Pirmasis vidaus degimo variklis. Kaip veikia vidaus degimo variklis? Kombinuoti vidaus degimo variklių tipai

Dauguma vairuotojų neįsivaizduoja, koks yra automobilio variklis. O tai žinoti būtina, nes ne veltui mokantis daugelyje vairavimo mokyklų mokiniai yra mokomi principo vidaus degimo variklio veikimas. Kiekvienas vairuotojas turėtų žinoti, kaip veikia variklis, nes šios žinios gali būti naudingos kelyje.

Žinoma, yra skirtingi tipai ir markių automobilių variklių, kurių veikimas vienas nuo kito skiriasi smulkiomis detalėmis (kuro įpurškimo sistemomis, cilindrų išdėstymu ir kt.). Tačiau pagrindinis visų tipų vidaus degimo variklių principas išlieka tas pats.

Automobilio variklio konstrukcija teoriškai

Visada tikslinga apsvarstyti vidaus degimo variklio konstrukciją, naudojant vieno cilindro veikimo pavyzdį. Nors dažniausiai lengvieji automobiliai turi 4, 6, 8 cilindrus. Bet kokiu atveju pagrindinė variklio dalis yra cilindras. Jame yra stūmoklis, kuris gali judėti aukštyn ir žemyn. Tuo pačiu metu yra 2 jo judėjimo ribos - viršutinė ir apatinė. Profesionalai juos vadina TDC ir BDC (viršutiniu ir apatiniu negyvos vietos).

Pats stūmoklis yra prijungtas prie švaistiklio, o švaistiklis yra prijungtas prie alkūninis velenas. Stūmokliui judant aukštyn ir žemyn, švaistiklis perkelia apkrovą alkūniniam velenui ir jis sukasi. Apkrovos nuo veleno perduodamos ratams, todėl automobilis pradeda judėti.

Tačiau pagrindinė užduotis yra priversti stūmoklį veikti, nes tai yra pagrindinė šio sudėtingo mechanizmo varomoji jėga. Tai daroma naudojant benziną, dyzelinis kuras arba dujos. Degalų lašas, užsiliepsnojęs degimo kameroje, išmuša stūmoklį didelė jėgažemyn ir taip jį pajudinti. Tada stūmoklis pagal inerciją grįžta į viršutinę ribą, kur benzinas vėl sprogsta ir šis ciklas kartojamas nuolat, kol vairuotojas išjungia variklį.

Taip atrodo automobilio variklis. Tačiau tai tik teorija. Pažvelkime atidžiau į variklio veikimo ciklus.

Keturių taktų ciklas

Beveik visi varikliai veikia 4 taktų ciklu:

1. Kuro įleidimo anga.
2. Kuro suspaudimas.
3. Degimas.
4. Išmetamųjų dujų išleidimas už degimo kameros.

Schema

Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta tipinė schema automobilių variklio įtaisai (vienas cilindras).

Ši diagrama aiškiai parodo pagrindinius elementus:

A - skirstomasis velenas.

B - vožtuvo dangtis.

C - Išmetimo vožtuvas, per kurį dujos pašalinamos iš degimo kameros.

D - išmetimo anga.

E - Cilindro galvutė.

F – ertmė aušinimo skysčiui. Dažniausiai yra antifrizas, kuris aušina šildymo variklio korpusą.

G - variklio blokas.

H - alyvos karteris.

I - Keptuvė, kurioje nuteka visas aliejus.

J – uždegimo žvakė, kuri sukuria uždegimo kibirkštį kuro mišinys.

K- Įleidimo vožtuvas, per kurį kuro mišinys patenka į degimo kamerą.

L – įleidimo anga.

M – stūmoklis, kuris juda aukštyn ir žemyn.

N - Švaistiklis prijungtas prie stūmoklio. Tai yra pagrindinis elementas, kuris perduoda jėgą alkūniniam velenui ir linijinį judėjimą (aukštyn ir žemyn) paverčia sukimosi judesiu.

O - Švaistiklio guolis.

P - Alkūninis velenas. Jis sukasi dėl stūmoklio judėjimo.

Taip pat verta pabrėžti tokį elementą kaip stūmoklio žiedai (jie taip pat vadinami alyvos grandiklio žiedais). Nuotraukoje jie nepavaizduoti, tačiau yra svarbi automobilio variklio sistemos dalis. Šie žiedai eina aplink stūmoklį ir sukuria maksimalų sandarumą tarp cilindro sienelių ir stūmoklio. Jie neleidžia kurui patekti į vidų aliejaus keptuvė ir alyvą į degimo kamerą. Dauguma senų VAZ automobilių variklių ir net variklių Europos gamintojų turi susidėvėjusius žiedus, kurie nesudaro veiksmingo sandariklio tarp stūmoklio ir cilindro, todėl alyva gali nutekėti į degimo kamerą. Esant tokiai situacijai, tai bus stebima padidėjęs vartojimas benzinas ir „zhor“ alyva.

Tai yra pagrindiniai dizaino elementai, kurie pasitaiko visuose varikliuose. vidaus degimas. Tiesą sakant, yra daug daugiau elementų, bet mes neliesime subtilybių.

Kaip veikia variklis?

Pradėkime nuo pradinės stūmoklio padėties – ji yra viršuje. IN Šis momentasĮleidimo anga atidaroma vožtuvu, stūmoklis pradeda judėti žemyn ir įsiurbia kuro mišinį į cilindrą. Tokiu atveju į cilindro baką patenka tik nedidelis lašelis benzino. Tai pirmas darbo žingsnis.

Antrojo takto metu stūmoklis pasiekia žemiausią tašką, tuo pačiu užsidaro įleidimo anga, stūmoklis pradeda judėti aukštyn, dėl to kuro mišinys suspaudžiamas, nes uždaroje kameroje jis neturi kur eiti. Kai stūmoklis pasiekia didžiausią viršutinį tašką, degalų mišinys suspaudžiamas iki maksimumo.

