Бензиновый автомобильный двигатель: типы и принцип работы. Бензиновые двигатели автомобиля


Бензиновый двигатель автомобиля

Бензиновый двигатель автомобиля

Среди поршневых двигателей внутреннего сгорания в настоящее время наиболее распространен бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе воспламенение топливно-воздушной смеси происходит принудительно за счет электрической искры.

Основными направлениями совершенствования бензиновых двигателей являются снижение расхода топлива, токсичности отработавших газов, повышение мощности двигателя.

Бензиновый двигатель автомобиля

Для реализации этих требований на современных бензиновых двигателях применяются ряд систем: непосредственного впрыска, впускная и выпускная системы, турбонаддув, изменения фаз газораспределения, электронного зажигания, рециркуляции отработавших газов, управления двигателем.

Система непосредственного впрыска обеспечивает впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания. В зависимости от режима работы двигателя регулируется количество впрыскиваемого топлива, момент впрыска и образуются разные виды топливно-воздушной смеси (послойная, гомогенная, стехиометрическая гомогенная).

Современная впускная система характеризуется дроссельной заслонкой с электрическим приводом и впускными заслонками на каждый цилиндр. Впускные заслонки разделяют поток воздуха на два канала – свободный и перекрываемый заслонкой. Закрытые впускные заслонки обеспечивают послойное смесеобразование за счет вихревого движения воздуха в камере сгорания.

Турбонаддув является достаточно эффективной системой повышения мощности бензинового двигателя, основывающейся на сжатии всасываемого воздуха с помощью энергии отработавших газов. Вместе с тем, применение турбонаддува на бензиновых двигателях ограничено возможностью наступления детонации.

Система изменения фаз газораспределения обеспечивает эффективную работу газораспределительного механизма в разных режимах работы двигателя (холостой ход, низкие обороты, высокие обороты). В различных конструкциях систем эффект достигается за счет изменения момента открытия (закрытия) клапанов, продолжительности их открытия, а также высоты подъема.

Наиболее совершенной системой воспламенения топливно-воздушной смеси бензинового двигателя является электронная система зажигания, в которой создания и распределение тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя осуществляется посредством электронных компонентов – датчиков и блока управления.

Выпускная система помимо выпуска отработавших газов в значительной степени снижает и их токсичность. Эту функцию в системе выполняет каталитический нейтрализатор, работающий под управлением кислородного датчика – лямбда-зонда.

Снижению токсичности отработавших газов способствует система рециркуляции отработавших газов. Система уменьшает содержание в отработавших газах оксида азота путем возврата их части во впускной коллектор.

Система управления двигателем объединяет работу всех перечисленных систем, обеспечивая их оптимальное функционирование на всех режимах работы двигателя.

По материалам: avto-opel.com

 Загрузка ...

Поделиться "Бензиновый двигатель автомобиля"

Бензиновый двигатель автомобиля

5 (100%) проголосовало 2

avto-opel.com

Бензиновый двигатель автомобилей: типы и принцип работы

Бензиновый двигатель представляет собой силовой агрегат со встроенной камерой сгорания, в которой энергия сгорания топлива преобразуется в механическую работу. Такие моторы относятся к классу двигателей внутреннего сгорания.

Историческая справка

Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) построил в 1807 году изобретатель из Швейцарии François Isaac de Rivaz. Правда, работал этот двигатель не на бензине, а на газообразном водороде, однако был оснащен шатунно-поршневой группой и устройством искрового зажигания.

В дальнейшем этот ДВС усовершенствовали француз Jean Joseph Etienne Lenoir (1860) и немецкий инженер Nicolaus August Otto, который в 1863 году создал атмосферный двухтактный, а в 1876 году и четырехтактный ДВС.

Первый бензиновый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания разработали немецкие инженеры Gottlieb Wilhelm Daimler и August Wilhelm Maybach, которые использовали его при создании первых мотоциклов (1885) и автомобилей (1886). Примерно в эти же годы первый карбюраторный ДВС был создан и в России. Построил его Огнеслав Костович (1851-1916).

