Разновидности двигателей внутреннего сгорания: Страница не найдена — Автомобильные двигатели

Содержание

Виды двигателей – какие есть двигатели авто, все их преимущества и недостатки

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с самого начала эпохи зарождения промышленности прошел огромный путь. Менялись его конструктивные особенности, размеры, масса. В итоге сегодня существует множество его видов, которые мы рассмотрим. Однако определение ДВС остается неизменным – это вид теплового мотора, преобразующего в механическую силу энергию взрыва топливной смеси. В камере сгорания мотора смесь взрывается и передает свою энергию поршневой группе, приводя ее в движение. Именно поршневые моторы наиболее распространены в автомобильном мире, о них мы и поговорим.

Деление ДВС по типу топлива

Конструкторы при разработке двигателей учитывают многие факторы: разное количество тактов, расположение цилиндров, тип смеси. По типу топлива двигатель бывает бензиновый, дизельный, и гибридный.

Бензиновый двигатель

Данный вид мотора наиболее распространен среди автотранспортных средств. Его отличают простота конструкции, доступность, невысокая стоимость деталей при ремонте. 

Топливо в бензиновый двигатель поставляется двумя путями. Один из них — старый добрый карбюратор, это специальный механизм, в котором смешиваются бензин и воздух в некоторых пропорциях. Далее путь этой смеси пролегает к впускному коллектору. Многие десятилетия такой вид подачи топлива был наиболее распространенным, его отличали простое конструкторское решение и возможность провести быстрый ремонт.

Однако время не стоит на месте, и старые решения уступают дорогу новым. Срок карбюратора подошел к концу, ведь и раньше все прекрасно знали его недостатки, среди которых нестабильность в работе, реакция на температурные перепады, вред экологии (его предел Евро-3), трудности при настройке.

Инжектор

Инжекторная система питания стала новым решением, и карбюратору пришлось уступить свое место. Инжекторная система подразделяется на распределенный впрыск и моновпрыск горючего. Первый имеет в двигателях внутреннего сгорания большее распространение. Топливо по магистрали из бака направляется в рампу, распределяется по форсункам к впускному коллектору и далее доводится до каждого цилиндра отдельно. Получается, что у каждой секции есть своя форсунка. 

Есть еще одна конструкция, при которой форсунки сразу подают бензин в камеру сгорания. Подобный ДВС более точен в плане распределения топливной смеси, увеличивая коэффициент полезного действия мотора до максимальных значений.

Все минусы карбюратора в инжекторной системе превращаются в плюсы: стабильная работа, высокая экологичность и экономичность, увеличивается мощность, менее подвержен разнице температур. Все эти плюсы подходят для жителей мегаполисов и крупных городов с многочисленными станциями технического обслуживания, официальными представительствами заводов-производителей. Водитель в любое время может рассчитывать на проведение правильной диагностики и ремонта. Но если трудности с инжекторным мотором возникли на трассе, вдали от населенных пунктов, то, в отличие от карбюратора, ремонт своими силами уже не провести. Отсюда и минусы инжектора — помимо сложностей с ремонтом, дороговизна замены деталей, качество бензина не менее АИ-92. 

Дизельный двигатель

Основное различие дизельного и бензинового моторов заключается в способе возникновения зажигательной смеси. В бензиновом моторе она попадает через впускной коллектор, а в дизельном напрямую в камеру сгорания. По-другому происходит и воспламенение. Сначала цилиндр «втягивает» воздух. Следом быстро сжимается поршень, благодаря чему температура внутри доходит до 800 градусов, сюда под давлением подается топливо и воспламеняется. Температура тут же увеличивается до 2300 градусов. Важный момент — скорость впрыска топлива влияет на качество смеси, при малой скорости топливо испаряется не полностью. В дизельном двигателе нет системы зажигания. Минусы дизельного двигателя уже отмечались многими автомобильными экспертами. Среди них сложности при холодном пуске, большой вес, повышенная вибрация.

Топливный насос высокого давления

Итак, наиболее важное отличие дизельного ДВС от бензинового заключается в системе подачи топлива. В дизельном моторе важная роль отведена для топливного насоса высокого давления (ТНВД). Его работа происходит следующим образом: солярка из топливного бака необходимыми частями через отдельные магистрали поступает в форсунки и далее отдельно в каждую камеру.

ТНВД бывают распределительными и многоплунжерными рядными, которые встречаются очень редко в современных автомашинах. Настроить топливный насос — задача непростая и без наличия специальных инструментов и инструкции выполнить ее нелегко. Тем не менее многие концерны стремятся к конструкторским решениям, которые эту задачу упрощают, в частности автоконцерн Volkswagen Group, выпускающий автомобили марок Audi, Skoda и Porsche.

Роторный двигатель (РД, РДВС, двигатель Ванкеля)

Прежде всего роторный мотор отличается от предыдущих двигателей внутреннего сгорания конструктивно, плюс он работает на повышенных оборотах. РД был изобретен в 60-е годы прошлого столетия двумя немецкими инженерами Вальтером Фройде и Феликсом Ванкелем. Особенности такого вида двигателя заключаются в расположении ротора прямо в цилиндре особой формы. 

В РДВС нет коленчатого вала и шатунов, поэтому конструкция выглядит проще. Отсюда первый плюс — малое количество деталей, у обычного четырехцилиндрового мотора оно доходит до пяти десятков. У роторного двигателя большая мощность, например, мотор объемом 1,3 литра может выдать до 240 лошадиных сил. Кроме того, этот вид двигателя занимает гораздо меньше места ввиду своей компактности.

Минусы тоже существенны: ресурс РД ограничен 70-80 тысячами км. пробега, увеличенный расход топлива, низкие параметры экологичности и большая стоимость производства и ремонта.

Гибридный двигатель

Гибридный двигатель завоевал популярность позже своих собратьев, а пришел он в автомобильную промышленность из железнодорожного транспорта. Впрочем, первые опыты с гибридным двигателем проводил еще Фердинанд Порше в начале прошлого века. Главное преимущество «гибрида» в его экологичности. Сегодня практически каждый уважающий себя автопроизводитель производит хотя бы одну модель подобного типа. Само название «гибридный» предполагает взаимодействие двух видов двигателя — бензинового и электрического.

Гибридным двигателем управляет электроника, она делает выбор в пользу бензина или электричества в зависимости от дорожной ситуации. В городе чаще используется электротяга, что приводит к большой экономии топлива, а вот на трассе в дело вступает топливный мотор, поскольку быстро разряжается аккумуляторная батарея. Следует знать, во время использования бензинового двигателя идет подзарядка электромотора. Гибридный двигатель может работать на полную мощь, используя две своих «половинки», происходит это в условиях повышенных нагрузок.

Итак, очевидные плюсы: экологичность и экономичность, отсутствие шума, мощность на уровне других моторов. В то же время существуют минусы: из-за сложной конструкции ремонт обходится в копеечку, небольшой срок службы аккумуляторной батареи. Если для города этот вид двигателя подходит как никакой другой, то для сельской местности в наших реалиях его выгода практически отсутствует.

Типы двигателя внутреннего сгорания

Кроме видов топлива двигатели внутреннего сгорания отличаются типами расположения цилиндров. Из них можно выделить наиболее популярные: рядные, V-образные и оппозитные.

Рядный двигатель

Рядные двигатели это классика автомобилестроения, именно им принадлежит первенство появления. В соответствии с названием цилиндры располагаются в одном ряду и приводят в движение один коленвал. Головка блока цилиндров одна на все камеры сгорания. Бывает разное число цилиндров, вплоть до десяти, но такие варианты встречаются очень редко из-за сложностей производства. Наиболее распространенные одно-, двух-, четырех- и шестицилиндровые двигатели.

Рядные двигатели не занимают много места в подкапотном пространстве, просты в обслуживании, но при этом сбалансированы не идеально. Впрочем, этот недостаток нельзя назвать существенным, поэтому такой тип двигателей очень популярен как у производителей, так и у автовладельцев.

V-образный двигатель

Тип V-образного двигателя похож на рядный, но цилиндры в нем располагаются иначе — друг против друга, мотор более компактен. Здесь две головки блока цилиндров, отличный от рядного ДВС газораспределительный механизм и подача топлива. Буква «V» находится в названии не просто так, поскольку показывает, что цилиндры расположены под углом друг другу, причем угол имеет важное значение. Угол наклона варьируется, но самыми оптимальным вариантом признан наклон в 45, 60 и 90 градусов. 

Несмотря на сложность конструкции, довольно высокую вибронагруженность и недешевый ремонт V-образные популярны в разных отраслях. Некоторые автоконцерны заняты выпуском исключительно таких моторов.

Оппозитный двигатель

Данный тип двигателя является родственным по отношению к V-образному, поскольку цилиндры здесь располагаются под углом 180 градусов, иначе говоря, друг против друга. Также здесь два распределительных вала и газораспределительный механизм расположен вертикально. Такое расположение лишает оппозитный мотор лишних вибраций, он работает более плавно. Снижен центр тяжести, следовательно, улучшается управляемость автомобиля. Ресурс выработки такого мотора достигает 500 тысяч километров до капремонта. 

Оппозитные двигатели бывают двух видов: со встречным движением поршней (ОРОС) и так называемый «боксер», когда поршни расположены друг перед другом как боксеры на ринге. Когда один поршень находится внизу его «напарник» достигает высшей точки и наоборот. Таким образом происходит своеобразный «обмен ударами».

Минусы заключаются в дороговизне и сложности обслуживания. К тому же не на каждой СТО можно найти специалиста механика, разбирающегося в оппозитных моторах.

Двухтактные и четырехтактные двигатели

О двухтактных моторах сегодня можно говорить как об элементе ретро. В прежние времена они использовались чаще, но требования к автомобилям с тех пор повысились, в первую очередь, в части экологии. Автомашины с двухтактными моторами потребляют большое количество бензина, масла и крайне неэкологичны. В то же время конструкция двухтактного двигателя очень проста (отсутствует газораспределительный механизм) и у него небольшой вес.

С автомобилями двухтактные моторы распрощались, но из повседневной жизни не исчезли. Их легко обнаружить в газонокосилках, снегоуборочных машинах, циркулярных пилах и других механизмах, где требуются равномерные обороты.

Работа четырехтактного двигателя

Как вы понимаете, различие этих двух двигателей в количестве тактов рабочего цикла Четырехтактные двигатели продолжают использоваться в автомобилях, их работа равномерна, бензина потребляют меньше, просты в обслуживании, а экологичность их выше. Работа четырехтактного мотора делится на четыре этапа или такта.

На первом смесью наполняется камера сгорания. Поршень в это время движется в нижнюю точку, и открывается клапан впуска. Топливная смесь поступает в камеру, поршень достигает нижней точки и клапан закрывается.

На втором происходит сжатие топливной смеси: поршень возвращается наверх и при достижении высшей точки происходит взрыв топливной смеси.

Не третьем этапе топливная смесь воспламеняется и сила взрыва толкает поршень вниз, механизм работает.

На четвертом газ расширяется и очищается цилиндр. Поршень поднят вверх коленвалом, открыт выпускной клапан, и сгоревший газ поступает в выпускной коллектор. Далее идет возврат к первому такту.

В своем обзоре мы не затронули такой вид двигателя как электрический, который приобретает все большую популярность у автолюбителей, но конструктивно он кардинально отличается от всех перечисленных, к нему совершенно иные требования, и рассказ о нем заслуживает отдельной статьи.

Виды автомобильных двигателей: описание, характеристики

Устройство механизма вращения клапана

Механизм вращения клапана состоит из: неподвижного корпуса 2 в наклонных канавках которого расположены пять шариков 3 с возвратными пружинами 10, дисковой пружины 9 и опорной шайбы 4 с замочным кольцом 5. Механизм устанавливается в рас­точке, сделанной в головке цилиндров под опорной шайбой 4 кла­панной пружины 6, закрепляемой на стержне 1 с помощью сухари­ков 8 и тарелки 7. При закрытом клапане давление на дисковую пружину 9 сравнительно невелико, и она выгнута наружным краем вверх, а внутренним краем опирается в заплечик корпуса 2. Шари­ки 3 отжаты пружинами 10 в исходное положение.