Trečiasis etapas – suslėgto kuro mišinio uždegimas naudojant žvakę, kuri išskiria kibirkštį. Dėl to degi kompozicija sprogsta ir su didele jėga stumia stūmoklį žemyn.

Paskutiniame etape dalis pasiekia apatinę ribą ir pagal inerciją grįžta į ją viršutinis taškas. Šiuo metu jis atsidaro Išmetimo vožtuvas, išmetamųjų dujų mišinys dujų pavidalu išeina iš degimo kameros ir patenka į gatvę per išmetimo sistemą. Po to ciklas, pradedant nuo pirmojo etapo, kartojamas dar kartą ir tęsiasi visą laiką, kol vairuotojas išjungia variklį.

Dėl benzino sprogimo stūmoklis juda žemyn ir stumia alkūninį veleną. Jis išsivynioja ir perkelia krovinius ant automobilio ratų. Būtent taip atrodo automobilio variklis.

Skirtumas tarp benzininių variklių

Aukščiau aprašytas metodas yra universalus. Beveik kiekvieno darbas grindžiamas šiuo principu. benzininiai varikliai. Dyzeliniai varikliai skiriasi tuo, kad nėra uždegimo žvakių – elemento, kuris uždega degalus. Dyzelinio kuro detonacija įvyksta dėl stipraus kuro mišinio suspaudimo. Tai yra, trečiame cikle stūmoklis pakyla aukštyn, stipriai suspaudžia kuro mišinį ir veikiamas slėgio jis natūraliai sprogsta.

ICE alternatyva

Pažymėtina, kad pastaruoju metu rinkoje pasirodė elektromobiliai – automobiliai su elektriniais varikliais. Ten variklio veikimo principas yra visiškai kitoks, nes energijos šaltinis yra ne benzinas, o elektra baterijos. Bet kol kas automobilių turgus priklauso automobiliams su vidaus degimo varikliais, ir elektros varikliai negali pasigirti dideliu efektyvumu.

Pabaigai keli žodžiai

Tai vidaus degimo variklio įtaisas yra praktiškai tobula. Tačiau kiekvienais metais kuriamos naujos technologijos, kurių daugėja Veikimo efektyvumas variklis, pagerintos benzino charakteristikos. Su dešine priežiūra automobilio variklis gali tarnauti dešimtmečius. Kai kurie sėkmingi varikliai iš japonų ir Vokietijos rūpesčiai„nubėgti“ milijoną kilometrų ir tapti netinkamais vien dėl mechaninio dalių ir trinties porų pasenimo. Tačiau daugelis variklių, net ir nuvažiavę milijoninę ridą, sėkmingai atlieka kapitalinį remontą ir toliau vykdo numatytą paskirtį.

Prieš svarstant klausimą, kaip veikia automobilio variklis, tai būtina bent jau bendras kontūras suprasti jo struktūrą. Bet kuris automobilis turi vidaus degimo variklį, kurio veikimas pagrįstas šiluminės energijos pavertimu mechanine energija. Pažvelkime į šį mechanizmą giliau.

Kaip veikia automobilio variklis - išstudijuokite įrenginio schemą

Klasikinę variklio struktūrą sudaro cilindras ir karteris, apačioje uždarytas karteriu. Cilindro viduje yra įvairių žiedų, kurie juda tam tikra seka. Jis yra stiklo formos, o dugnas yra viršutinėje dalyje. Norėdami pagaliau suprasti, kaip veikia automobilio variklis, turite žinoti, kad stūmoklis padeda stūmoklio kaištis o švaistiklis prijungtas prie alkūninio veleno.

Kad sukimasis būtų sklandus ir minkštas, šaknis ir švaistiklio guoliai, atlieka guolių vaidmenį. dalis alkūninis velenas apima skruostus, taip pat pagrindinius ir švaistiklio kakliukus. Visos šios kartu surinktos dalys vadinamos švaistiklio mechanizmu, kuris paverčia stūmoklio judesį atgal į apskritą sukimąsi.

Cilindro viršus uždaromas galvute, kurioje yra įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai. Jie atsidaro ir užsidaro pagal stūmoklio judėjimą ir alkūninio veleno judėjimą. Norėdami tiksliai suprasti, kaip veikia automobilio variklis, mūsų bibliotekos vaizdo įrašai turėtų būti išstudijuoti taip pat išsamiai, kaip ir straipsnis. Tuo tarpu mes pabandysime išreikšti jo poveikį žodžiais.

Kaip veikia automobilio variklis – trumpai apie sudėtingus procesus

Taigi, stūmoklio judėjimo riba turi dvi kraštutinės pozicijos– viršutinės ir apatinės negyvosios vietos. Pirmuoju atveju stūmoklis yra maksimaliu atstumu nuo alkūninio veleno, o antrasis variantas yra trumpiausias atstumas tarp stūmoklio ir alkūninio veleno. Siekiant užtikrinti, kad stūmoklis praeitų per negyvas vietas nesustodamas, naudojamas disko formos smagratis.

Svarbus vidaus degimo variklių parametras yra suspaudimo laipsnis, kuris tiesiogiai veikia jų galią ir efektyvumą.

Norėdami teisingai suprasti automobilio variklio veikimo principą, turite žinoti, kad jis pagrįstas šildymo proceso metu išsiplėtusių dujų naudojimu, dėl kurio stūmoklis juda tarp viršutinės ir apatinės dalies. negyvos vietos. At aukščiausia pozicija Stūmoklis degina kurą, kuris patenka į cilindrą ir susimaišo su oru. Dėl to žymiai padidėja dujų temperatūra ir jų slėgis.

Dujos atlieka naudingą darbą, dėl kurio stūmoklis juda žemyn. Toliau pro alkūninis mechanizmas veiksmas perduodamas į transmisiją, o po to į automobilio ratas. Atliekos iš cilindro pašalinamos per išmetimo sistemą, o į jų vietą patenka nauja kuro dalis. Visas procesas nuo degalų tiekimo iki išmetamųjų dujų pašalinimo vadinamas variklio darbo ciklu.

