Принцип Работы Двигателя Внутреннего Сгорания Картинки. Работа двигателя двс


Принцип работы двигателя внутреннего сгорания - Вождение автомобиля для начинающих онлайн и обучение вождению (самоучитель)

Древняя пословица гласит: «узнай своего друга, чтобы пребывать с ним в дружбе». Автомобиль часто действительно становится другом человека (к которому даже ревнуют жены!). И, как у каждого друга есть «плюсы» и «минусы», так и у ДВС (двигателя внутреннего сгорания) также есть преимущества и недостатки. С них, пожалуй, и начнем наше знакомство ним.

Основные преимущества, благодаря которым ДВС получил повсеместную популярность, заключаются в:

- автономности;- возможности использования различного топлива;- возможности быстрого запуска;- невысокой стоимости.

Даже такие недостатки, как низкий КПД, высокий уровень шума и ядовитые выхлопы газов, не смогли перевесить очевидных достоинств ДВС.

Теперь более подробно о том, в чем же заключается работа двигателя внутреннего сгорания. Самым распространенным видом двигателя данного типа является поршневой (есть еще роторно-поршневой и газотурбинный). На его примере мы и будем рассматривать принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Итак, работа двигателя внутреннего сгорания основано на взаимодействии таких систем двигателя, как:

- система управления; - система выпускная;- система охлаждения;- система смазки;- система зажигания в бензиновых двигателях;- топливная система;- впускная система.

Все это, в свою очередь, взаимодействует с кривошипно-шатунным и газораспределительным механизмом. Данные системы и механизмы в одном корпусе и составляют двигатель внутреннего сгорания. Разнообразие конструкции имеющихся сегодня силовых агрегатов поражает воображение. У разных автомобилей может быть разная мощность мотора, объем, число цилиндров, а, кроме того, такие механизмы могут отличаться по типу используемого в работе топлива. Но при всех различиях практически все моторы похожи тем, что в основе их работы используется один и тот же принцип работы – циклическая цепочка повторяющихся действий (тактов). Существуют двухтактные и четырехтактные моторы. Автомобили чаще всего комплектуются именно моторами, работа которых разбита на четыре следующих друг за другом действия.

Подарок немецкого инженера-самоучки

Принцип работы четырехтактного двигателя придумал и воплотил в жизнь изобретатель из Германии Николаус Отто. Случилось это еще в конце 19 века и, несмотря на впечатляющий уровень технических изменений в автомобилестроении, достигнутый за прошедшее с тех пор время, сегодняшние силовые агрегаты по-прежнему построены на основе идеи дедушки Отто. Свое название четырехтактный двигатель получил из-за того, что один его рабочий цикл можно разделить на четыре этапа. За время одного рабочего цикла поршень успевает сделать по цилиндру четыре полноценных перемещения: дважды он переместится вверх и точно такое же количество раз – вниз. Отличаются две крайний точки положения поршня в цилиндре, которые принято именовать мертвыми точками – верхняя ВМТ и нижняя НМТ. В момент, когда поршень находится в одной из этих точек и начинается очередной такт.

Такт №1 – Впуск

Впускной такт стартует с момента, когда поршень расположен в ВМТ, то есть верхней мертвой точке. В момент начала движения поршня вниз открывается клапан впуска. Дальнейшее движение поршня продуцирует всасывание топливовоздушной смеси во внутреннюю полость цилиндра. Следует отметить, что конструкция с одним впускным клапаном сейчас считается упрощенной, ведь есть нынче модели моторов с множественным количеством таких клапанов или же с системой принудительного поддержания клапана в отрытом состоянии. Однако на принцип работы четырехтактного двигателя это существенного влияния не оказывает.

