Устройство бензинового двигателя

Принцип работы бензинового двигателя

Работа бензинового двигателя, как и любого другого двигателя внутреннего сгорания заключается в сгорании топливной смеси в закрытом пространстве, в данном случае, в камере сгорания. При сгорании ТС выделяется большое количество тепловой энергии, которая запускает механическую работу основного механизма двигателя.

Для обеспечения постоянной механической работы ДВС,  в камеру сгорания должна осуществляться бесперебойная (цикличная) подача ТС.

В большинстве случаев бензиновые двигатели являются четырехтактными, рабочий цикл которых состоит из четырех тактов:

• впуска;
• сжатия;
• рабочего хода;
• выпуска

Более подробно о каждом из 4-х тактов.

Впуск

Поршневое движение начинается с одной точки (нижней или верхней), при этом открывается клапан впуска и происходит подача топлива в камеру сгорания. После того как поршень останавливается в противоположной крайней точке, все впускные клапаны закрываются.

Сжатие

На данном такте поршень возвращается на исходную точку, сжимая поступившую топливную смесь, увеличивая ее температуру нагрева. После того как поршень достигает крайней точки, происходит воспламенение сжатой топливной смеси свечой зажигания.

Рабочий ход

При сгорании топливная смесь образует газы, при расширении которых происходит выталкивание поршня. Все клапаны во время рабочего хода остаются полностью закрытыми.

Выпуск

В то время как коленвал продолжает осуществлять вращательные движения, поршень движется в верхнюю крайнюю точку. Вместе с ним открывается клапан выпуска, при котором поршень выталкивает газы в газораспределительную систему. После завершения такта все выпускные клапаны закрываются.

Весь рабочий процесс носит цикличный характер, поэтому после завершения одного такта, начинается следующий такт.

КАК РАБОТАЕТ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

В данном разделе рассматривается принцип работы двигателя внутреннего сгорания на примере одноцилиндрового бензинового мотора.

Главная часть двигателя внутреннего сгорания — это цилиндр с внутренней зеркальной поверхностью. Сверху на цилиндре установлена головка, которая является отдельной деталью и при необходимости снимается, например чтобы получить доступ к двигателю для проведения ремонтных работ (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Двигатель со снятой головкой блока цилиндров.

Внутри цилиндра находится поршень. Внешне он напоминает обычный стакан, который перевернут вверх дном (именно дно поршня является его рабочей поверхностью). В процессе работы двигателя поршень внутри цилиндра перемещается вертикально вверх- вниз с высокой интенсивностью.

Снаружи по окружности поршня в отдельных канавках расположены поршневые кольца. Поршень прилегает к внутренней поверхности цилиндра неплотно. Поршневые кольца, во-первых, препятствуют попаданию вниз газа, образующегося при работе двигателя, во- вторых, не пропускают моторное масло в камеру сгорания, которая находится над поршнем и расположена над верхней мертвой точкой (о том, что это такое, рассказывается далее).

Поршень закреплен на шатуне с помощью специальной детали, которая называется поршневым пальцем. В свою очередь, шатун закреплен на коленчатом валу двигателя, а точнее — на кривошипе коленчатого вала (рис. 1.3). При сгорании рабочей смеси образующиеся газы оказывают сильное давление на поршень, который начинает двигаться вниз и через шатун передает свою энергию на коленчатый вал, что в результате вынуждает его вращаться.

Рис. 1.3. Поршень с шатуном.

На конце коленчатого вала имеется тяжелый металлический диск с зубьями, который называется маховиком. Основная его задача — обеспечить вращение коленчатого вала по инерции, что необходимо для подготовительных тактов рабочего цикла (о том, что такое «такты» и «рабочий цикл», будет рассказано далее).

