двигателя с вътрешно горене направи възможно значително намаляване на размерите на механизмите.

Система

Когато двигателят работи, непрекъснато протичат редица циклични процеси. Те трябва да са стабилни и да преминават в строго определен период от време. Това условие осигурява непрекъсната работавсички системи.

При дизеловите двигатели горивото не е предварително подготвено. Системата за подаване на гориво го доставя от резервоара и то се подава под високо налягане към цилиндрите. Бензинът се смесва предварително с въздух по пътя.

Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене е такъв, че системата за запалване запалва тази смес, а коляновият механизъм приема, трансформира и предава енергията на газовете към трансмисията. Газоразпределителната система освобождава продуктите от горенето от цилиндрите и ги отстранява навън превозно средство. В същото време звукът от изгорелите газове е намален.

Системата за смазване позволява на движещите се части да се въртят. Триещите се повърхности обаче се нагряват. Охладителната система гарантира, че температурата не надвишава ограниченията приемливи стойности. Въпреки че всички процеси протичат в автоматичен режим, те все още трябва да бъдат наблюдавани. Това се осигурява от системата за управление. Той предава данни към дистанционното управление в кабината на водача.

Достатъчно сложен механизъмтрябва да има тяло. В него са монтирани основните възли и възли. Допълнително оборудванеза системи, които осигуряват нормалната му работа, той се намира наблизо и е монтиран на подвижни стойки.

Цилиндровият блок съдържа коляновия механизъм. Основното натоварване от изгорелите горивни газове се прехвърля върху буталото. Той е свързан с биела с коляновия вал, който се преобразува движение напредв ротационен.

В блока има и цилиндър. Буталото се движи по вътрешната си равнина. В него са изрязани жлебове за поставяне на О-пръстените. Това е необходимо, за да се сведе до минимум празнината между равнините и да се създаде компресия.

Главата на цилиндъра е прикрепена към горната част на тялото. В него е монтиран газоразпределителен механизъм. Състои се от вал с ексцентрици, кобилици и клапани. Алтернативното им отваряне и затваряне осигурява навлизането на гориво в цилиндъра и след това освобождаването на отпадъчните продукти от горенето.

Корпусът на цилиндровия блок е монтиран на дъното на корпуса. Там тече масло, след като смазва триещите се фуги на части от компоненти и механизми. Вътре в двигателя има и канали, през които циркулира охлаждащата течност.

Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене

Същността на процеса е превръщането на един вид енергия в друг. Това се случва, когато горивото се изгаря в затвореното пространство на цилиндъра на двигателя. Отделените газове се разширяват и в работното пространство се създава свръхналягане. Буталото го приема. Може да се движи нагоре и надолу. Буталото е свързано с коляновия вал посредством мотовилка. Всъщност това са основните части на коляновия механизъм - основният възел, отговорен за преобразуването на химическата енергия на горивото във въртеливото движение на вала.

Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене се основава на редуващи се цикли. Когато буталото се движи надолу, се извършва работа - коляновият вал се завърта на определен ъгъл. В единия край е закрепен масивен маховик. След като получи ускорение, той продължава да се движи по инерция и това също завърта коляновия вал. Сега мотовилката избутва буталото нагоре. Той заема работна позиция и отново е готов да поеме енергията на запалено гориво.

Особености

Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене леки автомобилинай-често се основава на преобразуване на енергията на изгорял бензин. Камиони, трактори и специално оборудванеса оборудвани предимно с дизелови двигатели. Като гориво може да се използва и втечнен газ. Дизеловите двигатели нямат система за запалване. Запалването на горивото става от създаде натискв работната камера на цилиндъра.

Работният цикъл може да бъде завършен с един или два оборота на коляновия вал. В първия случай се получават четири удара: всмукване на гориво и запалване, силов ход, компресия и изпускане на отработените газове. Двутактовият двигател с вътрешно горене завършва пълен цикъл за един оборот на коляновия вал. В този случай в един такт се впръсква и компресира гориво, а във втория се отделят запалване, силов ход и изгорели газове. Ролята на газоразпределителния механизъм в двигателите от този тип се играе от буталото. Движейки се нагоре и надолу, той последователно отваря прозорците на входа на горивото и изхода на отработените газове.

С изключение бутални двигатели с вътрешно горенеима и турбинни, реактивни и комбинирани двигателивътрешно горене. Преобразуването на енергията на горивото в движение напред на превозното средство се извършва по различни принципи. Дизайн на двигателя и спомагателни системисъщо е значително различен.

