Двигатель автомобиля

Двигатель автомобиля — это силовая установка для вырабатывания механической энергии что необходима для движения. Наибольшее распространение получил поршневой двигатель внутреннего сгорания, который работает либо на бензине, либо на дизельном топливе.

Основные моменты работы автомобильного двигателя показаны на инфографике.

Но стоит прочесть статью полностью если хотите разобраться с устройством, принципом действия ДВС, в чем заключается отличие бензинового мотора от дизельного и какие неисправности чаще всего появляются во время эксплуатации. Поскольку он может иметь значительные отличия в устройстве и принципе работы в зависимости от типа и модификации.

Какие бывают двигатели в автомобиле

Двигатели внутреннего сгорания имеют такие различия:

• тип используемого топлива;
• количество цилиндров;
• количество клапанов;
• расположение цилиндров.

Классификация по виду топлива включает в себя два основных варианта — бензиновые и дизельные моторы. В бензиновых двигателях топливо и воздух подаются в смешанном виде, образовывая горюю смесь, которая зажигается искрой свечи. В дизельных агрегатах топливо подается в цилиндр отдельно от воздуха, а воспламенение достигается благодаря высокой температуре при сильном сжатии в камере сгорания. Она представляет собой расстояние между ГБЦ и находящемся в верхней мертвой точке поршнем.

Классификация по количеству цилиндров предполагает конструкцию двигателя, в которую входит от 1 до 16 цилиндров. Однако самыми распространенными считаются четырех- и шестицилиндровые варианты. Двигатели на 8 и 12 цилиндров мощнее и встречаются реже, поскольку устанавливаются на более дорогостоящие авто.

Классификация по количеству клапанов. Стандартным считается вариант с двумя клапанами на цилиндр — впускного и выпускного. Однако увеличение их количества дает возможность повысить эффективность заполнения цилиндра и его очистку. На современных автомобилях устанавливаются двигатели преимущественно с четырьмя клапанами на цилиндр (2 впускных и 2 выпускных).

Соответственно, рядные четырехцилиндровые моторы могут иметь индекс “8 клапанные” или “16 клапанные”, а V-образные шестицилиндровые агрегаты — “24 клапанные”.

Классификация по расположению цилиндров состоит из 3-х категорий:

• В один ряд;
• V-образно;
• Оппозитно.

Рядные моторы были выпущены первыми и до сих пор пользуются наибольшей популярностью. В зависимости от уровня балансировки автомобильные производители чаще всего устанавливают на легковые и грузовые модели рядные двигатели на 3, 4, 5 и 6 цилиндров.

Работа V-образного двигателя

Также преимущественное количество всех спортивных автомобилей оборудуется именно таким типом двигателей.

V-образные агрегаты представлены на рынке в основном в 6-ти, 8-ми и 12-ти цилиндровых вариантах с углом развала — 45, 60 и 90°. В зависимости от марки производителя, V-образные моторы имеют 2 неоспоримых преимущества:

• их ресурс более 500 тыс. км;
• они считаются одними из самых грамотно построенных и хорошо сбалансированных.

Оппозитные силовые установки являются видоизмененным типом стандартном двигателя. В “боксерах” (народное название оппозитного мотора) цилиндры расположены горизонтально. Сейчас подобную технологию можно встретить преимущественно на автомобилях марок Subaru и Porsche.

Благодаря горизонтальному расположению цилиндро-поршневой группы автомобиль имеет низкий центр тяжести, повышенный ресурс двигателя (до 1 миллиона км) и низкий уровень шума, вибрации во время работы.

Однако есть у оппозитников и явные минусы — это дороговизна обслуживания из-за сложности конструкции и повышенный расход масла.

Также есть роторные двигатели, принцип работы которых идентичен, но устройство немного отличается. В их цилиндре располагается трехгранный ротор (поршень), который и сжимает топливовоздушную смесь.

Единственные 2 серьезные минуса:

• такие моторы страдают от недостаточного охлаждения;
• их приходится значительно чаще ремонтировать (ресурс не более 200 тыс. км).

Устройство двигателя автомобиля

Устройство: 1 — ГБЦ; 2 — коромысло; 3 — свечи зажигания; 4 — выпускной клапан; 5 — впускной клапан; 6 — цилиндр; 7 — поршень; 8 — кольцо; 9 — шатун; 10 — маховик; 11 — картер; 12 — коленвал; 13 — приводная шестерня; 14 — распределительный вал; 15 — передаточные элементы.