В дальнейшем никаких принципиальных отличий в схему построения ДВС внесено не было, а усилия большого количества инженеров со всего мира были направлены на создание высокотехнологичных бензиновых двигателей достаточно большой мощности с малым потребления топлива.

Виды бензиновых ДВС

В настоящее время на автомобилях можно встретить бензиновые двигатели, оснащенные:

  1. карбюратором, где происходит смешивание топлива с воздухом. Затем подготовленная смесь подается в цилиндры, где поджигается искрой, которая проскакивает между электродами свечей зажигания.
  2. инжекторной системой смесеобразования, которая осуществляется путем впрыска топливно-воздушной смеси во впускной коллектор или непосредственно в цилиндры двигателя. Для этого используются специальные форсунки. При этом существуют системы:
  • моновпрыска топлива (одноточечные).
  • распределенного впрыска топлива (многоточечные).

Управление форсунками и дозирование топлива может осуществляться при помощи:

  1. Рычажно-плунжерного механизма – в механических системах впрыска.
  2. Специального блока управления ЭБУ – в электронных системах впрыска.
  3. Системой наддува, когда впуск горючей смеси или воздуха происходит под давлением, нагнетаемым турбокомпрессором. При этом значительно увеличивается мощность и коэффициент полезного действия силового агрегата.

Особое место среди бензиновых двигателей занимает роторно-поршневой двигатель (двигатель Ванкеля). Он отличается от остальных ДВС отсутствием отдельного механизма газораспределения, что значительно упрощает конструкцию мотора.

Принцип действия роторно-поршневого силового агрегата заключается в том, что за один оборот он выполняет три полных рабочих цикла. Происходит это за счет того, что в основе двигателя лежит оригинальный треугольный ротор, который, вращаясь в камере особой формы, выполняет функции поршня, коленчатого вала и механизма газораспределения. По ряду причин конструктивного и технологического характера этот бензиновый мотор широкого распространения не получил.

В автомобилестроении чаще всего используются рядные четырехцилиндровые четырехтактные бензиновые силовые агрегаты, отличающиеся от остальных:

  • большим ресурсом;
  • экологичным выхлопом;
  • экономичностью;
  • низким уровнем шума.

Принцип действия и устройство

Принцип действия любого бензинового двигателя заключается в том, что при воспламенении небольшого количества предварительно сжатой смеси высокоэнергетического топлива и воздуха в замкнутом пространстве камеры сгорания происходит выделение большого количества энергии, которого достаточно для перемещения поршня.

При этом прямолинейное, поступательно-возвратное движение поршня при помощи кривошипно-шатунного механизма преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, который и приводит в движение транспортное средство.

К основным элементам бензиновых ДВС, которые принимают непосредственное участие в процессе преобразования тепловой энергии в механическую, относятся:

  • впускные и выпускные клапаны газораспределительного механизма;
  • поршни;
  • шатуны;
  • коленчатый вал;
  • свечи зажигания.

Кроме того, любой бензиновый двигатель оснащается вспомогательными системами, которые обеспечивают его эффективную работу. К ним относятся:

  1. Система зажигания – обеспечивает поджигание топливно-воздушной смеси. Бывает контактной, бесконтактной, микропроцессорной.
  2. Система запуска ДВС – включает в себя стартер и аккумулятор. Используется для того, чтобы принудительно провернуть коленчатый вал при запуске первого рабочего цикла двигателя. Для запуска бензиновых двигателей малой мощности часто используют мускульную силу человека (кик-стартер).
  3. Система приготовления горючей смеси – обеспечивает приготовление и подачу топливно-воздушной смеси в камеры сгорания цилиндров мотора.
  4. Система выпуска выхлопных газов – отвечает за своевременное удаление продуктов сгорания горючей смеси из цилиндров двигателя.
  5. Система охлаждения – служит для отвода тепла от нагревающихся элементов мотора и обеспечивает заданный температурный режим его работы. Охлаждение может осуществляться при помощи воздуха, специальной охлаждающей жидкости, комбинированного способа.
  6. Система смазки – предназначена для подачи моторного масла к трущимся поверхностям ДВС. Также используется для удаления нагара и продуктов износа трущихся поверхностей. Моторное масло может подаваться к местам смазки как методом разбрызгивания, так и под давлением.