загуби

Въпреки факта, че двигателят с вътрешно горене е надежден и стабилен, неговата ефективност не е достатъчно висока, както може да изглежда на пръв поглед. В математическото измерение Ефективност на двигателявътрешното горене е средно 30-45%. Това предполага, че по-голямата част от енергията на изгореното гориво се губи.

Ефективност на най-добрите бензинови двигателиможе да бъде само 30%. И само масивни, икономични дизелови двигатели, които имат много допълнителни механизми и системи, могат ефективно да преобразуват до 45% от енергията на горивото като мощност и полезна работа.

Конструкцията на двигател с вътрешно горене не може да елиминира загубите. Част от горивото няма време да изгори и напуска с отработените газове. Друг елемент на загуба е консумацията на енергия за преодоляване на различни видове съпротивление по време на триене на свързващите повърхности на части от компоненти и механизми. А друга част от него се изразходва за активиране на системите на двигателя, които осигуряват неговата нормална и непрекъсната работа.

Изобретяването на двигателя с вътрешно горене позволи на човечеството да направи значителни стъпки напред в развитието. Сега двигателите, които се използват за изпълнение полезна работаЕнергията, отделена при изгарянето на горивото, се използва в много области на човешката дейност. Но тези двигатели са най-разпространени в транспорта.

Всички електроцентрали се състоят от механизми, компоненти и системи, които, взаимодействайки помежду си, осигуряват преобразуването на енергията, освободена по време на изгарянето на запалими продукти, във въртеливо движение на коляновия вал. Именно това движение е полезното му дело.

За да стане по-ясно, трябва да разберете принципа на работа на електроцентралата с вътрешно горене.

Принцип на действие

При изгаряне на запалима смес, състояща се от запалими продукти и въздух, тя се отделя повече количествоенергия. Освен това в момента, в който сместа се запали, тя значително увеличава обема си, налягането в епицентъра на запалването се увеличава, всъщност се получава малка експлозия с освобождаване на енергия. Този процес се приема като основа.

Ако горенето се извършва в затворено пространство, налягането, генерирано по време на горенето, ще окаже натиск върху стените на това пространство. Ако една от стените е направена подвижна, тогава налягането, опитвайки се да увеличи обема затворено пространство, ще премести тази стена. Ако прикрепите някакъв вид пръчка към тази стена, тогава тя вече ще работи механична работа- отдалечавайки се, ще избута този прът. Чрез свързване на пръта към манивелата, когато се движи, тя ще принуди манивелата да се върти спрямо оста си.

Това е принципът на работа захранващ блокс вътрешно горене - има затворено пространство (цилиндърна обшивка) с една подвижна стена (бутало). Стената е свързана с прът (биела) към манивелата (коляновия вал). След това се извършва обратното действие - манивелата, правейки пълен оборот около оста, избутва стената с пръта и така се връща обратно.

Но това е само принципът на работа с обяснение на прости компоненти. Всъщност процесът изглежда малко по-сложен, защото първо трябва да се уверите, че сместа влиза в цилиндъра, да я компресирате за по-добро запалване и също така да премахнете продуктите от горенето. Тези действия се наричат ​​такт.

Има общо 4 мерки:

• всмукване (сместа влиза в цилиндъра);
• компресия (сместа се компресира чрез намаляване на обема вътре в обшивката от буталото);
• работен ход (след запалване сместа, поради разширяването си, избутва буталото надолу);
• освобождаване (отстраняване на продуктите от горенето от патрона за подаване на следващата част от сместа);

Тактове на бутален двигател

От това следва, че само работният удар има полезен ефект, останалите три са подготвителни. Всеки удар е придружен от определено движение на буталото. По време на всмукателния и силовия ход се движи надолу, а по време на компресията и изтощаването се движи нагоре. И тъй като буталото е свързано с коляновия вал, всеки ход съответства на определен ъгъл на въртене на вала около оста.

Внедряването на цикли в двигателя става по два начина. Първият е с комбинация от тактове. При такъв двигател всички ходове се извършват при едно пълно завъртане на коляновия вал. Тоест половин оборот на коленете. вал, при който буталото се движи нагоре или надолу и се придружава от два хода. Тези двигатели се наричат ​​2-тактови.

Вторият метод са отделни мерки. Едно движение на буталото се придружава само от един ход. В резултат на това, за да се получи пълен цикъл на работа, са необходими 2 завъртания на коленете. вал около оста. Такива двигатели се обозначават като 4-тактови.

