Всі ми пересуваємось на автомобілях абсолютно різних марок та моделей. Але деякі з нас навіть замислюються над тим, як влаштований двигун нашого автомобіля. За великим рахунком, знати на всі 100% пристрій двигуна автомобіля не обов'язково. Адже ми всі користуємося, наприклад, мобільними телефонами, але це не означає, що ми маємо бути геніями радіоелектроніки. Є кнопка "Увімк", натиснув і кажи. Але з автомобілем трохи інша історія.

Адже несправний телефон – це лише відсутність зв'язку з друзями. А несправний двигун автомобіля – це наше життя та здоров'я. Від правильного обслуговування двигуна автомобіля залежить багато моментів руху автомобіля взагалі і безпеки людей зокрема. Тому, швидше за все, правильно приділити десять хвилин, щоб зрозуміти з чого складається двигун автомобіля і принцип роботи двигуна.

Пара кроків в історію створення двигуна автомобіля

Мотор (двигун)у перекладі з латині motor, Значить - що приводить у рух. У сучасному розумінні, двигун – це пристрій, який перетворює будь-яку енергію на механічну. У автомобілебудування найбільш поширеними двигунами є ДВЗ (двигуни внутрішнього згоряння) різних типів. Роком народження першого ДВС вважається 1801 тоді француз Філіп Лебон запатентував перший двигун, що працює на світильному газі. Потім були Жан Етьєн Ленуар та Август Отто. Саме Август Отто у 1877 р. отримав патент на двигун із чотиритактним циклом роботи. І до сьогодні робота двигуна автомобіля, в основі своєї працює за цим принципом.

У 1872 р. американцем Брайтоном був представлений перший двигун на рідкому паливі – гасі. Спроба була невдалою. Гас не хотів активно вибухати всередині циліндрів. А 1882 р. з'явився двигун Готліба Даймлера, бензиновий і працездатний.

А тепер давайте розберемося які все ж таки бувають типи двигуна автомобіля і до якого типу, перш за все, можна віднести ваш автомобіль.

Який у вас тип двигуна автомобіля?

З урахуванням того, що найбільш масовим в автомобілебудуванні є ДВС, розглянемо, які типи двигунів встановлені на наших автомобілях. ДВС не є досконалим типом двигуна, але завдяки своїй 100% автономності, саме він і застосовується в більшості сучасних авто. Традиційні типи двигунів автомобіля:

• Бензинові двигуни. Діляться на інжекторні та карбюраторні. Існують різні типи карбюраторів та системи упорскування. Вид палива – бензин.
• Дизельні двигуни. Дизельне паливо потрапляє у циліндри через форсунки. Перевагою дизельних двигунів є те, що їм не потрібна електрика для роботи. Тільки для запуску двигуна.
• Газові двигуни. Паливом може бути, як зріджені і стислі природні гази, і генераторні гази, отримані шляхом перетворення твердого палива (вугілля, дерево, торф) в газоподібне.

Розбираємо пристрій та принцип роботи двигуна автомобіля

Як працює двигун автомобіля? При першому погляді на розріз двигуна, необізнаній людині хочеться втекти. Так все здається складним і заплутаним. Насправді, за більш глибокого вивчення, будова двигуна автомобіля просто і зрозуміло для того, щоб знати принцип його роботи. Знати, і за необхідності застосовувати ці знання у житті.

• Блок циліндрів– його можна назвати рамою чи корпусом двигуна. Усередині блоку влаштована система каналів для змащування та охолодження двигуна. Він є основою для навісного обладнання: головка блоку циліндрів, картер і т.д.
• Поршень- Порожниста металева склянка. Верхня частина поршня (спідниця) має спеціальні канавки для поршневих кілець.
• Поршневі кільця. Верхні кільця – компресійні для забезпечення високого ступеня стиснення повітряно-паливної суміші (компресія). Нижні кільця – маслознімні. Кільця виконують дві функції: забезпечують герметичність камери згоряння та відіграють роль ущільнювачів для того, щоб олія не потрапляла в камеру згоряння.
• Кривошипно-шатунний механізм. Передає зворотно-поступальну енергію руху поршня на колінвал.
• Принцип роботи ДВЗ досить простий. З форсунок паливо подається до камери згоряння та збагачується там повітрям. Іскра від свічки запалювання спалахує повітряно-паливну суміш і відбувається вибух. Гази, що утворилися, штовхають поршень вниз, тим самим змушуючи його передавати свій поступальний рух коленвалу. Колінвал, у свою чергу, передає обертальний рух трансмісії. Далі система шестерень передає рух колесам.

А вже колеса автомобіля везуть кузов, що несе, разом з нами в тому напрямку, куди нам необхідно. Ось такий принцип роботи двигуна, ми впевнені, буде вам зрозумілим. І ви знатимете, що відповісти, коли в автосервісі недобросовісні працівники скажуть, що вам потрібно поміняти компресію, але на складі залишилася одна, і та - імпортна. Удачі вам у розумінні пристрою та принципу роботи двигуна автомобіля.

Сучасний двигун внутрішнього згоряння далеко втік від своїх прабатьків. Він став більшим, потужнішим, екологічнішим, але при цьому принцип роботи, пристрій двигуна автомобіля, а також основні його елементи залишилися незмінними.

Двигуни внутрішнього згоряння, що масово застосовуються на автомобілях, відносяться до типу поршневих. Назву свою цей тип ДВС отримав завдяки принципу роботи. Усередині двигуна знаходиться робоча камера, яка називається циліндром. У ній згоряє робоча суміш. При згорянні суміші палива та повітря в камері збільшується тиск, який сприймає поршень. Переміщаючись, поршень перетворює отриману енергію на механічну роботу.

Як влаштований ДВС

Перші поршневі двигуни мали лише один циліндр невеликого діаметру. У процесі розвитку збільшення потужності спочатку збільшували діаметр циліндра, та був і його кількість. Поступово двигуни внутрішнього згоряння набули звичного нам вигляду. Двигун сучасного автомобіля може мати до 12 циліндрів.

Сучасний ДВС складається з кількох механізмів та допоміжних систем, які для зручності сприйняття групують наступним чином:

1. КШМ – кривошипно-шатунний механізм.
2. ГРМ – механізм регулювання фаз газорозподілу.
3. Система змазки.
4. Система охолодження.
5. Система подачі палива.
6. Вихлопна система.

Також до систем ДВС відносяться електричні системи пуску та керування двигуном.

КШМ – кривошипно-шатунний механізм

КШМ – основний механізм поршневого мотора. Він виконує головну роботу - перетворює теплову енергію на механічну. Складається механізм із наступних частин:

• Блок циліндрів.
• Головка блоку циліндрів.
• Поршні з пальцями, кільцями та шатунами.
• Колінчастий вал із маховиком.

