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:
- Впуск палива.
- Стиснення палива.
- Згоряння.
- 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.
Перш ніж розглядати питання, як працює двигун автомобіля, потрібно хоча б загалом розумітися на його пристрої. У будь-якому автомобілі встановлено двигун внутрішнього згоряння, робота якого заснована на перетворенні теплової енергії на механічну. Заглянемо глибше у цей механізм.
Як влаштований двигун автомобіля – вивчаємо схему пристрою
Класичний пристрій двигуна включає циліндр і картер, закритий в нижній частині піддоном. Усередині циліндра знаходиться з різними кільцями, що переміщається у певній послідовності. Він має форму склянки, у його верхній частині розташовується днище. Щоб остаточно зрозуміти, як влаштований двигун автомобіля, необхідно знати, що поршень за допомогою поршневого пальця та шатуна зв'язується з колінчастим валом.
Для плавного та м'якого обертання використовуються корінні та шатунні вкладиші, що грають роль підшипників. До складу колінчастого валу входять щоки, а також корінні та шатунні шийки. Всі ці деталі, зібрані разом, називаються кривошипно-шатунним механізмом, який перетворює зворотно-поступальне переміщення поршня в кругове обертання.
Верхня частина циліндра закривається головкою, де розташовані впускний та випускний клапани. Вони відкриваються і закриваються відповідно до переміщення поршня і рухом колінчастого валу. Щоб точно уявити, як працює двигун автомобіля, відео в нашій бібліотеці слід вивчити також детально, як і статтю. А поки що ми спробуємо висловити його дію на словах.
Як працює двигун автомобіля – коротко про складні процеси
Отже, межа переміщення поршня має два крайні положення – верхню та нижню мертві точки. У першому випадку поршень знаходиться на максимальному віддаленні від колінчастого валу, а другий варіант являє собою найменшу відстань між поршнем і колінчастим валом. Для того, щоб забезпечити проходження поршня через мертві точки без зупинок, використовується маховик, виготовлений у формі диска.
Важливим параметром у двигунів внутрішнього згоряння є ступінь стиснення, що безпосередньо впливає на його потужність та економічність.
Щоб правильно зрозуміти принцип роботи двигуна автомобіля, необхідно знати, що в його основі лежить використання роботи газів, розширених в процесі нагрівання, в результаті чого забезпечується переміщення поршня між верхньою і нижньою мертвими точками. При верхньому положенні поршня відбувається згоряння палива, що надійшло в циліндр і змішаного з повітрям. В результаті температура газів та їх тиск значно зростає.
Гази роблять корисну роботу, завдяки якій поршень переміщається вниз. Далі через кривошипно-шатунний механізм дія передається на трансмісію, а потім автомобільні колеса. Відпрацьовані продукти видаляються з циліндра через систему вихлопу, але в їх місце надходить нова порція палива. Весь процес від подачі палива до виведення відпрацьованих газів називається робочим циклом двигуна.
Принцип роботи двигуна автомобіля – відмінності у моделях
Існує кілька основних видів двигунів внутрішнього згоряння. Найбільш простим є двигун з рядним розташуванням циліндрів. Розташовані в один ряд, вони становлять загалом певний робочий об'єм. Але поступово деякі виробники відійшли від такої технології виготовлення до компактнішого варіанту.
Багато моделей використовують конструкцію V-подібного двигуна. При такому варіанті циліндри розташовані під кутом один до одного (в межах 180 градусів). Багато конструкціях кількість циліндрів становить від 6 до 12 і більше. Це дозволяє значно скоротити лінійний розмір двигуна та зменшити його довжину.
Таким чином, різноманітність двигунів дозволяє успішно їх використовувати в автомобілях різного призначення. Це можуть бути стандартні легкові та вантажні машини, а також спортивні авто та позашляховики. Залежно від типу двигуна випливають і певні технічні характеристики всієї машини.
У переважній більшості автомобілів використовуються як паливо для двигунів похідні нафти. При згорянні цих речовин виділяються гази. У замкнутому просторі вони утворюють тиск. Складний механізм сприймає ці навантаження і трансформує їх спочатку в поступальний рух, а потім - у обертальний. На цьому ґрунтується принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння. Далі обертання вже передається на провідні колеса.