Цилиндров блок

Сега структурата на самия двигател с вътрешно горене. Основата на всяка инсталация е цилиндровият блок. Всички компоненти са разположени в него и върху него.

Конструктивните характеристики на блока зависят от определени условия - броят на цилиндрите, тяхното местоположение и методът на охлаждане. Броят на цилиндрите, които са комбинирани в един блок, може да варира от 1 до 16. Освен това блоковете с нечетен брой цилиндри са рядкост; от произвежданите в момента двигатели могат да бъдат намерени само едно- и трицилиндрови агрегати. Повечето агрегати се доставят с чифт цилиндри - 2, 4, 6, 8 и по-рядко 12 и 16.

Четирицилиндров блок

Електроцентралите с 1 до 4 цилиндъра обикновено имат редово разположени цилиндри. Ако броят на цилиндрите е по-голям, те се подреждат в два реда, с определен ъгъл на разположение на единия ред спрямо другия, така наречените електроцентрали с V-образно разположение на цилиндрите. Тази подредба позволи да се намалят размерите на блока, но в същото време тяхното производство е по-трудно, отколкото при вградена подредба.

Осем цилиндров блок

Има и друг вид блокове, при които цилиндрите са подредени в два реда и с ъгъл между тях 180 градуса. Тези двигатели се наричат. Срещат се предимно на мотоциклети, въпреки че има и автомобили с този тип задвижване.

Но условието за броя на цилиндрите и тяхното местоположение не е задължително. Има 2-цилиндрови и 4-цилиндрови двигатели с V-образно или срещуположно разположение на цилиндрите, както и 6-цилиндрови двигатели с редово разположение.

Има два вида охлаждане, които се използват на електроцентрали– въздух и течност. Зависи от дизайнерска характеристикаблок. Блокирайте с с въздушно охлажданепо-малък по размер и структурно по-опростен, тъй като цилиндрите не са включени в неговия дизайн.

Блокът с течно охлаждане е по-сложен; неговият дизайн включва цилиндри, а охлаждащата риза е разположена върху блока с цилиндри. Течността циркулира в него, премахвайки топлината от цилиндрите. В този случай блокът заедно с охлаждащата риза представляват едно цяло.

Блокът е покрит отгоре със специална плоча - главата на цилиндъра (главата на цилиндъра). Той е един от компонентите, които осигуряват затворено пространство, в което протича горивният процес. Дизайнът му може да бъде прост, без допълнителни механизми или сложен.

колянов механизъм

Включен в конструкцията на двигателя, той осигурява преобразуването на възвратно-постъпателното движение на буталото във втулката във въртеливото движение на коляновия вал. Основният елемент на този механизъм е коляновият вал. Има подвижна връзка с цилиндровия блок. Тази връзка осигурява въртене на този вал около оста му.

Към единия край на вала е прикрепен маховик. Работата на маховика е да предава въртящия момент от вала по-нататък. Тъй като 4-тактовият двигател има само един полуоборот на два оборота на коляновия вал, полезно действие- работен ход, останалите изискват обратно действие, което се извършва от маховика. Имайки значителна маса и се върти, благодарение на кинетичната си енергия осигурява въртене на коленете. вал по време на подготвителни удари.

Кръгът на маховика има зъбен пръстен, който се използва за стартиране на електроцентралата.

От другата страна на вала има задвижващо зъбно колело маслена помпаи газоразпределителен механизъм, както и фланец за закрепване на макарата.

Този механизъм също включва биели, които предават силата от буталото към коляновия вал и обратно. Свързващите пръти също са подвижно закрепени към вала.

Повърхности на цилиндровия блок, колена. Валът и биелата не контактуват директно помежду си в ставите, между тях има плъзгащи лагери - втулки.

Цилиндрово-бутална група

Състои се от тази групаот цилиндрови втулки, бутала, бутални пръстени и щифтове. Именно в тази група протича процесът на горене и отделената енергия се предава за преобразуване. Изгарянето възниква вътре в обшивката, която е затворена от едната страна от главата на блока, а от другата от буталото. Самото бутало може да се движи вътре в обшивката.

За да осигурите максимална плътност вътре в ръкава, бутални пръстени, които предотвратяват изтичането на сместа и продуктите от горенето между стените на гилзата и буталото.

Буталото е свързано подвижно с мотовилката посредством щифт.