Горючая смесь поступает в камеру сгорания через впускной клапан, а после сгорания продукты горения, которые представляют собой выхлопные газы, выходят из камеры сгорания через выпускной клапан. Оба клапана открываются в тот момент, когда их толкает соответствующий кулачок распределительного вала. Как только кулачок отходит назад (это происходит очень быстро, так как распределительный вал вращается с высокой скоростью), клапаны вновь плотно закрываются: их возвращают в исходное положение мощные пружины.

Примечание.

Распределительный вал двигателя приводится в действие коленчатым валом.

Свеча вкручивается непосредственно в головку блока цилиндров: для этого специально предназначено отверстие с резьбой. Свеча является источником искры, которая проскакивает между ее электродами, от нее в камере сгорания воспламеняется рабочая смесь. На каждый цилиндр двигателя приходится одна свеча (следовательно, у четырехцилиндрового двигателя имеется четыре свечи, у восьми-цилиндрового — восемь и т. д.).

При движении вверх-вниз поршень поочередно достигает двух крайних положений — верхнего и нижнего: в них он максимально удален от центральной оси коленчатого вала. Верхнее крайнее положение поршня называется верхней мертвой точкой, а нижнее — нижней мертвой точкой (соответственно ВМТ и НМТ). Расстояние между ВМТ и НМТ называется ходом поршня.

Пространство, которое остается над поршнем при его нахождении в ВМТ, называется камерой сгорания. Именно здесь воспламеняется и сгорает рабочая смесь. При этом возникает своеобразный «мини-взрыв», который сопровождается резким и сильным повышением давления, под воздействием которого поршень начинает двигаться вниз. Как раз в этот момент тепловая энергия превращается в механическую. При вертикальном движении вниз поршень через шатун толкает коленчатый вал, заставляя его вращаться. Образовавшийся крутящий момент передается на ведущие колеса автомобиля, которые и приводят машину в движение.

Объем в промежутке между ВМТ и НМТ называется рабочим объемом цилиндра. Если суммировать объем камеры сгорания (как указывалось, так называется пространство над ВМТ) и рабочий объем цилиндра, получится полный объем цилиндра. Сумма полных объемов всех цилиндров называется рабочим объемом двигателя.

По такому принципу работает двигатель внутреннего сгорания современного автомобиля. Далее рассмотрено, что представляет собой рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.

Этапы работ

Капитальный ремонт двигателя можно разделить на несколько этапов, подготовительный, и этап ремонта блока цилиндров и головки блока цилиндров. Этап сборки, проверки работы двигателя и его диагностике.

Подготовительный этап в себя включает:

• снятие двигателя, снятие, разборка, чистка и мойка узлов, агрегатов и деталей;
• определение степени износа деталей;
• проверка состояния коленчатого вала двигателя, определение степени его износа;
• проверка поперечных и продольных диаметров цилиндров двигателя, замер их определения степени износа;
• проверка цилиндров на конусность и эллипс;
• выявление трещин и повреждений в корпусах деталей;
• вымер всех технологических зазоров на соответствие нормативным и проведение необходимых регулировок.

Капитальный ремонт двигателя – блок цилиндров:

• расточка под следующий ремонтный размер блока цилиндров;
• восстановление мест под коленвал в блоке цилиндров;
• прочистка каналов масляной системы;
• ремонт коленчатого вала, который заключается в шлифовании под ремонтные точные размеры коренных, а так же шатунных шеек.

Капитальный ремонт двигателя – головка блока цилиндров:

• замена клапанов;
• меняются седла клапанов, направляющие их втулок;
• фаски седел клапанов при необходимости восстанавливаются;
• проведение сварочных работ с последующей шлифовкой;
• замена распредвала, компенсаторов (при необходимости), замена рокеров;
• прочистка всех каналов, масляной системы, системы охлаждения и т.д.
• замена старых сальников клапанов, новыми.

Сборка двигателя.

Для облегчения сборки двигателя, его собирают на специальном верстаке, который вращается на 360 градусов.