Automobilio variklio veikimo principas – modelių skirtumai

Yra keletas pagrindinių vidaus degimo variklių tipų. Paprasčiausias yra variklis su eiliniu cilindrų išdėstymu. Išdėlioti vienoje eilėje, jie paprastai sudaro tam tikrą darbinį tūrį. Tačiau palaipsniui kai kurie gamintojai perėjo nuo šios gamybos technologijos prie kompaktiškesnės versijos.

Daugelis modelių naudoja dizainą V formos variklis. Pasirinkus šią parinktį, cilindrai yra vienas kito atžvilgiu (180 laipsnių kampu). Daugelyje konstrukcijų cilindrų skaičius svyruoja nuo 6 iki 12 ar daugiau. Tai leidžia žymiai sumažinti linijinį variklio dydį ir sumažinti jo ilgį.

Taigi variklių įvairovė leidžia juos sėkmingai naudoti įvairiausių paskirčių automobiliuose. Tai gali būti standartiniai automobiliai ir sunkvežimiai, ir sportinių automobilių ir visureigiai. Priklausomai nuo variklio tipo, tam tikri specifikacijas visas automobilis.

Didžioji dauguma automobilių varikliui naudoja naftos darinius. Kai šios medžiagos dega, išsiskiria dujos. Uždaroje erdvėje jie sukuria spaudimą. Sudėtingas mechanizmas suvokia šias apkrovas ir pirmiausia paverčia jas transliaciniu, o paskui sukamuoju judesiu. Tai yra vidaus degimo variklio veikimo principo pagrindas. Toliau sukimasis perduodamas varantiesiems ratams.

Stūmoklinis variklis

Koks tokio mechanizmo pranašumas? ką tu davei? naujas principas vidaus degimo variklio veikimas? Šiuo metu jame įrengti ne tik automobiliai, bet ir žemės ūkio bei krovimo automobiliai, traukinių lokomotyvai, motociklai, mopedai, motoroleriai. Šio tipo varikliai montuojami ant karinė įranga: tankai, šarvuočiai, malūnsparniai, kateriai. Taip pat galite galvoti apie grandininius pjūklus, vejapjoves, variklinius siurblius, generatoriaus pastotes ir kitą mobilią įrangą, kurios darbui naudojamas dyzelinis kuras, benzinas ar dujų mišinys.

Prieš išrandant vidaus degimo principą, kuras, dažnai kietas (anglis, malkos), buvo deginamas atskiroje kameroje. Tam vandeniui šildyti buvo naudojamas boileris. Garas buvo naudojamas kaip pagrindinis varomosios jėgos šaltinis. Tokie mechanizmai buvo masyvūs ir dideli. Jie buvo aprūpinti garvežiais ir motoriniais laivais. Vidaus degimo variklio išradimas leido žymiai sumažinti mechanizmų matmenis.

Sistema

Kai variklis veikia, nuolat vyksta daugybė ciklinių procesų. Jie turi būti stabilūs ir praeiti per griežtai apibrėžtą laikotarpį. Ši sąlyga užtikrina nepertraukiamas veikimas visos sistemos.

Dyzeliniams varikliams degalai nėra iš anksto paruošti. Degalų tiekimo sistema tiekia degalus iš bako ir tiekia juos esant aukštam slėgiui į cilindrus. Pakeliui benzinas iš anksto sumaišomas su oru.

Vidaus degimo variklio veikimo principas toks, kad uždegimo sistema uždega šį mišinį, o alkūninis mechanizmas priima, transformuoja ir perduoda transmisijai dujų energiją. Dujų paskirstymo sistema iš balionų išleidžia degimo produktus ir išneša juos į lauką transporto priemonė. Tuo pačiu metu išmetimo garsas sumažėja.

Tepimo sistema leidžia suktis judančioms dalims. Tačiau besitrinantys paviršiai įkaista. Aušinimo sistema užtikrina, kad temperatūra neviršytų nustatytų ribų priimtinos vertės. Nors visi procesai vyksta automatinis režimas, juos vis tiek reikia stebėti. Tai užtikrina valdymo sistema. Jis perduoda duomenis į vairuotojo kabinoje esantį nuotolinio valdymo pultą.

Užteks sudėtingas mechanizmas turi turėti kūną. Jame sumontuoti pagrindiniai komponentai ir mazgai. Papildoma įranga sistemoms, kurios užtikrina normalų jo veikimą, jis yra šalia ir montuojamas ant nuimamų laikiklių.

Cilindrų bloke yra švaistiklio mechanizmas. Pagrindinė apkrova iš sudegusių kuro dujų perkeliama į stūmoklį. Jis jungiamas švaistikliu prie alkūninio veleno, kuris konvertuoja judėjimas į priekįį rotacinį.

Bloke taip pat yra cilindras. Stūmoklis juda išilgai savo vidinės plokštumos. Jame yra iškirpti grioveliai, kad tilptų sandarinimo žiedai. Tai būtina norint sumažinti tarpą tarp plokštumų ir sukurti suspaudimą.

Cilindro galvutė pritvirtinta prie korpuso viršaus. Jame sumontuotas dujų paskirstymo mechanizmas. Jį sudaro velenas su ekscentrikais, svirtimis ir vožtuvais. Pakaitinis jų atidarymas ir uždarymas užtikrina kuro patekimą į cilindrą, o tada – degimo produktų atliekų išleidimą.

Cilindro bloko padėklas sumontuotas korpuso apačioje. Ten teka alyva po to, kai sutepa komponentų ir mechanizmų dalių trinančias jungtis. Taip pat variklio viduje yra kanalai, kuriais cirkuliuoja aušinimo skystis.