Поршневий двигун
У чому перевага такого механізму? Що дав новий принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння? Нині їм обладнуються як автомобілі, а й сільськогосподарський і вантажний транспорт, локомотиви поїздів, мотоцикли, мопеди, скутера. Двигуни такого типу встановлюються на військовій техніці: танках, бронетранспортерах, гелікоптерах, катерах. Ще можна згадати про бензопили, косарки, мотопомпи, генераторні підстанції та інше мобільне обладнання, в якому використовується для роботи дизельне паливо, бензин або газова суміш.
До винаходу принципу внутрішнього згоряння паливо, частіше тверде (вугілля, дрова), спалювалося в окремій камері. Для цього застосовувався котел, який грів воду. Як першоджерело рушійної сили використовувався пар. Такі механізми були масивними та габаритними. Ними обладналися локомотиви паровозів та теплоходи. Винахід двигуна внутрішнього згоряння дало змогу в рази зменшити габарити механізмів.
Система
Працюючи двигуна постійно відбувається ряд циклічних процесів. Вони повинні бути стабільними і проходити за певний проміжок часу. Ця умова забезпечує безперебійну роботу всіх систем.
У дизельних двигунів паливо попередньо не готується. Система подачі палива доставляє його з бака і подається під високим тиском в циліндри. Бензин по дорозі попередньо змішується з повітрям.
Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння такий, що система запалювання спалахує цю суміш, а кривошипно-шатунний механізм приймає, трансформує та передає енергію газів на трансмісію. Газорозподільна система випускає з циліндрів продукти горіння та виводить їх за межі транспортного засобу. Принагідно знижується звук вихлопу.
Система мастила забезпечує можливість обертання рухомих вузлів. Проте тертьові поверхні нагріваються. Система охолодження стежить, щоб температура не виходила межі допустимих значень. Хоча всі процеси відбуваються в автоматичному режимі, за ними все ж таки необхідно спостерігати. Це забезпечує система керування. Вона передає дані на пульт у кабіну водія.
Достатньо складний механізм повинен мати корпус. У ньому монтуються основні вузли та агрегати. Додаткове обладнання для систем, що забезпечують нормальну його роботу, розміщується поблизу та монтується на знімних кріпленнях.
У блоці циліндрів розташовується кривошипно-шатунний механізм. Основне навантаження від згорілих газів палива передається на поршень. Він шатуном з'єднаний з колінчастим валом, який перетворює поступальний рух у обертальний.
Також у блоці розміщується циліндр. По його внутрішній площині переміщається поршень. На ньому прорізані канавки, в яких розміщуються кільця ущільнювачів. Це необхідно для мінімізації зазору між площинами та створення компресії.
Зверху до корпусу кріпиться головка блоку циліндрів. У ній монтується газорозподільний механізм. Він складається з валу з ексцентриками, коромисел та клапанів. Їхнє почергове відкриття та закриття забезпечують впуск палива всередину циліндра та випуск потім відпрацьованих продуктів горіння.
Донизу корпусу монтується піддон блоку циліндрів. Туди стікає масло після того, як воно змаже терть з'єднання деталей вузлів і механізмів. Усередині двигуна ще розташовані канали, якими циркулює охолодна рідина.
Принцип роботи ДВС
Суть процесу полягає у перетворенні одного виду енергії в інший. Це відбувається при спалюванні палива у замкнутому просторі циліндра двигуна. Гази, що виділяються при цьому, розширюються, і всередині робочого простору створюється надлишковий тиск. Його сприймає поршень. Він може рухатися вгору-вниз. Поршень за допомогою шатуна з'єднаний з колінчастим валом. По суті, це головні деталі кривошипно-шатунного механізму - основного вузла, що відповідає за перетворення хімічної енергії палива у обертальний рух валу.
Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння ґрунтується на почерговій зміні циклів. При поступальному русі поршня вниз відбувається робота - на певний кут провертається колінчастий вал. На одному його кінці закріплено потужний маховик. Отримавши прискорення, він інерцією продовжує рух, і це ще провертає колінчастий вал. Тепер шатун штовхає поршень нагору. Він займає робоче становище і знову готовий прийняти на себе енергію спалахненого палива.
Особливості
Принцип роботи ДВС легкових автомобілів найчастіше заснований на перетворенні енергії бензину, що згоряється. Вантажівки, трактори та спеціальна техніка обладнуються в основному дизельними двигунами. Ще як паливо може використовуватися скраплений газ. Дизельні двигуни не мають системи запалювання. Запалення палива походить від створюваного тиску в робочій камері циліндра.
Робочий цикл може здійснюватися за один або два обороти колінчастого валу. У першому випадку відбувається чотири такти: впуск палива та його займання, робочий хід, стиск, випуск відпрацьованих газів. Двотактний двигун внутрішнього згоряння повний цикл здійснює за один оборот колінчастого валу. При цьому за один такт відбувається впуск палива та його стиск, а на другому - займання, робочий хід та випуск відпрацьованих газів. Роль газорозподільного механізму двигунах такого типу грає поршень. Рухаючись вгору-вниз, він по черзі відкриває вікна впуску палива та випуску відпрацьованих газів.
Крім поршневих ДВЗ існують ще турбінні, реактивні та комбіновані двигуни внутрішнього згоряння. Перетворення у них енергії палива в поступальний рух транспортного засобу здійснюється за іншими принципами. Пристрій двигуна та допоміжних систем також суттєво відрізняється.
Втрати
Незважаючи на те, що ДВЗ відрізняється надійністю та стабільністю роботи, його ефективність недостатньо висока, як це може здатися на перший погляд. У математичному вимірі ККД двигуна внутрішнього згоряння становить середньому 30-45 %. Це говорить про те, що більша частина енергії палива, що згоряється, витрачається вхолосту.
ККД кращих бензинових двигунів може становити лише 30%. І тільки потужні економні дизелі, які мають багато додаткових механізмів і систем, можуть ефективно перетворити до 45% енергії палива в перерахунку на потужність і корисну роботу.
Пристрій двигуна внутрішнього згоряння не може унеможливити втрати. Частина палива не встигає згоряти і йде з відпрацьованими газами. Інша стаття втрат - це витрата енергії на подолання різноманітних опорів при терті пов'язаних поверхонь деталей вузлів і механізмів. І ще якась її частина витрачається на приведення в дію систем двигуна, що забезпечують його нормальну і безперебійну роботу.
Винахід двигуна внутрішнього згоряння дозволило людству в розвитку зробити крок значно вперед. Зараз двигуни, які використовують для виконання корисної роботи енергію, що виділяється під час згоряння палива, використовуються в багатьох сферах діяльності людини. Але найбільшого поширення ці двигуни набули у транспорті.
Всі силові установки складаються з механізмів, вузлів і систем, які взаємодіють між собою, забезпечують перетворення енергії, що виділяється при згорянні легкозаймистих продуктів у обертальний рух колінчастого валу. Саме цей рух є його корисною роботою.
Щоб зрозуміліше, слід розібратися з принципом роботи силової установки внутрішнього згоряння.
Принцип роботи
При згорянні горючої суміші, що складається з легкозаймистих продуктів і повітря, виділяється більше енергії. Причому в момент займання суміші вона значно збільшується в обсязі, зростає тиск в епіцентрі займання, по суті, відбувається невеликий вибух із вивільненням енергії. Цей процес і взято за основу.
Якщо згоряння буде проводитися в закритому просторі - тиск, що виникає при згорянні, буде тиснути на стінки цього простору. Якщо одну зі стін зробити рухомою, то тиск, намагаючись збільшити обсяг замкнутого простору, буде переміщати цю стінку. Якщо до цієї стінки приєднати якийсь шток, то вона вже виконуватиме механічну роботу – відсуваючись, штовхатиме цей шток. З'єднавши шток з кривошипом, при переміщенні він змусить провернути кривошип щодо своєї осі.