В процессе сборки двигателя основное, на что обращают внимание, это соответствие всех зазоров нормативным, а так же правильная установка шатунов, поршней, пальцев, установка и правильная регулировка натяжения ремней и тепловых зазоров. С использованием динамометрических ключей правильно, в соответствии с техническим регламентом проводится затяжка деталей двигателя. С использованием динамометрических ключей правильно, в соответствии с техническим регламентом проводится затяжка деталей двигателя

С использованием динамометрических ключей правильно, в соответствии с техническим регламентом проводится затяжка деталей двигателя.

Заключающий этап.

На заключающем этапе производится так называемая обкатка двигателя на холостом ходу. В дальнейшем двигатель глушиться, и происходит визуальный осмотр на предмет возможных потеков и неисправностей.

В дальнейшем с помощью специальных приборов и оборудования проводится диагностика работы всех систем двигателя. По результатам диагностики проводится точная регулировка всех систем двигателя.

Как видно капитальный ремонт двигателя это сложный вид ремонта, который в гаражных условиях выполнить практически не возможно.

Видео.

Газовый двигатель

Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.

Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.

Советы

Начинающим мастерам, которые впервые работают со штукатуркой, всегда помогают советы опытных специалистов. Никаких сложностей нет, но все равно есть моменты, которые ставят непрофессионала в тупик.

Основной вопрос, с которым хозяева обращаются за помощью к более опытным знакомым – как выбрать штукатурку для работы. Существует сразу четыре основных вида этого материала.

Все они имеют разные характеристики и используются в разных целях:

• Фасадная. Этот материал предназначен для наружных работ. Фасадная штукатурка применяется на улице для отделки гаражей или сараев, а также для утепления углов в домах. С ней, как правило, меньше всего мороки, но для дома покупать ее все равно не стоит.
• Черновая. Такой вид штукатурки применяется для обработки неровных стен или стен с большими углублениями. Считается, что этот слой наносится перед дополнительным, меняющим внешний вид стены. Такой подход существенно сэкономит деньги при покупке шпаклевки, ведь черновая штукатурка стоит дешевле. А под слоем шпаклевки и красивых обоев всех недостатков этого материала будет совсем не видно.

• Качественная. В отличие от предыдущей качественная шпаклевка уже ничем не покрывается. Обработка стен таким материалом – это завершающий этап. Используют такую штукатурку уже перед оклеиванием обоев или перед укладкой плитки. Впрочем, у нее есть и своеобразный минус – с серьезными трещинами, щелями или другими неровностями она справиться не способна.
• Высококачественная. Это самый дорогой тип штукатурки. Стены после такой обработки гладкие и ровные. Для подготовки стен под окраску используют преимущественно высококачественную штукатурку. Зато для других задач она не очень сильно подходит.

Следующий момент, который заботит многих – это работа со штукатуркой стен. Тут, по сути, нет никаких особых тонкостей. Главный момент, о котором ни в коем случае нельзя забывать во избежание появления неровностей на стенах – они должны быть идеально ровными и чистыми.

Еще один полезный совет – не стоит проводить ремонтные работы при слишком высокой или слишком низкой температуре. И жара, и холод одинаково негативно влияют на застывающую штукатурку. Стены, обработанные в такую погоду, покрываются трещинами гораздо быстрее. Поэтому лучше подождать подходящего момента.

Существует еще один способ продления жизни ремонта, помимо выбора идеальных условий для его проведения. Для того чтобы раствор держался дольше и не было трещин, когда штукатурка сохнет, необходимо на стены установить стальную или полипропиленовую сетку с помощью дюбелей. Если выполнить все правильно, она сделает стены более прочными.

Штукатурка стен своими руками, как показывает практика – это не очень сложный процесс. Разобравшись в тонкостях работы и подыскав материал, который подходит для воплощения конкретной задумки, можно своими руками сделать неплохой ремонт, или хотя бы подготовить стены для дальнейших работ, проводимых мастерами.

О том, как оштукатурить стены цементным раствором, смотрите в следующем видео.