Газоразпределителен механизъм

Задачата на този механизъм е своевременното подаване на горимата смес или нейните компоненти към цилиндъра, както и отстраняването на продуктите от горенето.

U двутактови двигателиняма механизъм като такъв. В него подаването на сместа и отстраняването на продуктите от горенето се извършват от технологични прозорци, които се правят в стените на ръкава. Има три такива прозореца - вход, байпас и изход.

Буталото, движейки се, отваря и затваря един или друг прозорец, а това пълни втулката с гориво и отвежда изгорелите газове. Използването на такова газоразпределение не изисква допълнителни компоненти, поради което главата на цилиндъра на такъв двигател е проста и нейната задача е само да осигури херметичността на цилиндъра.

4-тактовият двигател има механизъм за синхронизация на клапаните. Горивото в такъв двигател се подава през специални отвори в главата. Тези отвори са затворени с клапани. Когато е необходимо да се подаде гориво или да се отстранят газовете от цилиндъра, съответният клапан се отваря. Отварянето на клапаните гарантира разпределителен вал, който с юмруци в точният моментнатиска необходимия клапан и той отваря отвора. Разпределителният вал се задвижва от коляновия вал.

Ангренажен ремък и верижно задвижване

Оформлението на газоразпределителния механизъм може да варира. Двигателите се произвеждат с долен разпределителен вал (разположен в цилиндровия блок) и горен клапан (в главата на цилиндъра). Предаването на сила от вала към клапаните се осъществява чрез пръти и кобилици.

По-често срещани са двигатели, при които както валът, така и клапаните са разположени отгоре. При това разположение валът също е разположен в главата на цилиндъра и действа директно върху клапаните, без междинни елементи.

Система за захранване

Тази система осигурява подготовката на горивото за по-нататъшно подаване към цилиндрите. Дизайнът на тази система зависи от горивото, използвано от двигателя. Основното гориво сега се добива от нефт, с различни фракции - бензин и дизелово гориво.

Бензиновите двигатели са два вида горивна система– карбуратор и инжекцион. В първата система образуването на смес се извършва в карбуратора. Той дозира и подава гориво към въздушния поток, преминаващ през него, след което тази смес се подава към цилиндрите. Такава система се състои от резервоар за гориво, горивопроводи, вакуумна горивна помпа и карбуратор.

Карбураторна система

Същото се прави и в инжекционни коли, но тяхната дозировка е по-точна. Освен това горивото в инжекторите се добавя към въздушния поток, който вече е във всмукателната тръба през дюзата. Тази дюза пулверизира горивото, което осигурява по-добро смесване. Инжекционната система се състои от резервоар, помпа, разположена в него, филтри, горивопроводи и горивна релса с инжектори, монтирани на всмукателния колектор.

За дизелови двигатели компонентите на горивната смес се доставят отделно. Газоразпределителният механизъм доставя само въздух към цилиндрите през клапаните. Горивото се подава към цилиндрите отделно, чрез инжектори и под високо налягане. Състои се от тази системаот резервоар, филтри, горивна помпа високо налягане(горивна помпа) и инжектори.

Напоследък се появиха инжекционни системи, които работят на принципа на дизеловата горивна система - инжектор с директно впръскване.

Системата за отстраняване на отработените газове осигурява отстраняване на продуктите от горенето от цилиндрите и частична неутрализация вредни вещества, и намален звук при изпускане на отработените газове. Състои се от изпускателен колектор, резонатор, катализатор (не винаги) и ауспух.

Система за смазване

Системата за смазване намалява триенето между взаимодействащите повърхности на двигателя, като създава специален филм, който предотвратява директния контакт на повърхностите. Освен това премахва топлината и предпазва елементите на двигателя от корозия.

Системата за смазване се състои от маслена помпа, маслен контейнер - тиган, приемник за масло, маслен филтър, канали, през които маслото се придвижва към триещите се повърхности.

Охладителна система

Поддържане на оптимално Работна температураПо време на работа на двигателя се осигурява от охладителната система. Използват се два вида системи - въздушни и течни.

Въздушната система произвежда охлаждане чрез издухване на въздух над цилиндрите. За по-добро охлажданеЦилиндрите имат охлаждащи ребра.

IN течна системаохлаждането се извършва от течност, която циркулира в охлаждащата риза с директен контакт с външната стена на облицовките. Тази система се състои от охлаждаща риза, водна помпа, термостат, тръби и радиатор.

