Мировые автопроизводители уже объявили о скором отказе от ДВС. К 2035 году во всех экономически развитых странах продажа новых машин с моторами на углеводородах будет законодательно запрещена.» />
Как работает двигатель внутреннего сгорания
Mafin Media Читатели уже знакомы с типом двигателя внутреннего сгорания (MEK), легко различают различия между шестнадцатиклапанниками VR-формы 6-й серии и помнят недостатки и преимущества двигателей с роторными поршнями. Этот новый материал кратко объясняет, как работает «сердце автомобиля».
Механические транспортные средства активно разрабатывались в XVIII веке. Однако именно в 1880-х годах немецкие конструкторы Готлиб Даймлер и Карл Бенц установили первые бензиновые двигатели на мотоциклы и трехколесные коляски. Моторная карета Бенца приводилась в движение одноцилиндровым двигателем мощностью 1,5 л.с. (условно мощность измеряется в лошадиных силах и киловаттах).
За почти полтора века «спонтанной» истории принцип работы двигателя внутреннего сгорания кардинально не изменился. Колеса движутся за счет механической энергии, получаемой от сгорания топливно-воздушной смеси в двигателе.
«Коктейль» для двигателя
Воздушная смесь представляет собой коктейль из топлива и воздуха. Среднее соотношение топлива и воздуха в бензиновых двигателях составляет 1:15, т.е. одна единица топлива и 15 единиц воздуха. Если добавляется больше топлива (обогащение воздуха), эффективность использования топлива снижается; если добавляется дополнительное (усталость), производительность снижается. Если смесь слишком бедная или слишком богатая, двигатель может не запуститься.
Смеси можно смешивать разными способами. В устаревших карбюраторных двигателях топливо «готовится» в отдельном механизме — карбюраторе. После смешивания воздуха с топливом смесь поступает в двигатель, где сгорает. Карбюраторные двигатели имеют много недостатков, и их сохранение больше не является целью. Поэтому самой популярной топливной системой является система впрыска.
В зависимости от конструкции двигателя топливо впрыскивается либо в импортер — систему труб, через которую в автомобиль поступает воздух, — либо непосредственно в цилиндр. Это более сложные решения, но они позволяют экономить топливо и сокращать выбросы. Основной частью инжектора с форсунками является форсунка. Именно инжектор впрыскивает топливо.
Компоненты двигателя: где и как сгорает смесь
Самое главное, это происходит в корпусе двигателя, который объединяет блок цилиндров (слева на рисунке) и головку блока цилиндров (справа на рисунке).
Блок роликов содержит полую цилиндрическую трубку, в которой размещен поршень.
Головка цилиндра (головка блока цилиндров) расположена в блоке цилиндров и образует водонепроницаемую (т.е. непроницаемую для посторонних жидкостей и газов) камеру сгорания.
Внутри камеры сгорания находятся цилиндрические части, которые двигаются вперед-назад для сгорания смеси.
Поршень является частью механизма коленчатого вала (CVM), ряда компонентов, которые преобразуют движение поршня во вращение коленчатого вала. Коленчатый вал является приводом колес автомобиля. Вот как выглядит конец коленчатого вала с поршнем двигателя
В головке цилиндра находится вышеупомянутая форсунка, свеча зажигания (бензиновые двигатели) и клапаны. Свеча зажигания производит электрическую искру, которая используется для воспламенения топливно-воздушной смеси.
! — Если автомобиль оборудован системой прямого впрыска топлива (камера сгорания), форсунки расположены в головке блока цилиндров; если распыление распределенное, форсунки расположены во впускном коллекторе, рядом с впускным клапаном.
Клапан является частью механизма синхронизации и выглядит как большая щеколда.
Благодаря своей выпуклой нижней части впускные и выпускные отверстия камеры сгорания открываются и закрываются, обеспечивая поочередное поступление подготовленной топливно-воздушной или воздушной смеси и выпуск отработанных газов. В зависимости от своей роли клапаны называются впускными и выпускными.
На каждый цилиндр обычно приходится от двух до четырех клапанов. За своевременный «доступ» в камеру сгорания отвечает механизм синхронизации (зубчатая передача), через который выступают клапаны. В зависимости от двигателя механизм ГРМ приводится в действие либо ремнем, либо цепью.
Рассмотрим цилиндр с поперечным сечением.
На каждый цилиндр обычно приходится от двух до четырех клапанов. За своевременный «доступ» в камеру сгорания отвечает механизм синхронизации (зубчатая передача), через который выступают клапаны. В зависимости от двигателя механизм ГРМ приводится в действие либо ремнем, либо цепью.
Двигатель внутреннего сгорания: устройство и принцип работы
В течение почти 100 лет двигатель внутреннего сгорания был основным силовым агрегатом для автомобилей, мотоциклов, тракторов, комбайнов и других транспортных средств во всем мире. Они заменили двигатели внешнего сгорания (локомотивы) в начале 20 века и продолжают оставаться самым эффективным типом двигателя в 21 веке. В этой статье подробно рассматриваются устройство и принципы работы различных типов двигателей внутреннего сгорания и их основных вспомогательных систем.