Vidaus degimo variklio veikimo principas

Proceso esmė – vienos rūšies energijos pavertimas kita. Taip atsitinka, kai degalai deginami uždaroje variklio cilindro erdvėje. Išleidžiamos dujos plečiasi, o darbo erdvėje susidaro perteklinis slėgis. Stūmoklis jį priima. Jis gali judėti aukštyn ir žemyn. Stūmoklis yra prijungtas prie alkūninio veleno švaistiklio pagalba. Tiesą sakant, tai yra pagrindinės švaistiklio mechanizmo dalys - pagrindinis blokas, atsakingas už cheminės kuro energijos pavertimą sukimosi veleno judėjimu.

Vidaus degimo variklio veikimo principas pagrįstas kintamaisiais ciklais. Stūmokliui judant žemyn, darbas atliekamas – alkūninis velenas sukasi tam tikru kampu. Viename gale pritvirtintas masyvus smagratis. Gavęs pagreitį, jis ir toliau juda pagal inerciją, o tai taip pat sukasi alkūninį veleną. Švaistiklis dabar stumia stūmoklį aukštyn. Jis užima darbinę poziciją ir vėl pasiruošęs perimti užsidegusio kuro energiją.

Ypatumai

Vidaus degimo variklio veikimo principas lengvųjų automobilių dažniausiai remiasi sudegusio benzino energijos konvertavimu. Sunkvežimiai, traktoriai ir speciali įranga daugiausia aprūpinti dyzeliniais varikliais. Suskystintos dujos taip pat gali būti naudojamos kaip kuras. Dyzeliniai varikliai neturi uždegimo sistemos. Kuro užsidegimas įvyksta nuo sukūrė spaudimą cilindro darbinėje kameroje.

Darbo ciklas gali būti baigtas vienu ar dviem alkūninio veleno apsisukimais. Pirmuoju atveju įvyksta keturi taktai: degalų įsiurbimas ir uždegimas, galios taktas, suspaudimas ir išmetamųjų dujų išleidimas. Dviejų taktų vidaus degimo variklis visą ciklą užbaigia vienu alkūninio veleno apsisukimu. Šiuo atveju vienu taktu įpurškiami ir suspaudžiami degalai, o antruoju – išleidžiamas uždegimas, galios taktas ir išmetamosios dujos. Dujų paskirstymo mechanizmo vaidmenį šio tipo varikliuose atlieka stūmoklis. Judant aukštyn ir žemyn, jis pakaitomis atidaro degalų įleidimo ir išmetamųjų dujų išleidimo angos langus.

Išskyrus stūmokliniai vidaus degimo varikliai taip pat yra turbina, reaktyvinis ir kombinuoti varikliai vidaus degimas. Kuro energija paverčiama transporto priemonės judėjimu pirmyn pagal skirtingus principus. Variklio konstrukcija ir pagalbinės sistemos taip pat labai skiriasi.

Nuostoliai

Nepaisant to, kad vidaus degimo variklis yra patikimas ir stabilus, jo efektyvumas nėra pakankamai didelis, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Matematinėse dimensijose Variklio efektyvumas vidaus degimas vidutiniškai 30-45%. Tai rodo, kad didžioji dalis sudeginto kuro energijos yra iššvaistoma.

Geriausio efektyvumas benzininiai varikliai gali būti tik 30 proc. Ir tik masyvūs, ekonomiški dyzeliniai varikliai, turintys daug papildomų mechanizmų ir sistemų, gali efektyviai konvertuoti iki 45% kuro energijos pagal galią ir naudingą darbą.

Vidaus degimo variklio konstrukcija negali pašalinti nuostolių. Dalis kuro nespėja sudegti ir išeina kartu su išmetamosiomis dujomis. Kitas nuostolių elementas yra energijos sąnaudos, skirtos įveikti įvairių tipų pasipriešinimą komponentų ir mechanizmų dalių jungiamųjų paviršių trinties metu. O kita dalis išleidžiama įjungiant variklio sistemas, užtikrinančias normalų ir nepertraukiamą jo veikimą.

Vidaus degimo variklio išradimas leido žmonijai žengti reikšmingus vystymosi žingsnius į priekį. Dabar varikliai, kurie naudojami atlikti naudingo darbo Kuro deginimo metu išsiskirianti energija naudojama daugelyje žmogaus veiklos sričių. Tačiau šie varikliai yra labiausiai paplitę transporte.

Visos elektrinės susideda iš mechanizmų, komponentų ir sistemų, kurios, sąveikaudamos tarpusavyje, užtikrina degių produktų degimo metu išsiskiriančios energijos pavertimą sukamuoju alkūninio veleno judesiu. Būtent šis judėjimas yra jo naudingas darbas.

Kad būtų aiškiau, reikėtų suprasti vidaus degimo jėgainės veikimo principą.

Veikimo principas

Kai dega degus mišinys, susidedantis iš degių produktų ir oro, jis išsiskiria daugiau kiekio energijos. Be to, tuo metu, kai mišinys užsiliepsnoja, žymiai padidėja jo tūris, padidėja slėgis uždegimo epicentre, iš tikrųjų įvyksta nedidelis sprogimas, kai išsiskiria energija. Šis procesas laikomas pagrindu.

Jei degimas vyksta uždaroje erdvėje, degimo metu susidaręs slėgis slėgs šios erdvės sienas. Jei viena iš sienų yra judama, tada slėgis, bandant padidinti garsumą uždara erdvė, perkels šią sieną. Jei prie šios sienos pritvirtinsite kažkokį strypą, jis jau veiks mechaninis darbas- tolstant, jis pastūmės šį strypą. Sujungus strypą prie švaistiklio, judėdamas jis privers švaistiklį suktis savo ašies atžvilgiu.

Tai yra veikimo principas energijos vienetas su vidaus degimu - yra uždara erdvė (cilindro įdėklas) su viena kilnojama sienele (stūmokliu). Sienelė yra sujungta strypu (jungiamuoju strypu) su alkūniniu velenu (alkūniniu velenu). Tada atliekamas atvirkštinis veiksmas - švaistiklis, darydamas visą apsisukimą aplink ašį, stumia sieną su strypu ir taip grįžta atgal.