Принцип работы

Машина с ДВС (двигателем) должна ездить, а для этого ей необходимо совершить механическое усилие. Именно его и производит двигатель, который передает вращательную силу на колеса автомобиля. Те вращаются, и транспортное средство начинает движение. Это очень примитивное объяснение, которое позволит лишь отдаленно понять, что это такое – ДВС в машине. Главная цель двигателя – преобразование бензина (или дизельного топлива) в механическое движение. Сегодня самый простой способ заставить автомобиль двигаться – это сжечь топливо внутри мотора. Именно поэтому двигатель внутреннего сгорания получил соответствующее название. Все они работают по одинаковому общему принципу, хотя есть некоторые разновидности: дизельные, с карбюраторными или инжекторными системами питания и так далее.

Итак, принцип мы поняли: топливо сгорает, высвобождает при этом большие объемы энергии, которые толкают механизмы в двигателе, что приводит к вращению коленчатого вала. Усилия затем передаются на колеса, и машина начинает движение. 

Принцип работы четырехтактного двигателя

Такты четырехтактного двигателя

Четырехтактные двигатели используются во всех автомобилях, крупной технике, авиации

Это так называемый классический вид ДВС, которому конструкторы уделяют всё свое внимание. Условно работу каждого цилиндра в ЦПГ можно разделить на 4 этапа (такта)

Это впуск, сжатие, сгорание, выпуск. На видео, ниже, наглядно показано работу 4-тактного двигателя в 3Д анимации.

1. На такте впуска поршень в цилиндре движется вниз, от клапанов к нижней мертвой точке (НМТ). Когда он начинает опускаться, открывается впускной клапан и в цилиндр поступает топливно-воздушная смесь (или только воздух, если двигатель с непосредственным впрыском). При движении поршень сам «накачивает» нужный объем воздуха в камеру сгорания, если двигатель атмосферный, или воздух поступает под напором, если установлен турбонаддув.
2. Дойдя до нижней мертвой точки поршень начинает подниматься. При этом впускной клапан закрывается, и при движении поршень сжимает воздух с распыленным в нём топливом до критического давления.
3. Как только поршень условно доходит до верхней мертвой точки и компрессия становится максимальной, срабатывает свеча зажигания и топливо вспыхивает (дизтопливо зажигается при сжатии само, без искры). Микровзрыв от вспышки толкает поршень снова вниз, к НМТ.
4. И на четвертом такте открывается выпускной клапан. Поршень снова движется вверх, выдавливая из камеры сгорания выхлопные газы в выпускной коллектор.

Работа четырехтактного двигателя

По сути, полезной работы в двигателе только один такт из четырех, когда при сгорании топлива создается избыточное давление, толкающее поршень. Остальные три такта нужны как вспомогательные, которые не дают импульса к движению, но на них расходуется энергия.

При таких условиях двигатель мог бы остановиться, когда кривошипно-шатунный механизм (КШМ) приходит к энергетическому равновесию. Но чтобы этого не произошло, используется  большой маховик, соединенный с системой сцепления, и противовесы на коленвале, уравновешивающие нагрузки от работы поршней.

Принцип работы двухтактного двигателя

Такты двухтактного двигателя

Двухтактные двигатели используются не слишком широко. В основном это моторы скутеров и мопедов, легких моторных лодок, газонокосилок. Весь рабочий процесс такого двигателя можно разделить на два основных этапа:

1. В начале движения поршня снизу вверх (от нижней мертвой точки к верхней) в камеру сгорания поступает топливно-воздушная смесь. Поднимаясь, поршень сжимает ее до критической компрессии, и когда он находится в верхней мертвой точке, происходит поджиг.
2. Сгорая, топливо толкает поршень вниз, при этом одновременно открывается доступ к выпускному коллектору и продукты сгорания выходят из цилиндра. Как только поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ), повторяется первый такт – впуск и сжатие одновременно.

Работа двухтактного двигателя

Казалось бы, двухтактный двигатель должен быть вдвое эффективней четырехтактного, ведь здесь на полезное действие приходится половина работы. Но в реальности мощность двухтактного двигателя намного ниже, чем хотелось бы, и причина этого кроется в несовершенном механизме газораспределения.