ГРМ – газорозподільний механізм

Щоб у циліндр надходила необхідна кількість палива та повітря, а продукти згоряння вчасно видалялися з робочої камери, у ДВС передбачено механізм, званий газорозподільним. Він відповідає за відкриття та закриття впускних та випускних клапанів, через які в циліндри надходить паливо-повітряна горюча суміш і видаляються вихлопні гази. До деталей ГРМ належать:

• Розподільний вал.
• Впускні та випускні клапани з пружинами та напрямними втулками.
• Деталі приводів клапанів.
• Елементи приводу ГРМ.

ГРМ наводиться від колінчастого валу двигуна автомобіля. За допомогою ланцюга або ременя обертання передається на розподільний вал, який за допомогою кулачків або коромисел через штовхачі натискає на впускний або випускний клапан і по черзі відкриває та закриває їх

Залежно від конструкції та кількості клапанів на двигун може бути встановлений один або два розподільні вали на кожен ряд циліндрів. При двовальній системі кожен вал відповідає за роботу свого ряду клапанів - впускних чи випускних. Одновальна конструкція має англійську назву SOHC (Single OverHead Camshaft). Систему із двома валами називають DOHC (Double Overhead Camshaft).

Під час роботи двигуна його деталі стикаються з розпеченими газами, які утворюються при згорянні паливо-повітряної суміші. Щоб деталі двигуна внутрішнього згоряння не руйнувалися через надмірне розширення при нагріванні, їх необхідно охолоджувати. Охолодити двигун автомобіля можна за допомогою повітря або рідини. Сучасні мотори мають, як правило, рідинну схему охолодження, яку утворюють такі частини:

• Сорочка охолодження двигуна
• Насос (насос)
• Радіатор
• Вентилятор
• Розширювальний бачок

Сорочку охолодження двигунів внутрішнього згоряння утворюють порожнини всередині БЦ і ГБЦ, якими циркулює охолоджувальна рідина. Вона відбирає надлишкове тепло у деталей двигуна та відносить його до радіатора. Циркуляцію забезпечує насос, привод якого здійснюється за допомогою ременя від колінчастого валу.

Термостат забезпечує необхідний температурний режим двигуна автомобіля, перенаправляючи потік рідини в радіатор або в обхід нього. Радіатор, своєю чергою, покликаний охолоджувати нагріту рідину. Вентилятор підсилює потік повітря, що набігає, тим самим збільшуючи ефективність охолодження. Розширювальний бачок необхідний сучасним моторам, так як охолоджувальні рідини, що застосовуються, сильно розширюються при нагріванні і вимагають додаткового об'єму.

Система мастила ДВС

У будь-якому моторі є безліч деталей, що труться, які необхідно постійно змащувати, щоб зменшити втрати потужності на тертя і уникнути підвищеного зносу і заклинювання. Для цього існує система мастила. Принагідно з її допомогою вирішується ще кілька завдань: захист деталей двигуна внутрішнього згоряння від корозії, додаткове охолодження деталей мотора, а також видалення продуктів зносу з місць зіткнення частин, що труться. Систему змащення двигуна автомобіля утворюють:

• Олійний картер (піддон).
• Насос подачі олії.
• Олійний фільтр з .
• Маслопроводи.
• Масляний щуп (індикатор рівня олії).
• Вказівник тиску в системі.
• Маслоналивна горловина.

Насос забирає масло з масляного картера і подає його в маслопроводи та канали, розташовані в БЦ та ГБЦ. По них масло надходить у місця зіткнення поверхонь, що труться.

Система харчування

Система подачі для двигунів внутрішнього згоряння із запаленням від іскри та від стиснення відрізняються один від одного, хоч і мають ряд загальних елементів. Спільними є:

• Паливний бак.
• Датчик рівня палива.
• Фільтри очищення палива - грубої та тонкої.
• Паливні трубопроводи.
• Впускний колектор.
• Повітряні патрубки.
• Повітряний фільтр.

В обох системах є паливні насоси, паливні рампи, форсунки подачі палива, але з різних фізичних властивостей бензину і дизельного палива конструкція їх має суттєві відмінності. Сам принцип подачі однаковий: паливо з бака за допомогою насоса через фільтри подається до паливної рампи, з якої потрапляє у форсунки. Але якщо в більшості бензинових двигунів внутрішнього згоряння форсунки подають його до впускного колектора мотора автомобіля, то в дизельних воно подається безпосередньо в циліндр, і вже там змішується з повітрям. Деталі, що забезпечують очищення повітря та надходження його циліндри – повітряний фільтр та патрубки – теж відносяться до паливної системи.

Система випуску

Система випуску призначена для відведення відпрацьованих газів із циліндрів двигуна автомобіля. Основні деталі, її складові:

• Випускний колектор.
• Приймальна труба глушника.
• Резонатор.
• Глушник.
• Вихлопна труба.

У сучасних двигунах внутрішнього згоряння вихлопну конструкцію доповнено пристроями нейтралізації шкідливих викидів. Вона складається з каталітичного нейтралізатора та датчиків, що сполучаються з блоком управління двигуном. Вихлопні гази із випускного колектора через приймальну трубу потрапляють у каталітичний нейтралізатор, потім через резонатор у глушник. Далі через вихлопну трубу вони викидаються у повітря.

На закінчення необхідно згадати системи пуску та керування двигуном автомобіля. Вони є важливою частиною двигуна, але їх необхідно розглядати разом з електричною системою автомобіля, що виходить за рамки цієї статті, що розглядає внутрішній пристрій двигуна.

Більшість водіїв уявлення не мають, яким є пристрій двигуна автомобіля. А знати це необхідно, адже не дарма під час навчання у багатьох автошколах учням розповідають принцип роботи ДВС. Мати уявлення про роботу двигуна повинен кожен водій, адже ці знання можуть стати в нагоді в дорозі.

Звичайно, існують різні типи та марки двигунів автомобілів, робота яких відрізняється між собою в дрібницях (системи впорскування палива, розташування циліндрів тощо). Проте основний принцип всім типів ДВС залишається незмінним.

Пристрій двигуна автомобіля в теорії

Пристрій ДВС завжди доречно розглядати з прикладу роботи одного циліндра. Хоча найчастіше легкові автомобілі мають 4, 6, 8 циліндрів. У будь-якому випадку, головна деталь двигуна – це циліндр. У ньому знаходиться поршень, який може рухатися вгору-вниз. При цьому існують 2 межі його пересування – верхня та нижня. Професіонали їх називають ВМТ та НМТ (верхня та нижня мертві точки).

Сам поршень з'єднаний з шатуном, а шатун - з колінчастим валом. При русі поршня вгору-вниз шатун передає навантаження на колінчастий вал, і той обертається. Навантаження від валу передаються на колеса, внаслідок чого автомобіль починає рух.

Але головне завдання – змусити працювати поршень, адже саме він є головною рушійною силою цього складного механізму. Робиться це за допомогою бензину, дизельного палива чи газу. Крапля палива, що спалахує в камері згоряння, відкидає поршень з великою силою вниз, тим самим приводячи його в рух. Потім поршень по інерції повертається у верхню межу, де знову відбувається вибух бензину і такий цикл повторюється постійно, поки водій не заглушить двигун.