Определение и общие особенности работы ДВС
Главная особенность двигателей внутреннего сгорания заключается в том, что топливо воспламеняется непосредственно в камере сгорания, а не от дополнительного внешнего носителя. Во время работы химическая и тепловая энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую работу. Принцип работы двигателей внутреннего сгорания основан на естественном явлении теплового расширения газов при сгорании смеси под давлением в цилиндре двигателя.
Эволюция двигателей внутреннего сгорания привела к появлению следующих проверенных типов этих двигателей
- Рециркуляционные двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера расположена внутри цилиндра, тепловая энергия преобразуется в механическую работу через кривошипно-шатунный механизм, который передает энергию привода коленчатому валу. Поршневые двигатели можно разделить на следующие группы
- на основе карбюраторов, где смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется искрой от свечи зажигания
Для получения дополнительной информации о работе, конструкции и принципах работы карбюраторов см. Карбюраторы: устройство и работа
Поршневые двигатели являются самыми надежными, неприхотливыми и экономичными с точки зрения расхода топлива и регулярного технического обслуживания.
Автомобили с другими типами двигателей внутреннего сгорания могут быть внесены в Красную книгу. Сегодня только Mazda производит автомобили с роторно-поршневыми двигателями. Chrysler создал экспериментальную серию автомобилей с газотурбинными двигателями, но это произошло в 1960-х годах, и никто из автопроизводителей больше не возвращался к этому вопросу. В СССР газотурбинные двигатели устанавливались на танки Т-80 и десантные корабли «Зубр», но позже было решено отказаться от этого типа двигателей. В связи с этим давайте подробнее рассмотрим поршневой двигатель внутреннего сгорания, который «завоевал мировое господство».
Устройство двигателя внутреннего сгорания
Корпус двигателя соединен с единым корпусом: корпус двигателя представляет собой единый корпус.
- Блок цилиндров, в камере сгорания которого воспламеняется смесь топлива и воздуха, а газы этого сгорания приводят в движение поршень.
- механизм коленчатого вала, который передает энергию привода на коленчатый вал; и
- Механизмы газораспределения, предназначенные для обеспечения своевременного открытия/закрытия клапанов топливной смеси и выпуска/выхода отработанных газов; и
- Распыление топливно-воздушной смеси и системы зажигания; и
- системы удаления продуктов сгорания (выхлопные газы).
4-летние вырезы двигателей внутреннего сгорания.
Когда двигатель запускается, топливно-воздушная смесь впрыскивается через впускной клапан в валики двигателя, где она воспламеняется свечой зажигания. В результате сгорания и теплового расширения газов от избыточного давления поршень начинает двигаться, передавая механическую задачу вращению коленчатого вала.
Поршневые двигатели внутреннего сгорания работают по кругу. Эти круги повторяются сотни раз в минуту. Это обеспечивает постоянное поступательное вращение коленчатого вала двигателя.
Определите термины. Корень — это рабочий процесс, происходящий в двигателе при движении поршня, а точнее, при движении в одну сторону, либо вверх, либо вниз. Цикл — это серия ударов, повторяющихся в определенном порядке. МЭС делится на двухтактный (круг совершает два оборота коленвала и два движения поршня) и четырехтактный (два оборота коленвала и четыре движения поршня), в зависимости от количества маршрутов в рабочем цикле. Процесс сгорания в обоих двигателях происходит следующим образом. Импорт, сжатие, сгорание, релаксация и испарение.
Принципы эксплуатации двигателей внутреннего сгорания
— Разрешение на эксплуатацию двухтактных двигателей
При запуске двигателя плунжер перемещается за счет вращения коленчатого вала. Как только поршень достигает нижней точки (ВМТ) и движется вверх, смесь топлива и воздуха направляется в камеру сгорания цилиндра.
Во время движения вверх поршень сжимает смесь из пневматической пушки. Когда поршень достигает верхней мертвой точки (TDC), искра от свечи зажигания воспламеняет воздушно-каучуковую смесь. Пары топлива и мгновенно расширяющиеся пары топлива немедленно толкают плунжер обратно в нижнюю мертвую точку.
Выпускной клапан теперь открыт, удаляя горячие выхлопные газы из камеры сгорания. После повторного прохождения TDC поршень продолжает двигаться к TDC. За это время коленчатый вал завершает свое вращение.
Новое движение поршня снова открывает впускной канал Aircousimos. При этом заменяется весь объем выхлопных газов, и весь процесс повторяется. Поршни в этих двигателях работают в двух пределах, поэтому перемещение в единицу времени намного короче, чем в четырехтактных двигателях. Потери на трение сведены к минимуму. Однако при этом выделяется больше тепловой энергии, что делает двухтактные двигатели более быстрыми и мощными.