При сгорании топлива часть энергии уходит в выпускной коллектор, не выполняя никакой работы кроме нагрева. В итоге, двухтактные двигатели применяются только в маломощном транспорте и требуют особых моторных масел.

Устройство и принцип работы одноцилиндрового двигателя

Устройство одноцилиндрового ДВС:  1 – головка цилиндра; 2 – цилиндр; 3 – поршень; 4 – поршневые кольца; 5 – поршневой палец; 6 – шатун; 7 – коленчатый вал; 8 – маховик; 9 – кривошип; 10 – распределительный вал; 11 – кулачок распределительного вала; 12 – рычаг; 13 – впускной клапан; 14 – свеча зажигания

Тепловые зазоры клапанов двигателя – как отрегулировать? Работа любого двигателя внутреннего сгорания зависит от четкой работы газораспределительного…

Данные двигатели получили широкое распространение даже в автомобилях. Несмотря на малое количество цилиндров, они имеют довольное малое отношение площади рабочей части цилиндра ко всему рабочему объему двигателя. Это преимущество говорит о том, что такой мотор имеет минимальные потери самое главной – тепловой энергии, а значит, обладает высоким коэффициентом полезного действия.

Устройство такого двигателя практически не представляет собой ничего сложного, в отличии от современных  атмосферных и турбированных моторов . Он представлен всего одним цилиндром, во внутренней части которого перемещается такой же поршень, как и во многоцилиндровых автомобильных двигателях. В верхней части камеры сгорания располагаются два клапана, которые отвечают за подачу топливной смеси, а второй за выпуск отработавших газов.

Работа данного двигателя заключается в следующем. Всего такой мотор имеет четыре такта:

• Впуск . Поршень внутри цилиндра располагается в самой верхней мертвой точке и движется вниз в строгом соответствии с поворотом коленчатого вала на 180 градусов. Пока поршень движется вниз, открывается, клапан, отвечающий за подачу топливной смеси, и в камеру сгорания подается топливо, смешанное с воздухом. После достижения поршнем самой нижней мертвой точки начинается следующий такт.
• Сжатие . Во время этого такта задача поршня – вернуться в верхнюю мертвую точку. Коленчатый вал вращается дальше, еще на 180 градусов, при этом: впускной клапан полностью закрывается, а поршень движется наверх, сжимая уже готовую смесь.
• Рабочий ход . Как только поршень достигнет самой верхней мертвой точки, в камере сгорания смесь будет сжата до критической отметки. В этот самый момент на электродах свечи зажигания при помощи ряда устройств возникает искра, которая воспламеняет топливовоздушную смесь. С этого момент начинается такт расширения, или как его называют по-другому – рабочего хода. Поршень, под действием энергии, возникшей от воспламенения смеси, движется снова вниз, заставляя вращаться коленчатый вал. Клапана находятся в закрытом состоянии.
• Такт выпуска . После достижения нижней мертвой точки, поршень снова движется вверх под действием силы инерции, передаваемой от коленчатого вала. В этот момент открывается выпускной клапан и под давлением через него во впускной коллектор выходят отработавшие газы. Такт завершается после закрытия выпускного клапана и после того, как поршень окажется в верхней точке. Далее цикл тактов повторяется.

Основным тактом любого двигателя является рабочий ход. Именно в этот момент происходит самое главное – преобразование энергии тепла в механическую энергию.