Так виглядає пристрій двигуна автомобіля. Однак це лише теорія. Давайте розглянемо детальніше цикли роботи двигуна.

Чотирьохтактний цикл

Практично всі двигуни працюють за 4-тактним циклом:

1. Впуск палива.
2. Стиснення палива.
3. Згоряння.
4. Виведення відпрацьованих газів за межі камери згоряння.

Схема

Нижче на малюнку показано типову схему пристрою двигуна автомобіля (одного циліндра).

На цій схемі чітко показано основні елементи:

A – Розподільний вал.

B – Кришка клапанів.

C – Випускний клапан, через який відводяться гази з камери згоряння.

D – Вихлопний отвір.

E – Головка циліндра.

F - Порожнина для охолоджувальної рідини. Найчастіше там знаходиться антифриз, який охолоджує корпус мотора, що нагрівається.

G – Блок мотора.

H - Маслозбірник.

I - Піддон, куди стікає вся олія.

J – Свічка запалювання, що утворює іскру для підпалу паливної суміші.

K - Впускний клапан, через який потрапляє в камеру згоряння паливна суміш.

L - Впускний отвір.

M – Поршень, який рухається вгору-вниз.

N - Шатун, з'єднаний із поршнем. Це основний елемент, який передає зусилля на колінчастий вал і трансформує лінійний рух (вгору-вниз) у обертальний.

O – Підшипник шатуна.

P - Колінчастий вал. Він обертається за рахунок руху поршня.

Також варто виділити такий елемент, як поршневі кільця (їх ще називають олійними кільцями). Їх немає на малюнку, проте вони є важливою складовою системи двигуна автомобіля. Дані кільця обгинають поршень і створюють максимальне ущільнення між стінками циліндра та поршня. Вони запобігають попаданню палива в масляний піддон і мастила в камеру згоряння. Більшість старих двигунів автомобілів ВАЗ і навіть двигуни європейських виробників мають зношені кільця, які не створюють ефективного ущільнення між поршнем і циліндром, через що масло може потрапляти в камеру згоряння. У такій ситуації спостерігатиметься підвищена витрата бензину та "жор" олії.

Це основні елементи конструкції, які мають місце у всіх двигунах внутрішнього згоряння. Насправді, елементів набагато більше, але тонкощів ми торкатися не будемо.

Як працює двигун?

Почнемо з початкового положення поршня – він знаходиться вгорі. В даний момент впускний отвір відкривається клапаном, поршень починає рух вниз і засмоктує паливну суміш у циліндр. При цьому лише невелика крапля бензину надходить у ємність циліндра. Це перший такт роботи.

Під час другого такту поршень досягає нижньої точки, при цьому впускний отвір закривається, поршень починає рух вгору, в результаті чого паливна суміш стискається, так як їй в закритій камері нікуди подітися. При досягненні поршнем максимальної верхньої точки паливна суміш стиснута до максимуму.

Третій етап - це підпалювання стиснутої паливної суміші за допомогою свічки, яка випромінює іскру. В результаті горючий склад вибухає і штовхає поршень із великою силою вниз.

На заключному етапі деталь досягає нижньої межі та за інерцією повертається до верхньої точки. У цей час відкривається випускний клапан, відпрацьована суміш у вигляді газу виходить із камери згоряння та через вихлопну систему потрапляє на вулицю. Після цього цикл, починаючи з першого етапу, повторюється знову і продовжується протягом усього часу, поки водій не заглушить двигун.

Внаслідок вибуху бензину поршень рухається вниз і штовхає колінчастий вал. Той розкручується та передає навантаження на колеса автомобіля. Саме так і виглядає пристрій двигуна автомобіля.

Відмінність у бензинових моторах

Описаний вище спосіб є універсальним. За таким принципом побудовано роботу практично всіх бензинових моторів. Дизельні двигуни відрізняються тим, що там немає свічок - елемента, який підпалює паливо. Детонація дизельного палива здійснюється завдяки сильному стиску паливної суміші. Тобто на третьому циклі поршень піднімається вгору, сильно стискає паливну суміш, і вибухає природним чином під дією тиску.

Альтернатива ДВС

Зазначимо, що останнім часом на ринку з'являються електрокари – автомобілі з електричними двигунами. Там принцип роботи двигуна зовсім інший, оскільки джерелом енергії є не бензин, а електрика в акумуляторних батареях. Але поки автомобільний ринок належить автомобілям з ДВС, а електричні двигуни не можуть похвалитися високою ефективністю.

Кілька слів на закінчення

Такий пристрій ДВЗ є практично досконалим. Але з кожним роком розробляються нові технології, що підвищують ККД роботи двигуна, здійснюється поліпшення показників бензину. При правильному технічному обслуговуванні двигуна автомобіля може працювати десятиліттями. Деякі успішні мотори японських і німецьких концернів "пробігають" мільйон кілометрів і стають непридатними виключно через механічне старіння деталей і пар тертя. Але багато двигунів навіть після мільйонного пробігу успішно проходять капремонт та продовжують виконувати своє пряме призначення.

Двигун внутрішнього згорання

Частина I основи теорії двигунів

1. КЛАСИФІКАЦІЯ І ПРИНЦИП РОБОТИ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ

1.1. Загальні відомості та класифікація

1.2. Робочий цикл чотиритактного ДВЗ

1.3. Робочий цикл двотактного ДВЗ

2. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ

2.1. Теоретичні термодинамічні цикли ДВЗ

2.1.1. Теоретичний цикл із підведенням теплоти при постійному обсязі

2.1.2. Теоретичний цикл із підведенням теплоти при постійному тиску

2.1.3. Теоретичний цикл з підведенням теплоти при постійному обсязі та постійному тиску (змішаний цикл)

2.2. Дійсні цикли ДВЗ

2.2.1. Робочі тіла та їх властивості

2.2.2. Процес впуску

2.2.3. Процес стиснення

2.2.4. Процес згоряння

2.2.5. Процес розширення

2.2.6. Процес випуску

2.3. Індикаторні та ефективні показники двигуна

2.3.1. Індикаторні показники двигунів

2.3.2. Ефективні показники двигунів

2.4. Особливості робочого циклу та теплового розрахунку двотактних двигунів

3. ПАРАМЕТРИ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ.

3.1. Тепловий баланс двигунів

3.2. Визначення основних розмірів двигунів

3.3. Основні характеристики двигунів.

4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ

4.1. Регулювальні характеристики

4.2. Швидкісні характеристики

4.2.1. Зовнішня швидкісна характеристика

4.2.2. Часткові швидкісні характеристики

4.2.3. Побудова швидкісних характеристик аналітичним методом

4.3. Регуляторна характеристика

4.4. Навантажувальна характеристика

Список літератури

1. Класифікація та принцип роботи двигунів внутрішнього згоряння

Загальні відомості та класифікація

Поршневим двигуном внутрішнього згоряння (ДВС) називають таку теплову машину, в якій перетворення хімічної енергії палива на теплову, а потім механічну енергію, відбувається всередині робочого циліндра. Перетворення теплоти на роботу в таких двигунах пов'язане з реалізацією цілого комплексу складних фізико-хімічних, газодинамічних та термодинамічних процесів, що визначають відмінність робочих циклів та конструктивного виконання.