Bet tai tik darbo su paprastų komponentų paaiškinimu principas. Tiesą sakant, procesas atrodo šiek tiek sudėtingesnis, nes pirmiausia turite užtikrinti, kad mišinys patektų į cilindrą, jį suspausti, kad geriau užsidegtų, taip pat pašalinti degimo produktus. Šie veiksmai vadinami taktais.

Iš viso yra 4 priemonės:

• įsiurbimas (mišinys patenka į cilindrą);
• suspaudimas (mišinys suspaudžiamas sumažinant tūrį įdėklo viduje stūmokliu);
• galios eiga (po uždegimo mišinys dėl išsiplėtimo stumia stūmoklį žemyn);
• išleidimas (degimo produktų pašalinimas iš kasetės, kad būtų tiekiama kita mišinio dalis);

Stūmoklinio variklio taktai

Iš to išplaukia, kad tik darbinis smūgis turi naudingą poveikį, kiti trys yra paruošiamieji. Kiekvieną eigą lydi tam tikras stūmoklio judėjimas. Įsiurbimo ir galios smūgio metu jis juda žemyn, o suspaudimo ir išsekimo metu – aukštyn. O kadangi stūmoklis yra prijungtas prie alkūninio veleno, kiekvienas eiga atitinka tam tikrą veleno sukimosi aplink ašį kampą.

Ciklų įgyvendinimas variklyje atliekamas dviem būdais. Pirmasis – su ritmų deriniu. Tokiame variklyje visi taktai atliekami vienu pilnu alkūninio veleno apsisukimu. Tai yra, pusė posūkio kelių. velenas, kuriuo stūmoklis juda aukštyn arba žemyn ir jį lydi du taktai. Šie varikliai vadinami 2 taktais.

Antrasis metodas yra atskiros priemonės. Vieną stūmoklio judesį lydi tik vienas smūgis. Dėl to, norint atlikti visą darbo ciklą, reikia 2 apsisukimų kelius. velenas aplink ašį. Tokie varikliai vadinami 4 taktais.

Cilindrų blokas

Dabar pati vidaus degimo variklio struktūra. Bet kokio įrengimo pagrindas yra cilindrų blokas. Visi komponentai yra jame ir ant jo.

Bloko konstrukcijos ypatumai priklauso nuo tam tikrų sąlygų – cilindrų skaičiaus, jų vietos, aušinimo būdo. Viename bloke sujungiamų cilindrų skaičius gali svyruoti nuo 1 iki 16. Be to, blokai su nelyginiu cilindrų skaičiumi yra reti iš šiuo metu gaminamų variklių, galima rasti tik vieno ir trijų cilindrų. Dauguma vienetų yra su pora cilindrų – 2, 4, 6, 8 ir rečiau 12 ir 16.

Keturių cilindrų blokas

1–4 cilindrus turinčiose jėgainėse paprastai yra cilindrų išdėstymas linijoje. Jei cilindrų skaičius didesnis, jie yra išdėstyti dviem eilėmis, tam tikru vienos eilės padėties kampu kitos atžvilgiu, vadinamosios elektrinės su V formos cilindrų padėtimi. Šis išdėstymas leido sumažinti bloko matmenis, tačiau tuo pat metu jų gamyba yra sunkesnė nei naudojant in-line išdėstymą.

Aštuonių cilindrų blokas

Yra ir kito tipo blokai, kuriuose cilindrai yra išdėstyti dviem eilėmis ir 180 laipsnių kampu tarp jų. Šie varikliai vadinami. Jie daugiausia randami ant motociklų, nors yra ir automobilių su tokio tipo jėgos agregatais.

Tačiau cilindrų skaičiaus ir jų vietos sąlyga yra neprivaloma. Yra 2 cilindrų ir 4 cilindrų varikliai su V formos arba priešinga cilindro padėtimi, taip pat 6 cilindrų varikliai su eilute.

Naudojami du aušinimo tipai elektrinės- oras ir skystis. Priklauso nuo dizaino savybė blokas. Blokuoti su aušinamas oru mažesnio dydžio ir struktūriškai paprastesnis, nes cilindrai neįtraukti į jo konstrukciją.

Blokas su skysčiu aušinamu yra sudėtingesnis, jo konstrukcijoje yra cilindrai, o bloko su cilindrais viršuje yra aušinimo apvalkalas. Jo viduje cirkuliuoja skystis, pašalindamas šilumą iš cilindrų. Šiuo atveju blokas kartu su aušinimo gaubtu sudaro vieną visumą.

Blokas iš viršaus padengtas specialia plokšte – cilindro galvute (cilindro galvute). Tai vienas iš komponentų, suteikiančių uždarą erdvę, kurioje vyksta degimo procesas. Jo konstrukcija gali būti paprasta, neįskaitant papildomų mechanizmų, arba sudėtinga.

alkūninis mechanizmas

Įtrauktas į variklio konstrukciją, jis užtikrina stūmoklio stūmoklio judesio įvorėje pavertimą alkūninio veleno sukimosi judesiu. Pagrindinis šio mechanizmo elementas yra alkūninis velenas. Jis turi judamą jungtį su cilindrų bloku. Ši jungtis užtikrina šio veleno sukimąsi aplink savo ašį.

Prie vieno veleno galo pritvirtintas smagratis. Smagračio užduotis yra toliau perduoti sukimo momentą nuo veleno. Kadangi 4 taktų variklis turi tik vieną pusę apsisukimo per du alkūninio veleno apsisukimus, naudingas veiksmas- darbinis smūgis, likusieji reikalauja atvirkštinio veiksmo, kurį atlieka smagratis. Turėdamas didelę masę ir besisukantis, dėl savo kinetinės energijos užtikrina kelių sukimąsi. velenas parengiamųjų smūgių metu.