В момент открытия клапана давление клапанной пружины на опор­ную шайбу 4 возрастает; под действием этого давления дисковая пружина 9, выпрямляясь, передает давление на шарики 3 и вызы­вает их перемещение в конечное положение. Вместе с шариками перемещаются дисковая пружина с опорной шайбой, клапанная пружина и клапан. Когда клапан закрывается, давление на дисковую пружину 9 уменьшается, и она, выгибаясь, вновь касается своим внутренним краем заплечиков корпуса 2, освобож­дая тем самым шарики 3. Шарики под действием возвратных пру­жин перемещаются в исходное положение. Таким образом, при каждом открытии клапана происходит его поворот на некоторый угол. (При номинальном скоростном режиме клапаны совершают 20—40 об/мин.)

Подключение двигателя

Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов

До того, как подключить асинхронный двигатель, ознакомьтесь с его паспортом. Обмотки статора двигателя соединены «звездой» или «треугольником», в зависимости от напряжения сети. Если в паспорте указано, что механизм рассчитан на применение 220/380В, это означает, что при подключении мотора на 220В обмотки соединяют схемой «треугольник», если напряжение сети 380В, обмотки соединяют схемой «звезда».

Маркировка на коробке для клемм:

Сбор схем проводится в коробке для клемм, расположенной на корпусе электродвигателя, перед выполнением работ, коробку разбирают. Начало каждой обмотки именуется U1, V1, W1 соответственно. Концы обмоток подписываются так же U2, V2, W2. При отсутствии в коробке для клемм маркировки выводов, начало и конец обмотки определяют, используя мультиметр.

Процедура выполняется следующим образом:

  • Подписываем бирки, которыми будем маркировать выводы обмоток;
  • Определяем принадлежность шести выводов к трём обмоткам. Для этого берём мультиметр, переключаем в положение «200 Ом». Один щуп подключаем к любому из шести проводов, второй щуп используем, что бы прозвонить оставшиеся пять выводов. При нахождении искомого провода показания прибора будут отличными от «0».
  • Эти два провода — первая обмотка двигателя. Надеть на провода бирки (U1, U2) в произвольном порядке.

  • Проделываем аналогичную процедуру со второй и третьей обмоткой. Выводы второй обмотки маркируем (V1, V2), выводы третьей обмотки маркируем (W1, W2).
  • Определяем вид подключения обмоток (согласованный или встречный).
  • Катушку (U1, U2) соединяем с катушкой (V1, V2), после чего на выводы (U1, V2) подаём переменное напряжение 220 вольт.
  • На выводах (W1, W2) меряем переменное напряжение. Если значение напряжения равно нулю, то обмотки подключены встречно, если прибор показывает некоторое значение, обмотки (U1, U2) и (V1, V2) подключены согласованно.
  • Аналогичным образом определяем правильность подключения третьей обмотки.
  • В зависимости от типа двигателя подключаем промаркированные концы проводов схемой «звезда» или «треугольник».
  • Подаём питание на двигатель, проверяем работу.

При необходимости обратного вращения асинхронного двигателя, для этого меняют местами два провода подключаемого источника трёхфазного напряжения.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Схема устройства двигателя.

Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Какие типы и виды двигателей существуют

Виды электродвигателей и схемы их подключения для 220 и 380 в

Абсолютно любой моторный агрегат действует по одному и тому же принципу. В него подаётся топливо. Оно сжигается. В процессе сжигания выделяется энергия, а далее эта энергия преобразуется в механическую. Вся эта процедура повторяется неоднократно. Этот повторяющийся процесс называется тактом. В зависимости от того, сколько ходов совершает поршень, все двигательные установки можно разделить на двухтактные и четырёхтактные. Все силовые агрегаты, которыми оснащаются автомобили, основаны на четырёхтактном цикле. За время цикла подаётся топливная смесь, происходит рабочий ход поршня (вверх и вниз) и выводятся газы.

Двухтактные двигатели работают немного иначе. За время такта совершается рабочий ход и сжимается топливная смесь. Поршень наполняется и очищается за отведённое ему время. Эти двигатели имеют существенный минус — они выбрасывают много отработанных газов. А ещё они слишком много потребляют горючего. Именно поэтому они не используются в автотранспорте.

Инжекторный двигатель

Работа этого агрегата устроена несколько иначе: горючее маленькой порцией впрыскивается в воздушную среду. Давление распыляет топливо через форсунку, тем самым значительно сокращается его количество, так как оно дозируется специальным прибором. Это делает такие моторы более экономичными, а дозированная порция топливной смеси уменьшает количество вредных веществ в выхлопных газах и повышает коэффициент полезного действия двигателя.

Этот тип двигателя включается в себя механический и электронный виды. Механический дозирует горючее посредством рычагов, а электронный использует особую систему, управляющую количеством топливной смеси. Подобные системы позволяют горючему более полно сгорать, благодаря чему уменьшается количество вредного вещества, попадающего в атмосферу.

Карбюраторный двигатель

Проходя топливную систему, бензин поступает в карбюратор, иными словами, впускной коллектор. Туда же нагнетается воздух, который смешавшись с горючим, образует рабочую смесь. Она поступает в цилиндры, искра от свечи поджигает её.

Дизельный двигатель

Двигатели дизельного типа требуют особого внимания. Топливная смесь в них при сжимании воспламеняется. Воздух всасывается под большим давлением и за счёт этого происходит процесс самовоспламенения. Рабочий ход начинается сразу после воспламенения, далее выхлопные газы вытесняются.

У этого типа небольшой расход горючего и он выделяет мало вредных веществ. Достаточно высокий КПД. Этот вид силового устройства непрерывно модернизируется, даже морозы ему не страшны.

Разнообразные моторы, которые работают на дизтопливе, различны своими параметрами. Эти характеристики отличаются в зависимости от времени года. Им не нужна система зажигания, так как горючее воспламеняется за счёт давления.

Устройство

Характеристика внутреннего блока кондиционера

К-135 является эмульсированным, с двумя камерами и падающим потоком.

Две камеры независимы друг от друга, через них осуществляется подача горючей смеси в цилиндры через впускную трубу. Одна камера обслуживает с 1-го по 4-й цилиндры, а другая все остальные.

Воздушная заслонка находится внутри поплавковой камеры, и оснащена двумя автоматическими клапанами. Основные системы, которые применены в карбюраторе, действуют по принципу воздушного торможения бензина, кроме экономайзера.

Кроме того, каждая камера имеет свою систему холостого хода, главную дозирующую систему и распылители. У двух камер карбюратора общее только система пуска холодного двигателя, ускорительный насос, частично экономайзер, который имеет один клапан на две камеры, а также механизм привода. По раздельности на них установлены жиклеры, располагающиеся в блоке распылителей, и относящиеся к экономайзеру.

Каждая система холостого хода имеет в своем составе топливный и воздушный жиклеры, и по два отверстия в смесительной камере. На нижнем отверстии установлен винт с резиновым кольцом. Винт предназначен для того, чтобы регулировать состав горючей смеси. А резиновый уплотнитель не дает воздуху проникать через отверстие винта.

Воздушный жиклер, в свою очередь, исполняет роль эмульсирования бензина.

Система холостого хода не может обеспечить нужный расход топлива на всех режимах работы двигателя, поэтому в дополнение к ней на карбюратор установлена главная дозирующая система, которая состоит из диффузоров: большой и малый, топливного и воздушного жиклеров и эмульсированной трубки.

Главная дозирующая система

Основой карбюратору служит главная дозирующая система (сокращенно ГДС). Она обеспечивает постоянный состав ТС и не дает ей обедняться или обогащаться на средних оборотах двигателя внутреннего сгорания (ДВС). На каждую из камер в системе устанавливается по одному топливному и по одному воздушному жиклеру.

Система холостого хода

Система холостого хода создана обеспечивать стабильную работу мотора на холостых оборотах ДВС. Дроссельная заслонка карбюратора должна быть всегда немного приоткрыта, и бензиновая смесь на холостом ходу (ХХ) поступает во впускной тракт в обход ГДС. Положение оси дросселя устанавливается винтом количества, а винты качества (по одному на каждую камеру) позволяют обогатить или обеднить смесь на ХХ. От регулировки в немалой степени зависит расход топлива автомобиля.

Поплавковая камера

Поплавковая камера находится в главном корпусе и поддерживает уровень бензина в карбюраторе, необходимый для нормальной работы системы питания двигателя. Главными элементами в ней является поплавок и запорный механизм, состоящий из иглы с мембраной и седла клапана.

Экономайзер

Система экономайзера обогащает ТС на больших оборотах ДВС с увеличением нагрузки. В экономайзере есть клапан, который при максимальном открытии дроссельных заслонок пускает порцию дополнительного топлива по каналам в обход ГДС.

Ускорительный насос

В карбюраторе К126 (К135) ускоритель представляет собой поршенек с манжетой, который работает в цилиндрическом канале. В момент резкого нажатия на педаль акселератора (газа) привод дроссельной заслонки, механически связанный с системой ускорителя, заставляет поршень быстро передвигаться по каналу.

Схема устройства карбюратора К126 с названием всех элементов

Топливо через специальный распылитель впрыскивается из канала в диффузоры карбюратора, и ТС обогащается. Ускорительный насос позволяет плавно переходить от холостого хода до больших оборотов и двигаться автомобилю без рывков и провалов.

Ограничитель числа оборотов

Система не допускает превышение определенного количества оборотов коленчатого вала за счет неполного открытия дроссельной заслонки. Работа основана на пневматике, за счет разрежения диафрагма в пневматическом клапане устройства двигается, поворачивая механически связанную с узлом ограничителя ось дроссельных заслонок.

Система пуска

Система пуска обеспечивает стабильную работу холодного двигателя. Система состоит из пневматических клапанов, находящихся в воздушной заслонке, и системы рычагов, которые дроссельную и воздушную заслонку связывают. При вытягивании троса подсоса воздушная заслонка закрывается, тяги тянут за собой дроссель и приоткрывают его.

При запуске холодного двигателя клапана в воздушной заслонке под действием разряжения открываются и добавляют воздух в карбюратор, не позволяя мотору заглохнуть на слишком обогащенной смеси.

Принцип работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания

В подавляющем большинстве легковых автомобилей устанавливают четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, поэтому мы и берём его за основу. Чтобы лучше понять принцип устройства бензинового ДВС, предлагаем вам взглянуть на рисунок:

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 ещё раз повторим определения, а затем .

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 также очень хорошо показан принцип работы ДВС.

Компоновка поршневых двигателей

Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.

Рядный двигательV-образный двигатель

Рядный двигатель (рис. 1, а) — компоновка, при которой все цилиндры находятся в одной плоскости. Применяется для небольшого количества цилиндров (2, 3, 4, 5 и 6). Рядный шестицилиндровый двигатель легче всего поддается уравновешиванию (снижению вибраций), но обладает значительной длиной.

V-образный двигатель (рис. 1, б) — цилиндры у него расположены в двух плоскостях, как бы образуя латинскую букву V. Угол между этими плоскостями называют углом развала. Наиболее часто такое размещение цилиндров применяется для шести- и восьмицилиндровых двигателей и обозначается V6 и V8 соответственно. Такая компоновка позволяет уменьшить длину двигателя, но увеличивает его ширину.

Оппозитный двигательVR-двигатель

Оппозитный двигатель (рис. 1, в) имеет угол развала 180°, благодаря этому у него высота агрегата наименьшая среди всех компоновок.

VR-двигатель (рис. 1, г) обладает небольшим углом развала (порядка 15°), что позволяет уменьшить как продольный, так и поперечный размеры агрегата.

W-двигательW-двигатель

W-двигатель имеет два варианта компоновки — три ряда цилиндров с большим углом развала (рис. 1, д) или как бы две VR-компоновки (рис. 1, е).Обеспечивает хорошую компактность даже при большом количестве цилиндров. В настоящее время серийно выпускают W8 и W12.

Несколько слов в заключение

Такое устройство ДВС является практически совершенным. Но с каждым годом разрабатываются новые технологии, повышающие КПД работы мотора, осуществляется улучшение характеристик бензина. При правильном техническом обслуживании двигателя автомобиля он может работать десятилетиями. Некоторые успешные моторы японских и немецких концернов «пробегают» миллион километров и приходят в негодность исключительно из-за механического устаревания деталей и пар трения. Но многие двигатели даже после миллионного пробега успешно проходят капремонт и продолжают выполнять свое прямое предназначение.