Класифікація поршневих двигунів внутрішнього згоряння наведено на рис. 1.1. Вихідною ознакою класифікації прийнято рід палива, на якому працює двигун. Газоподібним паливом для ДВС служать природний, зріджений та генераторний гази. Рідке паливо є продуктами переробки нафти: бензин, гас, дизельне паливо та ін. Газорідинні двигуни працюють на суміші газоподібного та рідкого палива, причому основним паливом є газоподібне, а рідке використовується як запальне в невеликій кількості. Багатопаливні двигуни здатні довго працювати на різних паливах в діапазоні від сирої нафти до високооктанового бензину.

Двигуни внутрішнього згоряння класифікують також за такими ознаками:

за способом займання робочої суміші – з примусовим займанням та із запаленням від стиснення;

за способом здійснення робочого циклу - двотактні та чотиритактні, з наддувом і без наддуву;

Мал. 1.1. Класифікація двигунів внутрішнього згоряння.

за способом сумішоутворення – із зовнішнім сумішоутворенням (карбюраторні та газові) та з внутрішнім сумішоутворенням (дизельні та бензинові із упорскуванням палива в циліндр);

за способом охолодження – з рідинним та повітряним охолодженням;

за розташуванням циліндрів – однорядні з вертикальним, похилим горизонтальним розташуванням; дворядні з V-подібним та оппозитним розташуванням.

Перетворення хімічної енергії палива, що спалюється в циліндрі двигуна, в механічну роботу відбувається за допомогою газоподібного тіла – продуктів згоряння рідкого або газоподібного палива. Під дією тиску газів поршень здійснює зворотно-поступальний рух, який перетворюється на обертальний рух колінчастого валу за допомогою кривошипно-шатунного механізму ДВС. Перш ніж розглядати робочі процеси, зупинимося на основних поняттях та визначеннях, прийнятих для двигунів внутрішнього згоряння.

За один оборот колінчастого валу поршень двічі перебуватиме в крайніх положеннях, де змінюється напрямок його руху (рис 1.2). Ці положення поршня прийнято називати мертвими точками, так як зусилля, прикладене до поршня в цей момент, не може викликати обертального руху колінчастого валу. Положення поршня в циліндрі, при якому відстань його від осі валу двигуна досягає максимуму, називається верхньою мертвою точкою(ВМТ). Нижньою мертвою точкою(НМТ) називають таке положення поршня в циліндрі, при якому відстань його від осі валу двигуна досягає мінімуму.

Відстань по осі циліндра між мертвими точками називають перебігом поршня. Кожному ходу поршня відповідає поворот колінчастого валу на 180 °.

Переміщення поршня у циліндрі викликає зміну об'єму надпоршневого простору. Об'єм внутрішньої порожнини циліндра при положенні поршня у ВМТ називають об'ємом камери згорянняV c .

Об'єм циліндра, утворений поршнем при його переміщенні між мертвими точками, називається робочим об'ємом циліндраV h .

де D – діаметр циліндра, мм;

S - хід поршня, мм

Об'єм надпоршневого простору при положенні поршня в НМТ називають повним об'ємом циліндраV a .

Рис 1.2.Схема поршневого двигуна внутрішнього згоряння

Робочий об'єм двигуна є добутком робочого об'єму циліндра на число циліндрів.

Відношення повного об'єму циліндра V aдо об'єму камери згоряння V cназивають ступенем стиснення

.

При переміщенні поршня в циліндрі, крім зміни об'єму робочого тіла, змінюються його тиск, температура, теплоємність, внутрішня енергія. Робочим циклом називають сукупність послідовних процесів, що здійснюються з метою перетворення теплової енергії палива на механічну.

Досягнення періодичності робочих циклів забезпечується за допомогою спеціальних механізмів та систем двигуна.

Робочий цикл будь-якого поршневого двигуна внутрішнього згоряння може бути здійснений однією з двох схем, зображених на рис. 1.3.

За схемою, зображеною на рис. 1.3а робочий цикл здійснюється наступним чином. Паливо і повітря у певних співвідношеннях перемішуються поза циліндром двигуна і утворюють горючу суміш. Отримана суміш надходить у циліндр (впуск), після чого вона піддається стиску. Стиснення суміші, як буде показано нижче, необхідно для збільшення роботи за цикл, тому що при цьому розширюються температурні межі, в яких протікає робочий процес. Попереднє стиск створює також найкращі умови для згоряння суміші повітря з паливом.

Під час впуску та стиснення суміші в циліндрі відбувається додаткове перемішування палива з повітрям. Підготовлена ​​горюча суміш спалахує в циліндрі за допомогою електричної іскри. Внаслідок швидкого згоряння суміші в циліндрі різко підвищується температура і, отже, тиск, під впливом якого відбувається переміщення поршня від ВМТ до НМТ. У процесі розширення нагріті до високої температури гази роблять корисну роботу. Тиск, а разом з ним і температура газів у циліндрі при цьому знижуються. Після розширення слід очищення циліндра від продуктів згоряння (випуск), і повторюється робочий цикл.

Мал. 1.3.Схеми робочого циклу двигунів

У розглянутій схемі підготовка суміші повітря з паливом, тобто процес сумішоутворення, відбувається в основному поза циліндром, і наповнення циліндра проводиться готовою горючою сумішшю, тому двигуни, що працюють за цією схемою, називаються двигунами з зовнішнім сумішоутворенням.До таких двигунів відносяться карбюраторні двигуни, що працюють на бензині, газові двигуни, а також двигуни з упорскуванням палива у впускний трубопровід, тобто двигуни, в яких застосовується паливо, що легко випаровується і добре перемішується з повітрям за звичайних умов.

Стиснення суміші в циліндрі у двигунів із зовнішнім сумішоутворенням має бути таким, щоб тиск і температура в кінці стиснення не досягали значень, при яких могли б відбутися передчасний спалах або занадто швидке (детонаційне) згоряння. Залежно від палива, складу суміші, умов теплопередачі в стінки циліндра і т. д. тиск кінця стиснення у двигунів із зовнішнім сумішоутворенням знаходиться в межах 1.0–2.0 МПа.

Якщо робочий цикл двигуна відбувається за схемою, описаною вище, то забезпечується хороше сумішоутворення та використання робочого об'єму циліндра. Однак обмеженість ступеня стиснення суміші не дозволяє покращити економічність двигуна, а необхідність примусового запалення ускладнює його конструкцію.