Основной частью двигателя внутреннего сгорания являются цилиндры. В них (как показано на картинке справа) располагаются поршни, которые соединены с коленчатым валом через шатун. Когда поршень прямолинейно движется по цилиндру вверх и вниз, благодаря кривошипу и шатуну такое движение преобразуется во вращение коленвала.

На конце данного вала крепится маховик, который во время работы мотора придает равномерность вращения коленчатого вала. В верхней части цилиндры плотно закрываются головкой блока.

В ГБЦ есть как впускные, так и выпускные клапаны, суть которых заключается в закрывании соответствующих каналов и отводить отработанные газы либо запускать порцию горючей смеси.

Чтобы клапаны открылись, на них воздействуют кулачки распределительного вала. На распределительном валу есть шестерни, которые приводятся в движение от коленвала ременной либо цепной передачей.

Все трущиеся детали смазываются моторным маслом чтобы предотвратить быстрый износ, появление задиров на стенках цилиндров и отвести тепло. Однако помимо цилиндро-поршневой группы есть и другие важные компоненты.

Рассмотрим все основные элементы двигателя автомобиля:

Устройство автомобильного двигателя

• Воздушный фильтр очищает воздух, поступающий в цилиндры, что обеспечивает лучшее сгорание.
• Система воздушного охлаждения не дает двигателю нагреваться, обеспечивая циркуляцию воды вокруг цилиндров и через радиатор.
• Топливная система подает топливо из бензобака и при помощи карбюратора смешивает его с воздухом. Смесь затем поступает в цилиндры. Для нормальной работы, особенно в зимнее время, требует проведения комплексного ТО. Поэтому будет полезно узнать о периодичности и порядке обслуживания топливной системы из этого видео.
• Распредвал обеспечивает открытие и закрытие клапанов. Скорость его вращения равна 1/2 скорости вращения коленвала.
• Ремень ГРМ соединяет коленвал и распредвал, обеспечивая синхронность работы клапанов и поршней.
• Поршневые кольца устанавливаются на поршень для предотвращения утечки топлива воздуха из камеры сгорания и расхода масла.
• Система смазки доставляет масло ко всем необходимым элементам двигателя для снижения трения.
• Масляный насос стыкуется с коленвалом и обеспечивает поступление масла из поддона картера.
• Система снижения токсичности выхлопа при помощи компьютера и датчиков регулирует каталитический нейтрализатор выхлопных газов, сжигающий неиспользованное топливо в выхлопной смеси.
• Автомобильный аккумулятор обеспечивает электрический ток, необходимый для запуска двигателя. Заряжается от генератора.
• Головка блока цилиндров соединяется с блоком цилиндров. Для повышения герметичности при сгорании между блоком и головкой находится прокладка.
• Система зажигания создает электрический разряд, проходящий через распределитель зажигания, который затем посылает искру по проводам к свечам зажигания. На каждый цилиндр идет свой провод, заряд подается на свечи по очереди.
• Выхлопная система удаляет выхлопные газы через выпускной коллектор и выхлопную трубу. Традиционно громкий звук выхлопа смягчает глушитель.

Чем отличаются бензиновые двигатели от дизельных

Отличия бензиновых моторов от дизельных заключаются в том, что при работе на бензине для воспламенения смеси используются свечи зажигания. В дизеле смесь воспламеняется от температуры сжатия. А свечи накала на дизеле нужны для того, чтобы облегчить холодный запуск не воспламеняя смесь, а для ее подогрева и создания оптимальных условий воспламенения. Они являются частью предпусковой системы.

Также важное отличие — на бензине воздух и топливо подаются в цилиндр уже в смешанном виде, а на дизеле — отдельно.

Кардинальные отличия есть и в работе топливной системы. На бензиновых моторах может использоваться один из 2 типов топливной системы — карбюраторная, или инжекторная. Карбюраторная система подает топливо под невысоким давлением в камеру карбюратора, где оно смешивается с воздухом.

Инжекторная система отличается от первого типа наличием принудительного впрыска в камеру сгорания — индивидуальными форсунками/распределенным впрыском (давление 2,5-4 бар), непосредственным впрыском (давление до 155 бар).