Оцените статью:

Виды двигателей внутреннего сгорания. Типы автомобильных двигателей и их параметры

В настоящее время существуют различные типы двигателей автомобилей , основанные на принципе внутреннего сгорания. По характеру работы они разделяются на карбюраторные и дизельные. Рассмотрим их отличия и поговорим о видах моторов в современных автомобилях.

Цикл работы двигателя – критерий для классификации

Принцип действия двигателя основан на превращении тепловой энергии в механическую с помощью определенных повторяющихся процессов, представляющих собой рабочий цикл. В зависимости от количества ходов поршня, затрачиваемых на осуществление такого цикла, двигатели бывают четырехтактными или двухтактными. Все типы двигателей внутреннего сгорания, используемые в автомобилях, работают по четырехтактному рабочему циклу. Он включает в себя впуск и сжатие топлива, а также рабочий ход и выпуск отработанных газов.

Двухтактный мотор за один цикл осуществляет всего два хода поршня: сжатие и рабочий ход. А вот очистка и наполнение цилиндров происходит во время этих двух тактов, практически в предкритических точках. Эти двигатели имеют некоторые недостатки, например, больший уровень загрязнения выхлопных газов. Но при равных объемах двухтактный мотор мощнее четырехтактного, а также проще его конструкция. Главным минусом, из-за которого они не нашли распространение в автомобилях, является большой расход топлива, оно не сгорает в значительной степени, из-за чего и получаются слишком загрязненные выхлопы.

Инжекторные виды автомобильных двигателей

Инжекторный мотор работает несколько по-другому: не воздух подается в топливо, а топливо дозированно подается в воздушную среду методом мелкого вспрыска. Форсунка под давлением распыляет горючую жидкость, что уменьшает ее расход, потому что это количество дозируется специальными устройствами. По этой же причине такие моторы экономичнее, а за счет оптимальной пропорции компонентов полученной смеси увеличивается чистота выхлопа и КПД двигателя.

Те виды автомобильных двигателей, которые используют инжекторы, разделяются на электронные и механические. В первом случае составление и впрыск топлива происходит с применением специального электронного блока управления. Механическая дозировка топлива осуществляется рычагами плунжерного типа, где саму топливную смесь контролирует электроника. При использовании таких инжекторных систем обеспечивается более тщательное сгорание топлива и до минимума уменьшаются вредные выбросы отработанных продуктов.

Карбюраторные виды двигателей автомобилей – что придет им на смену?

Рассмотрим, какие виды двигателей бывают в современных машинах. Все они различаются между собой по типу используемого топлива, по расположению и количеству цилиндров, по способу образования рабочей смеси и прочим параметрам, характеризующим их работу. Очень многие виды бензиновых двигателей до сих пор устанавливаются на современные модели автомобилей.

Бензин, проходящий через топливную систему, попадает в карбюратор или впускной коллектор. Туда же поступает воздух, под действием его потока происходит активное смешивание, в результате получается смесь. Затем осуществляется подача готовой воздушно-топливной смеси в цилиндры, где она сжимается под действием усилий поршней, после чего поджигается электрической искрой, вырабатываемой свечами зажигания.

Все виды двигателей автомобилей, где используются карбюраторы, считаются устаревшими. В настоящее время широкое применение получила подача топлива при помощи инжектора. В этом случае распыление топлива осуществляется форсунками либо сразу в цилиндр или через специальный впускной коллектор.

Типы двигателей автомобилей: дизель – модно или практично?

Рассматривая виды двигателей внутреннего сгорания, следует выделить отдельно дизельные двигатели внутреннего сгорания, принцип работы которых основан на воспламенении рабочей смеси в процессе сжатия. При втягивании воздуха происходит его сильное сжатие, намного превышающее это же значение в карбюраторных двигателях. В результате высокого давления происходит разогрев воздуха до очень высокой температуры, вызывающий самовоспламенение рабочей смеси. После этого наступает цикл рабочего хода поршня и последующее вытеснение им отработанных газов через выпускной клапан.

Такие типы автомобильных двигателей отличаются более низким расходом топлива и небольшим количеством вредных веществ в отработанных газах . Коэффициент полезного действия дизелей также выше. Сегодня минусов у этого типа моторов становится все меньше, даже заморозки уже не являются преградой к запуску автомобиля. Установка внутреннего подогрева системы решила вечную головную боль владельцев «дизелей».

Различные виды работают почти на идентичном топливе, отличающемся только характеристиками, зависящими от времени года. У этих двигателей отсутствует система зажигания, поскольку топливо взрывается под высоким давлением, которое обеспечивает движение поршня. Таким образом, множество видов двигателей внутреннего сгорания обеспечивает производство самых разных моделей автомобилей. Это позволяет использовать их практически во всех областях жизни.

Сегодня я предлагаю слегка погрузиться в мир поршней и машинного масла и разобраться, какие типы двигателей бывают и применяются на наших любимых, ненаглядных автомобилях.

В принципе, даже любой гуманитарий, в худшем смысле этого слова, на этот вопрос сразу же ответит: дизельный и бензиновый. Ну, кто-то еще добавит электрический. Однако на самом деле этих двигателей гораздо больше. Коротко о каждом.

1. Дизельный двигатель

Он же просто дизель. Поршневой двигатель внутреннего сгорания, который работает от того, что топливо (солярка) воспламеняется в его недрах (а точнее, в цилиндрах) во время резкого сжатия, вследствие чего происходит повышение температуры и воспламенение распыленного топлива. Идея воспламенения горючки за счет сжатия принадлежала Сади Карно. А на практике ее воплотил Рудольф Дизель, запатентовав с 1892 по 1897 год несколько вариантов двигателей. Дизеля применяют не только в автомобилях, но и на кораблях, железнодоржных локомотивах.

Дизельные двигатели бывают двух- и четырехтактными. О причинах популярности и преимуществах дизелей я говорил в отдельной статье и повторяться не буду, а перейду к другому двигателю

2. Бензиновый двигатель

Здесь воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндрах происходит тоже при повышенном давлении, но от электрической искры, которую дает свеча. Все бензиновые двигатели разделяются на карбюраторные и инжекторные. Разница в способе образования топливно-воздушной смеси. Кроме того, бензиновые двигатели классифицируются по количеству и расположению цилиндров, по способу охлаждения, типу смазки и многим другим характеристикам. Описывать все эти варианты возможности нет. Поэтому, перехожу к следующему типу автомобильного двигателя.

3. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

В нынешнем виде Создан изобретателем Фройде в 1957 году. Однако Фройде отталкивался от работ другого изобретателя – Феликса Ванкеля, котры получил патент на роторный двигатель еще в 1936 году. Фройде, по большому счету, просто усовершенствовал это творение. Кстати, некоторое время оба изобретателя работали совместно. В двигателе отсутствует механизм газораспределения.

Принцип такой: ротор треугольной форму вращается в 8-образной (такая форма еще называется эпитрохоидой) камере. Камера имеет впускное и выпускное отверстия. Благодаря форме ротора, за один его оборот проходит сразу три цикла (впуск смеси, сжатие и воспламенение, рабочий ход и выпуск газов), как у шестицилиндрового двигателя.

Воспламенение смеси происходит за счет электрической искры. А камера сгорания образовывается между гранью ротора и стенкой камеры. Особого распространения не получил (кстати, производился даже ВАЗом – модель Ваз-21018 имела роторный движок). Кстати, ВАЗ выпустил целых 50 авто. Однако, при испытаниях ВСЕ моторы поломались (то ли руки из опы, то ли место там такое) и модель сняли с производства. Но спустя некоторое время, проект все-таки спасли и наладили выпуск Ваз-411 и Ваз-413, которые широко использовались ментами и гайцами.

Кстати, на этих авто с движками по 120 и 140 «лошадей» люди в погонах легко догоняли и обгоняли иномарки тех времен. Но потом шпионы (а кто же еще?!) свернули этот проект и «жигули» с «ванкелями» (второе название роторного двигла) перестали выпускать. Хотя сейчас вазовские конструкторы вроде как опять колупаются с этими мотрами.

Главным недостатком роторного двигателя является проблема недолговечности уплотнении между ротором и камерой, а также с системой смазки. Здесь все взаимосвязано. Из-за особенностей конструкции и работы двигателя, масло приходится впрыскивать в коллектор. Короче говоря, экологичностью и экономичностью такой движок совсем не блещет. Кроме того, роторный мотор работает только на бензине. В настоящее время такой двигатель используется на автомобиле Mazda RX-8.

4. Гибридный двигатель

Вернее, правильнее будет сказать, гибридная система, так как гибрид – это не один двигатель, а хитровыдуманное сочетание работы двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Между прочим, принцип гибридного двигателя известен еще с 1910 года и широко использовался на… железной дорожном транспорте, а если гвоорить конкретнее, то на тепловозах.

В конце 90-х годов ХХ века заговорили об электромобилях. Но большинство автомобилистов воспринимало эту идею, как чудачество борцов за экологию, предпочитая ездить на проверенном доступном и относительно дешевом (нашу страну того периода не берм во внимание) бензине и дизельном топливе. Сегодня же практически все ведущие автомобильные компании мира выпускают гибридные модели автомобилей.

Они, хотя и сложнее в устройстве и напичканы электроникой по самое «не могу», тем не менее, обладают рядом преимуществ:

Снижают расход топлива почти в два раза

Существенно снижают шумность и количество вредных выбросов в атмосферу (на крейсерской скорости автомобиль практически не использует бензин за счет работы тягового электромотора)

Позволяет значительно быстрее разогнать авто с места и сделать хорошее ускорение в движении

Многие специалисты и дельцы склоняются к тому, что гибридные системы двигателей – это переходный этап к чистым электромобилям. Честно говоря, умом я понимаю выгоды электромобиля. Но сердцем я воспринимаю его как резиновую бабу или транса, что еще хуже. Вроде бы то, но немного не то.

Кстати говоря, электромоторы использовались и раньше, еще в середине ХХ века, но не совсем на автомобилях, а на различных погрузчиках или мини-автомобильчиках для развлекательной езды, не говоря уже о троллейбусах и трамваях.

avtor : Андрей Абин, для сайта

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – одно из главных устройств в , служащее для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая, в свою очередь, выполняет полезную работу. построен на том, что топливо в соединении с воздухом образуют воздушную смесь. Циклически сгорая в камере сгорания, воздушно-топливная смесь обеспечивает высокое давление, направленное на поршень, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал через . Его энергия вращения передается автомобиля.

Для запуска двигателя внутреннего сгорания часто используется – обычно электрический двигатель, проворачивающий коленвал. В более тяжелых дизельных двигателях в качестве стартера и для той же цели применяется вспомогательный ДВС («пускач»).

Существуют следующие типы двигателей (ДВС) :

  1. бензиновые
  2. дизельные
  3. газовые
  4. газодизельные
  5. роторно-поршневые

Также ДВС классифицируются: по виду топлива, по числу и расположению цилиндров, по способу формирования топливной смеси, по количеству тактов работы двигателя внутреннего сгорания и т.

д.

Бензиновые и дизельные двигатели

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания – наиболее распространенные из автомобильных двигателей. Топливом для них служит бензин . Проходя через , бензин попадает через распыляющие форсунки в карбюратор или впускной коллектор, а затем эта воздушно-топливная смесь подается в цилиндры, сжимается под воздействием поршневой группы, поджигается искрой от свечей зажигания.

Карбюраторная система считается устаревшей, поэтому сейчас повсеместно используется инжекторная система подачи топлива. Распыляющие топливо форсунки (инжекторы) осуществляют впрыск либо непосредственно в цилиндр, либо во впускной коллектор. Инжекторные системы делятся на механические и электронные. Во-первых для дозации топлива используются механические рычаговые механизмы плунжерного типа, с возможностью электронного контроля топливной смеси. Во вторых процесс составления и впрыска топлива полностью возложен на электронный блок управления (ЭБУ). Инжекторные системы необходимы для более тщательного сгорания топлива и минимизации вредных продуктов горения.