Существуют также комбинированные системы смазки, в которых моторное масло смешивается в определенных пропорциях с горючей смесью. Оснащаются ими двигатели бензиновые малой мощности для моторных лодок, средств малой механизации и пр.

dvigatels.ru

Бензиновый двигатель, устройство и принцип работы

Современный бензиновый двигатель входит в класс агрегатов внутреннего сгорания, где поджигание смеси происходит непосредственно в цилиндрах с помощью искры, образуемой электричеством. Мощность таких моторов регулируется подачей воздуха с помощью дроссельной заслонки.

Дроссельная заслонка карбюраторных автомобилей, регулирует объем подаваемой смеси в камеру сгорания. Все управление происходит напрямую от педали акселератора. Во всех современных автомобилях, выпускаемых последние годы, механическое управление заслонкой сменили на электронное. При нажатии на газ потенциометр подает сигнал на электронный блок управления, который, в свою очередь, управляет электродвигателем для перемещения заслонки.

Четырёхтактный двигатель

Как классифицируют бензиновые агрегаты?

Каждый бензиновый двигатель проходит классификацию по следующим параметрам:

  • Способу смесеобразования;
  • Количеству тактов;
  • Числу цилиндров;
  • Способу охлаждения;
  • Расположению цилиндров;
  • Типу смазки;
  • Виду применяемого топлива;
  • Степени сжатия;
  • Частоте вращения;
  • Назначению;
  • Способу подачи воздуха и горючей смеси.

Каждый современный автомобиль с бензиновым двигателем, для подготовки горючей смеси использует карбюратор либо инжектор.

Двигателя бывают двухтактные и четырехтактные. Двухтактные при своих небольших размерах выдают больше мощности, но проигрывают по КПД. Поэтому для экономичности, четырехтактные двигатели используют на всех транспортных средствах, кроме мотоциклов.

Двигатель на бензине может быть одноцилиндровым, двухцилиндровым или многоцилиндровым. По их расположению двигателя бывают: рядными, V-образными, оппозитными и звездообразными. Устройство охлаждения используется жидкостное или воздушное.

Смазка происходит смешанным и раздельным типом. При смешанном, в топливо добавляется масло для бензиновых двигателей, тогда как в раздельном типе, масло заливается только в картер.

На многих автомобилях используют атмосферные двигателя, работа которых заключается в подаче горючей смеси до камеры сгорания, с помощью всасывающего хода поршня. Но есть еще и двигателя с наддувом. Они оборудованы турбокомпрессором, который создает давление для подачи горючей смеси в цилиндр. Благодаря наддуву, бензиновый двигатель получает дополнительную мощность и значительную экономию топлива.

Как происходит рабочий цикл четырехтактных и двухтактных агрегатов?

Полный рабочий цикл проходит за четыре такта:

  • Впуск;
  • Сжатие;
  • Рабочий ход;
  • Выпуск.

Рабочий цикл двухтактного двигателя происходит за один оборот коленчатого вала и включает в себя только два такта: сжатие и рабочий ход. Благодаря этому, бензиновый двигатель получает в 1,5 раза большую мощность при таком же объеме.

Основные преимущества 4-тактных агрегатов: большой ресурс; экономичность; меньший шум и выброс вредных веществ; отсутствие потребности добавления масла в топливо. Масло для бензиновых двигателей подбирается по классификациям в зависимости от его износа.

Отличия карбюраторных моторов от инжекторных

Инжекторный мотор

Работа карбюраторного мотора зависит от точного смешивания топлива подаваемого в карбюратор с воздухом.

Устройство инжекторного двигателя значительно отличается. Его работа зависит напрямую от форсунок, подающих топливо под давлением. За правильную дозировку отвечает электронный блок управления.

Массовое производство инжекторов для бензинового мотора, началось после повышения норм по выбросу вредных веществ. Благодаря точному впрыску топлива, за который отвечает программа ЭБУ, получилось достичь постоянства выхлопных газов. А стабильная работа двигателя с помощью катализатора помогла значительно уменьшить его шум.