На дизельных агрегатах устанавливается 3 типа топливной системы:

• Common Rail (участок низкого давления — бак, насос низкого давления, трубопровод, фильтр; участок высокого давления — ТНВД, трубопровод, топливная рампа, форсунки); (давление до 2200 бар);
• Разделенная система (бак, трубопроводы, ТНВД, форсунки).

Стоит заметить, что ТНВД сейчас используется не только на дизелях, но и на бензиновых агрегатах с непосредственным впрыском (где большую роль играют точность подачи топлива и давление). Если на дизеле ТНВД больше отвечает за создание оптимального давления, то на бензине он регулирует количество подаваемого топлива и контролирует момент впуска горючего в каждый цилиндр.

Однако помимо основных различий, большинство при выборе типа силовой установки обращает внимание на рабочие характеристики. Чтобы было проще определиться, приведем в таблице плюсы и минусы обоих типов двигателей.

Тип двигателя	Преимущества	Недостатки
Бензиновый	Тихо работает	Повышенный расход топлива
	Больше мощность	Ресурс многих моторов редко превышает 500 тыс. км
	Безопасная работа на высоких оборотах	Максимальная мощность достигается только на высоких оборотах
	Топливная система устойчива к плохому качеству бензина
	Детали стоят сравнительно недорого
	Нормальная работа при низких температурах окружающей среды
Дизельный	Расходует меньше топлива	Большой вес двигателя в сборе
	Диз-топливо немного дешевле бензина	Мощность меньше чем у бензинового мотора
	Больший крутящий момент	Плохо работает на некачественном топливе
	Нет системы зажигания (экономия при обслуживании)	Морозоустойчивость значительно хуже
	Большой ресурс (многие толковые дизели являются миллионниками)	Дорогое обслуживание (в основном за счет дороговизны элементов топливной системы)

Как работает двигатель автомобиля

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Воспламенение бензина в небольшом замкнутом пространстве создает достаточно энергии, чтобы отбросить картофелину на 150 метров! А если такой взрыв происходит 200 раз в минуту, то энергии хватит для движения автомобиля. Принцип работы автомобильного двигателя происходит в 4 такта:

1. Впуск. Поршень напоминает пушечное ядро, только он не вылетает из пушки. В начале цикла он находится вверху цилиндра и начинает движение вниз. В этот момент открывается впускной клапан, который подает в цилиндр, воздух и топливо.
2. Сжатие. Коленвал заставляет поршень снова двигаться вверх, сжимая смесь топлива и воздуха.
3. Рабочий ход. Когда поршень достигает верхнего положения, свеча зажигания при помощи искры поджигает топливо. Это вызывает взрыв, под действием которого поршень вновь движется вниз.
4. Выпуск. Когда поршень достигает нижнего положения, открывается выпускной клапан. Он отводит выхлопные газы в выхлопную трубу.

В дизельных моторах третий этап “рабочий ход” происходит несколько иначе. Так как на таких агрегатах не используются свечи зажигания, то воспламенение происходит за счет высокой температуры и давления. Когда поршень подходит вверх, он сжимает воздух, разогревает его и в самый последний момент в цилиндр подается дизельное топливо (солярка). От предельно высокой температуры образовавшаяся смесь воспламеняется, толкая поршень вниз.

Основные проблемы и неисправности автомобильного двигателя

Если не заводится двигатель автомобиля, есть 3 наиболее вероятные причины и еще три в зависимости от особенности двигателя:

Двигатель внутреннего сгорания автомобиля

В годы СССР автомобили ездили на дровах и являлись большой роскошью. В современном же мире на автомобилях ездит большое количество людей, и автомобиль не является новинкой. Устройство всего автомобиля знать не обязательно, но устройство двигателя важно знать для того, чтобы правильно обслуживать автомобиль (впоследствии это может повлиять на вашу жизнь). Поэтому будет правильным уделить несколько минут на то, чтобы понять, как устроен ДВС автомобиля (4-х тактный).

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором сжигание топлива происходит в замкнутом пространстве, называемом камерой сгорания. Эта экзотермическая реакция топлива с окислителем создает газы высокой температуры и давления, которые могут расширяться. Отличительной особенностью двигателя внутреннего сгорания является то, что полезная работа выполняется расширяющимися горячими газами, действующими непосредственно, чтобы вызвать движение, например, воздействуя на поршни, роторы или даже нажимая и двигая весь двигатель в целом.

