Двигатели: 8 (926) 432-13-17
Запчасти:   8 (499) 110-30-24
Диас Сервис - качественный ремонт вашего автомобиля
Моя корзина Моя корзина
 
Поиск Двигателя или МКПП:

Введите код двигателя или МКПП (Пример: VQ35DE)

Как работает автомобильный двигатель? Часть 1


Вам случалось заглядывать под капот вашей машины, и изумляться происходящему там? Автомобильный двигатель выглядит как устрашающее месиво из металла, труб и проводков для простого смертного.

Просто из любопытства – не хотите ли узнать, что там происходит?  А вдруг вы покупаете новую машину и слышите вещи вроде «трехлитровый v6» и «двойные верхние кулачки», и «настроенный точечный впрыск топлива».  О чем  это всё?
В этой статье мы поговорим о главной идее двигателя вообще, а затем  вникнем в  детали того, как взаимодействуют все эти части вместе, что  может пойти не так и как увеличить  наши шансы на успех.
Основная идея автомобильного бензинового двигателя – преобразование бензина в движение, чтобы ваше авто передвигалось. Самый простой способ создания движения из бензина – это сжигание бензина в двигателе. Поэтому автомобильный двигатель – это двигатель внутреннего сгорания, то есть горение происходит внутри.
Две вещи нуждаются в нашем внимании:
  • Есть разные варианты двигателей внутреннего сгорания. Дизельные двигатели – один из них, а газотрубинные – другой.  Гляньте также публикаации о «полусферических» двигателях HEMI, роторных двигателях и двухтактных двигателях.  Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
  • Есть такая штука как двигатель внешнего сгорания. Паровой двигатель в старомодных поездах и пароходах - лучший пример двигателя внешнего сгорания. Топливо (уголь, древесина, нефть, да что угодно) в паровом двигателе горит вне двигателя, чтобы создать давление пара, а уже паровое давление создает движение внутри двигателя. Внутреннее сгорание гораздо эффективнее (требует меньше топлива на милю), чем внешнее сгорание, и, к тому же, двигатель внутреннего сгорания гораздо меньше, чем равный по мощности двигатель внешнего сгорания. Это объяснение того, почему мы не наблюдаем паровых двигателей в машинах от Ford и Дженерал Моторс.

 

Рассмотрим подробнее процесс внутреннего сгорания далее.
 
Внутреннее сгорание

 
Принцип любого поршневого двигателя внутреннего сгорания: Если вы помещаете крошечное количество высокоэнергетического топлива (как бензин) в маленькое, замкнутое пространство и зажигаете его, то  высвобождается невероятный объем энергии в форме расширяющегося газа. Вы можете использовать эту энергию, чтобы продвинуть картофелину на 500 футов. В этом примере энергия переводится в движение картофелины. Но вы  можете использовать ее в более интересных целях. Например, если вы сможете создать циклическое действие, которое позволит вам вызывать подобные взрывы сотни раз в минуту, и если вы сможете использовать эту энергию  полезным образом, то полученная вами в результате конструкция и будет сердцем автомобильного двигателя!
Сейчас практически все автомобили используют то, что принято называть четырехтактным циклом преобразования бензина в движение. Четырехтактный способ также известен как цикл Отто, в честь Николауса Отто, который изобрел его в 1867 году.
Четыре такта проиллюстрированы на рисунке 1. Это:
  1. Такт впуска;
  2. Компрессионный такт;
  3. Силовой такт;
  4. Такт выпуска (выхлопа).