Технические достижения винтажной эры

Винтажная эра с характерным кузовом европейских автомобилей, ассоциирующимся у нас с благодатным Серебряным веком в культуре, сумела отличиться не только своеобразным дизайном машин. Для этого периода характерны технические находки и достижения. Нужно отметить, что именно в этот период был изобретен целый ряд передовых технологий. Разработчики активно работали над усовершенствованием двигателя внутреннего сгорания:

• пользовались высоким спросом среди богатых клиентов новые разработки многоклапанных двигателей, в тот период в эксклюзивных авто устанавливались 8, 12 и 16 цилиндровые V-образные двигатели;
• основатель «Локхид» Мальком Лоухед, предшествовавшей современной компании «Локхид Мартин», крупнейшего производителя в сфере ВПК в Европе, изобрел гидравлические тормоза в 1919 году. В 1921 году они были применены в модели А Форда;
• 1924 году для британской компании Вулкан Мотор Рейслер изобрел автоматическую трансмиссию, в которой была реализована двухступенчатая планетарная коробка передач, блокирующая муфта, преобразователь момента. Но данное изобретение не применялось, аналогичное решение появилось только в 1940 году;
• примерно с 1920 года для остекления автомобилей начали использовать тонированные стекла.
• передний привод в 1932-1934 появился сначала в автомобилях Алвиса и Корда, затем в Traction Avant компании Андре Ситроена. Время появление данного изобретения спорно, в специализированном гоночном секторе подобное техническое решение применялось в 1897 году;
• независимая подвеска впервые появилась в 1873 г. (Amédée Bollée), но в массовом производстве была применена в Mercedes-Benz 380 в 1933 г.

Большинство технологий в автомобильной промышленности было изобретено до 1930 года, об этом явно говорит яркая история автомобилестроения в Европе. После Второй мировой войны количество изобретателей и автомобильных компаний резко сократилось. В наше время многие из изобретений были усовершенствованы. Автомобилестроение стало прерогативой избранных – от изобретений до производства.

К этой эпохе можно отнести ряд автомобилей:

• 1922 – 1939 Austin 7 – самая копируемая модель автомобиля, элементы были заимствованы практически всеми автомобильными компаниями;
• 1924 – 1929 Bugatti Type 35 – одна из самых успешных спортивных моделей за всю историю автомобилестроения, на ней было поставлено свыше 1000 побед в гонках за 5 лет;
• 1922 – 1931 Lancia Lambda – один из самых передовых автомобилей своего времени, был оснащен независимой подвеской и имел цельнометаллический несущий кузов;
• 1925 – 1928 Hanomag 2, одним из первых приобрел современную обтекаемую форму, без крыльев и подножек;
• 1927 – 1931 Ford Model A – модель, прославившая Генри Форда, всего было выпущено около 4 млн. таких автомобилей. В результате модель стала узнаваемый символом винтажной эпохи;
• 1930 Cadillac V-16 – один из лучших автомобилей того времени, по уровню эксклюзивности не уступает Bugatti Royal, оснащен 16-цилиндровым двигателем.

Целый ряд технологических решений сопоставляется с определенными моделями:

• 1932 – 1939 Alvis Speed – машина была оснащена синхронизированной коробкой передач;
• 1927 – 1931 Ford V-8 – применение двигателя с цилиндрами, имеющими плоскую головку;
• 1927 – 1931 Rolls-Royce Phantom III – платформа считалась технологической новинкой того времени;
• 1946 ГАЗ-М-20 «Победа» – кузов понтонного типа.

Период экономической депрессии для автомобильной отрасли продолжался с 1930 до 1948 года. Европейский автопром начал восстанавливаться ближе в 1950 году. По официальным данным считается, что восстановление после Второй мировой войны длилось до 1948 года.

Новые внешние признаки – закрытые кузова и обтекаемая форма

В этот период практически все автомобили имеют интегрированный, не выделяющийся бампер, закрытый кузов. В некоторых моделях появился багажник для грузов. Традиционные автомобили, характерные для винтажной эпохи – раундобауты и фаэтоны, а также городские модели с открытым верхом – полностью вытеснены с рынка.