Smagračio apskritimas turi dantytą žiedą, kuriuo paleidžiama elektrinė.

Kitoje veleno pusėje yra pavaros pavara alyvos siurblys ir dujų paskirstymo mechanizmas, taip pat jungė skriemulio tvirtinimui.

Šiame mechanizme taip pat yra švaistikliai, kurie perduoda jėgą nuo stūmoklio į alkūninį veleną ir atgal. Švaistikliai taip pat judamai pritvirtinti prie veleno.

Cilindrų bloko paviršiai, keliai. Velenas ir švaistikliai tiesiogiai nesiliečia sujungimo vietose tarp jų yra slydimo guoliai - įdėklai.

Cilindrų-stūmoklių grupė

Susideda iš ši grupė iš cilindrų įdėklų, stūmoklių, stūmoklių žiedų ir kaiščių. Būtent šioje grupėje vyksta degimo procesas ir išsiskirianti energija perduodama konversijai. Degimas vyksta įdėklo viduje, kurį iš vienos pusės uždaro bloko galvutė, o iš kitos – stūmoklis. Pats stūmoklis gali judėti įdėklo viduje.

Siekiant užtikrinti maksimalų sandarumą rankovės viduje, stūmoklių žiedai, kurios neleidžia mišiniui ir degimo produktams nutekėti tarp įdėklo sienelių ir stūmoklio.

Stūmoklis judamai prijungtas prie švaistiklio kaiščiu.

Dujų paskirstymo mechanizmas

Šio mechanizmo užduotis yra laiku tiekti degiąjį mišinį ar jo komponentus į cilindrą, taip pat pašalinti degimo produktus.

U dvitakčiai varikliai nėra jokio mechanizmo kaip tokio. Jame mišinio padavimą ir degimo produktų šalinimą atlieka technologiniai langai, kurie yra pagaminti įvorės sienelėse. Tokie langai yra trys - įvadas, aplinkkelis ir išėjimas.

Stūmoklis, judėdamas, atidaro ir uždaro vieną ar kitą langą, o tai užpildo įvorę degalų ir pašalina išmetamąsias dujas. Tokio dujų paskirstymo naudojimas nereikalauja papildomų komponentų, todėl tokio variklio cilindro galvutė yra paprasta ir jos užduotis yra tik užtikrinti cilindro sandarumą.

Keturių taktų variklis turi vožtuvo paskirstymo mechanizmą. Kuras tokiame variklyje tiekiamas per specialias galvoje esančias skylutes. Šios skylės uždaromos vožtuvais. Kai reikia tiekti kurą arba pašalinti dujas iš cilindro, atidaromas atitinkamas vožtuvas. Vožtuvų atidarymas užtikrina skirstomasis velenas, kuris su kumščiais tinkamas momentas paspaudžia reikiamą vožtuvą ir jis atidaro skylę. Paskirstymo velenas varomas iš alkūninio veleno.

Paskirstymo diržas ir grandinės pavara

Dujų paskirstymo mechanizmo išdėstymas gali skirtis. Varikliai gaminami su apatiniu skirstomuoju velenu (esančiu cilindrų bloke) ir viršutiniu vožtuvu (cilindro galvutėje). Jėga iš veleno į vožtuvus perduodama per strypus ir svirties svirtis.

Dažniau naudojami varikliai, kurių velenas ir vožtuvai yra viršuje. Su šiuo išdėstymu velenas taip pat yra cilindro galvutėje ir veikia vožtuvus tiesiogiai, be tarpinių elementų.

Tiekimo sistema

Ši sistema užtikrina kuro paruošimą tolesniam tiekimui į cilindrus. Šios sistemos konstrukcija priklauso nuo variklio naudojamo kuro. Pagrindinis kuras dabar išgaunamas iš naftos, skirtingų frakcijų – benzino ir dyzelino.

Benzininiai varikliai yra dviejų tipų Degalų sistema– karbiuratorius ir įpurškimas. Pirmoje sistemoje mišinio formavimas atliekamas karbiuratoriuje. Jis išduoda ir tiekia kurą per jį praeinančiam oro srautui, tada šis mišinys tiekiamas į cilindrus. Tokia sistema susideda iš kuro bakas, kuro linijos, vakuuminis kuro siurblys ir karbiuratorius.

Karbiuratoriaus sistema

Tas pats daroma ir įpurškimo automobiliai, tačiau jų dozavimas yra tikslesnis. Taip pat degalai purkštukuose įpilami į oro srautą jau įsiurbimo vamzdyje per antgalį. Šis antgalis purškia degalus, o tai užtikrina geresnį mišinio susidarymą. Įpurškimo sistemą sudaro bakas, jame esantis siurblys, filtrai, degalų tiekimo linijos ir ant įsiurbimo kolektoriaus sumontuotas kuro bėgis su purkštukais.

Dyzeliniuose varikliuose degalų mišinio komponentai tiekiami atskirai. Dujų paskirstymo mechanizmas per vožtuvus į balionus tiekia tik orą. Kuras į cilindrus tiekiamas atskirai, purkštukais ir esant aukštam slėgiui. Susideda iš šią sistemą iš bako, filtrų, kuro siurblio aukštas spaudimas(kuro siurblys) ir purkštukai.

Pastaruoju metu pasirodė įpurškimo sistemos, kurios veikia dyzelinio kuro sistemos principu – purkštukas su tiesioginiu įpurškimu.

Išmetamųjų dujų šalinimo sistema užtikrina degimo produktų pašalinimą iš cilindrų ir dalinį neutralizavimą kenksmingų medžiagų ir sumažintas garsas, kai išmetamos dujos. Jį sudaro išmetimo kolektorius, rezonatorius, katalizatorius (ne visada) ir duslintuvas.

Tepimo sistema

Tepimo sistema sumažina trintį tarp sąveikaujančių variklio paviršių, sukurdama specialią plėvelę, kuri apsaugo nuo tiesioginio paviršių kontakto. Be to, jis pašalina šilumą ir apsaugo variklio elementus nuo korozijos.