Устройство системы зажигания бензинового мотора бывает бесконтактным, микропроцессорным или контактным. Бензиновый двигатель с контактной системой включает в себя:

  • Прерыватель-распределитель;
  • Катушку;
  • Выключатель зажигания;
  • Свечи.

Катушка зажигания

Работа бензинового агрегата с бесконтактной системой, зависит от того же оборудования, за исключением индукционного датчика, используемого вместо прерывателя. Устройство микропроцессорной системы зажигания оборудовано: датчиком положения коленчатого вала, блоком управления, коммутатором, катушками, свечами, датчиком температуры бензинового мотора. Стабильная работа инжекторного агрегата была достигнута при помощи добавленного датчика положения заслонки и датчика расхода воздуха.

Специфические особенности современных моторов

Долговечная работа любого мотора зависит от его надежности. Поэтому для достижения максимальной надежности, было принято использовать индивидуальную катушку зажигания для каждой свечи отдельно. Этого правила поддерживаются как при сборке советских автомобилей, так и при комплектации современных японских агрегатов.

Последнее время, приняли использовать на один цилиндр по 2 клапана на впуск и выпуск. Раньше их было по одному, но за счет увеличения площади отверстий в головках, большой клапан перестал справляться со своевременным закрытием отверстия до начала следующего цикла. Эти изменения сразу сказались, и работа мотора стала нестабильной.

За точное управление дроссельной заслонкой стал отвечать электропривод вместо привычного тросика ведущего от педали акселератора. После появления электропривода, автомобили начали оснащать функцией «Cruise Control», которая очень полезна для дальних дистанций.

Среди систем, которые остались неизменными для большинства двигателей является:

  • Охладительная система;
  • Система выпуска отработанных газов;
  • Система запуска двигателя.

Система охлаждения обычно применяется смешанная. За выпуск отработанных газов в атмосферу отвечает выпускной коллектор на пару с каталитическим конвертером и глушителем. Смазка всех современных автомобилей не имеет отдельного маслоблока и происходит за счет залитого через клапанную крышку масла, прямо в мотор. Запуск агрегата происходит с помощью стартера, который питается от аккумулятора.

Похожие статьи:

autodont.ru

Какой двигатель выбрать для автомобиля: бензиновый или дизельный?

Зная о абсолютно всех плюсах и минусах дизельных и бензиновых двигателей, гораздо легче выбрать в пользу одного из них при приобретении машины.

Каких двигателей больше?

30% машин во всем мире оснащены дизельными двигателями. В бывшем СССР их доля в общем числе может колебаться в пределах 10 – 20%. Как и у нас, так и в зарубежных странах идет увеличение количества автомобилей, имеющих дизельные двигатели. Это связано с тем, что стоимость на углеводороды регулярно растет, экологические нормы по выбросу вредных веществ машинами постоянно ужесточаются, расход дизельного топлива гораздо меньше, чем у аналогичного автомобиля, имеющего бензиновый двигатель.

В чем заключается отличие дизельного двигателя от бензинового?

Основное отличие заключено в виде топлива и методе его возгорания. Горючая смесь в бензиновом двигателе, которая состоит из воздуха и паров бензина, возгорается от электрической искры, провоцируемой свечами зажигания.

В дизельном двигателе сжатая смесь солярки и воздуха возгорается не из-за искры, а только лишь из-за собственной высокой температуры.

Данным отличием вызвана разница в конструкциях двигателей: узлы и детали дизелей массивнее и прочнее, а бензиновые двигатели весят гораздо меньше и малогабаритны, если сравнивать их с дизельными.

Ресурс работы и сервисное обслуживание

Дизельные двигатели более выносливы, чем бензиновые. Большая часть из них могут «пробегать» до 1 миллиона км перед тем, как будет произведен капремонт. А ресурс бензиновых двигателей колеблется от 200 до 400 тысяч км.

Дизельные двигатели достаточно требовательны к уровню горючего. Если вы заправитесь соляркой, имеющей низкое качество, то дизельный двигатель мгновенно становится нерабочим.