У цьому полягає принцип роботи силового агрегату з внутрішнім згорянням – є закритий простір (гільза циліндра) з однієї рухомий стінкою (поршнем). Стінка штоком (шатуном) пов'язана з кривошипом (колінчастим валом). Потім проводиться зворотна дія – кривошип, роблячи повний оберт навколо осі, штовхає штоком стінку і так повертається назад.
Але це лише принцип роботи із поясненням на простих складових. Насправді процес виглядає дещо складніше, адже треба спочатку забезпечити надходження суміші в циліндр, стиснути її для кращого займання, а також вивести продукти горіння. Ці дії дістали назву тактів.
Усього тактів 4:
- впуск (суміш надходить у циліндр);
- стиск (суміш стискається за рахунок зменшення об'єму всередині гільзи поршнем);
- робочий хід (після займання суміш через своє розширення штовхає поршень вниз);
- випуск (відведення продуктів горіння із гільзи для подачі наступної порції суміші);
Такти поршневого двигуна
З цього випливає, що корисна дія має лише робочий хід, три інші – підготовчі. Кожен такт супроводжується певним переміщенням поршня. При впуску та робочому ході він рухається вниз, а при стисканні та випуску – вгору. А оскільки поршень пов'язаний із колінчастим валом, то кожен такт відповідає певному куту провороту валу навколо осі.
Реалізація тактів у двигуні виробляється двома способами. Перший – із поєднанням тактів. У такому моторі всі такти виконуються за один повний проворот коленвала. Тобто півоберта колін. валу, у якому виконується рух поршня вгору чи вниз супроводжується двома тактами. Ці двигуни отримали назву 2-тактні.
Другий спосіб – роздільні такти. Один рух поршня супроводжується лише одним тактом. У результаті, щоб відбувся повний цикл роботи, потрібно 2 обороти колін. валу навколо осі. Такі двигуни одержали позначення 4-тактних.
Блок циліндрів
Тепер сам пристрій двигуна внутрішнього згоряння. Основою будь-якої установки є блок циліндрів. У ньому та на ньому розташовуються всі складові.
Конструктивні особливості блоку залежить від деяких умов – кількості циліндрів, їх розташування, способу охолодження. Кількість циліндрів, які об'їдені в одному блоці, може варіюватися від 1 до 16. Причому блоки з непарною кількістю циліндрів зустрічаються рідко, з двигунів, що випускаються нині, можна зустріти тільки одно- і трициліндрові установки. Більшість агрегатів йдуть з парною кількістю циліндрів - 2, 4, 6, 8 і рідше 12 і 16.
Чотирьохциліндровий блок
Силові установки з кількістю від 1 до 4 циліндрів мають рядне розташування циліндрів. Якщо кількість циліндрів більша, їх розташовують у два ряди, при цьому з певним кутом положення одного ряду щодо іншого, так звані силові установки з V-подібним положенням циліндрів. Таке розташування дозволило зменшити габарити блоку, але при цьому виготовлення їх складніше ніж рядним розташуванням.
Восьмициліндровий блок
Існує ще один тип блоків, в яких циліндри розташовуються в два ряди і з кутом між ними 180 градусів. Ці двигуни отримали назву. Зустрічаються вони здебільшого на мотоциклах, хоча є й авто з таким типом силового агрегату.
Але умова кількістю циліндрів та їх розташуванням – необов'язкова. Зустрічаються 2-циліндрові і 4-циліндрові двигуни з V-подібним або оппозитним положенням циліндрів, а також 6-циліндрові двигуни з рядним розташуванням.
Використовується два типи охолодження, що застосовуються на силових установках – повітряне та рідинне. Від цього залежить конструктивна особливість блоку. Блок з повітряним охолодженням менш габаритний та конструктивно простіше, оскільки циліндри не входять до його конструкції.
Блок з рідинним охолодженням більш складний, в його конструкцію входять циліндри, а поверх блоку з циліндрами розташована сорочка охолодження. Усередині її циркулює рідина, відводячи тепло від циліндрів. При цьому блок разом з сорочкою охолодження представляють одне ціле.
Зверху блок накривається спеціальною плитою головкою блоку циліндрів (ГБЦ). Вона є однією зі складових, що забезпечують закритий простір, у якому відбувається процес горіння. Конструкція її може бути проста, що не включає додаткові механізми, або складна.
