Устройство двигателя.
Наверное, вам просто любопытно, что же происходит внутри него. Или может бы вы, покупая новую машину, хотите понять, что же на самом деле значит «3-х литровый V6» или «двойной распредвал DOHC» или «фазированный впрыск». Что же это всё значит?
В этой статье мы раскроем основные принципы строения двигателя и работы его основных частей. Также расскажем, что может сломаться и что можно прокачать.
Основное назначение бензинового двигателя — это преобразовывать энергию сгорания бензина в движение так, чтобы автомобиль мог двигаться.
Большое развитие получили двигатели, в которых бензин сгорает внутри самого двигателя. Именно поэтому они и называются двигателями внутреннего сгорания — процесс сгорания происходит внутри двигателя.
И так, для общего развития: Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания. Дизельные двигатели, газотурбинные двигатели. Есть ещё роторные, двухтактные и HEMI-двигатели. У каждого вида есть свои преимущества и недостатки.
Бывают ещё и двигатели внешнего сгорания. Яркий пример таких двигателей — это паровые двигатели старых паровозов. Топливо (уголь, дерево, мазут и т. д.) в паровом двигателе сгорает вне двигателя для того чтобы произвести пар, а пар в свою очередь приводит двигатель в движение изнутри.
Двигатели внутреннего сгорания более эффективны (меньше расход топлива) чем двигатели внешнего сгорания, а кроме того двигатель внутреннего сгорания намного меньше аналогичного двигателя внешнего сгорания. Именно поэтому Mercedes и BMW не ставят на свои машины паровые двигатели. Внутреннее сгорание
Если вы поместите совсем небольшое количество горючего (бензина, например) и подожжете его в закрытом пространстве, скажем внутри стянутого сапога, то сапог просто разорвется.
Это происходит, потому что очень большое количество газа выделяется при сгорании топлива. Вот так энергию сгорания бензина можно превратить в разорванный сапог. А можно её пустить на благие цели — отвезти вас с семьёй на дачу.
Например, если вы сможете зациклить процесс сгорания так, чтобы сгораемый газ приводил в движение механизмы с частотой в несколько сотен раз в минуту, то считайте, что основа двигателя у вас уже есть.
Схема работы двигателя внутреннего сгорания
Почти все двигатели в автомобилях работают в четырехтактном цикле сгорания. Четырехтактный цикл известен также как цилк Отто.
Он был назван так в честь своего изобретателя Николаса Отто, который в 1867 году придумал этот цикл. Эти четыре цикла представлены на схеме.
Эти циклы, или по другому, такты называются впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.
На картинке вы можете увидеть, что в двигателе поршень движется под действием сгорания топлива — как будто снаряд выстреливает из пушки.
Поршень соединяется с коленчатым валом с помощью шатуна. Так как коленвал продолжает вращение, он перезаряжает «пушку» и она снова стреляет.
А теперь, чтобы вы лучше разобрались, мы внимательнее посмотрим на этот цикл.
Поршень начинает своё движение с верхней точки. Впускной клапан открывается, а поршень, двигаясь вниз, всасывает в цилиндр топливо и свежий воздух.
Эти действия называются тактом впуска. Причем в цилиндр закачивается всего несколько капель топлива — этого вполне достаточно.
Затем поршень поднимается вверх и сжимает смесь воздуха с топливом. Чем больше сжать смесь, тем с большей силой она выстрелит.
Когда поршень достигает своей верхней точки, свеча даёт искру, которая подрывает горючую смесь. Взрыв приводит поршень к движению.
После того как поршень придет к своему нижнему положению, откроется выпускной клапан, и выхлоп вытолкнется наружу к выхлопной трубе.
И вот двигатель уже готов к новому циклу — снова засосать горючую смесь, выстелить и освободить цилиндр от выхлопа.
Заметьте что движение на выходе двигателя — крутящее, хотя движение поршня при взрыве — прямолинейное. Линейное движение поршней преобразовывается в крутящее движение двигателя с помощью коленчатого вала. Нам как раз и нужно крутящее движение: ведь нам надо крутить колеса автомобиля.
Вот и посмотрим, как это получается, что движение, начавшись в цилиндре двигателя, переходит на колеса автомобиля. Компоновка двигателя
Основа двигателя — это цилиндр и поршень. Поршень двигается внутри цилиндра, создавая движение. Двигатель, описанный нами выше, имел только один цилиндр. Такие двигатели обычно ставятся на бензопилы, а на машинах обычно стоят четырех-, шести- и восьмицилиндровые двигатели внутреннего сгорания.
В многоцилиндровом двигателе цилиндры могут быть расположены тремя разными способами: «в ряд», «V-образно», «оппозитно». Рядная компоновка двигателя.
Все цилиндры расположены в ряд в одном блоке. V-образная компоновка двигателя.
Цилиндры расположены в двух блоках, установленных под определенным углом. Оппозитная компоновка двигателя.
Цилиндры расположены в двух блоках, установленных один напротив другого.
Разные формы имеют различные преимущества и недостатки в плане плавности хода, стоимости производства, размеров и формы. В зависимости от типа проектируемого автомобиля на него ставят наиболее подходящий ему двигатель.