Особенности эксплуатации

Двигатели, работающие на бензине, менее шумливые и имеют большую мощность, а при достаточно низкой температуре их проще заводить. В зимнее время с дизельным двигателем могут появиться трудности, в особенности, если его заправили летним видом топлива, которое парафинизируется уже при -5 градусов, а зимнее начинает застывать при -35 градусов.

Сразу после запуска дизельный двигатель начинает издавать рокочущий звук, пропадающий лишь после того, как дизель полностью прогрелся. На это потребуется около десяти минут. Это гораздо больше, чем для прогревания бензинового движка.

Если говорить о современных дизельных двигателях, они не имеют данного недостатка из-за конструктивных особенностей и применения новейших технологий.Машина, оснащенная дизельным двигателем, может начинать ехать до того, как он прогреется, так как мощность дизеля и крутящий момент близки к наибольшему значению даже с низкими оборотами.

Подведем итоги

Лучшего всего выбрать автомобиль с бензиновым двигателем, если вы не собираетесь часто пользоваться им. Если вы планируете регулярно пользоваться машиной, то предпочтите автомобиль с дизельным двигателем, так как низкая цена заправки и небольшой аппетит данного дизеля дадут возможность восполнить изначальную переплату за автомобиль, а также ее техническое обслуживание.

privet-sovet.ru

Что собой представляет бензиновый двигатель

Первые машины оснащались бензиновыми двигателями. На сегодняшний день —  это примитивные устройства, но  несколько десятков лет назад они вызывали своим появлением на дороге удивлённые взгляды прохожих. Статья расскажет, что собой представляет бензиновый двигатель?

В наше время бензиновый двигатель не утратил актуальность, но изменился конструктивно до неузнаваемости. Первые экземпляры были «прожорливы» и «капризны» в эксплуатации. Со временем инженеры доработали мотор,  снизили расход топлива и увеличили мощность.

В конце статьи находится видео, что собой представляет бензиновый двигатель. Наглядно осветит сложные моменты в понимании конструктивных особенностей агрегата.

Принцип работы бензинового двигателя

В бензиновом моторе воспламенение топливно-воздушной смеси происходит искрой. Подаётся свечой в каждый цилиндр двигателя.

Бензин различается октановым числом. Высокое октановое число снижает расход и увеличивает мощность мотора. Производители автомобилей рекомендует использовать бензин с конкретным октановым числом.

Преимущества использования бензинового мотора

  • низкий уровень шума;
  • низкий уровень токсичности отработанных газов;
  • высокая мощность;
  • пуск при высоких отрицательных температурах;
  • ремонтопригодность;
  • большой выбор объёмов.

Какие системы используются в бензиновых двигателях?

Системы подачи топлива бензинового мотора:

1.Прямой впрыск — топливо поступает прямо в камеру сгорания. Регулируется количеством бензина.

2.Современная система впрыска –дроссельная заслонка регулируемая электрическим приводом. Каждый цилиндр использует индивидуальные впускные заслонки.

3.Туробонаддув – система искусственного увеличения мощности мотора. Сжатие забираемого воздуха из окружающей среды происходит за счёт давления отработанных газов.

Бензиновый мотор не избежал недостатков, но в целом это достаточно надёжный и ремонтопригодный агрегат.

www.avtogide.ru

Бензиновый или дизельный двигатель для автомобиля

В настоящее время у нас появился огромный выбор автомобилей в зависимости от цены, модели, а также комплектации. Однако при покупке практически всегда встает один из главнейших для автомобилиста вопросов: с каким двигателем выбрать машину – дизельным или бензиновым? У каждого вида топлива есть свои убежденные сторонники и противники. Экономическая составляющая, то есть цена вопроса, здесь играет главную и определяющую роль, так как затраты на топливо только растут, да и обслуживание современных автомобилей с годами не дешевеет.

Заглянем же в историю. С момента зарождения автомобилестроения главенствующая роль принадлежала бензиновым моторам. Дизелям же была уготована роль силовых установок на корабельной и сельскохозяйственной технике. Однако прогресс не стоял на месте, и с появлением более компактных дизельных установок произошло смещение удельного веса в сторону дизельных автомобилей, которые прочно вошли в нашу повседневную жизнь.