Кривошипно-шатунний механізм
Вхідний у конструкцію мотора, забезпечує перетворення зворотно-поступального переміщення поршня в гільзі в обертальний рух коленвала. Основним елементом цього механізму є колінвал. Він має рухоме з'єднання із блоком циліндрів. Така сполука забезпечує обертання цього валу навколо осі.
До одного з кінців валу прикріплено маховик. У завдання маховика входить передача моменту, що крутить, від валу далі. Оскільки у 4-тактного двигуна на два обороти колінвала припадає лише один напівоборот з корисною дією - робочий хід, інші ж вимагають зворотної дії, яка і виконується маховиком. Маючи значну масу та обертаючись, за рахунок своєї кінетичної енергії він забезпечує провороти колін. валу під час підготовчих тактів.
Коло маховика має зубчастий вінець, за допомогою його виконується запуск силової установки.
З іншого боку валу розміщується приводна шестерня масляного насоса та газорозподільного механізму, а також фланець для кріплення шківа.
Цей механізм також включає шатуни, які забезпечують передачу зусилля від поршня до колінвалу та назад. Кріплення до валу шатунів також робиться рухомо.
Поверхні блоку циліндрів, колін. валу та шатунів у місцях з'єднання безпосередньо між собою не контактують, між ними знаходяться підшипники ковзання – вкладиші.
Циліндро-поршнева група
Складається дана група з гільз циліндрів, поршнів, поршневих кілець та пальців. Саме в цій групі і відбувається процес згоряння і передача енергії, що виділяється для перетворення. Згоряння відбувається всередині гільзи, яка з одного боку закрита головкою блоку, з другого – поршнем. Сам поршень може переміщатися усередині гільзи.
Щоб забезпечити максимальну герметичність усередині гільзи, використовуються поршневі кільця, які запобігають просоченню суміші та продуктів горіння між стінками гільзи та поршнем.
Поршень за допомогою пальця рухомо з'єднаний із шатуном.
Газорозподільчий механізм
Завданням цього механізму є своєчасна подача горючої суміші або її складових в циліндр, а також відведення продуктів горіння.
У двотактних двигунів як такого механізму немає. У нього подача суміші та відведення продуктів горіння проводиться технологічними вікнами, які виконані у стінках гільзи. Таких вікон три – впускне, перепускне та випускне.
Поршень, рухаючись робить відкриття-закриття того чи іншого вікна, цим і виконується заповнення гільзи паливом і відведення відпрацьованих газів. Використання такого газорозподілу не вимагає додаткових вузлів, тому ГБЦ такого двигуна проста і в її завдання входить тільки забезпечення герметичності циліндра.
У 4-тактного двигуна механізм газорозподілу є. Паливо у такого двигуна подається через спеціальні отвори головки. Ці отвори закриті клапанами. При потребі подачі палива або відведення газів із циліндра здійснюється відкривання відповідного клапана. Відкриття клапанів забезпечує розподільний вал, який своїми кулачками в потрібний момент натискає на необхідний клапан і відкриває отвір. Привід розподільного валу здійснюється від колінвалу.
ГРМ з ремінним та ланцюговим приводом
Компонування газорозподільного механізму може бути різним. Випускаються двигуни з нижнім розташуванням розподільного валу (він знаходиться в блоці циліндрів) і верхнім розташуванням клапанів (ГБЦ). Передача зусилля від валу до клапанів здійснюється за допомогою штанг та коромисел.
Найбільш поширеними є мотори, у яких і вал та клапани мають верхнє розташування. При такому компонуванні вал теж розміщений у ГБЦ і діє на клапани безпосередньо, без проміжних елементів.
Система харчування
Ця система забезпечує підготовку палива для подальшої подачі їх у циліндри. Конструкція цієї системи залежить від палива, що використовується двигуном. Основним зараз є паливо, виділене з нафти, причому різних фракцій – бензин та дизельне паливо.