На рисунке вы можете видеть как устройство, называемое  поршень, ведет себя  как клубень картофеля в «картофельной пушке». (Картофельная пушка - англ. «potato cannon», «spud cannon», «spudzooka» — дульнозарядное орудие, приводимое в действие сжатым воздухом или за счёт энергии, образующейся при воспламенении смеси горючего газа и воздуха (кислорода), для придания снарядам высокой скорости. Предназначена в основном для развлекательной стрельбы кусками картофеля или другими предметами.  Эта забава широко распространена на Западе, проводятся соревнования по стрельбе и т.п. В одной из серий «Доктора Хауса» подробно это показано. – прим. переводчика).
Поршень соединяется с коленчатым валом через соединительный стержень, называемый шатуном. Поскольку коленчатый вал вращается, он производит эффект "перезарядки пушки". Вот что происходит, когда двигатель осуществляет  свой цикл:
  1. Поршень стартует сверху, впускной клапан открывается, и поршень движется вниз, что позволяет  двигателю набрать полный цилиндр бензина и воздуха. Это - такт впуска. Достаточно смешать с воздухом крошечную каплю бензина, чтобы всё это заработало. (Часть 1 рисунка)
  2. Затем поршень возвращается обратно, сжимая эту воздушно - топливную смесь. Компрессия (сжатие)  делает взрыв более мощным. (Часть 2 рисунка)
  3. Когда поршень достигает вершины в этом такте, свеча зажигания выбрасывает искру, чтобы зажечь бензин. Бензиновый заряд в цилиндре взрывается и двигает поршень вниз. (Часть 3 рисунка)
  4. Как только поршень достигает низшей точки в этом такте, выхлопной клапан открывается, и выхлоп из цилиндра  выходит в  выхлопную трубу. (Часть 4 рисунка)
Теперь двигатель готов к следующему циклу, и он набирает новый заряд смеси воздуха и бензина.
Заметьте, что движение, получаемое из двигателя внутреннего сгорания вращательное, в то время как движение, произведенное картофельной пушкой - линейное (прямая линия). В двигателе линейное движение поршней преобразовано во вращательное коленчатым валом. Вращательное движение нам лучше подходит, так как мы планируем в конечном итоге вращать колеса с его помощью.
Теперь давайте посмотрим, как все части работают вместе, начиная с цилиндров.

 
Основные части двигателя

 
Сердце двигателя – это цилиндр с поршнем, который перемещается вверх и вниз внутри цилиндра. У двигателя, описанного выше, один цилиндр. Это типично для большинства двигателей газонокосилок, но у большинства автомобилей больше одного цилиндра (распространены четыре, шесть или восемь цилиндров). В многоцилиндровом двигателе цилиндры обычно размещены одним из трех способов: линейно, V-образно или горизонтально (что называется оппозитным двигателем, или двигателем с противолежащими цилиндрами (boxer)), как это изображено на следующих рисунках.
Рисунок 2. Линейный двигатель – цилиндры расположены линейно в единственном блоке.
 
Рисунок 3. V-образный двигатель – цилиндры расположены в двух блоках, находящихся под углом друг к другу.

 
Рисунок 4. Оппозитный двигатель – цилиндры расположены в двух блоках, на противоположных сторонах двигателя.
 
У разных конфигураций разные преимущества и недостатки с точки зрения плавности, стоимости производства и характеристик формы. Эти преимущества и недостатки делают их более подходящими для определенных транспортных средств.
Давайте рассмотрим некоторые ключевые части двигателя более детально.

 
Свеча зажигания
Свеча зажигания производит искру, которая зажигает воздушно-топливную смесь так, чтобы могло произойти возгорание. Чтобы все работало правильно, искра должна появиться в правильный момент.
 
Клапаны
Впускные и выхлопные клапаны срабатывают также в определенное время, чтобы впустить воздух и топливо, и выпустить выхлоп. Обратите внимание, что во время сжатия и сгорания оба клапана закрыты , чтобы камера сгорания была изолирована.
 
Поршень
Поршень – это цилиндрический кусок металла, который движется вверх и вниз внутри цилиндра.
 
Поршневые кольца
Поршневые кольца обеспечивают скользящую изоляцию между внешним краем поршня и внутренним краем цилиндра. Кольца необходимы для двух целей:
  • Они предотвращают утечку воздушно-топливной смеси и выхлопов из камеры сгорания в поддон двигателя во время  сжатия и сгорания.
  • Они предохраняют масло в картере от попадания  в камеру сгорания, где оно было бы сожжено и потеряно.
Большинство автомобилей, которые "жрут масло" и в которые необходимо доливать кварту масла каждые 1,000 миль, жгут его, потому что двигатель состарился, и поршневые кольца больше не могут изолируют картер от камеры сгорания.
 
Шатун
Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Он вращается в обоих своих концах так, чтобы его угол мог меняться, когда поршень линейно перемещается, а коленчатый вал вращается.1
 
Коленчатый вал
Коленчатый вал превращает движение поршня вверх и вниз в круговое движение, точно также как это делает кривошипный механизм на винтовом домкрате.

Картер
Картер двигателя окружает коленчатый вал. Он содержит некоторое количество масла, которое собирается в нижней части картера (масляный поддон).
Далее мы изучим, что может пойти не так с двигателями.


 




Автор: Fish от 03.11.2017   |  Оценка  




 
Все права защищены © Диас Сервис Лучшее сервисное обслуживание и ремонт автомобилей любой сложности. Продажа запчастей для иномарок.

Использование материалов сайта разрешается при наличии обратной активной гиперссылки на сайт рядом с опубликованным материалом. карта сайта

Москва, ул. Котляковская 4