Термин «двигатель внутреннего сгорания» (ICE) почти всегда используется для обозначения поршневых двигателей, двигателей Ванкеля и аналогичных конструкций, в которых сгорание является прерывистым. Однако двигатели непрерывного сгорания, такие как реактивные двигатели, большинство ракет и многие газовые турбины, также являются двигателями внутреннего сгорания.

Общее устройство двигателя

Все двигатели внутреннего сгорания зависят от экзотермического химического процесса сгорания: реакция топлива, обычно с воздухом, хотя могут использоваться другие окислители, такие как закись азота.

Наиболее распространенное топливо, используемое сегодня, состоит из углеводородов и в основном из нефти. К ним относятся виды топлива, известные как дизельное топливо, бензин и нефтяной газ, а также редкое использование пропанового газа. Большинство двигателей внутреннего сгорания, предназначенных для бензина, могут работать на природном газе или сжиженных нефтяных газах без значительных модификаций, за исключением компонентов подачи топлива. Можно также использовать жидкое и газообразное биотопливо, такое как этанол и биодизельное топливо, форму дизельного топлива, которая производится из сельскохозяйственных культур, которые дают триглицериды, такие как соевое масло. Некоторые могут также работать на газообразном водороде.

Все двигатели внутреннего сгорания должны иметь способ достижения воспламенения в своих цилиндрах для создания сгорания. Двигатели используют либо электрический метод, либо систему зажигания от сжатия.

ДВС стоит из множества частей, но здесь будут указаны основные:

1. Коленчатый вал с помощью поршня приводит в движение машину;
2. Поршень — металлический стакан, размещается внутри
3. Цилиндра сдавливает газ, двигает коленчатый вал;
4. Цилиндр, в котором происходит сгорание и расширение газа;
5. Свеча зажигает газ;
6. Клапаны впускают и выпускают газ.

Двигателям свойственно нагревание, а чтобы двигатель не перегрелся, используют систему охлаждения двигателя, состоящую из рубашки охлаждения, насоса, термостата, радиатора, вентилятора и расширительного бачка.

Также, чтобы лучше понять устройство ДВС рекомендуем постмотреть видео «для чайников»

Этапы работы ДВС

У ДВС есть 4 такта работы:

1. Впуск. Впускается топливо в камеру горения (движение поршня вниз);
2. Сжатие. Топливо сжимается и происходит поджигание свечой (движение поршня вверх);
3. Расширение. Смесь сгорает и расширяется (толчок поршня вниз);
4. Выпуск. Продукт сгорания выпускается (подъём поршня вверх вверх).

Принцип работы двс

Устройство работы ДВС основано на расширении газов во время работы поршня.

Во время впуска происходит втягивание газа в цилиндр, после чего клапан закрывается, и происходит сжатие газа, смешанного с воздухом, поршнем. Сжатый газ зажигается свечой и, расширяясь, толкает поршень книзу, а поршень, в свою очередь, двигает коленчатый вал, и происходит движение автомобиля.

ДВС — схема работы цилиндров

Процесс зажигания бензина

Электрические / бензиновые системы зажигания (которые также могут работать на других видах топлива, как упоминалось ранее), как правило, полагаются на комбинацию свинцово-кислотной батареи и индукционной катушки, чтобы обеспечить электрическую искру высокого напряжения для воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя. Эта батарея может заряжаться во время работы с использованием устройства, вырабатывающего электричество, такого как генератор переменного тока или генератор, приводимый в движение двигателем. Бензиновые двигатели принимают смесь воздуха и бензина и сжимают до давления менее 170 фунтов на квадратный дюйм и используют свечу зажигания для зажигания смеси, когда она сжимается головкой поршня в каждом цилиндре.