У двигунів, що використовують бензин, є два види паливної системи – карбюраторна та інжекторна. У першій системі сумішоутворення проводиться в карбюраторі. Він виробляє дозування і подачу палива в потік повітря, що проходить через нього, далі вже ця суміш подається в циліндри. Складається така система паливного бака, паливопроводів, вакуумного паливного насоса і карбюратора.
Карбюраторна система
Те ж саме робиться і в інжекторних авто, але у них дозування більш точне. Також паливо в інжекторах додається до потоку повітря вже у впускному патрубку через форсунку. Ця форсунка паливо розпорошує, що забезпечує найкраще сумішоутворення. Складається інжекторна система з бака, насоса, розташованого в ньому, фільтрів, паливопроводів та паливної рампи з форсунками, встановленої на впускному колекторі.
У дизелів подача складових паливної суміші проводиться окремо. Газорозподільний механізм через клапани подає в циліндри повітря. Паливо в циліндри подається окремо, форсунками і під високим тиском. Складається дана система з бака, фільтрів, паливного насоса високого тиску (ТНВД) та форсунок.
Нещодавно з'явилися інжекторні системи, які працюють за принципом дизельної паливної системи – інжектор із безпосереднім упорскуванням.
Система відведення відпрацьованих газів забезпечує виведення продуктів горіння з циліндрів, часткову нейтралізацію шкідливих речовин та зниження звуку при виведенні відпрацьованого газу. Складається з випускного колектора, резонатора, каталізатора (не завжди) та глушника.
Система змазки
Система змащення забезпечує зниження тертя між взаємодіючими поверхнями двигуна, шляхом створення спеціальної плівки, що запобігає прямому контакту поверхонь. Додатково здійснює відведення тепла, захищає від корозії елементи двигуна.
Складається система мастила з масляного насоса, ємності для масла - піддона, маслозабірника, масляного фільтра, каналів, по яких масло рухається до поверхонь, що труться.
Система охолодження
Підтримка оптимальної робочої температури під час роботи двигуна забезпечується системою охолодження. Використовується два види системи – повітряна та рідинна.
Повітряна система здійснює охолодження шляхом обдування циліндрів потім повітря. Для кращого охолодження на циліндрах зроблено ребра охолодження.
У рідинній системі охолодження проводиться рідиною, яка циркулює у сорочці охолодження з прямим контактом із зовнішньою стінкою гільз. Складається така система із сорочки охолодження, водяного насоса, термостата, патрубків та радіатора.
Система запалювання
Система запалювання застосовується лише на бензинових двигунах. На дизелях займання суміші проводиться від стиснення, тому така система йому не потрібна.
У бензинових авто, займання виконується від іскри, що проскакує в певний момент між електродами свічки розжарювання, встановленої в головці блоку так, що її спідниця знаходиться в камері згоряння циліндра.
Складається система запалювання зі котушки запалення, розподільника (трамблера), проводки та свічок запалювання.
Електроустаткування
Забезпечує це обладнання електроенергією бортову мережу авто, у тому числі систему запалювання. Цим обладнанням також проводиться і запуск двигуна. Складається воно з АКБ, генератора, стартера, проводки, всіляких датчиків, які стежать за роботою та станом двигуна.
Це і весь пристрій двигуна внутрішнього згоряння. Він хоч і постійно вдосконалюється, проте принцип роботи його не змінюється, покращуються лише окремі вузли та механізми.
Сучасні розробки
Основним завданням, над яким б'ються автовиробники - зниження споживання палива і викидів шкідливих речовин в атмосферу. Тому вони постійно покращують систему живлення, результатом є нещодавня поява інжекторних систем із безпосереднім упорскуванням.
Шукаються альтернативні види палива, останньою розробкою в цьому напрямку поки є використання палива спиртів, а також рослинних олій.
Також вчені намагаються налагодити виробництво двигунів із зовсім іншим принципом роботи. Таким, наприклад, є двигун Ванкеля, але особливих успіхів поки що немає.
AutoleekСучасний 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:
- КШМ – кривошипно-шатунний механізм.
- ГРМ – механізм регулювання фаз газорозподілу.
- Система змазки.
- Система охолодження.
- Система подачі палива.
- 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.