У разі здійснення робочого циклу за схемою, показаною на рис. 1.3б , процес сумішоутворення відбувається лише всередині циліндра. Робочий циліндр у разі заповнюється не сумішшю, а повітрям (впуск), який і піддається стиску. Наприкінці процесу стискування в циліндр через форсунку під великим тиском впорскується паливо. При впорскуванні воно дрібно розпорошується і перемішується з повітрям у циліндрі. Частинки палива, стикаючись з гарячим повітрям, випаровуються, утворюючи паливоповітряну суміш. Запалення суміші при роботі двигуна за цією схемою відбувається в результаті розігріву повітря до температур, що перевищують самозаймання палива внаслідок стиснення. Упорскування палива, щоб уникнути передчасного спалаху, починається тільки в кінці такту стиснення. До моменту займання зазвичай упорскування палива ще не закінчується. Паливоповітряна суміш, що утворюється в процесі упорскування, виходить неоднорідною, внаслідок чого повне згоряння палива можливе лише при значному надлишку повітря. В результаті вищого ступеня стиснення, допустимої при роботі двигуна за цією схемою, забезпечується і вищий ККД. Після згоряння палива слід процес розширення та очищення циліндра від продуктів згоряння (випуск). Таким чином, у двигунах, що працюють за другою схемою, весь процес сумішоутворення та підготовка горючої суміші до згоряння відбуваються всередині циліндра. Такі двигуни називаються двигунами з внутрішнім сумішоутворенням. Двигуни, в яких спалах палива відбувається в результаті високого стиснення, називаються двигунами із запаленням від стиснення, чи дизелями.

Робочий цикл чотиритактного ДВЗ

Двигун, робочий цикл якого здійснюється за чотири такти, або за два обороти колінчастого валу, називається чотиритактним. Робочий цикл у такому двигуні відбувається так.

Перший такт - Впуск(Рис. 1.4). На початку першого такту поршень знаходиться у положенні, близькому до ВМТ. Впуск починається з відкриття впускного отвору, за 10–30° до ВМТ.

Мал. 1.4. Впуск

Камера згоряння заповнена продуктами згоряння від попереднього процесу, тиск яких дещо більший за атмосферний. На індикаторній діаграмі початковому положенню поршня відповідає точка r. При обертанні колінчастого валу (у напрямку стрілки) шатун переміщає поршень до НМТ, а розподільний механізм повністю відкриває впускний клапан і з'єднує надпоршневе місце циліндра двигуна з впускним трубопроводом. У початковий момент впуску клапан тільки починає підніматися і впускний отвір є круглою вузькою щілиною висотою в кілька десятих часток міліметра. Тому в цей момент впуску горюча суміш (або повітря) в циліндр майже не проходить. Однак випередження відкриття впускного отвору необхідно для того, щоб на момент початку опускання поршня після проходу ним ВМТ воно було б відкрито можливо більше і не ускладнювало б надходження повітря або суміші в циліндр. Внаслідок руху поршня до НМТ циліндр заповнюється свіжим зарядом (повітрям або горючою сумішшю).

При цьому внаслідок опору впускної системи та впускних клапанів тиск у циліндрі стає на 0.01–0.03 МПа менше тиску у впускному трубопроводі . На індикаторній діаграмі такту впуску відповідає лінія rа.

Такт впуску складається з впуску газів, що відбувається при прискоренні руху поршня, що опускається, і впуску при уповільненні його руху.

Впуск при прискоренні руху поршня починається в момент початку опускання поршня і закінчується в момент досягнення поршнем максимальної швидкості приблизно 80° повороту валу після ВМТ. На початку опускання поршня внаслідок малого відкриття впускного отвору в циліндр проходить мало повітря або суміші, тому залишкові гази, що залишилися в камері згоряння від попереднього циклу, розширюються і тиск в циліндрі падає. При опусканні поршня горюча суміш або повітря, що знаходилася в спокої у впускному трубопроводі або рухалася в ньому з невеликою швидкістю, починає проходити в циліндр з швидкістю, що поступово збільшується, заповнюючи об'єм, що звільняється поршнем. У міру опускання поршня його швидкість поступово збільшується і досягає максимуму при повороті колінчастого валу приблизно на 80 °. При цьому впускний отвір відкривається все більше і більше, і горюча суміш (або повітря) в циліндр проходить у великих кількостях.

Впуск при уповільненому русі поршня починається з досягнення поршнем максимальної швидкості і закінчується НМТ , коли швидкість його дорівнює нулю. У міру зменшення швидкості поршня швидкість суміші (або повітря), що проходить в циліндр, дещо зменшується, проте НМТ вона не дорівнює нулю. При уповільненому русі поршня горюча суміш (або повітря) надходить у циліндр за рахунок збільшення об'єму циліндра, що звільняється поршнем, а також за рахунок своєї сили інерції. При цьому тиск у циліндрі поступово підвищується і НМТ може навіть перевищувати тиск у впускному трубопроводі.

Тиск у впускному трубопроводі може бути близьким до атмосферного двигуна без наддуву або вище його залежно від ступеня наддуву (0.13–0.45 МПа) у двигунах з наддувом.

Впуск закінчиться в момент закриття впускного отвору (40-60 °) після НМТ. Затримка закриття впускного клапана відбувається при поршні, що поступово піднімається, тобто. зменшується обсяг газів в циліндрі. Отже, суміш (або повітря) надходить у циліндр за рахунок раніше створеного розрідження або інерції потоку газу, накопиченої у процесі течії струменя в циліндр.

При малих числах оборотів валу, наприклад при пуску двигуна, сила інерції газів у впускному трубопроводі майже повністю відсутня, тому під час затримки впуску йтиме зворотний викид суміші (або повітря), що надійшла в циліндр раніше під час основного впуску.

При середніх числах оборотів інерція газів більша, тому на початку підйому поршня відбувається дозарядка. Однак у міру підйому поршня тиск газів в циліндрі збільшиться і дозарядка, що почалася, може перейти в зворотний викид.

При великих числах оборотів сила інерції газів у впускному трубопроводі близька до максимуму, тому відбувається інтенсивна дозарядка циліндра, а викид зворотний не настає.

Другий такт - Стиснення.При русі поршня від НМТ до ВМТ (рис. 1.5) проводиться стиск заряду, що надійшов в циліндр.

Тиск і температура газів при цьому підвищуються, і при деякому переміщенні поршня від НМТ тиск у циліндрі стає однаковим із тиском впуску (точка тна індикаторній діаграмі). Після закриття клапана при подальшому переміщенні поршня тиск і температура циліндра продовжують підвищуватися. Значення тиску в кінці стиснення (точка з) буде залежати від ступеня стиснення, герметичність робочої порожнини, тепловіддачі в стінки, а також від величини початкового тиску стиснення.

Рис. 1.5. Стиснення

На займання та процес згоряння палива як при зовнішньому, так і при внутрішньому сумішоутворенні потрібно деякий час, хоча й дуже незначне. Для найкращого використання теплоти, що виділяється під час згоряння, необхідно, щоб згоряння палива закінчувалося при положенні поршня, можливо близькому до ВМТ. Тому займання робочої суміші від електричної іскри в двигунах із зовнішнім сумішоутворенням і впорскування палива в циліндр двигунів з внутрішнім сумішоутворенням зазвичай виробляються до приходу поршня в ВМТ. Таким чином, під час другого такту в циліндрі в основному проводиться стиск заряду. Крім того, на початку такту продовжується зарядка циліндра, а наприкінці починається згоряння палива. На індикаторній діаграмі другому такту відповідає лінія ас. Третій такт - згоряння та розширення.Третій такт відбувається під час поршня від ВМТ до НМТ (рис. 1.6). На початку такту інтенсивно згоряє паливо, що надійшло в циліндр і підготовлене до цього наприкінці другого такту.