 

 

Такт №2 – Сжатие

Такт сжатия начинается с момента, когда двигавшийся вниз поршень достиг НМТ. В этот момент он начнет двигаться обратно по заполненной смесью внутренней полости цилиндра. Это его продвижение приведет к сжатию данной смеси вплоть до объема свободного пространства, которое есть между горизонтальной плоскостью поршня, достигшего верхней точки и головкой двигателя. Это пространство называется камерой сгорания и как понятно из названия именно там и произойдет сжигание сжатой поршнем топливовоздушной смеси. Во время такта сжатия клапаны должны быть в закрытом состоянии, ведь для качественного процесса должна быть обеспечена максимальная герметичность. Именно поэтому у изношенных моторов очень слабая производительность и мощность, ведь у них плохое состояние колец, поршней и цилиндров, это является причиной ухода смеси через зазоры и снижения качества сжатия.

Такт №3 – Рабочий ход

Когда сжавший смесь поршень находится в ВМТ, начинается третий такт. Само название этого такта рабочий ход обусловлено тем, что именно во время него происходит движение поршня, которое заставляет совершить рабочее вращение коленвала. Происходит это так: искра от свечи зажигания поджигает топливную смесь в камере сгорания, что провоцирует «взрыв» и образование газов. Происходит движение поршня вниз за счет воздействия расширившихся в объеме газов. Во время третьего такта клапаны по-прежнему должны быть в закрытом состоянии.

 

Такт №4 – Выпуск

Когда в конце третьего такта поршень опуститься до НМТ, происходит открывание клапана, именуемого выпускным. В современных моторах их может быть больше чем один, как и впускных клапанов, но суть работы двигателя остается неизменной. Продвигаясь по цилиндру вверх, поршень выдавливает газы, образовавшиеся от «взрыва» топливной смеси через клапан, проводя вентиляцию цилиндра.

 

 

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на повторении рабочего цикла. Он присущ всем типам двигателей, но так как существуют четырехтактные и двухтактные ДВС, то они имеют некоторые отличия в осуществлении рабочих циклов. Так, в двухтактных рабочий цикл происходит во время двух основных тактов в течение одного оборота коленвала. Клапанов в двухтактном двигателе нет. Их функции исполняет поршень, который закрывает окна во время своего движения. Четырехтактный ДВС, при таких же размерах двухтактного двигателя, имеет меньшую мощность, так как у него получается меньшее количество рабочих циклов за единицу времени.

autocrop.ru

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (видео) - Самостоятельный ремонт авто

Содержание:

Сегодня ДВС по праву можно назвать основной разновидностью двигателей для автомобилей. Если разобраться, работа двигателя внутреннего сгорания напоминает функционирование агрегата, энергию сжигаемого топлива преобразующего в механическую работу. Среди поршневых, газотурбинных и роторно-поршневых моторов наибольшее распространение получил первый вид представленных моделей.

В числе несомненных достоинств ДВС, благодаря чему и обеспечено их столь широкое использование, находятся:

  • Возможность автономного функционирования;
  • Универсальность, позволяющая сочетать их с разными потребителями;
  • Доступная цена;
  • Небольшие габариты;
  • Малый вес;
  • Быстрый запуск;
  • Применение нескольких разновидностей топлива.

Однако же, есть и некоторые отрицательные характеристики:

  • Высокая степень шумообразования;
  • Загрязнение окружающей среды отработанными токсичными газами;
  • 40%-й КПД;
  • Малый ресурс.

Та или иная разновидность топлива, используемая для работы двигателей, послужила причиной для их разделения на бензиновые и дизельные модели. Достойной альтернативой обеспечивающей работу ДВС, повсеместно применяется газ пропан и метан, метанол, этанол и водород.

Если рассматривать вопрос экологичности, стоит указать на несомненную перспективность водородного двигателя, — от его работы не появляется вредных выбросов.

Как устроен двигатель внутреннего сгорания

100-avto.ru

устройство и принцип работы ДВС

1339 Просмотров

Ежегодно на дороги выезжают сотни тысяч новых автомобилей. Малая доля из них работает на электрической тяге: это относительно новая разработка, которая пока не получила широкого распространения. Все же наиболее часто можно встретить машину, оборудованную двигателем внутреннего сгорания, который работает на дизельном топливе или бензине. В этой статье мы расскажем о том, как работает двигатель внутреннего сгорания и что является секретом его надежности и долговечности.