Дизельные ДВС используют специальное дизтопливо . Двигатели автомобиля подобного типа не имеют : топливная смесь, попадающая в цилиндры через форсунки, способна взрываться под действием высокого давления и температуры, которые обеспечивает поршневая группа.

Газовые двигатели

Газовые двигатели используют газ в качестве топлива – сжиженный, генераторный, сжатый природный. Распространение таких двигателей было обусловлено растущими требованиями к экологической безопасности транспорта. Исходное топливо хранится в баллонах под большим давлением, откуда через испаритель попадает в газовый редуктор, теряя давление. Далее процесс аналогичен инжекторным бензиновым ДВС. В некоторых случаях газовые системы питания могут не использовать в своем составе испарители.

Двигатель это очень важная составляющая любого автомобиля. Выбору двигателя надо уделять особое внимание. Если вы не знаете какие виды двигателей существуют, вы не сможете выбрать двигатель который подойдёт именно вам. А от него зависит многое, в том числе и ваша безопасность.

Первым в этом списке двигателей, будет двигатель внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания работает на бензине. Конструкция этого двигателя такова, что управление мощностью происходит с помощью довольно мощного потока воздуха и также при помощи дроссельной заслонки. Управление таким двигателем, осуществляется через место водителя, благодаря нажатию на педаль.

Инжекторные двигатели

Есть также другой тип двигателей, а именно инжекторные. В инжекторных двигателях существуют специальные форсунки, благодаря этим форсункам и осуществляется процесс впрыска. Инжекторные двигатели довольно экономичные, затраты на бензин у них гораздо меньше. Так что, если вы хотите сэкономить деньги на бензине, выбирайте автомобиль именно с таким двигателем.

Карбюраторные двигатели

Третий тип двигателей в этом списке, это карбюраторные. В двигателях подобного вида происходит довольно сложный процесс. В них кислород перемешивается с топливом, в специализированном для этого процесса устройстве. Стоит отметить что такие двигатели уже не используют в современных машинах, на смену таким двигателям пришли инжекторные.

Существует поршневой двигатель, этот двигатель называют и по другому, а именно дизельный. Процесс работы в подобном двигателе происходит благодаря поджиганию топлива, (топливо находится в распылённом состояние), потом оно соединяется, с уже другим горячим топливом, и тем самым активирует работу двигателя, стоит отметить, что данный процесс происходит при сжатом воздухе. Именно этот двигатель более подробно описывается в этой статье.

Какой двигатель для автомобиля выбрать?

Чтобы понять какой двигатель подходит именно вам, надо понимать зачем и как вы будете использовать автомобиль, потому что с дизельным двигателем крайне не рекомендуется быстро ездить, вы сможете причинить вред поршневому двигателю, если будете набирать слишком много оборотов, да и разгоняться вы будете тоже долго.

А вот с двигателем на бензине уже можно позволить себе ездить довольно быстро, и не бояться не неожиданной поломки. Но справедливости ради, стоит отметить что с дизельными двигателями, не придётся мучиться с различным свечами зажигания, трамблёрами, но поршневой двигатель довольно тяжело завести на морозе. Также придётся довольно часто менять фильтры, вам надо будет использовать, очень хорошее топливо.

Дизельные двигатели очень шумные, но у поршневого двигателя есть хорошая, можно даже сказать отличная тяга, на не больших скоростях.

Не стоит думать что двигатели на бензине идеальные, и не имеют минусов, это не так. Самым большим минусом бензинового двигателя являются свечи зажигания. В наше время появились машины гибриды, подобные машины представляют собой автомобиль, в котором стоит два двигателя, а именно электрический и бензиновый, когда надо ездить на низких скоростях работает электрический двигатель, а если вам надо ездить на высоких скоростях, включается бензиновый двигатель, подобные автомобили очень качественные, но стоит подметить то что, ремонт подобных авто довольно дорогой.

Можно сделать вывод, что не существует для всех, одного подходящего двигателя. Выбирайте двигатель из собственных предпочтений, а в этой статье просто рассказывается про плюсы и минусы каждого из вида двигателей. Но помните, выбору двигателя надо уделить достаточно много внимания.

На сегодняшний день существуют бензиновые, карбюраторные, инжекторные и дизельные двигатели. Бензиновый двигатель принадлежит к классу двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых находится топливовоздушная смесь, поджигающаяся электрической искрой. Управляется он за счет регулирования воздуха, осуществляемого с помощью дроссельной заслонки.

Управление дросселем обычно выполняется с места водителя – рычажным, кнопочным или педальным способом.

Карбюраторные двигатели работают за счет горючей смеси, процесс приготовления которой происходит в карбюраторе. Сам карбюратор является специальным устройством, смешивающим топливо с воздушным потоком с помощью аэродинамических сил. Данные силы, в свою очередь, вызываются потоком воздуха, который засасывается карбюраторным двигателем.

В двигателях инжекторного вида топливо впрыскивается в воздушный поток специальными форсунками. Горючее подается к ним под давлением, а дозирование выполняется с помощью электронного блока управления, который открывает форсунку.

Дизельный двигатель является поршневым двигателем внутреннего сгорания, работающим за счет распыленного горючего, которое воспламеняется от соприкосновения с воздухом, разогревающимся при сжатии.

Поскольку работа дизельного двигателя не требует испарения топлива, он может работать на керосине, мазуте, рапсовом и пальмовом масле, фритюрном жире, сырой нефти и многих других вариантах топлива.

Новинки двигателестроения

Современный мир не стоит на месте – уже изобретен электродвигатель, который для работы использует электрическую энергию, черпая ее из топливных элементов или аккумуляторных батарей. Основной недостаток автомобилей, оснащенных электродвигателем – довольно небольшая емкость источника электроэнергии, что приводит к низкому запасу хода.

Также существует так называемая гибридная силовая установка, объединяющая в себе электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания, которые связаны генератором. Передача энергии в гибридном автомобиле выполняется последовательно (двигатель внутреннего сгорания – генератор – электродвигатель – колесо) или параллельно. Наиболее распространенной является гибридная силовая установка с параллельной компоновкой (ДВС – трансмиссия – колесо и ДВС – генератор – электродвигатель – колесо).

Виды двигателей внутреннего сгорания — Автомобили Premier

Содержание

  • Виды двигателей
  • Паровая машина
  • Бензиновый двигатель
  • Карбюраторная совокупность впрыска
  • Инжектор
  • Дизельные двигатели
    • Дизель с турбонаддувом
    • Газовый двигатель
    • Электрические моторы
    • Гибриды
    • Роторно-поршневые ДВС
    • Водородный мотор
    • Вывод
    • Мало кто знает, что двигатель внутреннего сгорания был изобретён ещё 5 столетий назад, конструктором и легендарным инженером Леонардо да Винчи. Но, по окончании первого чертежа потребовалось ещё 300 лет, дабы были созданы первые прототипы, каковые имели возможность полноценно трудиться.

      Виды двигателей

      Первый полноценный прототип двигателя внутреннего сгорания был сконструирован в далёком 1806 году, что принадлежал братьям Ньепсье. Затем серьёзного исторического факта было недолгое затишье.

      Но, в финише 19 века три легендарным немца положили старт автомобилестроению — Николас Отто, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. Затем двигатели внутреннего сгорания взяли большое количество вариантов и модификаций, каковые употребляются по сегодняшний сутки.

      Разглядим, какие конкретно существуют виды автомобильных ДВС, а кроме этого укажем типы двигателей:

      • Паровая машина
      • Бензиновый двигатель
      • Карбюраторная совокупность впрыска
      • Инжектор
      • Дизельные двигатели
      • Газовый двигатель
      • Электрические моторы
      • Роторно-поршневые ДВС

      Паровая машина

      Первым представителем полноценного двигателя внутреннего сгорания нужно считать паровую машину, которая устанавливалась на все транспортные средства 19 века, до момента изобретения остальных видов моторов.

      На то время паровыми движками оснащались паровозы, машины и кроме того примитивные трёхколёсные самоходные автомобили (напоминающие мотоциклы). Изобретение для того чтобы класса завоевало всю землю, но к финишу 19 — начало 20 века стало неэффективное, потому, что транспортные средства на несколько не имели возможность развивать достаточно громадную скорость.

      Бензиновый двигатель

      Бензиновый двигатель — это ДВС средством питания, которого есть бензин. Горючее подаётся с топливного бака при помощи насоса (механического либо электрического) на совокупность впрыска. Итак, разглядим, какие конкретно бывают типы бензиновых моторов:

      • С карбюратором.
      • Инжекторного типа.

      Современный мир привык, что большая часть машин имеет электронную совокупность впрыска горючего (инжектор).

      Карбюраторная совокупность впрыска

      Карбюратор — это тип впрыскового устройства горючего во впускной коллектор с предстоящим распределением по цилиндрам. Первый примитивный карбюратор был создан в Германии ещё в финише 19 века и имеет практически 100 летнюю историю развития.

      Карбюраторы бывают — одно-, двух-, четырех- и шестикамерные. Также существует достаточно большое количество прототипов.

      Принцип работы карбюратора достаточно несложный: бензонасос подаёт горючее в поплавковую камеру, где бензин проходит через жиклёры механическим путём (количество впрыскиваемого горючего регулирует шофер при помощи педали акселератора), и подаётся во впускной коллектор. Недочётом карбюратора стало то, что он чувствительный к регулировкам, а кроме этого не соответствует экологическим интернациональным нормам.

      Инжектор

      Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск не редкость моно и поделённым Эта совокупность на сегодняшний сутки все больше совершенствуется, дабы уменьшит выбросы СО2 в воздух.

      Для впрыска употребляются форсунки, каковые ещё ранее начали употребляться на дизельных двигателях.

      С переходом на данную совокупность транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, дабы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а кроме этого сигнализировать о неисправностях в совокупности.

      Дизельные двигатели

      Дизельный мотор — это вид двигателя, что расходует как горючее ДТ. элементы движка и Основные системы аналогичны бензиновому брату, различие пребывает в воспламенении смеси и системе впрыска.

      В дизельном моторе отсутствуют свечи зажигания, потому, что воспламенение смеси от искры не необходимо.

      На моторах для того чтобы типа устанавливаются свечи накала, каковые разогревают воздушное пространство в камере сгорания, что превышает температуру воспламенения. Затем через форсунки подаётся распылённое горючее, которое сгорает, чем создаёт достаточное давление для привода в перемещения поршня, что раскручивает коленчатый вал.

      Дизель с турбонаддувом

      Одним из подвидов дизельного ДВС считается турбодизель. На этом моторе установлена турбина, которая имеет форму улитки.

      При помощи турбины в мотор подаётся больше количество сжатого воздуха, что даёт больше детонационный эффект, за счёт чего движок возможно стремительнее разогнать.

      Газовый двигатель

      Газовые двигатели на сегодняшний сутки в автоиндустрии в чистом виде практически не употребляются, потому, что нередкие поломки моторов, стали обстоятельством полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки обычно возможно встретить на бензиновых машинах, что существенно экономит расход денег на горючее.

      Газ с баллона подаётся на редуктор, что распределяет горючее по цилиндрам, а после этого горючее попадает конкретно в камеры сгорания. Затем с помощью свечей зажигания газ воспламеняется.

      Единственным недочётом применения газовой установки считается то, что мотор теряет 20% собственного потенциального ресурса.

      Электрические моторы

      Николас Тесла в первый раз внес предложение применять для машин электричество. Электрические моторы на сегодняшний сутки не распространены, потому, что заряда батареи хватает лишь до 200 км пути, а заправочных станций, каковые смогут дать услугу зарядки автомобиля — нет.

      Узнаваемая мировая компания, производитель электрических машин «Тесла» совершенствует электродвигатели, и ежегодно дарит потребителям новинки, каковые имеют больший запас хода без дозарядки.

      Гибриды

      Возможно, самые желаемые двигатели на сегодняшний сутки. Это смесь бензинового двигателя электромотора и внутреннего сгорания.

      Существует пара вариантов работы для того чтобы движка.

      1. Мотор может трудиться на попеременном питании. Сперва перемещение производится на бензине, пока генератор заряжает батарею, а после этого шофер может переключиться на электропитание.
      2. электромотор и Двигатель трудятся в один момент, что оказывает помощь сэкономить расход горючего на одно, и также расстояние с вторыми типами ДВС.