Внаслідок виділення великої кількості теплоти температура та тиск у циліндрі різко підвищуються, незважаючи на деяке збільшення всередині циліндрового об'єму (ділянка сzна індикаторній діаграмі).

Під дією тиску відбувається подальше переміщення поршня до НМТ та розширення газів. Під час розширення гази роблять корисну роботу, тому третій такт називають також робочим ходом.На індикаторній діаграмі третьому такту відповідає лінія сzb.

Мал. 1.6. Розширення

Четвертий такт Випуск.Під час четвертого такту відбувається очищення циліндра від випускних газів (рис. 1.7 ). Поршень переміщаючись від НМТ до ВМТ, витісняє гази з циліндра через відкритий випускний клапан. У чотиритактних двигунах відкривають випускний отвір на 40-80 ° до приходу поршня в НМТ (точка b) і закривають його через 20-40° після проходу поршнем ВМТ. Таким чином, тривалість очищення циліндра від відпрацьованих газів становить різних двигунах від 240 до 300° кута повороту колінчастого валу. Процес випуску можна розділити на попередження випуску, що відбувається при поршні, що опускається від моменту відкриття випускного отвору (точка b) до НМТ, тобто протягом 40-80 °, і основний випуск, що відбувається при переміщенні поршня від НМТ до закриття випускного отвору, тобто протягом 200-220 ° повороту колінчастого валу. Під час попередження випуску поршень опускається, і видаляти з циліндра гази, що відпрацювали, не може.

Однак на початку попереднього випуску тиск у циліндрі значно вищий, ніж у випускному колекторі.

Тому гази, що відпрацювали, за рахунок власного надлишкового тиску з критичними швидкостями викидаються з циліндра. Витік газів з такими великими швидкостями супроводжується звуковим ефектом, для поглинання якого встановлюють глушники.

Критична швидкість закінчення відпрацьованих газів при температурах 800-1200 К становить 500-600 м/сек.

Мал. 1.7. Випуск

При підході поршня до НМТ тиск і температура газу в циліндрі знижуються і швидкість закінчення відпрацьованих газів падає. Коли поршень підійде до НМТ, тиск у циліндрі знизиться. При цьому критичне закінчення закінчиться і розпочнеться основний випуск. Витік газів під час основного випуску відбувається з меншими швидкостями, що досягають наприкінці випуску 60-160 м/сек. Таким чином, попередження випуску менш тривале, швидкості газів дуже великі, а основний випуск приблизно втричі триваліший, але гази в цей час виводять з циліндра з меншими швидкостями. Тому кількості газів, що виходять із циліндра під час попередження випуску та основного випуску, приблизно однакові. У міру зменшення частоти обертання двигуна зменшуються всі тиски циклу, а отже, і тиск у момент відкриття випускного отвору. Тому при середніх частотах обертання скорочується, а при деяких режимах (при малих оборотах) зовсім пропадає витікання газів із критичними швидкостями, характерними для попередження випуску.

Температура газів у трубопроводі по куту повороту кривошипа змінюється від максимальної на початку випуску до мінімальної кінці. Попередження відкриття випускного отвору дещо зменшує корисну площу індикаторної діаграми. Однак пізніше відкриття цього отвору викличе затримку газів з високим тиском в циліндрі і на їх видалення при переміщенні поршня доведеться витратити додаткову роботу.

Невелика затримка закриття випускного отвору створює можливість використання інерції випускних газів, які раніше вийшли з циліндра, для кращого очищення циліндра від згорілих газів. Незважаючи на це, частина продуктів згоряння неминуче залишається в головці циліндра, переходячи від кожного циклу до наступного у вигляді залишкових газів. На індикаторній діаграмі четвертому такту відповідає лінія zb.

Четвертим тактом закінчується робочий цикл. При подальшому русі поршня у тій послідовності повторюються всі процеси циклу.

Тільки такт згоряння і розширення є робочим, інші три такти здійснюються за рахунок кінетичної енергії колінчастого валу, що обертається, з маховиком і роботи інших циліндрів.

Чим повніше буде очищений циліндр від випускних газів і чим більше надійде до нього свіжого заряду, тим більше, отже, можна буде отримати корисну роботу за цикл.

Для покращення очищення та наповнення циліндра випускний клапан закривається не в кінці такту випуску (ВМТ), а трохи пізніше (при повороті колінчастого валу на 5–30° після ВМТ), тобто на початку першого такту. З цієї причини і впускний клапан відкривається з деяким випередженням (за 10–30° до ВМТ, т. е. наприкінці четвертого такту). Таким чином, в кінці четвертого такту протягом деякого періоду можуть бути відкриті обидва клапани. Таке положення клапанів називається перекриття клапанів.Воно сприяє поліпшенню наповнення в результаті дії, що ежектує, потоку газів у випускному трубопроводі.

З розгляду чотиритактного циклу роботи випливає, що чотиритактний двигун лише половину часу, витраченого на цикл, працює як тепловий двигун (такти стиснення та розширення). Другу половину часу (такти впуску та випуску) двигун працює як повітряний насос.

Ось уже близько ста років усюди у світі основним силовим агрегатом на автомобілях та мотоциклах, тракторах та комбайнах, іншою технікою є двигун внутрішнього згоряння. Прийшовши на початку ХХ століття на зміну двигунам зовнішнього згоряння (паровим), він і в ХХ столітті залишається найбільш економічно ефективним видом мотора. У цій статті ми докладно розглянемо пристрій, принцип роботи різних видів ДВЗ та його основних допоміжних систем.

Визначення та загальні особливості роботи ДВС

Головна особливість будь-якого двигуна внутрішнього згоряння полягає в тому, що паливо займається безпосередньо всередині його робочої камери, а не додаткових зовнішніх носіїв. У процесі роботи хімічна та теплова енергія від згоряння палива перетворюється на механічну роботу. Принцип роботи ДВС заснований на фізичному ефекті теплового розширення газів, що утворюється у процесі згоряння паливно-повітряної суміші під тиском усередині циліндрів двигуна.