Tepimo sistemą sudaro alyvos siurblys, alyvos bakas - keptuvė, alyvos įleidimo anga, alyvos filtras, kanalai, kuriais alyva juda į besitrinančius paviršius.

Vėsinimo sistema

Išlaikant optimalų Darbinė temperatūra Variklio veikimo metu jį užtikrina aušinimo sistema. Naudojamos dviejų tipų sistemos – oro ir skysčio.

Oro sistema vėsina pučiant orą virš cilindrų. Dėl geresnis aušinimas Cilindrai turi aušinimo pelekus.

IN skysta sistema aušinimas atliekamas skysčiu, kuris cirkuliuoja aušinimo apvalkale, tiesiogiai liesdamasis su išorine įdėklų sienele. Šią sistemą sudaro aušinimo gaubtas, vandens siurblys, termostatas, vamzdžiai ir radiatorius.

Degimo sistema

Uždegimo sistema naudojama tik benzininiuose varikliuose. Dyzeliniuose varikliuose mišinys užsidega suspaudimo būdu, todėl jam tokios sistemos nereikia.

Benzininiuose automobiliuose uždegimą atlieka kibirkštis, kuri tam tikru momentu peršoka tarp cilindro galvutėje sumontuotos pakaitinimo žvakės elektrodų taip, kad jos sienelė būtų cilindro degimo kameroje.

Uždegimo sistema susideda iš uždegimo ritės, skirstytuvo (skirstytuvo), laidų ir uždegimo žvakių.

Elektros įranga

Tiekia šią įrangą elektros energija borto tinklas automobilis, įskaitant uždegimo sistemą. Ši įranga taip pat užveda variklį. Jį sudaro akumuliatorius, generatorius, starteris, laidai ir įvairūs jutikliai, kurie stebi variklio darbą ir būklę.

Tai yra visa vidaus degimo variklio struktūra. Nors jis nuolat tobulinamas, tačiau jo veikimo principas nesikeičia, tobulinami tik atskiri komponentai ir mechanizmai.

Šiuolaikiniai pokyčiai

Pagrindinis uždavinys, su kuriuo kovoja automobilių gamintojai, yra degalų sąnaudų ir kenksmingų medžiagų išmetimo į atmosferą mažinimas. Todėl jie nuolat tobulina maisto sistemą, rezultatas yra neseniai atsiradęs įpurškimo sistemos su tiesioginiu įpurškimu.

Ieškoma alternatyvių degalų naujausia plėtraŠia kryptimi iki šiol kaip kuras naudojami alkoholiai ir augaliniai aliejai.

Mokslininkai bando nustatyti ir visiškai kitokiu veikimo principu veikiančių variklių gamybą. Pavyzdžiui, tai yra Wankel variklis, tačiau kol kas ypatingo pasisekimo nebuvo.

Autoleek

Šiuolaikinis vidaus degimo variklis ilgą laiką nuėjo nuo savo protėvių. Jis tapo didesnis, galingesnis, ekologiškesnis, tačiau tuo pačiu išliko nepakitęs ir veikimo principas, ir automobilio variklio sandara, ir pagrindiniai jo elementai.

Vidaus degimo varikliai, plačiai naudojami automobiliuose, yra stūmoklinio tipo. Jos pavadinimas toks ICE tipas gavo dėka veikimo principo. Variklio viduje yra darbo kamera, vadinama cilindru. Ji dega joje darbinis mišinys. Kai kameroje dega kuro ir oro mišinys, stūmoklio suvokiamas slėgis didėja. Judėdamas stūmoklis gautą energiją paverčia mechaniniu darbu.

Kaip veikia vidaus degimo variklis?

Pirmieji stūmokliniai varikliai turėjo tik vieną mažo skersmens cilindrą. Kūrimo procese, siekiant padidinti galią, pirmiausia buvo padidintas cilindro skersmuo, o vėliau - jų skaičius. Palaipsniui vidaus degimo varikliai įgavo mums pažįstamą formą. Variklis modernus automobilis gali turėti iki 12 cilindrų.

Šiuolaikinį vidaus degimo variklį sudaro keli mechanizmai ir pagalbinės sistemos, kurios, kad būtų lengviau suprasti, yra sugrupuotos taip:

1. KShM – alkūninis mechanizmas.
2. Laikas yra vožtuvo laiko reguliavimo mechanizmas.
3. Tepimo sistema.
4. Vėsinimo sistema.
5. Kuro tiekimo sistema.
6. Išmetimo sistema.

Taip pat į vidaus degimo variklių sistemos apima elektrines paleidimo ir variklio valdymo sistemas.

KShM – alkūninis mechanizmas

KShM – pagrindinis mechanizmas stūmoklinis variklis. Jis atlieka pagrindinis darbas- paverčia šiluminę energiją mechanine. Mechanizmas susideda iš šių dalių:

• Cilindrų blokas.
• Cilindro galvutė.
• Stūmokliai su kaiščiais, žiedais ir švaistikliais.
• Alkūninis velenas su smagračiu.

Laikas – dujų paskirstymo mechanizmas

Siekiant užtikrinti, kad į cilindrą patektų reikiamas kuro ir oro kiekis, o degimo produktai būtų laiku pašalinti iš darbo kameros, vidaus degimo variklis turi mechanizmą, vadinamą dujų paskirstymo mechanizmu. Jis yra atsakingas už įsiurbimo ir išmetimo vožtuvų, per kuriuos degalai ir oras patenka į cilindrus, atidarymą ir uždarymą. degus mišinys ir išmetamosios dujos pašalinamos. Paskirstymo pavaros dalys apima:

• Paskirstymo velenas.
• Įleidimo ir išmetimo vožtuvai su spyruoklėmis ir kreipiančiomis įvorėmis.
• Vožtuvų pavaros dalys.
• Laiko pavaros elementai.