Зажигание и питание

Чтобы ДВС заработал и достиг рабочей температуры, необходимо его запустить. Многие отлично знают, что для этого необходимо совершить всего одно нехитрое действие: повернуть ключ в замке зажигания и лишь наблюдать за тем, как повышается температура охлаждающей жидкости, а показатели постепенно приходят в норму.

Чтобы ДВС успешно запускался, необходимо устройство, которое приводит его механические составляющие в действие. Таковым является стартер, схема работы которого идентична простейшему электрическому двигателю. Стартер приводится в движение от энергии аккумуляторной батареи, которая при повороте ключа в замке зажигания подводит питание к выводам стартера.

Параллельно со стартером в действие приводится распределитель. Его задача — постоянное перенаправление электрической искры от катушки зажигания на одну из четырех свечей, каждая из которых представляет собой пару электродов и устанавливается внутрь цилиндра.

Катушка зажигания перенимает энергию у аккумуляторной батареи и преобразовывает ее по той же схеме, как это делает трансформатор на электрических подстанциях. Таким образом, ток, составляющий стандартные 12 вольт, за доли секунды трансформируется в напряжение, достигающее внушительных 30 киловольт.

Система питания, которая подводит к ДВС смесь, состоящую из топлива и воздуха, состоит из топливного насоса, карбюратора или инжектора, а также воздушного и топливного фильтров. Топливный насос работает за счет вращения коленчатого вала двигателя и предназначается для того, чтобы осуществлять беспрестанную подкачку бензина из бака.

Если речь идет о карбюраторной машине, то топливо попадает в камеры карбюратора через жиклеры, где смешивается с воздухом, поступающим извне, и затем продвигается в цилиндры по топливным шлангам.

В устройствах с непосредственным впрыском топливо поступает напрямую на форсунку, расположенную в цилиндре. Посредством электроники в таких системах автоматически контролируется качество смеси, а потому двигатель работает более эффективно и экономично.

Механическая составляющая

Чтобы понять, как работает двигатель автомобиля, обязательно стоит знать о том, из каких подвижных частей состоит мотор и как они взаимодействуют между собой. В основе двигателя лежат цилиндры, в которых передвигаются поршни. Эта система объединяется в едином металлическом корпусе, называемом головкой блока цилиндров, или попросту ГБЦ.

Каждый из поршней соединяется с металлическим рычагом, который называется шатуном. Задача шатуна, который закрепляется к поршню шарнирно, — превращать поступательное движение во вращательное и, таким образом, приводить в движение все необходимые системы и устройства автомобиля.

С противоположного конца шатун шарнирно подсоединяется к коленчатому валу, который перенимает механическую энергию поршня и передает ее остальным подвижным деталям посредством шестерни или шкива.

Коленчатый вал представляет собой цилиндр сложной формы. Между коленами вала располагаются вкладыши, которые предназначаются для соединения с шатуном. Как только вкладыши истираются, их заменяют на новые, и такая операция является рядовой.

От коленчатого вала посредством ременной передачи между шкивами приводится в движение распределительный вал. Такой вал имеет на себе кулачки и предназначается для того, чтобы открывать и закрывать впускные и выпускные клапаны мотора в нужный момент.

Распределительный вал, в свою очередь, взаимодействует с клапанами, которые являются достаточно сложными деталями. Каждый клапан имеет пружинный механизм, что позволяет ему возвращаться в исходное положение сразу после того, как кулачок перестал на него давить. Для взаимодействия кулачка вала и клапана используется толкатель. Кроме того, усилие от толкателя передается коромыслу: это необходимо для того, чтобы при закрытии выпускного клапана открывался впускной и наоборот.

В современных ДВС устойчивая работа двигателя внутреннего сгорания достигается путем применения гидрокомпенсаторов. Эта деталь, основывающая свою работу на эффекте давления масла, позволяет поддерживать постоянный зазор между кулачком распредвала и толкателем, что позволяет добиться более устойчивой и эффективной работы двигателя.

Смазка

В двигателе внутреннего сгорания детали движутся с крайне высокой скоростью, совершая за одну секунду несколько десятков циклов работы. Это приводит не только к неизбежному повышению рабочей температуры, но и постоянному трению, которое, в свою очередь, приводит к постепенному износу металла и его истиранию.