Процесс зажигания дизельного двигателя

Системы зажигания от сжатия, такие как дизельный двигатели и двигатели HCCI (с воспламенением от сжатия однородного заряда), полагаются исключительно на тепло и давление, создаваемые двигателем в процессе сжатия для воспламенения. Происходящая компрессия обычно более чем в три раза выше, чем у бензинового двигателя. Дизельные двигатели будут всасывать только воздух, и незадолго до пикового сжатия небольшое количество дизельного топлива распыляется в цилиндр через топливный инжектор, который позволяет топливу мгновенно воспламениться. Двигатели типа HCCI будут потреблять как воздух, так и топливо, но будут продолжать полагаться на процесс автоматического сгорания без посторонней помощи из-за более высоких давлений и тепла. Именно поэтому дизельные двигатели и двигатели HCCI также более подвержены проблемам с холодным запуском, хотя после запуска они будут работать так же хорошо в холодную погоду. Большинство дизелей также имеют аккумуляторы и системы зарядки, однако эта система является вторичной и добавляется производителями как роскошь для простоты запуска, включения и выключения топлива, что также может быть выполнено с помощью переключателя или механического устройства, а также для запуска вспомогательных электрических компонентов и аксессуаров. , Однако большинство современных дизелей полагаются на электрические системы, которые также контролируют процесс сгорания, чтобы повысить эффективность и уменьшить выбросы.

Циклы двигателей

Двухтактный

Двигатели, основанные на двухтактном цикле, используют два хода (один вверх, один вниз) для каждого рабочего хода. Поскольку нет специальных ударов впуска или выпуска, необходимо использовать альтернативные методы для очистки цилиндров. Наиболее распространенным методом в двухтактных двигателях с искровым зажиганием является использование движения поршня вниз для создания давления свежего заряда в картере, который затем продувается через цилиндр через отверстия в стенках цилиндра. Двухтактные с искровым зажиганием маленькие и легкие (для своей мощности), и механически очень простые. Общие области применения включают снегоходы, газонокосилки, травосборники, цепные пилы, водные мотоциклы, мопеды, подвесные моторы и некоторые мотоциклы., К сожалению, они также, как правило, громче, менее эффективны и гораздо более загрязняют окружающую среду, чем их четырехтактные аналоги, и они плохо масштабируются до больших размеров. Интересно, что самые большие двигатели с воспламенением от сжатия являются двухтактными и используются в некоторых локомотивах и больших судах. Эти двигатели используют принудительную индукцию для очистки цилиндров. Двухтактные двигатели менее экономичны по сравнению с другими типами двигателей, поскольку неиспользованное топливо, распыляемое в камеру сгорания, может иногда выходить из вытяжного канала с ранее отработанным топливом. Без специальной обработки выхлопных газов это также приведет к очень высоким уровням загрязнения, что потребует применения в небольших двигателях, таких как газонокосилки, четырехтактных двигателей, а в некоторых странах — двухтактных двигателей меньшего размера, оснащенных каталитическими нейтрализаторами.

Четырехтактный

Двигатели, основанные на четырехтактном цикле или цикле Отто, имеют один рабочий ход на каждые четыре такта (вверх-вниз-вверх-вниз) и используются в автомобилях, больших лодках и многих легких самолетах . Как правило, они тише, эффективнее и крупнее двухтактных. Существует ряд вариаций этих циклов, в частности циклы Аткинсона и Миллера. В большинстве грузовых и автомобильных дизельных двигателей используется четырехтактный цикл, но с системой зажигания с компрессионным подогревом. Этот вариант называется дизельным циклом.

Пять-тактный

Двигатели, основанные на пятитактном цикле, являются вариантом четырехтактного цикла. Обычно четыре цикла — это впуск, сжатие, сгорание и выхлоп. Пятый цикл, добавленный Делавуром [2], — это охлаждение. Двигатели, работающие в пятитактном цикле, на 30 процентов эффективнее, чем эквивалентные четырехтактные двигатели.

Двигатель Bourke

В этом двигателе два диаметрально противоположных цилиндра соединены с кривошипом кривошипным штифтом, который проходит через общее шотландское ярмо. Цилиндры и поршни сконструированы таким образом, что, как и в обычном двухтактном цикле, на оборот приходится два рабочих такта. Однако, в отличие от обычного двухтактного двигателя, сгоревшие газы и поступающий свежий воздух не смешиваются в цилиндрах, что способствует более чистой и более эффективной работе. Механизм скотч-хомута также имеет низкую боковую тягу и, таким образом, значительно снижает трение между поршнями и стенками цилиндра. Фаза сгорания двигателя Bourke более близко приближается к постоянному объему сгорания, чем четыре или два такта. Он также использует меньше движущихся частей, следовательно, необходимо преодолеть меньшее трениечем два других возвратно-поступательных типа должны. Кроме того, его большая степень расширения также означает, что используется больше тепла от его фазы сгорания, чем для четырехтактного или двухтактного циклов.