К основным внешним признакам автомобиля версии начала 1950 года можно отнести следующие особенности:

• полностью закрытая форма кузова;
• приобретение аэродинамической формы с интегрированными бамперами, со скрытыми подножками и фарами – кузов понтонного типа;
• некоторые автомобили имели «плавниковый» дизайн – «танк янки», это больше было характерно для американского автопрома;

Поршень: отсюда начинается всё

Вообще всю работу в двигателе выполняет поршень. Именно он движется в цилиндре по принципу «скольжения» – прямолинейно и поступательно. Последовательно – один раз вверх, один раз вниз. Задача поршня, как следует из названия, заключается в нажатии. Если не один, то другой путь.

Чтобы выполнить работу, привести к появлению полезной энергии (КПД больше нуля), поршень должен немного поработать и сделать четыре движения в цилиндре – первоначально он всасывает воздух или смесь через открытый всасывающий клапан, скользя вниз до самого дна цилиндра. Когда он располагается на дне цилиндра, наполненного воздухом, клапан закрывается. Когда цилиндр наполняется воздухом «до зубов», поршень крепко сжимает его, поднимаясь вверх. Специально для такого сжатого воздуха топливо впрыскивается сверху (в дизельном двигателе) или возникает искра (вариант с бензиновым вариантом), которая вызывает взрыв. Независимо от силы взрыва (бывает, что из-за простоя автомобиля, первая искра недостаточно сильна) поршень отправляется вниз. Когда поршень заканчивает свой путь, цикл может считаться оконченным, затем он совершает еще один ход – вверх. Его уже ждет открытый выпускной клапан, через который поршень выталкивает весь этот ненужный мусор (выхлопной газ) наружу.

Поршневой цикл: схема

Это тот самый дым, который в конечном итоге выходит из выхлопной трубы под вашей машиной. И так продолжается снова и снова: всасывание воздуха – поршень опускается, сжатие воздуха – поршень уходит вверх. Взрыв – поршень опущен, выталкивание выхлопа – поршень вверх. И все время снова и снова.

Таким образом, энергия взрыва превращается в работу, потому что движение поршня, соединенного с шатуном, вызывает вращение коленчатого вала, что приводит в движение силовой агрегат, который перемещает колесо автомобиля. Конечно, двигатель обычно имеет несколько поршней и цилиндров. В целом, чем они больше, тем больше работа двигателя и чем больше мощность этих цилиндров, тем больше потенциал двигателя и, следовательно, – лучшее ускорение, лучшая динамика, но также и большая потребность в топливе.

Предлагаем вам посмотреть занимательное видео, в котором подробно рассказывается и показывается каким именно образом работаем двигатель внутреннего сгорания автомобиля:

Например, когда указатель тахометра в вашей машине приближается к 2000 об./мин. (2 тысячи оборотов коленвала), это означает, что поршень совершает 4000 ходов в это время, и смесь попадает в цилиндр 1000 раз! Все это за минуту. И всего на один цилиндр. Теперь подумайте, сколько топлива нужно двигателю, если вы «стреляете» в него все время, разгоняя до 6000 оборотов при нажатой педали газа в пол!

Рабочий цикл ДВС

Основной цикл мотора подразумевает выполнение четырех основных тактов. Именно о них и пойдет речь дальше по тексту.

Первый такт: впуск

Начальный — движение кулачков, которые являются частью конструкции распределительного вала. Они меняют воздействуют на клапан впуска, заставляя его открыться.

Далее, вслед за открывшимся клапаном, с места двигается поршень. Деталь постепенно перемещается из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее. Воздух внутри цилиндра в связи с уменьшением пространства поршнем становится более разреженным, благодаря чему становится возможным поступление подготовленной рабочей смеси.

После этого поршень начинает действовать на коленвал через шатун, вследствие чего вал поворачивается на 180 градусов. Сам поршень уже достигает своего критического нижнего положения, и на этом моменте начинается второй такт.

Второй такт: сжатие

Он подразумевает дальнейшее сжатие смеси, находящейся внутри цилиндра. Клапан впуска закрывается, и поршень меняет свое направление, двигаясь вверх. Воздух в связи с уменьшением пространства начинает сжиматься, а рабочая смесь — нагреваться. Когда второй такт подходит к концу, в действие приходит система зажигания. Ее основное назначение — подача на свечу заряда электричества для образования искры. Именно эта искра поджигает сжатую смесь из топлива и воздуха, приводя к ее воспламенению.