Для того чтобы сделать трение минимальным, а износ практически незаметным, в двигатель внедряется система смазки. Роль смазки в ДВС выполняет моторное масло, которое обладает особыми свойствами и наделено присадками.

Масло для двигателя подвергается особой обработке. В ходе такой обработки от сырой нефти отсеиваются посторонние примеси, частицы и вещества. За счет этого масло получается чистым и способно выполнять свои функции максимально полно. Некоторые разновидности масел дополнительно подвергаются химической обработке при высокой температуре, в течение которой жидкость дополняется новыми свойствами и характеристиками.

Чтобы смазка происходила постоянно и равномерно снабжала все трущиеся детали маслом, в двигателе прокладывается система каналов. Эти каналы располагаются таким образом, что масло, циркулирующее в ДВС, обильно смазывает именно те участки, которые подвергаются наиболее сильному трению. Это позволяет снизить температуру металла и увеличить ресурс поршней, цилиндров и прочих составляющих.

Масло циркулирует за счет масляного насоса, который является неотъемлемой составляющей устройства автомобиля. Насос приводится в движение от вала двигателя и представляет собой две шестерни, которые вращаются навстречу друг другу и своими лопастями прогоняют масло в заданном направлении. Это позволяет добиться постоянной и равномерной смазки и исправной работы двигателя в любом эксплуатационном режиме.

Охлаждение

Как уже было отмечено, двигатель работает при высоких температурах. Нагрев вызывается не только постоянным трением деталей друг об друга, но и процессами горения, которые происходят в цилиндре и неизбежно передают температуру всем остальным металлическим деталям.

Для того чтобы температура ДВС оставалась постоянной и не достигала критического порога, в моторе проложены каналы. По этим каналам циркулирует охлаждающая жидкость. Эта жидкость состоит из спирта, который подвергается специальной обработке и дополняется присадками и веществами, которые предотвращают коррозию металла и восстанавливают его структуру.

Обработка приводит к тому, что жидкость не застывает в мороз и не кипит при высокой температуре: эти свойства необходимы для того, чтобы при температурных перепадах металл не разрушался и не растрескивался.

Циркулируя по каналам, жидкость, которая зачастую является тосолом или антифризом, забирает излишнее тепло у двигателя и переносит его вместе с собой к радиатору, где энергия успешно рассеивается в окружающую среду.

Чтобы движение охлаждающей жидкости было постоянным, функционирует водяная помпа, которая при помощи ременной передачи связана с коленчатым валом двигателя и вращается с ним синхронно. Помпа представляет собой крыльчатку, которая располагается в корпусе и подвижно закрепляется на вращающейся оси. Как только двигатель приводится в движение, крыльчатка начинает переносить жидкость от двигателя к радиатору и наоборот, тем самым обеспечивая постоянный теплообмен.

Также система охлаждения оборудуется термостатом — приспособлением, которое призвано ускорить прогрев двигателя. Термостат перекрывает ток тосола, пока двигатель недостаточно прогрелся, и лишь затем открывается и пропускает жидкость в каналы.

Резюме

Двигатель современного автомобиля представляет собой сложное устройство, которое включает в себя большое число составных элементов и деталей. Тем не менее принцип работы двигателя внутреннего сгорания остается достаточно простым, что дает возможность даже далекому от автомобилей человеку понять, как он работает и за счет чего приводится в движение.

portalmashin.ru

Принцип Работы Двигателя Внутреннего Сгорания Картинки

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – самый распространенный тип двигателя из всех, которые устанавливаются в настоящее время на автомобили. Несмотря на то, что современный двигатель внутреннего сгорания состоит из тысячи частей, принцип его работы весьма прост. Давайте подробнее рассмотрим устройство ДВС.

В каждом двигателе внутреннего сгорания есть цилиндр и поршень. Именно внутри цилиндра ДВС происходит преобразование тепловой энергии, выделяемой при сжигании топлива, в энергию механическую, способную заставить наш автомобиль двигаться. Этот процесс повторяется с частотой несколько сотен раз в минуту, что обеспечивает непрерывное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала.