Двигатель управляемого сгорания

Это также двигатели на основе цилиндров, которые могут быть одно- или двухтактными, но вместо коленчатого вала и поршневых шатунов используются двухступенчатые соединенные противоположно вращающиеся концентрические кулачки для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение. Эти кулачки практически исключают боковые силы, которые в противном случае воздействовали бы на цилиндры поршнями, значительно повышая механическую эффективность. Профили кулачковых выступов (которые всегда нечетные и их не менее трех) определяют ход поршня в зависимости от подаваемого крутящего момента. В этом двигателе есть два цилиндра, которые разнесены на 180 градусов для каждой пары встречно-вращающихся кулачков. Для версий с одним ходом число циклов на пару цилиндров равно количеству выступов на каждом кулачке, в два раза больше для двухтактных блоков.

Ванкеля

Двигатель Ванкеля работает с тем же разделением фаз, что и четырехтактный двигатель (но без поршневых ходов, правильнее было бы назвать четырехфазный двигатель), поскольку фазы происходят в отдельных местах двигателя. Этот двигатель обеспечивает три рабочих такта на оборот на ротор, обеспечивая в среднем более высокое отношение мощности к весу, чем поршневые двигатели. Этот тип двигателя используется в Mazda текущего RX8 и более ранних RX7, а также других моделях.

Газовая турбина

В циклах газовых турбин (в частности, реактивных двигателей) вместо того, чтобы использовать один и тот же поршень для сжатия, а затем расширения газов, вместо этого используются отдельные компрессоры и газовые турбины; давая непрерывную силу. По сути, впускной газ (обычно воздух) сжимается, а затем сжигается с топливом, что значительно повышает температуру и объем. Большой объем горячего газа из камеры сгорания затем подается через газовую турбину, которая затем легко может питать компрессор.

Система зажигания

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по их системе зажигания. Точка в цикле, в которой воспламеняется смесь топлива и окислителя, оказывает непосредственное влияние на эффективность и производительность ДВС. Для типичного 4-х тактного автомобильного двигателя горючая смесь должна достигать максимального давления, когда коленчатый вал находится под углом 90 градусов после ВМТ (верхней мертвой точки). Скорость фронта пламени напрямую зависит от степени сжатия, температуры топливной смеси и октанового или цетанового числа топлива. Современные системы зажигания предназначены для зажигания смеси в нужное время, чтобы гарантировать, что фронт пламени не соприкасается с нисходящей головкой поршня. Если передняя часть пламени соприкасается с поршнем, это приводит к розовому воздействию или ударам. Смеси Leaner и более низкие давления смеси сгорают медленнее, что требует более точного выбора времени зажигания. Сегодня большинство двигателей используют электрическую или компрессионную систему отопления для зажигания. Однако системы с открытым пламенем и горячими трубами использовались исторически.Никола Тесла получил один из первых патентов на систему механического зажигания с патентом США 609250 «Электрическое зажигание для газовых двигателей» 16 августа 1898 года.

Процесс зажигания двигателя

Конфигурация двигателя

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по их конфигурации, которая влияет на их физические размеры и плавность (с более плавными двигателями, производящими меньше вибрации). Обычные конфигурации включают прямую или линейную конфигурацию, более компактную V-конфигурацию и более широкую, но более гладкую плоскую или боксерскую конфигурацию. Авиационные двигатели также могут принимать радиальную конфигурацию, которая позволяет более эффективно охлаждать. Также использовались более необычные конфигурации, такие как «H», «U», «X» или «W».