Запалителна система

Системата за запалване се използва само при бензинови двигатели. При дизеловите двигатели сместа се запалва чрез компресия, така че не се нуждае от такава система.

При бензиновите автомобили запалването се осъществява от искра, която прескача в определен момент между електродите на подгревна свещ, монтирана в главата на цилиндъра, така че нейната пола да е в горивната камера на цилиндъра.

Системата за запалване се състои от бобина за запалване, разпределител (разпределител), окабеляване и запалителни свещи.

Електрическо оборудване

Осигурява на това оборудване електрическа енергия бордова мрежаавтомобил, включително системата за запалване. Това оборудване също стартира двигателя. Състои се от батерия, генератор, стартер, кабели и различни сензори, които следят работата и състоянието на двигателя.

Това е цялата структура на двигателя с вътрешно горене. Въпреки че непрекъснато се усъвършенства, принципът му на действие не се променя само на отделни компоненти и механизми.

Съвременни разработки

Основната задача, с която се борят автомобилните производители, е намаляването на разхода на гориво и емисиите на вредни вещества в атмосферата. Поради това те непрекъснато подобряват хранителната система, резултатът е скорошният външен вид инжекционни системис директно впръскване.

Търсят се алтернативни горива най-нова разработкаВ тази насока използването на алкохоли, а също и растителни масла като гориво засега е възможно.

Учените също се опитват да установят производството на двигатели с напълно различен принцип на работа. Това например е двигателят Wankel, но досега няма особен успех.

Автопраз

Съвременният двигател с вътрешно горене е изминал дълъг път от своите предци. Той стана по-голям, по-мощен, по-екологичен, но в същото време принципът на работа, дизайнът на двигателя на автомобила, както и основните му елементи останаха непроменени.

Двигателите с вътрешно горене, широко използвани в автомобилите, са от бутален тип. Името му е това тип двигател с вътрешно горенеполучени благодарение на принципа на работа. Вътре в двигателя има работна камера, наречена цилиндър. Гори в нея работна смес. Когато в камерата гори смес от гориво и въздух, налягането, което възприема буталото, се увеличава. Докато се движи, буталото преобразува получената енергия в механична работа.

Как работи двигател с вътрешно горене?

Първите бутални двигатели имаха само един цилиндър с малък диаметър. В процеса на разработка, за да се увеличи мощността, първо се увеличи диаметърът на цилиндрите, а след това и техният брой. Постепенно двигателите с вътрешно горене придобиха познатата ни форма. Мотор модерен автомобилможе да има до 12 цилиндъра.

Съвременният двигател с вътрешно горене се състои от няколко механизма и спомагателни системи, които за по-лесно разбиране са групирани, както следва:

1. KShM - колянов механизъм.
2. Времето е механизъм за регулиране на времето на клапана.
3. Система за смазване.
4. Охладителна система.
5. Система за подаване на гориво.
6. Изпускателна система.

Също така към системи на двигатели с вътрешно гореневключват електрически системи за стартиране и управление на двигателя.

KShM - колянов механизъм

KShM - основен механизъм бутален двигател. Той изпълнява основна работа- преобразува топлинната енергия в механична. Механизмът се състои от следните части:

• Цилиндров блок.
• Цилиндрична глава.
• Бутала с щифтове, пръстени и биели.
• Колянов вал с маховик.

Време - газоразпределителен механизъм

За да може необходимото количество гориво и въздух да влезе в цилиндъра и продуктите от горенето да бъдат отстранени своевременно от работната камера, двигателят с вътрешно горене има механизъм, наречен механизъм за разпределение на газ. Той отговаря за отварянето и затварянето на всмукателните и изпускателните клапани, през които горивото и въздухът влизат в цилиндрите. запалима смеси отработените газове се отстраняват. Частите на ангренажния механизъм включват:

• Разпределителен вал.
• Входящи и изпускателни клапани с пружини и направляващи втулки.
• Части за задвижване на клапана.
• Елементи за задвижване на времето.

Ангренажният ремък се задвижва от коляновия вал на автомобилния двигател. С помощта на верига или колан въртенето се предава на разпределителния вал, който с помощта на гърбици или кобилици чрез тласкачи притиска всмукателния или изпускателния клапан и ги отваря и затваря на свой ред

В зависимост от дизайна и броя на клапаните на двигателя могат да бъдат монтирани един или два разпределителен валза всеки ред цилиндри. При система с два вала всеки вал отговаря за работата на собствения си ред клапани - всмукателни или изпускателни. Дизайнът с един вал има английско име SOHC (единичен горен разпределителен вал). Системата с два вала се нарича DOHC (Double Overhead Camshaft).