Обычно в автомобилях устанавливают четырехтактные ДВС. Чтобы лучше понять принцип устройства бензинового двигателя внутреннего сгорания, предлагаем вам взглянуть на рисунок ниже:

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Топливно-воздушная смесь, попадая через впускной клапан в камеру сгорания (такт первый – впуск ), сжимается (такт второй – сжатие ) и воспламеняется от искры свечи зажигания. При сжигании топлива, под воздействием высокой температуры в цилиндре двигателя образуется избыточное давление, заставляющее поршень двигаться вниз к так называемой нижней мертвой точке ( НМТ ), совершая при этом такт третий – рабочий ход. Перемещаясь во время рабочего хода вниз, с помощью шатуна, поршень приводит во вращение коленчатый вал. Затем, перемещаясь от НМТ к верхней мертвой точке ( ВМТ ) поршень выталкивает отработанные газы через выпускной клапан в выхлопную систему автомобиля – это четвертый такт ( выпуск ) работы двигателя внутреннего сгорания.

Давайте еще раз закрепим определения, а затем посмотрим это видео :

Такт – это процесс, происходящий в цилиндре двигателя за один ход поршня. Совокупность тактов, повторяющихся в строгой последовательности и с определенной периодичностью, обычно называют рабочим циклом. в данном случае, двигателя внутреннего сгорания.

  1. Такт первый - ВПУСК. Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, при этом возникает разряжение и полость цилиндра ДВС заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Смесь, попадая в камеру сгорания, смешивается с остатками отработавших газов. В конце впуска давление в цилиндре составляет 0,07–0,095 МПа, а температура 80-120 ºС.
  2. Такт второй – СЖАТИЕ. Поршень движется к ВМТ, оба клапана закрыты, рабочая смесь в цилиндре сжимается, а сжатие сопровождается повышением давления (1,2–1,7 МПа) и температуры (300-400 ºС).
  3. Такт третий – РАСШИРЕНИЕ. При воспламенении рабочей смеси в цилиндре ДВС выделяется значительное количество теплоты, резко увеличивается температура (до 2500 градусов по Цельсию). Под давлением поршень перемещается к НМТ. Давление равно 4–6 МПа.
  4. Такт четвертый – ВЫПУСК. Поршень стремится к ВМТ через открытый выпускной клапан, отработавшие газы выталкиваются в выпускной трубопровод, а затем в окружающую среду. Давление в конце цикла: 0,1–0,12 МПа, температура 600-900 ºС.

И так, вы смогли убедиться, что двигатель внутреннего сгорания устроен не очень сложно. Как говорится, все гениальное – просто. А для большей наглядности рекомендуем посмотреть видео, на котором очень хорошо показан принцип работы ДВС.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Шумоизоляция авто своими руками

Повышенный расход топлива. Как сэкономить?

Как утеплить капот автомобиля?

Построение музыки в авто для начинающих

Как защитить машину от угона?

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Современный автомобиль, чаще всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.

Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные 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, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. 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

Следующий такт работы двигателя – 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. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

Третий такт - рабочий ход

Третий такт – рабочий. начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов 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 объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт - такт выпуска

Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. 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 всасываемой топливно-воздушной смеси.

Устройство и принцип действия двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Cуществует два основных типа двигателей: двухтактные и четырехтактные. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60. 70%.

Итак, рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС, показанную на рисунке 1:

Двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется поршень - металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем - пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Далее уже, в частности на мотороллере, вращательное движение передается на вариатор, принцип работы которого описан в статье: Устройство и принцип работы вариатора .

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.

Теперь о принципе работы. Весь рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта.

Такт сжатия.

1. Такт сжатия. Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится на рис. 2, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (положение поршня на рис.3, далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.

2. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

Когда поршень дойдет до выпускного окна (1 на рис. 4), оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно (1 на рис. 5) и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.

Далее цикл повторяется.

Стоит упомянуть о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты. На некоторых же скутерах, например Honda Dio ZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением. С ним двигатель развивает больше мощности.