      Роторно-поршневые ДВС

      Роторно-поршневой силовой агрегат в автомобилестроении не отыскал широкого распространения, не смотря на то, что возможно встретить модели машин, каковые применяют таковой тип ДВС. Внес предложение создание для того чтобы мотора — конструктор Ванкель.

      Перемещение осуществляется за счёт ротора и вращения, что разрешает осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга либо Отто без применения особого механизма газораспределения. Этот мотор активно применялся в 80-е годы 20 ст.

      Водородный мотор

      НОУ-ХАУ современного мира считается водородный двигатель. В автомобиль устанавливается установка водородного типа.

      Отличие от бензиновых моторов содержится в подаче горючего. В случае если у бензина горючее подаётся своевременно возврата поршня в ВТМ, то у водородного силового агрегата в момент, в то время, когда поршень возвращается к НТМ.

      В будущем планируется создать водородный двигатель закрытого типа, в то время, когда не будет требоваться выброс отработанных газов, а кроме этого на 500 км автомобилист сможет забить о заправке автомобиле.

      Стоит осознавать, что машины с таким мотором будут стоить очень не дёшево, пока они полностью не вытеснят бензинового брата.

      Вывод

      Двигатели внутреннего сгорания имеют большое количество типов и видов, на любой вкус. Так, самыми популярными, по всемирный статистике, считают бензиновые, дизельные и гибридные силовые агрегата.

      Но, все движется к тому, что человек желает отойти от применения бензина и его аналогов и перейти всецело на электрику.

      3. Типы ДВС


      Похожие статьи, подобранные для Вас:
      • Двигатель внутреннего сгорания: характеристика

      • Двигатель внутреннего сгорания марки субару

      • Разрез двигателя внутреннего сгорания

      • Первый двигатель внутреннего сгорания: с чего все началось

      Двигатель внутреннего сгорания: устройство, принцип работы, виды


      Люди постоянно пытаются построить экономичный и надёжный мотор. До сих пор идея об изобретении вечного двигателя не даёт покоя многим изобретателям. Неудачные разработки исчезли в веках. Но в результате проб и ошибок появилось несколько типов двигательных установок. Эти механизмы успешно нами эксплуатируются.

      Все известные двигатели используют разные виды энергии, которую затем преобразуют в движение. В качестве приводной тяги может служить электроэнергия, вода и тепло. Поэтому они разделяются на следующие типы:

      • электродвигатели;
      • гидравлические машины;
      • тепловые агрегаты.

      Тепловые моторы основаны на преобразовании тепловой энергии в работу. В таких машинах применён один из двух способов сгорания топлива: внешний и внутренний.

      В школе наверняка всем рассказывали о машинах, работающих на пару. Они как раз и представляют вид тепловых двигателей с внешней камерой сгорания. Первые паровые механизмы были построены ещё в середине XIX века. Сейчас паровые машины практически исчезли из нашей жизни. Они уступили место двигателям внутреннего сгорания (ДВС).

      Принципиально ДВС отличаются от паровых машин местом размещения камеры сгорания. В механизмах с внутренним сгоранием эти камеры расположены в самих агрегатах. Такие моторы работают практически во всех транспортных средствах.

      В этой статье приведена основная информация о принципе работы различных видов ДВС: газотурбинного, роторного, поршневого. Рассказано, как работает двигательный агрегат с внешней камерой сгорания — двигатель Стирлинга. Описана классификация и устройство двигателей внутреннего сгорания поршневого типа. Объяснено отличие двухтактного двигателя от четырёхтактного.

      Содержание

      Принцип работы ДВС


      Самым главным механизмом, установленным в каждом автомобиле, является двигатель внутреннего сгорания. Механики любят называть его сердцем автомобиля. Именно он отвечает за преобразование энергии сгорания углеводородного топлива в механическое движение. Работают ДВС на жидком или газообразном топливе.

      Принцип работы ДВС прост. Небольшие порции топлива, смешанного с воздухом в нужной пропорции, поступают в камеру сгорания. В ней топливная смесь воспламеняется. Выделяемая при этом энергия приводит в движение поршни, которые вращают вал.

      Все остальные узлы автомобиля предназначены либо для повышения производительности силового агрегата, либо для контроля и управления. Вспомогательные системы создают также комфорт пассажирам и водителям, при этом обеспечивая им безопасную езду.

      Более чем за полуторавековую историю своего развития появились ДВС, различающиеся конструкцией, мощностью и используемым топливом.


      Видео: Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

      Главная классификация ДВС

      Все существующие ДВС разделены на 3 вида:

      • поршневые;
      • роторные;
      • газотурбинные.

      В поршневых агрегатах рабочим органом является поршень. В роторных моторах используется движение ротора. В газотурбинных двигателях движение осуществляется турбиной.

      В каждом из видов этих силовых установок конструктивно реализованы разные схемы преобразования тепловой энергии в полезную работу. Это принципиально отличает их друг от друга. Максимальная производительность силовых агрегатов зависит от того, каким образом преобразуется тепловая энергия. Каждый вид силовых агрегатов создан для эффективной работы в своей области применения.

      Ниже подробно описаны конструкции этих агрегатов и физические процессы, происходящие в них. Отдельный раздел статьи посвящён двигателю Стирлинга. Он относится к механизмам с внешней камерой сгорания. Но принцип работы этого мотора по нескольким признакам похож на ДВС. Это часто вызывает путаницу.

      Газотурбинный двигатель


      При воспламенении топлива образуются газы, которые при нагреве расширяются. Этот факт всем известен из школьного курса физики. Указанный принцип положен в основу газотурбинной установки. Топливная смесь сгорает, и нагретый газ моментально расширяется, заставляя лопасти турбины вращаться. Чем больше температура газа, тем быстрее он увеличивается в объёмах. Эта зависимость определяет коэффициент полезного действия этого вида ДВС: чем выше температура газов, тем больше КПД.

      Разработано два типа газотурбинных установок, отличающихся количеством рабочих валов. Агрегаты с двумя валами мощнее по сравнению с одновальными механизмами.

      Газотурбинные двигатели устанавливают на машины, где необходима большая мощность силовой установки. Например, грузовые автомобили, корабли, самолёты и железнодорожные локомотивы.

      Видео: Принцип работы газотурбинного двигателя

      Роторный ДВС


      В моторах этого вида реализован принцип вращения вала от кругового движения ротора. Ротором является треугольный поршень, который вращается в овальной камере – статоре. Ротор закреплён на валу с эксцентриситетом. При таком расположении во время вращения ротора в цилиндре создаются полости для тактов зажигания, сгорания и выпуска. За один оборот ротора происходит 3 такта работы.

      Достоинством роторного ДВС является отсутствие шатунов, коленчатого вала и многих сопутствующих узлов. Инженеры подсчитали, что деталей в агрегате роторного типа намного меньше, чем в моторах других типов. Поэтому роторные моторы гораздо меньше других. Это является ещё одним их преимуществом.

      В Японии, известной своими передовыми разработками в автомобилестроении, были сконструированы двигатели, имеющие несколько роторов. Например, японцы сконструировали агрегат, имеющий такую же мощность, что и шестипоршневой двигатель гоночного автомобиля. Но размеры многороторного движка при этом гораздо меньше.

      На ранних моделях вазовских автомобилей в своё время устанавливались роторные моторы.

      Роторные двигатели гораздо проще и эффективнее поршневых.  Но по непонятной причине роторные агрегаты используются очень редко.

      Видео: Принцип работы роторного двигателя

      Поршневой двигатель


      Это – самый распространённый тип двигателя. Рассмотрим его принципиальную схему работы.

      В конструкции мотора этого вида имеется несколько цилиндров, внутри каждого из них поршни совершают возвратно-поступательные движения. В обоих концах цилиндров расположены клапаны. Открываясь, клапан пропускает порцию топливной смеси в камеру сгорания, образующуюся в цилиндре перед поршнем. В это время поршень, двигаясь вверх, сжимает смесь. В расчётный момент происходит её воспламенение.  Образующиеся газы расширяются и толкают поршень в другую сторону. Несколько таких поршней закреплены на валу П-образной конструкции. Обычно такой вал называют коленчатым. За каждое движение поршня вал проворачивается на определённую величину. Цикл движения поршня от одной стороны цилиндра до другой называется тактом. Скоординированная работа поршней заставляет коленчатый вал проворачиваться на полный оборот. Такие циклы постоянно повторяются, заставляя вращаться вал с большой скоростью.

      Автомобилестроители постоянно совершенствуют поршневые двигатели. Каждое усовершенствование приводит к повышению мощности двигателя. Поршневые агрегаты являются самыми надёжными из всех видов силовых установок.

      Видео: Принцип работы дизельного двигателя

      Читайте также: Что такое трансмиссия автомобиля

      Двигатель Стирлинга


      В качестве примера разновидности двигательного агрегата с внешней камерой сгорания можно привести так называемый двигатель Стирлинга. Своё название он получил по фамилии изобретателя – шотландского священника Роберта Стирлинга. Этот оригинальный мотор работает на основе неоднократного нагрева рабочего тела – порции воздуха.

      Принцип работы внешне похож на схему ДВС. В моторе Стирлинга тоже имеется цилиндр с поршнем, который двигается по возвратно-поступательной траектории и приводит в движение кривошипно-шатунный механизм. Мало того, цилиндр имеет радиатор охлаждения как в двигателе внутреннего сгорания.

      Но главным отличием двигателя Стирлинга от ДВС является отсутствие топливной смеси. Её роль в данном случае выполняет воздух, который нагревается внешним источником тепла.

      Дело в том, что уже находящийся в цилиндре воздух, нагреваясь, расширяется и толкает вытеснитель, который в свою очередь двигает рабочий поршень вверх. Поршень проворачивает кривошип. Проходя через зону охлаждения, воздух сжимается, давление в цилиндре уменьшается, образуя разрежение. В это время кривошип, двигаясь дальше, возвращает поршень в нижнее положение. Так периодически чередуя циклы нагрева и остывания рабочего тела (воздуха), извлекают энергию из процесса изменения давления.

      Примечательно, что такой агрегат легко превратить в тепловой насос, изменив координацию работы рабочего поршня и вытеснителя.

      Двигатель Стирлинга может работать практически на любом топливе, от дров до ядерной энергии. При этом конструкция этого агрегата очень проста и надёжна. Инженеры разработали 3 типа моторов подобного рода и назвали их буквами греческого алфавита. Выше описан принцип самого простого из них: бета-типа.

      Двигатель конструкции Стирлинга незаменим в тех случаях, когда появляется необходимость преобразования очень маленького перепада температур. В таких условиях ни одна газовая турбина функционировать не может. Проще говоря, установки Стирлинга могут эффективно работать от обычной переносной газовой горелки или даже спиртовки. Туристы уже оценили такие устройства. Учёные предсказывают, что двигатели Стирлинга сделают революцию в солнечной энергетике.

      Видео: Принцип работы двигателя Стирлинга

      Виды поршневых ДВС


      Поршневые моторы классифицируются по типу используемого топлива:

      • бензиновые;
      • газовые;
      • дизельные.

      Кроме того, двигатели отличаются системой зажигания. В установках, использующих принудительное зажигание, воспламенение топливной смеси производится устройствами, генерирующими искру. Их ещё называют свечами зажигания. В них периодически образуется электрическая дуга, которая и поджигает топливо в камере сгорания цилиндра. Работают свечи от электрического аккумулятора. Сложность представляет регулировка свечей. Необходимо отрегулировать свечи так, чтобы искра образовывалась точно в тот момент, когда смесь достигнет расчётного уровня сжатия.

      Принудительное зажигание характерно только для бензиновых двигателей. Реже такая система применяется в двигателях, работающих на газе.

      Топливная смесь может подаваться в цилиндры двумя способами: с помощью карбюратора или инжектора.

      Поршневые агрегаты, использующие в качестве топлива солярку, называются дизельными и имеют другую систему воспламенения топлива в цилиндре. В дизельных установках смесь самопроизвольно воспламеняется в результате её сжатия поршнем. Отличительной особенностью дизельных двигателей является их «всеядность». Они способны работать на нескольких видах топлива. Дизели прекрасно функционируют, будучи заправлены другими горючими веществами. Например, керосином, мазутом или даже растительным маслом.