Класифікація двигунів внутрішнього згоряння

У процесі еволюції ДВС виділилися такі типи даних моторів, що довели свою ефективність:

• Поршневідвигун внутрішнього згорання. Вони робоча камера перебуває усередині циліндрів, а теплова енергія перетворюється на механічну роботу у вигляді кривошипно-шатунного механізму, що передає енергію руху на колінчастий вал. Поршневі мотори діляться, у свою чергу, на
• карбюраторні, В яких повітряно-паливна суміш формується в карбюраторі, впорскується в циліндр і займається там іскрою від свічки запалювання;

• інжекторні, в яких суміш подається безпосередньо у впускний колектор, через спеціальні форсунки, під контролем електронного блоку управління, і також займається за допомогою свічки;
• дизельні, В яких займання повітряно-паливної суміші відбувається без свічки, за допомогою стиснення повітря, яке від тиску нагрівається від температури, що перевищує температуру горіння, а паливо впорскується в циліндри через форсунки.
• Роторно-поршневідвигун внутрішнього згорання. У моторах даного типу теплова енергія перетворюється на механічну роботу за допомогою обертання робочими газами ротора спеціальної форми та профілю. Ротор рухається «планетарною траєкторією» всередині робочої камери, що має форму «вісімки», і виконує функції як поршня, так і ГРМ (газорозподільного механізму), і колінчастого валу.
• Газотурбіннідвигун внутрішнього згорання. У цих моторах перетворення теплової енергії в механічну роботу здійснюється за допомогою обертання ротора зі спеціальними клиноподібними лопатками, що приводить в рух вал турбіни.

Найбільш надійними, невибагливими, економічними в плані витрачання палива та необхідності в регулярному техобслуговуванні є поршневі двигуни.

Техніку з іншими видами ДВС можна вносити до Червоної книги. У наш час автомобілі з роторно-поршневими двигунами робить лише Mazda. Досвідчену серію автомашин з газотурбінним двигуном випускав «Chrysler», але це було в 60-х роках, і більше до цього питання ніхто з автовиробників не повертався. У СРСР газотурбінними двигунами оснащувалися танки "Т-80" та десантні кораблі "Зубр", але надалі вирішено було відмовитися від даного типу моторів. У зв'язку з цим, докладно зупинимося на поршневих двигунах внутрішнього згоряння, що «завоювали світове панування».

Корпус двигуна поєднує в єдиний організм:

• блок циліндрів, всередині камер згоряння яких займається паливно-повітряна суміш, а гази від цього згоряння надають руху поршні;
• кривошипно-шатунний механізм, що передає енергію руху на колінчастий вал;
• газорозподільчий механізм, який покликаний забезпечувати своєчасне відкриття/закриття клапанів для впуску/випуску горючої суміші та відпрацьованих газів;
• система подачі («уприскування») та займання («запалювання») паливно-повітряної суміші;
• система видалення продуктів горіння(Вихлопних газів).

Чотирьохтактний двигун внутрішнього згоряння в розрізі

При пуску двигуна в його циліндри через впускні клапани впорскується повітряно-паливна суміш і запалюється там від свічки іскри запалювання. При згорянні і тепловому розширенні газів від надлишкового тиску поршень починає рухатися, передаючи механічну роботу на обертання коленвала.

Робота поршневого двигуна внутрішнього згоряння здійснюється циклічно. Ці цикли повторюються з частотою кілька сотень разів на хвилину. Це забезпечує безперервне поступальне обертання колінчастого валу, що виходить з двигуна.

Визначимося у термінології. Такт - це робочий процес, що відбувається в двигуні за один хід поршня, точніше, за його рух в одному напрямку, вгору або вниз. Цикл - це сукупність тактів, що повторюються певної послідовності. За кількістю тактів у межах одного робочого циклу ДВС поділяються на двотактні (цикл здійснюється за один оборот коленвала і два ходи поршня) і чотиритактні (за два обороти колінвала і чотири ходи поршня). При цьому, як у тих, так і в інших двигунах, робочий процес йде за таким планом: впуск; стиск; згоряння; розширення та випуск.

Принципи роботи ДВС

- Принцип роботи двотактного двигуна

Коли відбувається запуск двигуна, поршень, що захоплюється поворотом колінчастого валу, починає рухатися. Як тільки він досягає своєї нижньої мертвої точки (НМТ) і переходить до руху вгору, камеру згоряння циліндра подається паливно-повітряну суміш.

У своєму русі вгору поршень стискає її. У момент досягнення поршнем його верхньої мертвої точки (ВМТ) іскра від свічки електронного запалювання спалахує паливно-повітряну суміш. Миттєво розширюючись, пари палива, що горить, стрімко штовхають поршень назад до нижньої мертвої точки.

У цей час відкривається випускний клапан, через який розжарені вихлопні гази видаляються з камери згоряння. Знову пройшовши НМТ, поршень відновлює свій рух до ВМТ. За цей час колінчастий вал здійснює один оборот.

При новому русі поршня знову відкривається канал впуску паливно-повітряної суміші, яка заміщає весь обсяг відпрацьованих газів, що вийшли, і весь процес повторюється заново. Зважаючи на те, що робота поршня в подібних моторах обмежується двома тактами, він робить набагато меншу, ніж у чотиритактному двигуні, кількість рухів за певну одиницю часу. Мінімізуються втрати на тертя. Однак виділяється велика теплова енергія, і двотактні двигуни швидше та сильніше гріються.

У двотактних двигунах поршень замінює собою клапанний механізм газорозподілу, в ході свого руху в певні моменти відкриваючи та закриваючи робочі отвори впуску та випуску в циліндрі. Найгірший, у порівнянні з чотиритактним двигуном, газообмін є головним недоліком двотактної системи ДВЗ. У момент видалення вихлопних газів втрачається певний відсоток як робочої речовини, а й потужності.

Сферами практичного застосування двотактних двигунів внутрішнього згоряння стали мопеди та моторолери; човнові мотори, газонокосарки, бензопили тощо. малопотужна техніка.

Даних недоліків позбавлені чотиритактні ДВС, які, у різних випадках, і встановлюються на практично всі сучасні автомобілі, трактори та іншу техніку. Вони впуск/ випуск горючої суміші/вихлопних газів здійснюються як окремих робочих процесів, а чи не поєднані зі стиском і розширенням, як і двухтактных. За допомогою газорозподільного механізму забезпечується механічна синхронність роботи впускних та випускних клапанів із оборотами коленвала. У чотиритактному двигуні впорскування паливно-повітряної суміші відбувається тільки після повного видалення відпрацьованих газів та закриття випускних клапанів.

Процес роботи двигуна внутрішнього згоряння

Кожен такт роботи становить один хід поршня в межах від верхньої до нижньої мертвих точок. При цьому двигун проходить через наступні фази роботи:

• Такт перший, впуск. Поршень здійснює рух від верхньої до нижньої мертвої точки. У цей час усередині циліндра виникає розрядження, відкривається впускний клапан і надходить паливно-повітряна суміш. На завершення впуску тиск у порожнині циліндра становить у межах від 0,07 до 0,095 МПа; температура – ​​від 80 до 120 градусів Цельсія.
• Такт другий, стиск. При русі поршня від нижньої до верхньої мертвої точки і закритих впускний і випускний клапан відбувається стиснення горючої суміші в порожнині циліндра. Цей процес супроводжується підвищенням тиску до 1,2-1,7 МПа, а температури – до 300-400 градусів Цельсія.
• Такт третій, розширення. Паливно-повітряна суміш спалахує. Це супроводжується виділенням значної кількості теплової енергії. Температура в порожнині циліндра різко зростає до 2,5 тисячі градусів за Цельсієм. Під тиском поршень швидко рухається до своєї нижньої мертвої точки. Показник тиску становить від 4 до 6 Мпа.
• Такт четвертий, випуск. Під час зворотного руху поршня до верхньої мертвої точки відкривається випускний клапан, через який вихлопні гази виштовхуються з циліндра у випускний трубопровід, а потім і в довкілля. Показники тиск у завершальній стадії циклу становлять 0,1-0,12 МПа; температури – 600-900 градусів за Цельсієм.