Наглядно просмотреть работу двухтактного ДВС можно на этом флеш-ролике:

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Рассмотрим принцип работы двигателя  внутреннего сгорания, начнем с четырехтактного одноцилиндрового бензинового двигателя.

На картинке а изображен первый такт ВПУСК. Поршень, перемещаясь вниз из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку, за счет разрежения создаваемого в цилиндре втягивает воздух или рабочую смесь (если двигатель карбюраторный). При этом впускной клапан открыт выпускной закрыт. Как только поршень достигает нижней мертвой точки, закрывается впускной клапан и начинается движение поршня вверх.

На картинке б изображен второй такт СЖАТИЕ. Поршень, перемещаясь вверх, сжимает воздух (или рабочую смесь) так как оба клапана закрыты воздух в цилиндре нагревается. В конце такта сжатия в цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо в мелкораспыленном состоянии (или подается электрическая искра для бензиновых и газовых двигателей).

На картинке в изображен третий такт РАСШИРЕНИЕ или рабочий ход. Частицы топлива, соприкасаясь с нагретым воздухом, самовоспламеняются (дизельный двигатель) или происходит воспламенение от искры (бензиновый или газовый двигатель). Поршень перемещается вниз под действием давления расширяющихся газов. Во время рабочего хода оба клапана закрыты, поршень передает усилие через шатун на кривошипно-шатунный механизм. Как только поршень достигает нижней мертвой точки начинается четвертый такт выпуск.

На картинке г изображен четвертый такт ВЫПУСК. Выпускной клапан открывается поршень, двигаясь вверх выталкивает отработавшие газы в систему выпуска. После того как поршень достигнет верхней мертвой точки, выпускной клапан закрывается, а впускной в свою очередь открывается и цикл повторяется вновь.

Существуют так же двухтактные бензиновые двигатели, давайте рассмотрим их устройство и принцип их работы.

Устройство двигателя:

    выхлопная труба и выпускное окно. карбюратор и впускное окно. кривошипная камера. продувочный канал. поршень.

Теперь рассмотрим принцип работы двухтактного двигателя.

ПЕРВЫЙ ТАКТ на изображении а. При движении вверх поршень 5 перекрывает сначала впускное окно 2, затем выпускное окно 1 рабочая смесь в цилиндре сжимается, как только поршень достигает верхней мертвой точки образуется искра в свече, рабочая смесь при этом воспламеняется как изображено на изображении б, на этом первый такт закончен.

ВТОРОЙ ТАКТ изображение в. В результате воспламенения происходит расширение газов по другому рабочий ход, в следствии чего давление на поршень возрастает, поршень начинает двигаться вниз. Как только поршень выпускное окно 1 отработавшие газы выдавливаются в выхлопную систему рабочей смесью через продувочный канал 4, причем часть рабочей смеси также выходит из цилиндра через выпускное окно. Далее поршень начинает движение вверх в кривошипной камере создается разрешение как только поршень впускное окно 2 в кривошипную камеру поступает рабочая смесь. Далее цикл повторяется.

Как видно из рисунков у четырехтактного одноцилиндрового двигателя один оборот является холостым, у двухтактного же двигателя каждый оборот завершается рабочим ходом. Двухтактный одноцилиндровый двигатель работает более равномерно по сравнению с одноцилиндровым четырехтактным двигателем. Двухтактный двигатель значительно легче и проще четырехтактного. При этом двухтактные двигатели менее экономичны, чем четырехтактные. При продувке часть рабочей смеси выходит в выпускные окна. Двухтактные двигатели так же менее экологичны, чем четырехтактные. Основное распространение двухтактные двигатели получили в механизмах, чей вес и габариты имеют важнейшее значение: ручной инструмент, легкие мотоциклы и мопеды, небольшие моторные лодки.