Paskirstymo diržas varomas iš automobilio variklio alkūninio veleno. Naudojant grandinę ar diržą, sukimasis perduodamas skirstomajam velenui, kuris, naudodamas kumštelius ar svirties svirtis per stūmiklius, paspaudžia įsiurbimo arba išmetimo vožtuvą ir atidaro bei uždaro juos paeiliui.

Priklausomai nuo konstrukcijos ir vožtuvų skaičiaus, variklyje gali būti sumontuotas vienas arba du skirstomasis velenas kiekvienai cilindrų eilei. Naudojant dviejų velenų sistemą, kiekvienas velenas yra atsakingas už savo vožtuvų eilės - įsiurbimo arba išmetimo - veikimą. Vieno veleno konstrukcija turi Angliškas pavadinimas SOHC (vienas viršutinis skirstomasis velenas). Dviejų velenų sistema vadinama DOHC (Double Overhead Camshaft).

Varikliui veikiant, jo dalys liečiasi su karštomis dujomis, kurios susidaro degimo metu kuro-oro mišinys. Kad vidaus degimo variklio dalys nesunyktų dėl per didelio išsiplėtimo kaitinant, jas reikia atvėsinti. Automobilio variklį galite aušinti oru arba skysčiu. Šiuolaikiniai varikliai paprastai turi skysčio aušinimo grandinę, kurią sudaro šios dalys:

• Variklio aušinimo striukė
• Siurblys (siurblys)
• Radiatorius
• Ventiliatorius
• Išsiplėtimo bakas

Vidaus degimo variklių aušinimo apvalkalą sudaro BC viduje esančios ertmės ir cilindro galvutė, per kurias cirkuliuoja aušinimo skystis. Jis paima šilumos perteklių iš variklio dalių ir perduoda ją į radiatorių. Cirkuliaciją užtikrina siurblys, varomas diržu iš alkūninio veleno.

Termostatas suteikia reikiamą temperatūros režimas automobilio variklis, nukreipiant skysčio srautą į radiatorių arba jį aplenkiant. Radiatorius, savo ruožtu, skirtas aušinti įkaitusiam skysčiui. Ventiliatorius padidina įeinančio oro srautą, taip padidindamas aušinimo efektyvumą. Reikalingas išsiplėtimo bakas modernūs varikliai, nes naudojami aušinimo skysčiai kaitinant labai išsiplečia ir reikalauja papildomo tūrio.

Variklio tepimo sistema

Bet kuris variklis turi daug besitrinančių dalių, kurios turi būti nuolat tepamos, siekiant sumažinti galios nuostolius dėl trinties ir išvengti padidėjęs nusidėvėjimas ir trukdymas. Tam yra tepimo sistema. Pakeliui ji išsprendžia dar keletą problemų: vidaus degimo variklio dalių apsauga nuo korozijos, papildomas aušinimas variklio dalių, taip pat nusidėvėjimo produktų pašalinimas iš besitrinančių dalių kontaktinių taškų. Automobilio variklio tepimo sistemą sudaro:

• Alyvos karteris (karteris).
• Alyvos tiekimo siurblys.
• Alyvos filtras su.
• Alyvos linijos.
• Alyvos lygio matuoklis (alyvos lygio indikatorius).
• Sistemos slėgio indikatorius.
• Alyvos užpildymo kaklelis.

Siurblys ima alyvą iš alyvos karteris ir tiekia jį į alyvos linijas ir kanalus, esančius BC ir cilindro galvutėje. Per juos alyva teka į besitrinančių paviršių sąlyčio taškus.

Tiekimo sistema

Kibirkštinio uždegimo ir slėginio uždegimo vidaus degimo variklių tiekimo sistemos skiriasi viena nuo kitos, nors turi nemažai bendrų elementų. Dažniausi yra šie:

• Kuro bakas.
• Kuro lygio jutiklis.
• Kuro valymo filtrai – stambūs ir smulkūs.
• Kuro vamzdynai.
• Įsiurbimo kolektorius.
• Oro vamzdžiai.
• Oro filtras.

Abi sistemos turi kuro siurbliai, kuro bėgiai, kuro purkštukai, bet dėl ​​skirtingų fizines savybes benzinas ir dyzelinas, jų konstrukcija turi didelių skirtumų. Pats tiekimo principas yra tas pats: kuras iš bako tiekiamas per filtrus naudojant siurblį į kuro bėgelis, iš kurios patenka į purkštukus. Bet jei daugumoje benzininių vidaus degimo variklių purkštukai jį tiekia įsiurbimo kolektorius automobilio variklis, tada dyzeliniuose varikliuose tiekiamas tiesiai į cilindrą, o ten sumaišomas su oru. Dalys, užtikrinančios oro valymą ir tekėjimą į cilindrus - oro filtras ir vamzdžiai taip pat priklauso kuro sistemai.

Išmetimo sistema

Išmetimo sistema skirta pašalinti išmetamąsias dujas iš automobilio variklio cilindrų. Pagrindinės detalės ir komponentai:

• Išmetimo kolektorius.
• Duslintuvo išmetimo vamzdis.
• Rezonatorius.
• Duslintuvas.
• Išmetimo vamzdis.

IN modernūs varikliai vidaus degimo išmetamųjų dujų konstrukcija papildyta neutralizavimo įtaisais kenksmingų išmetimų. Jį sudaro katalizinis konverteris ir jutikliai, bendraujantys su variklio valdymo bloku. Eismo dūmai iš išmetimo kolektoriaus per išmetimo vamzdį į katalizinis konverteris, tada per rezonatorių į duslintuvą. Toliau pro išmetimo vamzdis jie išleidžiami į atmosferą.

Apibendrinant, būtina paminėti automobilio užvedimo ir variklio valdymo sistemas. Jie yra svarbi variklio dalis, tačiau į juos reikia atsižvelgti kartu elektrinė sistema automobilis, kuris nepatenka į šio straipsnio, kuriame nagrinėjama, taikymo sritį vidinė organizacija variklis.