Допоміжні системи двигуна внутрішнього згоряння

Система запалювання є частиною електрообладнання машини та призначена для забезпечення іскри, що займає паливно-повітряну суміш у робочій камері циліндра. Складовими частинами системи запалення є:

• Джерело живлення. Під час запуску двигуна є акумуляторна батарея, а під час його роботи - генератор.
• Вмикач або замок запалювання. Це раніше механічне, а останніми роками все частіше електричний контактний пристрій для подачі електронапруги.
• Накопичувач енергії. Котушка або автотрансформатор - вузол, призначений для накопичення та перетворення енергії, достатньої для виникнення потрібного розряду між електродами свічки запалювання.
• Розподільник запалювання (трамблер). Пристрій призначений для розподілу імпульсу високої напруги по проводах, що ведуть до свічок кожного з циліндрів.

Система запалення ДВЗ

- Впускна система

Система впуску ДВЗ призначена длябезперебійний подачі в двигунатмосферного повітря,для його змішування з паливом та приготування горючої суміші. Слід зазначити, що в карбюраторних двигунах минулого впускна система складається з повітроводу та повітряного фільтра. І все. До складу впускної системи сучасних автомобілів, тракторів та іншої техніки входять:

• Повітрозабірник. Є патрубком зручної для кожного конкретного двигуна форми. Через нього атмосферне повітря всмоктується всередину двигуна, за допомогою різниці в показниках тиску в атмосфері та двигуні, де при русі поршнів виникає розрідження.
• Повітряний фільтр. Це витратний матеріал, призначений для очищення повітря, що надходить в мотор, від пилу і твердих частинок, їх затримки на фільтрі.
• Дросельна заслінка. Повітряний клапан призначений для регулювання подачі потрібної кількості повітря. Механічно вона активується натисканням на педаль газу, а в сучасній техніці – за допомогою електроніки.
• Впускний колектор. Розподіл потік повітря по циліндрах мотора. Для надання повітряному потоку потрібного розподілу використовуються спеціальні впускні заслінки та вакуумний підсилювач.

Паливна система, або система живлення ДВЗ, «відповідає» за безперебійну подачу пальногодля утворення паливно-повітряної суміші До складу паливної системи входять:

• Паливний бак- ємність для зберігання бензину або дизпалива, із пристроєм для забору пального (насосом).
• Паливопроводи- комплекс трубок і шлангів, якими до двигуна надходить його «їжа».
• Пристрій сумішоутворення, тобто карбюратор або інжектор- спеціальний механізм для приготування паливно-повітряної суміші та її упорскування в ДВЗ.
• Електронний блок керування(ЕБУ) сумішоутворенням та упорскуванням - в інжекторних двигунах цей пристрій «відповідає» за синхронну та ефективну роботу з освіти та подачі горючої суміші в мотор.
• Паливний насос- Електричний пристрій для нагнітання бензину або солярки в паливопровід.
• Паливний фільтр – витратний матеріал для додаткового очищення палива в процесі його транспортування від бака до двигуна.

Схема паливної системи ДВЗ

- Система змазки

Призначення системи мастила ДВЗ - зменшення сили тертята її руйнівного впливу на деталі; відведеннячастини зайвого тепла; видаленняпродуктів нагару та зносу; захистметалу від корозії. Система мастила ДВС включає:

• Піддон картера- резервуар для зберігання моторної олії. Рівень олії в піддоні контролюється не лише спеціальним щупом, а й датчиком.
• Масляний насос- хитає масло з піддону і подає його до потрібних деталей двигуна через спеціальні просвердлені канали-магістралі. Під дією сили тяжіння олія стікає зі змащених деталей вниз, назад у піддон картера, накопичується там, і цикл мастила повторюється знову.
• Масляний фільтрзатримує та видаляє з моторного масла тверді частинки, що утворюються з нагару та продуктів зносу деталей. Фільтруючий елемент завжди змінюється на новий разом із кожною заміною моторного масла.
• Масляний радіаторпризначений для охолодження моторної олії, за допомогою рідини із системи охолодження двигуна.

Вихлопна система ДВЗ служить для видаленнявідпрацьованих газіві зменшення шумностіроботи двигуна. У сучасній техніці вихлопна система складається з наступних деталей (по порядку виходу відпрацьованих газів з двигуна):

• Випускний колектор.Це система труб із жароміцного чавуну, яка приймає розжарені відпрацьовані гази, гасить їх первинний коливальний процес і відправляє далі, у приймальну трубу.
• Приймальна труба- вигнутий газовідведення з вогнестійкого металу, що в народі називається «штанами».
• Резонатор, або, кажучи народною мовою, «банку» глушника - ємність, у якій відбувається поділ вихлопних газів та зниження їхньої швидкості.
• Каталізатор- пристрій, призначений для очищення вихлопних газів та їх нейтрадизації.
• Глушник- ємність з комплексом спеціальних перегородок, призначених для багаторазової зміни напрямку руху потоку газів і, відповідно, їхньої шумності.

Вихлопна система ДВЗ

- Система охолодження

Якщо на мопедах, моторолерах і недорогих мотоциклах досі застосовується повітряна система охолодження двигуна - зустрічним потоком повітря, то більш потужної техніки її, зрозуміло, недостатньо. Тут працює рідинна система охолодження, призначена для забирання зайвого теплау мотора та зниження теплових навантаженьйого деталі.

• РадіаторСистема охолодження служить для віддачі надлишкового тепла в навколишнє середовище. Він складається з великої кількості вигнутих алюмінієвих трубок з ребрами для додаткової тепловіддачі.
• Вентиляторпризначений для посилення охолодного ефекту на радіатор від зустрічного потоку повітря.
• Водяний насос(Помпа) - «ганяє» охолодну рідину по «малому» і «великому» колах, забезпечуючи її циркуляцію через двигун і радіатор.
• Термостат- спеціальний клапан, що забезпечує оптимальну температуру охолоджуючої рідини шляхом запуску її «малого кола», минаючи радіатор (при холодному двигуні) і по «великому колу», через радіатор - при прогрітому двигуні.

Злагоджена робота даних допоміжних систем забезпечує максимальну віддачу від двигуна внутрішнього згоряння та його надійність.

На закінчення необхідно відзначити, що в найближчому майбутньому не передбачається появи гідних конкурентів двигуну внутрішнього згоряння. Є всі підстави стверджувати, що у своєму сучасному, вдосконаленому вигляді він ще кілька десятиліть залишиться панівним видом мотора у всіх галузях світової економіки.