      В зависимости от количества тактов рабочего цикла, различают двухтактные и четырёхтактные ДВС. Двухтактные двигатели обычно ставят на мотоциклы, мопеды или газонокосилки. Четырёхтактные моторы устанавливаются в современных автомобилях.

      По пространственному расположению цилиндров ДВС тоже имеют свою классификацию.

      Если цилиндры расположены на одной оси, то такие двигатели называются рядными. Обозначаются рядные моторы английским символом «R» с цифрой, указывающей на количество цилиндров.

      Если цилиндры размещены под углом друг к другу, то такие агрегаты называют V-образными. Они гораздо компактнее других типов двигателей. Обычно угол между осями цилиндров составляет 120 градусов. Имеются модели V-образных моторов с другим углом между осями цилиндров.

      Агрегаты, обозначаемые символом «Vr», имеют переходную конструкцию. Они обладают признаками и рядных, и V-образных двигателей.

      При расположении цилиндров напротив друг друга, то есть под углом 180 градусов, двигатели называются оппозитными.

      Читайте также: Что такое лямбда-зонд

      Устройство двигателя внутреннего сгорания: описание основных узлов ДВС


      В этом разделе рассмотрено назначение и конструктивное исполнение отдельных узлов поршневых двигателей.

      Кривошипно-шатунный механизм

      Поршни в цилиндрах движутся возвратно-поступательно. Кривошип вместе с шатунами преобразуют это движение во вращение вала. Механизм называется кривошипно-шатунным (КШМ). Состоит из П-образного вала, называемого коленчатым, узла цилиндров, головки блока цилиндров (ГБЦ) и креплений.

      Газораспределительная система

      ГБЦ регулирует подачу обогащённой смеси в цилиндры. Процесс происходит за счёт скоординированных во времени циклов открытия и закрытия группы клапанов, осуществляющих подачу смеси и выпуск отработанных газов. Кроме этого, газораспределительная система отводит наружу выхлопные газы. Управляет клапанами распределительный вал, который связан с коленвалом зубчатой или ремённой передачей. Вращаясь, распределительный вал заставляет открываться и закрываться нужные клапана в строго определённое время.

      Вся система состоит из распредвала и клапанных групп. Ремонт головки часто вызывает затруднения, так как требует тщательной установки уплотнений. При неправильно установленных прокладках произойдёт подсос воздуха, возможна также утечка топлива. Это нарушает баланс топливной смеси.

      Система питания


      Внутрь цилиндров подаётся не чистое горючее, а порция смеси, состоящей из обогащённого воздухом топлива. Карбюратор смешивает бензин с воздухом, то есть обогащает топливо. Затем приготовленная смесь через коллектор, называющийся впускным, попадает в камеру.

      Если ДВС оборудован инжектором, то бензин под высоким давлением подается сразу во впускной коллектор. Впрыск происходит через форсунки. Бензин и воздух смешиваются не в карбюраторе, а непосредственно во впускном коллекторе.

      Топливо циркулирует в системе питания за счёт работы насоса. В карбюраторных двигателях установлены механические насосы. В инжекторных — электрические.

      Инжекторные двигатели обычно оснащаются электронным зажиганием. Такое зажигание эффективнее свечного, так как воспламенением топливно-воздушной смеси управляет бортовой компьютер. Для его эффективной работы в автомобиле установлены специальные датчики, собирающие все необходимые данные для компьютера.

      Зажигание


      В двигателях с карбюратором всегда имеются так называемые свечи зажигания. Они генерируют вольтову дугу, поджигающую топливную смесь. В народе такую дугу обычно называют искрой. В таких автомобилях система зажигания состоит из свечей и аккумулятора.

      В двигателях на дизельном топливе процесс возгорания смеси принципиально отличается. Она самовоспламеняется. Это стало возможным благодаря уникальным свойствам дизельного топлива. Дизтопливо через форсунки под высоким давлением подаётся в цилиндр. Предварительно воздух в камере цилиндра тоже сжимается и нагревается до 700 градусов. В таких условиях солярка мгновенно самовоспламеняется.

      Выхлопная система

      Вывод газов наружу осуществляется системой выпуска продуктов сгорания — выхлопной системой. Токсичные газы направляются сначала в выпускной коллектор, в котором осуществляется сбор выхлопных газов от всех цилиндров. Из коллектора газ, содержащий большое количество вредных веществ, выбрасывается наружу через глушитель.

      Последние модели всех автомобилей теперь выпускаются только с каталитическими нейтрализаторами. Они сильно снижают токсичность выхлопных газов, приводя их в соответствие с экологическими нормами.

      Система смазки


      В автомобиле есть много деталей вращения. Во время работы двигателя трущиеся между собой детали активно изнашиваются. Чтобы уменьшить износ и увеличить КПД двигателя, в каждом автомобиле предусмотрена замкнутая система, созданная для циркуляции смазки. Подача масла в систему осуществляет масляный насос. Перед тем, как попасть в двигатель, масло проходит через фильтр, где очищается от накопившихся загрязнений. Через систему распределения масло подаётся в подшипники коленчатого вала и в газораспределительный механизм для смазки деталей распределительного вала. Затем отработанное масло поступает в картер — специально сконструированную ёмкость в виде поддона. Из картера масло опять забирается насосом и направляется на следующий цикл смазки.

      В результате работы системы смазки фильтры засоряются, что снижает степень очистки. Недостаточный уровень очистки ухудшает характеристики масла. По мере засорения фильтров давление масла начинает повышаться. Для сброса давления и безопасной работы узлов автомобиля устанавливают предохранительные, или так называемые редукционные клапаны, срабатывающие при превышении давления масла. Эти клапаны срабатывают вследствие засорения фильтров. Своевременная замена масла и фильтров является непременным условием эффективной работы ДВС.

      Во время работы мотора масло нагревается, что тоже плохо отражается на работе мотора. Все мощные двигатели работают со своей системой охлаждения масла. Обычно их называют масляными радиаторами.

      Системы охлаждения


      Во время продолжительной работы двигатели могут нагреться до достаточно высоких температур. Температура внешней поверхности цилиндров достигает нескольких сотен градусов. Никакие механизмы не могут эффективно работать при таких высоких температурах. Поэтому конструкторы разработали системы для охлаждения узлов автомобиля. Принцип работы таких систем заключается в передаче тепла от нагретых частей к охлаждающей жидкости. Заметим, что состав таких жидкостей и их свойства постоянно улучшаются производителями.

      Самым узнаваемым элементом системы охлаждения стал радиатор, который обычно находится в начале моторного отсека, непосредственно перед двигателем. Такое расположение позволяет радиатору дополнительно охлаждаться встречным потоком воздуха. Для повышения эффективности работы радиатора впереди него установлен мощный вентилятор.

      Радиатор понижает температуру самого охлаждающего агента после того, как тот отберёт тепло от цилиндров. Вся система охлаждения состоит из термостата, помпы, небольшой расширительной ёмкости и устройства обогрева салона.

      Работа системы охлаждения регулируется термостатом. Если двигатель ещё не нагрелся до критических величин, то помпа прогоняет охлаждающую жидкость по так называемому «малому» кругу, то есть только в пределах самого двигателя. Когда термостат включается, то жидкость пропускается через радиатор, охлаждаясь при этом гораздо эффективнее.

      Порог срабатывания термостата обычно составляет 90 градусов. В некоторых моделях автомобилей температура срабатывания термостата может быть установлена больше или меньше этой величины.

      Долговременная работа любого автомобиля невозможна без эффективной системы охлаждения.

      Читайте также: Что такое интеркулер в автомобиле

      Четырехтактный ДВС


      Число тактов работы — одна из важнейших характеристик любого ДВС. Далее приведено описание взаимодействия поршня с клапанами поочерёдно в каждом такте. Напомним, 1 цикл — это 4 такта.

      В первом такте выполняется впуск смеси. Топливо смешивается с воздухом. Поршень двигается к наивысшей точке. В камере сгорания создаётся область низкого давления — разрежение. Впускной клапан открывает отверстие в камере для подачи смеси. Коленвал начинает первый оборот.

      Во втором такте смесь сжимается. Впускной клапан закрывается. Поршень, достигнув наивысшей точки, сжимает обогащённую топливную смесь. Коленвал завершает первый оборот.

      Рабочий ход выполняется в третьем такте. Обогащённая смесь поджигается. В бензиновых двигателях поджигание производится электрической дугой от свечи. В дизельных — топливо воспламеняется самостоятельно в процессе сжатия. Облако расширяющихся газов заставляет поршень двигаться вниз. Начало второго оборота коленвала.

      В четвёртом такте происходит выпуск. Открывается выпускной клапан. Газы выводятся в коллектор, а затем выбрасываются наружу. Поршень начинает двигаться вверх. Вал завершает второй оборот.

      Таким образом, за 1 рабочий цикл этот двигатель совершает 4 такта, во время которых вал проворачивается дважды.

      Видео: Принцип работы четырёхтактного двигателя

      Двухтактный мотор


      В этих двигателях сжатие и рабочий ход совершаются также как в четырёхтактных. Но очистка и заполнение цилиндров топливной смесью происходит за очень короткое время в момент нахождения поршня в самом нижнем положении. Если в четырёхтактном двигателе смесь попадает в камеру сгорания через открытые отверстия клапанов, то в этом моторе очередная порция смеси поступает в цилиндр через специальные отверстия, называемыми окнами. Они открываются и закрываются телом поршня. Процессы наполнения полостей цилиндра новой смесью и удаления продуктов сгорания называются продувкой.

      Для осуществления продувки внутренняя полость цилиндра напрямую связана с КШМ. По сути, поршень двигается в одном пространстве с кривошипом. Под ним образуется полость, которую называют кривошипной камерой или картером. Эта камера тоже участвует в процессах газообмена. В ней периодически создаётся разрежение. Это позволяет поступать новой порции смеси через впускное отверстие.

      Такая конструкция позволяет двигателю развивать в 1,5 раза большую мощность по сравнению с другими моторами аналогичного объёма при тех же оборотах двигателя. Но есть и ряд недостатков.

      • Детали в таком двигателе работают с большей интенсивностью, то есть быстрее изнашиваются.
      • Особое значение придаётся герметизации всех механизмов, работающих практически в одном пространстве: поршня, цилиндра и кривошипа.
      • Так как в картере нельзя устроить масляную ванну, то смазку поршня и других деталей осуществляют добавлением масла в топливо.
      • Перепады давления смеси в цилиндре не так велики, поэтому для повышения производительности двигателя часто используют принудительную продувку.

      Рабочий цикл осуществляется в течение одного оборота коленвала.

      Видео: Принцип работы двухтактного двигателя

      Вам также будет интересно почитать:

      Различия и особенности автомобильных ДВС

      Современный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тепловой вид двигателя, который преобразует энергию взрыва топливной смеси в механическую силу. Взрыв происходит внутри камеры сгорания, что приводит в действие поршневую группу. Так как наибольшее распространение получили поршневые и комбинированные виды двигателей, далее пойдет речь именно о них.

      Виды двигателей автомобилей по типу топлива

      Конструкторами разработано большое количество автомобильных двигателей в зависимости от типа смеси, количества тактов, а также физического расположения цилиндров.

      Как различаются двигатели внутреннего сгорания по типу питания:

      • Бензиновые
      • Дизельные
      • Гибридные

      Бензиновый двигатель — самый популярный вид двигателя среди автомобилей. Это обусловлено простой конструкцией, доступностью и дешевизной деталей на замен. Автомобили с данным видом двигателя чаще остальных встречаются на ДОПах.

      Подача смеси для бензинового двигателя:

      Существует 2 вида доставки топлива в бензиновый мотор. Первый — карбюратор. Смесь из бензина и воздуха готовится в карбюраторе в определенных (зависит от режима) пропорциях и подаётся во впускной коллектор. Данный вид подачи топлива являлся самым популярным на протяжении многих лет из-за простоты конструкции и возможности ремонта «на месте».

      Преимущества карбюраторного ДВС:

      • Низкая цена ремонта
      • Прост в конструкции
      • Дешевизна обслуживания

      Но также следует упомянуть что карбюраторная система подачи считается устаревшей ввиду ее не экономичности, трудности обслуживания и настройке.