Принципиальные различия между дизельными и бензиновыми моторами сводятся к способу воспламенения рабочей топливной смеси в цилиндрах. В случае с бензином его пары смешиваются с воздухом и при помощи искры от свечей зажигания воспламеняются. Воспламенение же дизельного топлива происходит под действием избыточного давления и температуры. Исходя из этого, различается как внешнее, так и внутреннее строение моторов, их узлов и агрегатов. Дизельный двигатель отличается большими габаритами и запасом прочности, поскольку нагрузки на него значительно превосходят бензиновый аналог. Еще одним немаловажным отличием дизельного мотора является сложная система устройства и достаточно высокая стоимость топливной аппаратуры. Однако, в отличие от бензинового собрата, у дизеля нет сложной и временами очень капризной системы зажигания. У двигателей на солярке имеется огромный плюс – экономичность. Это означает, что расходы на заправку будут значительно меньшими, а суммарный пробег автомобиля больше.

Немаловажное значение в наших условиях имеет качество заправляемого топлива. Дизельный мотор к нему особенно требователен. Да и условия эксплуатации автомобилей в нашем регионе подливают масла в огонь. В связи с резкими колебаниями летних и зимних температур в бак автомобиля должно заливаться соответствующее дизельное топливо, которое не всегда присутствует на родных АЗС. Следовательно, владелец дизельного автомобиля должен этот вопрос постоянно держать под контролем, иначе есть все шансы не завести автомобиль морозным солнечным утром либо застрять на трассе ночью в метель. Это может касаться и бензиновых моторов, однако контроль тут сводится, как правило, к соблюдению соответствующего рекомендованного октанового числа топлива.

Противники дизельных моторов ругают их еще и за сильную дымность, отчетливый шум и вибрацию при работе автомобиля. Но прогресс не стоит на месте: данные недостатки касаются лишь старых подержанных либо неисправных автомобилей.

Ценовой показатель при покупке нового автомобиля определяет выбор в пользу бензинового агрегата, так как новый дизельный автомобиль стоит приблизительно на 20–30 процентов дороже. На вторичном же рынке автомобилей данный ценовой показатель практически сопоставим.

Бензиновые двигатели превосходят дизельные в мощности. При равном объеме двигателя мощность бензиновых агрегатов на 20% больше. Однако дизельный мотор обладает более ровной тягой на любых оборотах и быстрее достигает максимального крутящего момента. Так что если ваш удел – езда на средних скоростях по городу, однозначно дизель будет привлекательней.

О визите на СТО. Еще одним настораживающим вопросом остается стоимость обслуживания и ремонта двигателя. Дизельные двигателя из-за своей конструктивной особенности и требовательности к топливу требуют более частой смены защитных масел и фильтров. Если же брать в расчет стоимость ремонтных работ, следует сказать, что с дизелем дела обстоят достаточно сложно. Из-за сложности устройства и дорогостоящих запчастей визит к автослесарю может обойтись на порядок дороже бензинового мотора. Но при надлежащем уходе и правильной эксплуатации ресурс дизельных моторов в 2–3 раза больше.

Подведем же некоторые итоги:

1. Когда вы передвигаетесь исключительно в городских условиях, где отсутствуют проблемы с приобретением качественного топлива, – предпочтительней будет дизельный вариант.

2. Если в вашем регионе бывают суровые зимы, а по характеру вашей работы и жизни вы обязаны постоянно быть за рулем, следует выбрать бензиновый двигатель.

3. Дизель будет верным помощником при использовании автомобиля в коммерческих целях, так как километр пробега автомобиля будет обходиться на порядок дешевле.

4. При покупке нового автомобиля дизель обойдется вам дороже бензинового аналога, а иногда эта разница может быть достаточно значительной.

5. Приобретая подержанный автомобиль для частных целей возрастом более 10 лет, отдельное внимание следует уделить общему состоянию мотора. Предпочтение следует отдать бензиновым двигателям в связи с их менее дорогостоящим ремонтом и, в большинстве своем, небольшим пробегом.

В любом случае, выбор всегда остается за вами. Главное, чтобы мера удовольствия, получаемая от управления автомобилем, не зависела от вида агрегата под его капотом.

afftomobil.ru