Существуют также и многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, цилиндровые двигатели, двухтактные двигатели, как правило, более 2 цилиндров не имеют. Многоцилиндровые двигатели могут быть однорядными или двухрядными V – образными, встречаются так же  оппозитные двигатели, например двигатели Порше и Субару, бывают и трехрядные двигатели W – образные, их применяют на автомобилях марки Ауди, Бугатти, и фольксваген. Рядные двигатели более 6 цилиндров, как правило, не имеют. Рядные двигатели более 6 цилиндров, как правило, не имеют. V – образные двигатели более легкие и компактные по сравнению с рядными. Чем большее количество цилиндров имеет двигатель, тем чаще будет происходить такт РАСШИРЕНИЕ (рабочий ход), и тем соответственно больше мощность и равномернее вращение коленчатого вала. Следовательно, требуется меньший вес маховика.

Рассмотрим принцип работы однорядного четырехцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Любой многоцилиндровый двигатель имеет определенный порядок работы (очередность рабочих циклов) цилиндров. Двигатели Российского производства имеют следующий порядок работы 1-3-4-2. Конструктивно четырехцилиндровый двигатель выполнен следующим образом: 1, 2, 3, 4 – цилиндры 5 – маховик 6 – кривошип (колено) 7 – коленчатый вал. Колена расположены в одной плоскости и направлены в разные стороны, когда 1 и 4 поршень движутся вниз 1 и 3 движутся вверх. Такая конструкция сделана для более равномерной работы двигателя.

Источники: http://unit-car.com/ustroystvo/24-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya.html, http://amastercar.ru/articles/engine_car_19.shtml, http://autoustroistvo.ru/dvigatel-dvs/rabota-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya-takti-dvigatelya/, http://www.motosvit.com/LikBes/dvigatel.htm, http://ya-avtolubitel.ru/ustroystvo-dvigatelya-avtomobilistam/printsip-rabotyi

Комментариев пока нет!

www.avtopiligrim.ru

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Ноя 6 2014

Современный автомобиль, чаще всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно.

Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.

Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные 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, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки).

Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. 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. Следующий такт работы двигателя – 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. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания.

Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее.

Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

Третий такт — рабочий ход. Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно.

Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания.

Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов 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 объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт — такт выпуска. Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. 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 всасываемой топливно-воздушной смеси.

После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска?

Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.

Похожие записи автомобильной тематики:

webavtocar.ru

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Сегодня самым популярным и распространенным типом автомобильного двигателя является ДВС – двигатель внутреннего сгорания. Перечислять все виды транспортных средств, которые явно не ограничиваются обычными частными автомобилями, где используется такой тип мотора, просто не имеет смысла – их очень много. На данный момент такие движки активно эксплуатируются во всех сферах деятельности человека и устанавливаются на легковые машины, мотоциклы, танки, вертолеты, корабли, сельскохозяйственную технику и так далее.

Что такое двигатель внутреннего сгорания

Если не сильно вдаваться в подробности, то ДВС – это двигатель, работающий на тепловой энергии, которая образуется благодаря химическим процессам, происходящим во время сгорания топливной жидкости, которые, в свою очередь, преобразуют ее в механическую энергию. Таким образом, благодаря уникальной конструкции, с помощью обычной химии мы получаем агрегат, способный превратить груду металла в современный автомобиль. По своей конструкции двигатели делятся на двух- и четырехтактные. Также деление происходит и по способам, которые применяются для изготовления правильных горючих смесей – внутренние и внешние ДВС. Еще четыре класса появились исходя из того, как преобразовывается энергия внутри устройства: поршневые, комбинированные, турбинные и реактивные моторы. Однако, основной принцип работы всех двигателей относительно одинаков.

Самый первый мотор внутреннего сгорания был изобретен инженером Ленуаром в середине девятнадцатого века. Однако это был двухтактный двигатель, который достаточно быстро показал свою несостоятельность. Чаще всего принято считать, что наши современные ДВС сконструированы на основе первого четырехтактного мотора, изобретенного Николаусом Отто в 1876 году, спустя шестнадцать лет после изобретения Ленуара. Принцип работы двигателя основан, как ясно из названия, на четырехтактном постоянном цикле. Именно так работает большинство современных моторов.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Главная конструктивная особенность таких моторов заключается в том, что они используют в своей работе тепловую энергию расширяющихся под давлением газов. Это происходит в тот момент, когда двигаются поршни. Газы же расширяются под воздействием топливно-воздушных смесей, которые сгорают во время работы движка непосредственно внутри цилиндра. После того, как отрабатывается один цикл, для начала следующего агрегат самостоятельно выбрасывает отработанные газы, освобождая место для новой порции воздуха и топлива, которые вновь возгораются и приводят в движение нужные элементы агрегата.