      Недостатки карбюраторного двигателя:

      • Сложность настройки
      • Чувствителен к температурным перепадам
      • Низкая экологичность
      • Нестабилен

      Большинство видов двигателей с карбюратором не соответствуют Евро-3 и выше.

      Инжекторная система питания

      На смену карбюратору пришла инжекторная система впрыска. Она в свою очередь делится на моновпрыск и распределённый впрыск горючей смеси. На большинстве двигателей внутреннего сгорания используется именно распределённый впрыск. Бензин из бака через магистраль попадает в топливную рампу, далее через форсунки во впускной коллектор, который отдельно ведёт к каждому цилиндру. Таким образом на каждую секцию отведена отдельная форсунка.

      Стоит упомянуть, что существуют конструкции, когда форсунка подаёт топливо прямиком в камеру сгорания. Такой вид двигателя внутреннего сгорания является гораздо более точным в плане дозирования смеси, при котором достигается максимальный кпд бензинового ДВС.

      Преимущества инжекторного двигателя:

      • Высокая стабильность
      • Количество вредных выбросов уменьшается до 70%
      • Экономичность
      • Более мощный
      • Не чувствителен к перепадам температур

      Инжекторная система впрыска имеет большое количество плюсов для автолюбителей из больших городов, где имеются профессиональные СТО или официальные дилеры, которые смогут провести правильную диагностику и ремонт. Однако за пределами города, если у вас возникнут проблемы с инжектором, скорее всего вы ничего не сможете сделать, в отличие от карбюратора.

      Недостатки инжекторного двигателя:

      • Трудный ремонт и диагностика
      • Качество бензина должно быть не менее А-92
      • Очень высокая стоимость замены узлов
      • Дефицит квалифицированных специалистов по ремонту

      Принцип работы дизельного двигателя

      Главным отличием дизельного вида мотора от бензинового является способ образования зажигательной смеси. В большинстве бензиновых ДВС, смесь попадает через впускной коллектор, тогда как в дизеле смесь всегда подаётся непосредственно в камеру сгорания.

      Воспламенение тоже происходит по другому сценарию. В дизельном двигателе внутреннего сгорания, цилиндр сначала втягивает воздух, после поршень путём резкого сжатия доводит температуру воздуха до 700-850 градусов во время сжатия, далее под высоким давлением подаётся дизель и происходит воспламенение. Температура достигает 2400 градусов. Качество смеси сильно зависит от скорости впрыска. Если скорость впрыска малая, бензин может не полностью испаряться. Система зажигания на дизельных ДВС отсутствует.

      Из минусов дизельного двигателя можно выделить:

      • Повышенная вибронагруженность
      • Трудность холодного пуска
      • Сложность обслуживания
      • Повышенный вес

      Самым важным отличием дизельного мотора от бензинового является система подачи топлива. ТНВД (топливный насос высокого давления) работает по следующему принципу: дизель из бака нагнетается в требуемые порции, далее по индивидуальным магистралям поступает через форсунки и подаётся в каждую камеру отдельно.

      ТНВД делится на: — Распределительные — Многоплунжерные рядные (редко используются на современных авто)

      Ремонт и диагностика дизельных двигателей с ТНВД требует наличия инструкций и специнструментов. С другой стороны, некоторые специалисты утверждают что автомобили концерна VAG (Audi, Skoda, Porsche) легки при настройке.

      С 1 сентябре в Минске вырастут цены на парковку

      Двигатели с воспламенением от сжатия так же имеют огромное количество разновидностей. Главной особенностью таких двигателей является то, что им не нужен источник зажигания, так как рабочая смесь зажигается не от искры, а от сжатия рабочей камеры. Проблема заключается в том, что для воспламенения от сжатия необходима более высокая температура рабочей камеры. Для этого в двигателях с воспламенением от сжатия предусмотрены устройства подогревающие рабочую камеру(свечи накаливания) перед началом работы.

      Роторный двигатель

      Принцип работы роторного вида двигателя заключается в повышенных оборотах и отсутствии привычного для ДВС строения. ДВС Ванкеля (РПД) а именно так зовут изобретателя данного вида мотора, предложил расположить ротор непосредственно в цилиндре. У РПД отсутствует коленчатый вал и шатуны, что упрощает его конструкцию. Среди преимуществ данного вида мотора — отсутствие большого количества деталей. Даже в обычном 4-х цилиндровом двигателе минимум 45 движущихся частей: клапанные пружины, масляные колпачки, поршневые кольца, поршни, коленчатый вал, шатуны, т.д. Роторный двигатель отличается малыми габаритами, и большими мощностями — 1.3 мотор выдаёт 190-240 л.с.

      Из недостатков стоит выделить следующие пункты:

      • Ограничение в ресурсе (порядка 65-85 тыс.км.)
      • Потребление большого количества бензина
      • Стоимость производства и ремонта
      • Экологичность

      Из чего состоит автомобильный двигатель внутреннего сгорания?

      Составные части современного автомобильного ДВС зависят от его типа и конструкторской задумки. Постоянно либо появляются новые составные части, либо наоборот исчезают. Это связано с тем, что инженеры автомобилестроительного дела постоянно пытаются добится улучшения производительности. То есть увеличить мощность, сократить литражность двигателя и расход топлива. Тем неменее хочется отметить, что многие типовые агрегаты и установки остаются неизменными.

      Гибридный двигатель

      Как работает гибридный вид двигателя? Стоит начать с того, что автомобиль с гибридным мотором набирает всё большую популярность ввиду своей экологичности. Все автомобильные концерны имеют в своей линейке хотя бы одну модель с гибридным видом двигателя. Принцип работы гибридного мотора заключается во взаимодействии двух видов двигателей — бензинового и электрического.

      Всё работает под управление ЭБУ, который решает когда и какой двигатель использовать именно сейчас. К примеру для города обычно используется электрический, сводя к нулю нужду заправляться. Однако на трассе, за городом, обычно система переключается на топливный двигатель. Это обусловлено быстрой разрядкой аккумуляторной батареи. Стоит также упомянуть что во время езды на бензине электрический мотор заряжается. При повышенных нагрузках используются оба вида двигателей.

      Гибридный двигатель: плюсы и минусы

      Из плюсов можно указать:

      • Высокая экономичность (примерно на 25% ниже от топливных ДВС)
      • Не уступают в мощности моделям из своего класса
      • Меньше шума
      • Заправка происходит таким же образом как у классических автомобилей
      • При езде по городу с частыми остановками экономия вырастает в разы

      Учитывая географическую зависимость стоит отметить минусы для гибридного авто в условиях стран бывшего СНГ.

      Из минусов можно указать:

      • Очень сложная конструкция
      • Очень дорогой ремонт
      • Коротки срок службы аккумулятора

      Гибридный мотор прекрасно подходит для больших городов где находятся специализированные СТО. В маленьких городах и посёлках смысл владения авто с гибридным двигателем сводится к минимуму.

      Skoda Auto выпускает 100000 электрический внедорожник

      Переднемоторная компоновка представляет собой компоновку легковых автомобилей при которой центр тяжести силовой установки располагается перед передней осью. Такие автомобили составляют большую часть производимых авто. Они также могут исполняться в любых вариантах приводов, как и автомобили со среднемоторной компоновкой.

      Типы ДВС: Рядный, V образный и оппозитный двигатель. Какой лучше?

      В мире существует большое количество видов моторов не только по виду горючей смеси, но и по типу расположения цилиндров. Ниже приведен перечень самых популярных типов двигателей.

      Рядный двигатель

      Рядные ДВС считаются классическими, так как именно такой тип был применён впервые в ДВС. Соответственно названию, цилиндры расположены в ряд, и приводят в движение 1 коленчатый вал. Также ГБЦ одна для всех камер сгорания. Количество цилиндров может колебаться от одного до десяти. На практике десятицилиндровые ДВС оказались очень сложными при производстве, поэтому наибольшее распространение получили следующие:

      • Одноцилиндровые
      • Двухцилиндровые
      • Четырехцилиндровые
      • Шестицилиндровые

      К достоинствам рядных типов двигателя можно отнести простоту в обслуживании и малые габариты. Такие моторы не идеально сбалансированы, однако это не мешает им пользоваться огромной популярностью у производителей и автолюбителей.

      V образный двигатель


      Данный тип ДВС ничем не отличается от рядной четвёрки кроме расположения цилиндров. У V образного двигателя цилиндры находятся друг напротив друга, из-за чего конструктивно он гораздо сложнее рядного. Здесь две ГБЦ, другая конструкция ГРМ и подача бензина или дизеля. Также, очень большую роль играет угол, под которым расположены цилиндры. В истории встречаются модели как с 1° наклона, так и 180° (как у субару). Как итог, конструкторы пришли к решению что 45°, 60°, 90° градусов самые оптимальные.
      Одним из главных достоинств v двигателя является его компактность.

      Из минусов можно выделить:

      • Сложность конструкции
      • Повышенная вибронагруженность на 2-х и 4-х цилиндровых ДВС
      • Более дорогой ремонт по сравнение с рядной «четвёркой»

      V образные моторы очень востребованы в различных отраслях. Существуют концерны, которые выпускают только данный вид двигателей.

      Оппозитный двигатель


      По факту, оппозитный ДВС принадлежит к семейству v образных имея угол между цилиндрами в 180 градусов. То есть, они расположены друг напротив друга. Таким решением конструкторы избавили оппозитный мотор от лишних вибраций, и движок стал более плавно работать. Кроме того, благодаря такой форме, центр тяжести снижается и качественно улучшается управляемость. Оппозитный мотор, как и v образный зачастую имеет два распредвала и вертикально расположенный ГРМ.
      Виды оппозитных двигателей: — ОРОС — «Боксер»

      ОРОС — В данной конструкции поршни попарно перемещаются по одному цилиндру, двигаясь друг навстречу другу.

      «Боксер» — Поршни располагаются друг перед другом, словно боксёры в бою. Когда один поршень находится в ВМТ(верхняя мёртвая точка) его парный поршень находится в НМТ(нижняя мёртвая точка). При работе они словно «обмениваются ударами» из-за чего и получили название.

      Из плюсов оппозитного ДВС можно выделить следующее:

      • Отсутствие вибрации
      • Низкий центр тяжести
      • Малые габариты
      • Большой ресурс (300-500 тыс. км до первого капитального ремонта)

      Минусы оппозитного двигателя:

      • Высокая стоимость обслуживания
      • Дефицит СТО, где есть специалисты по оппозитным моторам
      • Сложность обслуживания
      • Дороговизна запчастей

      Двухтактный и четырёхтактный двигатель

      В чём разница между этими двумя видами?

      Двухтактные моторы почти не используются на автомобилях в силу своих особенностей. Они гораздо легче и проще в своей конструкции из-за отсутствия газораспределительного механизма. Тяга равномернее, литровая мощность выше, а вес меньше. Из минусов можно выделить крайнюю неэкологичность, большее потребление бензина и масла.

      В карбюраторном 2-тактнике ещё и придётся готовить смесь из масла и бензина или заказывать специальное масло для двухтактных двигателей. Использование двухтактного ДВС идеально подходит для негабаритных устройств. К примеру газонокосилки, пилы, снегоуборочные машины. В общем там, где нужны более равномерные обороты.

      Что такое двигатель внутреннего сгорания? и его тип — GaugeHow

      Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором воспламенение и сгорание топлива происходит внутри двигателя. Он работает по принципу воспламенения заряда внутри камеры сгорания под очень высоким давлением.

      ОСНОВЫ И.К. ДВИГАТЕЛЬ

      В первобытные времена мышцы человека были основным источником силы для работы. Затем животных дрессировали и использовали их силу для выполнения определенных работ. Позже было введено преобразование энергии из одной формы в другую с использованием машины, называемой «двигателем».

      Двигатель — это механический компонент, который преобразует один вид энергии (особенно тепловую энергию) в механическую энергию. Эти типы двигателей широко известны как «тепловые двигатели». В основном двигатели бывают двух типов, т. Е. Двигатель EC и двигатель IC. Двигатель. И двигатели внутреннего сгорания, и двигатели ЕС бывают двух типов: поршневые и роторные.