Докато двигателят работи, неговите части влизат в контакт с горещи газове, които се образуват при горенето. гориво-въздушна смес. За да се предотврати разрушаването на частите на двигателя с вътрешно горене поради прекомерно разширение при нагряване, те трябва да се охлаждат. Можете да охладите автомобилен двигател с помощта на въздух или течност. Съвременните двигатели обикновено имат верига за течно охлаждане, която се състои от следните части:

• Охлаждаща риза на двигателя
• помпа (помпа)
• Радиатор
• Вентилатор
• Разширителен съд

Охладителната риза на двигателите с вътрешно горене се формира от кухини вътре в BC и главата на цилиндъра, през които циркулира охлаждащата течност. Той отнема излишната топлина от частите на двигателя и я прехвърля към радиатора. Циркулацията се осигурява от помпа, задвижвана от ремък от коляновия вал.

Термостатът осигурява необходимото температурен режимдвигател на автомобила, пренасочвайки потока течност към радиатора или го заобикаляйки. Радиаторът от своя страна е предназначен да охлажда нагрятата течност. Вентилаторът увеличава входящия въздушен поток, като по този начин повишава ефективността на охлаждане. Необходим е разширителен резервоар модерни двигатели, тъй като използваните охлаждащи течности се разширяват значително при нагряване и изискват допълнителен обем.

Система за смазване на двигателя

Всеки двигател има много триещи се части, които трябва постоянно да се смазват, за да се намали загубата на мощност поради триене и да се избегне повишено износванеи заглушаване. За това има система за смазване. По пътя решава още няколко проблема: защита на частите на двигателя с вътрешно горене от корозия, допълнително охлажданечасти на двигателя, както и премахване на износващите се продукти от контактните точки на триещите се части. Системата за смазване на автомобилен двигател се състои от:

• Маслен картер (картер).
• Помпа за подаване на масло.
• Маслен филтър с .
• Маслопроводи.
• Пръчка за измерване на маслото (индикатор за нивото на маслото).
• Индикатор за налягане в системата.
• Гърловина за пълнене на масло.

Помпата поема масло от маслен картери го подава към маслопроводите и каналите, разположени в BC и главата на цилиндъра. През тях маслото тече към точките на контакт на триещите се повърхности.

Система за захранване

Системите за захранване на двигатели с вътрешно горене с искрово запалване и с компресионно запалване се различават една от друга, въпреки че имат редица общи елементи. Често срещаните са:

• Резервоар за гориво.
• Сензор за нивото на горивото.
• Филтри за пречистване на гориво - груби и фини.
• Горивни тръбопроводи.
• Всмукателен колектор.
• Въздушни тръби.
• Въздушен филтър.

И двете системи имат горивни помпи, горивни рейки, горивни инжектори, но поради разн физични свойствабензин и дизелово гориво, техният дизайн има значителни разлики. Самият принцип на захранване е същият: горивото от резервоара се подава през филтри с помощта на помпа горивна релса, от който влиза в инжекторите. Но ако в повечето бензинови двигатели с вътрешно горене инжекторите го подават на всмукателен колекторавтомобилен двигател, то при дизеловите двигатели се подава директно в цилиндъра и там се смесва с въздуха. Части, които осигуряват пречистване на въздуха и текат в цилиндрите - въздушен филтъри тръбите също спадат към горивната система.

Изпускателна система

Изпускателната система е предназначена за отстраняване на отработените газове от цилиндрите на автомобилен двигател. Основни детайли и компоненти:

• Изпускателен колектор.
• Изпускателна тръба на ауспуха.
• Резонатор.
• Заглушител.
• Изпускателната тръба.

IN модерни двигателидизайнът на отработените газове с вътрешно горене е допълнен с устройства за неутрализация вредни емисии. Състои се от каталитичен конвертор и сензори, комуникиращи с блока за управление на двигателя. Изпарения от трафикаот изпускателния колектор през изпускателната тръба в каталитичен конвертор, след това през резонатора в ауспуха. По-нататък изпускателната тръбате се изпускат в атмосферата.

В заключение е необходимо да се спомене системата за стартиране и управление на двигателя на автомобила. Те са важна част от двигателя, но трябва да се разглеждат заедно с електрическа системаавтомобил, което е извън обхвата на тази статия, която разглежда вътрешна организациядвигател.