Отдельно стоит рассмотреть, как зажигается топливо у дизельного ДВС. Как только завершается сжатие, начинает поступать мелкораспыленное дизельное топливо через форсунку внутрь камеры. Впоследствии горючее вещество перемешивается с воздухом внутри, благодаря чему происходит воспламенение.

Что касается карбюраторного двигателя со стандартным топливом, то на втором такте коленчатый вал успевает сделать полный оборот.

Третий такт: рабочий ход

Третий такт называется рабочим ходом. Газы, оставшиеся после сгорания смеси, начинают толкать поршень, перемещая его вниз. Полученная деталью энергия передается коленвалу, и тот снова поворачивается, но уже на половину оборота.

Четвертый такт: выпуск

Четвертый такт — выпуск оставшихся газов. Когда такт только начинается, кулачок меняет положение на этот раз выпускного клапана, открывая его. Это способствует началу движения поршня наверх, вследствие чего из цилиндра начинают выходить отработавшие газы.

Интересно, что на современных моделях транспортных средств ДВС оборудованы не одним цилиндром, а несколькими. Благодаря их слаженной работе обеспечивается более качественная работа мотора и систем машины. При этом в каждом цилиндре единовременно выполняются разные такты. Так, например, в одном цилиндре вовсю идет рабочий ход, а во втором — коленчатый вал еще только совершает оборот. Подобная конструкция также:

• избавляет от ненужных вибраций;
• уравновешивает силы, которые действуют на работу коленвала;
• организует ровную работу мотора.

Ввиду компактности двигатели с несколькими цилиндрами изготавливают не рядными, а V-образными. Также существует форма оппозитных двигателей, которые часто можно встретить на автомобилях производства Subaru. Такое решение позволяет сэкономить много места под капотом.

Что касается эксплуатации…

Максимальная мощность развивается на высоких оборотах, что делает автомобиль относительно быстрым даже без турбонаддува. Но есть и минус таких двигателей — это слабая тяга при маленьких оборотах, которая делает движение трудным при большом уклоне дороги и высокой нагрузке. Поэтому приходится начинать движение на высоких оборотах, а это плохо сказывается на механизме сцепления. Второй минус — с нагрузкой заметно растет и расход бензина

На расход топлива следует обратить внимание. Если работа двигателя будет оптимальной, то он будет минимальным, но из-за загруженности дорог экономить в городе практически невозможно

Но у бензина есть свои плюсы, и один из них заключается в том, что даже при очень низких температурах топливо не нуждается в дополнительных присадках. А вот с дизельным все по другому. А еще, бензиновый легче запускается зимой, и требует меньшего времени на разогрев.

Также важный фактор это шум и вибрации мотора. И здесь, несомненно вырывается вперед бензиновый двигатель. А в дизельном двигателе воспламенение протекает под большим давлением, что значительно повышает вибрации, в результате чего и появляется рокот, который нельзя заглушить ни хорошей шумоизоляцией, ни демпферами.

Сравнение дизельного и бензинового двигателей

С точки зрения безопасности, бензомотор более пожаро- и взрывоопасен и требует более внимательного отношения к герметичности топливной системы и состоянию электрооборудования.

Что касается требования к качеству топлива, то бензиновый, более неприхотлив и , как правило, легко работает на топливе с более низким октановым числом. А вот дизельный двигатель всегда требует качественного топлива во избежание засорения топливного насоса и форсунок. Так же, дизель более требователен к состоянию и качеству фильтров и своевременности их замены, соответственно вынуждает автовладельца чаще обращаться в сервис.

Одно из возможных преимуществ ДТ — это цена на топливо, но соотношение цен отличается и сильно зависит от того в какой стране вы живете и где эксплуатируете авто.