Конфигурации с несколькими коленчатыми валами вовсе не обязательно должны иметь головку цилиндров, но вместо этого могут иметь поршень на каждом конце цилиндра, который называется конструкцией с противоположным расположением поршней. Эта конструкция использовалась в дизельном авиационном двигателе Junkers Jumo 205 с использованием двух коленчатых валов, по одному на каждом конце одного блока цилиндров, и наиболее примечательно в дизельных двигателях Napier Deltic, которые использовали три коленчатых вала для обслуживания трех рядов двусторонних цилиндры расположены в равностороннем треугольнике с коленчатыми валами по углам. Он также использовался в локомотивных двигателях с одной банкой и продолжает использоваться для судовых двигателей, как для движителей, так и для вспомогательных генераторов. Роторный двигатель Gnome, использовавшийся в нескольких ранних самолетах, имел неподвижный коленчатый вал и ряд радиально расположенных цилиндров, вращающихся вокруг него.

Более детально в видео:

КПД двигателя внутреннего сгорания

Эффективность различных типов двигателей внутреннего сгорания различна. Общепринято, что большинство двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине, даже если им помогают турбокомпрессоры и средства повышения эффективности запаса, имеют механический КПД около 20 процентов. Большинство двигателей внутреннего сгорания тратят около 36 процентов энергии в бензине, поскольку тепло теряется в системе охлаждения, и еще 38 процентов — через выхлопные газы. Остальные, около шести процентов, теряются из-за трения . Большинство инженеров не смогли успешно использовать потерянную энергию для каких-либо значимых целей, хотя существуют различные дополнительные устройства и системы, которые могут значительно повысить эффективность сгорания.

Водородная топливная инъекция, или HFI, является дополнительной системой двигателя, которая, как известно, улучшает экономию топлива двигателей внутреннего сгорания, впрыскивая водород как увеличение сгорания во впускной коллектор. Экономия топлива может быть увеличена на 15-50%. Небольшое количество водорода, добавляемого к топливу воздухозаборника, увеличивает октановое число объединенного топливного заряда и увеличивает скорость пламени., что позволяет двигателю работать с более продвинутым моментом зажигания, более высокой степенью сжатия и более бедной воздушно-топливной смесью, чем это возможно в противном случае. В результате снижается загрязнение, увеличивается мощность и эффективность. Некоторые системы HFI используют встроенный электролизер для выработки используемого водорода. Также можно использовать небольшой резервуар с водородом под давлением, но этот метод требует повторного заполнения.

Также обсуждались новые типы двигателей внутреннего сгорания, такие как двигатель с раздельным циклом Scuderi, которые используют высокое давление сжатия, превышающее 2000 фунтов на квадратный дюйм, и сгорают после верхней мертвой точки (самая высокая и самая сжатая точка во внутреннем сгорании). ход поршня). Ожидается, что такие двигатели достигнут КПД до 50-55%.

Преимущества и недостатки ДВС

К преимуществам ДВС можно отнести большую дальность передвижения без заправки, большую экономию средств, небольшой вес и объём топливного бака. К недостаткам можно отнести маленький средний КПД двигателя (около 40%) при использовании, высокое загрязнение атмосферы, необходимое наличие КПП.

История

Первые двигатели внутреннего сгорания не имели сжатия, но работали на том, какая воздушно-топливная смесь могла всасываться или продуваться в течение первой части такта впуска. Наиболее существенное различие между современными двигателями внутреннего сгорания и ранними конструкциями заключается в использовании сжатия и, в частности, сжатия в цилиндрах.

1509: Леонардо да Винчи описал двигатель без сжатия. (Его описание может не означать, что идея была оригинальной с ним или что она действительно была построена.)

1900: Рудольф Дизель продемонстрировал дизельный двигатель на выставке 1900 Universselle (Всемирная выставка) с использованием арахисового масла (биодизеля).

1900: Вильгельм Майбах разработал двигатель, построенный в Daimler Motoren Gesellschaft — в соответствии со спецификациями Эмиля Джеллинека — который потребовал, чтобы двигатель получил имя Daimler-Mercedes в честь его дочери. В 1902 году автомобили с таким двигателем были запущены в производство DMG.

Заключение

ДВС — очень полезная вещь, но также она способна загрязнять атмосферу. Нужно знать меру в использовании автомобилей, пользоваться ими осторожно, дабы предотвратить несчастные случаи и обеспечить безопасность себе, окружаюей среде и людям.

Двигатель автомобиля

Двигатель автомобиля представляет собой сложный агрегат, необходимый для преобразования энергии в механическую работу, с помощью которой транспортное средство приводится в движение. В результате ДВГ является сердцем автомобиля и самым сложным агрегатом в устройстве по своей конструкции и по принципу работы.