Далее устройства автоматически, с помощью свечи, создают искру, которая поджигает топливо. За движение по системе топлива отвечают клапаны, находящиеся под управлением механических или электронных устройств системы подачи топлива и газового распределения.

В упрощенном варианте принцип работы двигателя внутреннего сгорания можно условно поделить всего на четыре основные фазы, которые составляют один полноценный рабочий цикл, повторяющийся постоянно:

  1. Впуск
  2. Сжатие
  3. Рабочий ход
  4. Выпуск

Поршни в это время двигаются, а их энергия с помощью коленчатого вала перекидывается на вал двигателя, создавая нужные вращательные движения. Некоторая часть энергии не расходуется на мощность двигателя, возвращаясь к поршням и позволяя им снова занять исходное положение. После этого они готовы к новому повторяющемуся циклу работы.

Система газораспределения отвечает за то, чтобы цилиндры постоянно очищались от отработанных газов и смесей, которые уже были использованы в предыдущем цикле. Более того, этот механизм также позволяет заново заполнить цилиндры нужным объемом свежей топливно-воздушной смеси. Существует два такта работы системы: выпускная (в начале цикла) и впускная (завершает цикл).

Также важным элементом любого ДВС является система зажигания. Ее основная задача, произвести электрический разряд и передать его на свечи. Это обеспечивается благодаря связи двух устройств с помощью специального высоковольтного кабеля. За корректностью поджигания следит тамблер, соединенный с каждой из свечей двигателя. Система разработана так, чтобы разряд получал только тот поршень, который на данный момент имеет достаточное количество топливно-воздушной смеси внутри. Корректная работа всей системы позволяет производить поджиг вовремя, не теряя мощности и полностью используя ее для хода автомобиля.

Чтобы мотор запустился, требуется стартовая система. Она сегодня есть в любой машине, и носит название – электрический стартер.

Виды двигателей по расположению поршней

В зависимости от того, какая конструкция коленчатого вала, существует несколько основных разновидностей мотора. Так, поршни в цилиндрах могут быть расположены по-разному. При этом, чем больше цилиндров участвует в работе, тем более равномерно распределяется усилие на вал, приводя к большей стабильности.

Сегодня существует несколько типов ДВС, в зависимости от того, как расположены цилиндры:

  • Однорядные движки – цилиндры расположены в ряд. Возможны вертикальные или наклонные вариации.
  • V-двигатели – цилиндры расположены таким образом, что выстраиваются в латинскую букву V.
  • Оппозитные моторы – цилиндры в таких агрегатах находятся в противолежащем положении, располагаясь друг к другу под углом сто восемьдесят градусов.

Главные плюсы и минусы бензиновых двигателей внутреннего сгорания

Чаще всего мы привыкли использовать бензиновые движки. Вне зависимости от того, что сегодня ДВС являются самыми распространенными моторами во всем мире, они имеют как свои преимущества, так и свои очевидные минусы.

Среди главных плюсов таких бензиновых моторов можно выделить:

  • Уровень шума, как и вибраций, значительно меньше, чем при использовании таких же моторов на дизельном топливе.
  • При объемах, которые сопоставимы с «дизелем», бензиновый ДВС способен выдавать значительно большую мощность
  • Высокие обороты даже в течение длительного времени никак не влияют на корректную работу движка и его срок службы.

Главными минусами бензиновых ДВС считаются:

  • Большой, в сравнении с «коллегой» на дизеле, расход топлива.
  • Повышенные требования к качеству используемого топлива.
  • Постоянная необходимость в непрерывной работе системы зажигания автомобиля.
  • Максимальная мощность находится в крайне небольшом диапазоне оборотов.

servicing-auto.ru