В настоящее время ДВС (двигатель внутреннего сгорания) привычная для нас вещь. Однако мало кто знает как он работает и как заставить его прослужить немного дольше. Ведь двигатель -это сердце машины, а починить его стоит довольно немалых денег. Поэтому, если разобраться в его строении можно легко самостоятельно ликвидировать неисправность или даже не допустить ее.
Сначала разберемся с видами ДВС.
В настоящее время ДВС можно поделить на такие типы:
- Поршневой;
- Роторно-поршневой (двигатель Ванкеля);
- Газотурбинный.
Огромной популярностью поя поршневой двигатель – именно его сегодня часто используют знаменитые автопроизводители при создании своих новых моделей.
Поршневой двигатель работает за счет тепловой энергии розширюючих газов, которые образуются при сгорании топлива – данный процесс происходит в замкнутом пространстве. В результате этого сгоревшее топливо приводит в движение специальный поршень за счет того, что горючее в поршневом цилиндре расширяется.
Роторно-поршневой двигатель работает за счет вращения специального профиля внутри цилиндра, что вращается. Данный ДВС имеет в своей конструкции трехгранный ротор в виде треугольника.
Газотурбинный двигатель одним своим названием говорит о том, что работа его происходит за счет сжигания газа, который при сгорании сжимается и нагревается, что превращает его в механическую работу – осуществляется на специальном вале турбины.
Как устроен ДВС
Мы рассмотрим устройство наиболее распространенного сейчас двигателя внутреннего сгорания – поршневого двигателя.
Двигатель внутреннего сгорания состоит из огромного количества элементов. Но есть основные, которые характеризуют его производительность.
1. Цилиндр – это самая важная часть силового агрегата. Автомобильные двигатели, как правило, имеют четыре и более цилиндров, вплоть до шестнадцати. Расположение цилиндров в таких двигателях может находиться в одном из трех порядков: линейно, V-образно, W-образно и оппозитно.
2. Свеча зажигания генерирует искру, которая зажигает топливно-воздушную смесь. Благодаря этому и происходит процесс сгорания. Чтобы двигатель работал «как часы», искра должна подаваться точно в положенное время.
3. Клапаны впуска и выпуска также функционируют только в определенные моменты. Один открывается, когда нужно впустить очередную порцию топлива, другой, когда нужно выпустить отработанные газы. Оба клапана прочно закрыты, когда в двигателе происходят такты сжатия и сгорания. Это обеспечивает необходимую полную герметичность.
4. Поршень представляет собой металлическую деталь, которая имеет форму цилиндра. Движение поршня осуществляется вверх-вниз внутри цилиндра.
5. Кольца поршневи служат уплотнителями скольжения внешней кромки поршня и внутренней поверхности цилиндра. Их использование обусловлено двумя целями:
• Они не дают попадать горючей смеси в картер ДВС из камеры сгорания в моменты сжатия и рабочего такта.
• Они не дают попасть маслу из картера в камеру сгорания, ведь там оно может вспыхнуть. Много автомобилей, которые сжигают масло, оборудованы старыми двигателями, и их поршневые кольца уже не обеспечивают должного уплотнения.
6. Шатун служит связующим элементом между поршнем и коленчатым валом.
7. Коленчатый вал преобразует поступательные движения поршней во вращательные.
8. Картер располагается вокруг коленчатого вала. В его нижней части (поддоне) собирается определенное количество масла.
Принцип работы бензинового ДВС.
Существует 2 принципы работы ДВС:
- двухтактный- поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Эти ходы происходят чаще, чем в четырехтактном и двотактий двигатель использует меньше топлива, однако выбрасывает больше вредных веществ. Такие двигатели используются в авиации, бронетнковій технике и в судах.
- четырехтактный – именно данный вид используется в автомобилях. Ведь он работает тише, его выходные газы не содержат такого количества вредных веществ.
Поэтому именно на примере чотирьохтактного двигателя мы розберем принцип работы ДВС
Четырехтактным двигатель называется потому, что его работу можно разделить на четыре, уровне по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).
Первый такт – такт впуска
Первый такт, , начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень, всасывает в цилиндр смесь топливовоповітряну. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя.
Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.
Второй такт – такт сжатия
После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания( свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания). Клапаны, в это время работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если есть большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором.
Третий такт – рабочий ход
Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется не случайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, что заставляет автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Поэтому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Стоит заметить, что искра на свече зажигания с’являются за несколько сантиментов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.
После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в о’объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.
Четвертый такт – такт выпуска
Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасывается топливно-воздушной смеси.
После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически.
Вся эта система нужно для того, чтобы маховик и коленчатый вал начать вращаться и тогда машина сможет начать движение.