Типы автомобильных двигателей внутреннего сгорания

Сразу стоит отметить, что в промышленности автомобилестроения используются только четырёхтактные агрегаты. Работающие по системе: впуск – сжатие – рабочий ход – выпуск. Наиболее распространённым двигателем автомобиля является поршневой тип, который может быть как карбюраторным, так и инжекторным, хотя нередко можно встретить и другие типы. В качестве энергоресурсов для запуска устройства могут использоваться бензин, дизельное топливо, природный или сжиженный нефтяной газ.

• 
• 

Классификация автомобильных двигателей внутреннего сгорания

Бензиновый двигатель автомобиля. Для работы такого устройства используется бензин, различающийся октановым числом. Так как агрегат оснащён принудительной системой поджога топливной смеси посредством электрической искры. Такие типы двигателей могут быть как карбюраторными (стали всё реже использоваться из-за не экономичности расхода топлива, неэкологичности, плохой эффективности смешивания энергоресурсов), так и инжекторными (благодаря наличию форсунок, установленных в системе впуска, отличается небольшим расходом топлива и большей экологичностью).

Двигатель автомобиля дизельного типа. Работают по принципу воспламенения дизтоплива с воздухом в момент нагрева при высоком давлении. В результате такие типы моторов более экономичны в отличие от бензиновых. Так как расход топлива уменьшается за счёт высокой степени его сжатия в цилиндрах. Благодаря отсутствию дроссельных заслонок, поступление воздуха осуществляется более эффективно.

Гибридный двигатель. Такой тип двигателя стал набирать большую популярность за последние несколько лет. Довольно эффективный агрегат, отличающийся повышенной экономичностью энергоресурсов. При этом его мощность увеличивается за счёт комбинирования двух типов агрегатов. Так как его конструкция состоит из двух двигателей. Одним из которых выступает двигатель внутреннего сгорания, и электромотора или нескольких устройств данного типа. Работа которых основывается на подпитке от ёмкой аккумуляторной батареи.

В процессе изготовления транспортных средств, возникает немало сложностей. Связанных с размещением силового агрегата, а также с уменьшением его веса и т.п. Это привело к тому, что ДВГ могут иметь разные виды по компоновке.

Виды двигателей автомобиля

• Рядные двигатели (поршни и цилиндры размещены в один ряд),
• V-образные (размещение цилиндров V-образным образом),
• Оппозитные (за счёт максимального угла развала, высота такого агрегата имеет минимальные размеры. А нагрузка распределена на коленвал, что увеличивает его ресурс),
• VR-моторы (агрегат, в котором скомбинированы свойства V-образных устройств),
• W-образные (самые мощные устройства, оснащённые тремя рядами цилиндров, имеют большой гол развала, снащены двумя VR-блоками).

Принцип работы двигателя автомобиля

Все автомобильные двигатели 4-хтактного типа работают по одном принципу (иначе 4 этапа или 4 такта):

• 1 такт – впуск. То есть поршень находится в положении верхней мёртвой точки. В процессе его опускания создаётся разряжение. В результате чего происходит открытие клапана, происходит всасывание топливно-воздушной смеси, после чего клапан закрывается.
• 2 такт – сжатие. На данном этапе происходит воспламенение смеси. Которая преобразуется из тепловой энергии в механическую, приводя устройство в рабочее состояние.
• 3 такт – рабочий ход. То есть поршень приходит в положение нижней мёртвой точки за счёт расширения газов в момент максимального горения смеси.
• 4 такт – выпуск. То есть поршень приходит в первоначальное положение, выпуская отработанные газы через открывающийся клапан.

Подведем итог

В итоге мы привели краткое описание двигателя автомобиля. То есть в двух словах рассказали про типы двигателей внутреннего сгорания, классификацию, виды и принцип работы. Надеюсь Вы нашли здесь, что искали. В скором времени мы развернем эту темы подробнее. То есть добавим сюда ремонт и признаки неисправности. Спасибо за внимание, до скорой встречи! Желаю Вам удачи!

Источник https://m.etlib.ru/blog/143-dvigatel-avtomobilya

Источник https://teritoriya-auto.ru/dvigatel-vnutrennego-sgoraniya-avto/

Источник https://proautobu.ru/dvigatel-avtomobilya/

Источник