      I.C.Engine, аббревиатура от двигателя внутреннего сгорания, представляет собой двигатель, в котором воспламенение и сгорание топлива происходит внутри двигателя. Он работает по принципу воспламенения заряда внутри камеры сгорания под очень высоким давлением.

      Узнайте больше в онлайн-курсе двигателя внутреннего сгорания Нажмите здесь

      Дизельный двигатель является примером того, где рабочим телом является воздух. Этот двигатель широко применяется в автомобилестроении, авиации, энергетике и т. д. Двигатель состоит из различных компонентов, а именно. цилиндр, свеча зажигания, клапаны, поршень, поршневые кольца, шатун, коленчатый вал и масляный поддон (поддон).

       Основная классификация двигателей внутреннего сгорания

       (на основе типов зажигания): бензиновый двигатель с искровым зажиганием и дизельный двигатель с воспламенением от сжатия. В двигателе с искровым зажиганием топливо смешивается с воздухом и подается в цилиндр в процессе впуска.

      Узнайте больше в онлайн-курсе по двигателю внутреннего сгорания

      Когда поршень сжимает смесь, зажигается искра, которая приводит к процессу сгорания. во время рабочего такта газы сгорания расширяются и толкают поршень. Тогда как в дизельном двигателе вводится только воздух, а затем сжимается. После этого двигатель распыляет топливо в горячий сжатый воздух, что вызывает воспламенение.

      (на основе числа тактов): двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель. В большинстве двигателей используется четырехтактный двигатель, что означает, что для завершения цикла требуется четыре хода поршня. Этот цикл включает в себя четыре процесса: впуск, сжатие, сгорание, рабочий ход и выпуск.

      В настоящее время предпринимаются различные усовершенствования, такие как усовершенствование конструкции двигателя, системы впрыска топлива, используемых материалов и т. д., направленные на повышение эффективности использования топлива, снижение веса транспортного средства, снижение уровня загрязнения и выбросов.

      Присоединяйтесь к нашему онлайн-курсу по двигателю внутреннего сгорания

      ТИПЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

      Двигатель внутреннего сгорания имеет очень разнообразную классификацию на основе различных критериев.

      Ниже приведены основные критерии и их подразделения, по которым классифицируются двигатели внутреннего сгорания:

      1. КОЛИЧЕСТВО ХОДОВ В ЦИКЛ:

      A) ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:

      Этот двигатель совершает четыре такта поршня, т.е. впуск, сжатие, рабочий цикл и выпуск для завершения рабочего цикла. Рабочий цикл требует двух оборотов коленчатого вала (720 градусов). Это наиболее распространенный тип двигателя, используемый в автомобилестроении.

      B) ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:

      Как следует из названия, для завершения рабочего цикла этому двигателю требуется два хода поршня. Это такты сжатия и расширения. Требуется только один оборот коленчатого вала.

      C) ШЕСТИТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:

       Этот двигатель введен для некоторых улучшений в обычных двухтактных и четырехтактных двигателях. Это увеличивает эффективность использования топлива, снижает выбросы и т. д. В этом двигателе один из цилиндров совершает два такта, а другие — четыре такта, всего шесть тактов за цикл.

      2. ПРИРОДА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ЦИКЛА:

      A) ДВИГАТЕЛЬ С ЦИКЛОМ ОТТО

      Цикл Отто представляет собой идеализированный цикл для двигателей SI.

      Он состоит из двух квазистатических и изоэнтропических процессов и двух изохорных процессов. Двигатель, который следует этому термодинамическому циклу для работы, известен как двигатель с циклом Отто.

      B) ДИЗЕЛЬНЫЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ

      Дизельный цикл представляет собой идеализированный цикл дизельного двигателя, состоящий из двух изоэнтропических процессов, одного изобарического и одного изохорного.

      C) ДВУХЦИКЛНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

      Двойной цикл, или смешанный цикл, или цикл ограниченного давления представляет собой комбинацию двухтактного и дизельного циклов. Подвод тепла частично осуществляется за счет процесса постоянного объема и постоянного давления. Двигатель внутреннего сгорания, работающий по этому циклу, называется двухтактным двигателем.

      3. ТИПЫ ИСПОЛЬЗУЕМОГО ТОПЛИВА

      A) БЕНЗИНОВЫЙ ИЛИ БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

      Этот двигатель вырабатывает энергию за счет сжигания бензина (или другого летучего жидкого топлива с аналогичными свойствами), воспламеняемого от электрической искры. Как правило, в качестве заряда используется смесь топлива и воздуха.

      B) ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

      В этом двигателе в качестве топлива используется дизельное топливо, воспламенение которого происходит само по себе, без искры. Следовательно, происходит сжатие впускной воздушной смеси и последующий впрыск топлива.

      C) ДВУХТОПЛИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

      Этот двигатель является более продвинутой версией двигателя otto. Этот двигатель может работать как на природном газе, так и на бензине, что означает, что он работает как на природном газе, так и на бензиновой системе, то есть на двойной топливной системе. Следовательно, эти виды двигателей известны как двухтопливные или двухтопливные двигатели.

      4. СПОСОБ ЗАЖИГАНИЯ

      A) ДВИГАТЕЛЬ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ

      В двигателях S.I зажигание происходит с помощью свечи зажигания. Это механическое устройство, называемое свечой зажигания, воспламеняет смесь воздуха и топлива (заряд), которая сжимается и сгорает в камере сгорания.

      B) ДВИГАТЕЛЬ С ЗАЖИГАНИЕМ ОТ СЖАТИЯ

      В двигателе с воспламенением от сжатия используется процесс самовоспламенения или самовоспламенения, при котором заряд топлива воспламеняется за счет собственной теплоты сжатия. Здесь воздух подается в камеру сгорания и сжимается до очень высокого давления. Отсюда и степень сжатия у этого двигателя высокая (до 22).

      5. КОЛИЧЕСТВО ЦИЛИНДРОВ

      A) ОДНОЦИЛИНДРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

      Это базовая конфигурация поршневого цилиндра двигателя, в которой используется только один цилиндр двигателя. Конструкция этого двигателя компактна и проста.

      B) МНОГОЦИЛИНДРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

      Здесь используется более чем одноцилиндровая система. Он используется для обеспечения более непрерывного потока мощности. Популярный многоцилиндровый двигатель содержит четыре, шесть и восемь двигателей в различных конфигурациях.

      6. РАСПОЛОЖЕНИЕ ЦИЛИНДРОВ

      A) ДВИГАТЕЛЬ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ РАЗМЕЩЕНИЕМ:

      Эти двигатели имеют расположение цилиндров в два ряда по обе стороны от одного коленчатого вала. Это означает, что они имеют общий коленчатый вал. Другие названия этого цилиндра — плоские двигатели или «оппозитные» двигатели.

      B) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

      Вертикальный двигатель — это двигатель, в котором движение поршня является вертикальным, а именно. вертикально вверх и вниз, а расположение коленчатого вала ниже цилиндра.

      C) V-ОБРАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:

      В этой конструкции двигателя цилиндры расположены под некоторым углом. Из-за наличия угла между ними он образует «v-образную форму». Этот угол варьируется от 60 градусов до 90 градусов. Обычно в этой конструкции используется четное количество цилиндров. Они используются в дорогих спортивных мотоциклах, дорогих автомобилях и т. д.

      D) РАДИАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

      Это поршневой двигатель внутреннего сгорания. Конфигурация похожа на «колесо и спицы», в которой цилиндры размещены наружу от центрального картера. Он напоминает звезду, поэтому его называют «звездным двигателем».

      E) РЯДНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:

      В этом двигателе цилиндры расположены по прямой линии, поэтому его также называют «прямым двигателем». Эти двигатели могут иметь 2,3,4,5,6 или до 8 цилиндров. Эта конструкция двигателя традиционна и довольно проста.

      F) ДВИГАТЕЛЬ X:

      Когда два двигателя V соединяются одним коленчатым валом, мы получаем двигатель X. Таким образом, этот двигатель сделан из двух V-образных двигателей. Этот двигатель имеет свое историческое значение, поскольку они использовались в самолетах во время Второй мировой войны.

      G) ДВИГАТЕЛЬ С ПРОТИВОПОЛОЖНЫМИ ПОРШНЯМИ:

      В этом двигателе пары соосных поршней имеют общую камеру сгорания. Головка цилиндра отсутствует, а цилиндр имеет поршень на обоих концах.

      H) W ДВИГАТЕЛЬ:

      Как и двигатель V, двигатель W напоминает свое название, то есть похож на букву W, если смотреть спереди. Двигатель W — это тип двигателя, в котором используется более одного (обычно три или четыре) ряда цилиндров с общим коленчатым валом.

      7. СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

      A) ДВИГАТЕЛЬ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

      Этот тип двигателя охлаждения зависит от объема воздушного потока, проходящего через внешнюю поверхность двигателя для предотвращения рассеивания тепла. Мы делаем тонкие ребра охлаждения, чтобы увеличить площадь поверхности.

      B) ДВИГАТЕЛЬ С ВОДЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

      Если в качестве охлаждающей жидкости в двигателе внутреннего сгорания используется вода, то такой двигатель называется двигателем с водяным охлаждением. Эта система охлаждения работает за счет прохождения воды (в качестве охлаждающей жидкости) через предусмотренные каналы в блоках цилиндров. Для этого двигателя мы изготавливаем водяные рубашки, водяные насосы и т.д.

      C) ДВИГАТЕЛЬ С МАСЛЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

      Это еще один двигатель с жидкостной системой охлаждения, в котором моторное масло действует как охлаждающая жидкость для уменьшения рассеивания тепла. Для этой цели мы используем радиатор (масляный радиатор), где горячее масло после охлаждения двигателя проходит через теплообменник.

      Узнайте больше в онлайн-курсе по двигателям внутреннего сгорания здесь

      Нравится:

      Нравится Загрузка…

      Типы двигателей внутреннего сгорания

      Двигатель внутреннего сгорания — это чудо инженерной мысли; его дизайну сотни лет, но его современные итерации приводят в действие множество транспортных средств, от автомобилей, мотоциклов, кораблей и даже локомотивов. Силовые установки с ДВС произвели революцию в транспорте и навсегда изменили наш мир, и все это в упаковке, которая может поместиться в моторном отсеке.

      Естественно, двигатель внутреннего сгорания развивался и совершенствовался, соразмерно постоянному развитию инженерных и конструкторских возможностей. Современные силовые установки с ДВС бывают самых разных конфигураций цилиндров, в основном: прямые (или рядные), V и плоские (или оппозитные). Также существуют менее распространенные конфигурации, такие как двигатели W, X, U и H.

      Теперь вам может быть интересно, зачем нужны разные конфигурации цилиндров, когда двигатели I4 являются наиболее распространенной конструкцией? Отличный вопрос. Простой ответ заключается в том, что разные конфигурации цилиндров имеют свои преимущества и недостатки. Более длинный ответ немного сложнее.

       

      ПРЯМОЙ ИЛИ РЯДНЫЙ

      Как следует из названия, в прямолинейных (также называемых рядными) двигателях цилиндры расположены в один ряд, каждый цилиндр следует за другим. Распространенные современные варианты включают двигатели I4 и I6, хотя Audi производит I5 (в своем RS3), а Volvo прекратила производство собственного I5 совсем недавно, в 2016 году.0003

      Сотни миллионов автомобилей с рядными двигателями (в частности, с рядными четырехцилиндровыми двигателями или I4) ездят по сегодняшним дорогам по всему миру. Они просты по конструкции, недороги в производстве, надежны и компактны. Эти характеристики обеспечивают их широкую привлекательность и повсеместное использование.

       

      V

      В двигателях V используются два ряда цилиндров, расположенных под углом друг к другу. При взгляде спереди или сзади двигатели V напоминают букву «V», отсюда и название. Двигатели V6, V8, V10 и V12 по-прежнему популярны для автомобилей с высокими характеристиками, а двигатели V4 используются некоторыми производителями мотоциклов, такими как Aprilia. 9Двигатели 0003

      V относительно компактны, что означает, что их можно использовать в самых разных устройствах, даже таких небольших, как мотоциклы. Например, малоблочные двигатели V8 серии LS от Chevrolet часто заменяются в кругах энтузиастов, причем преданные энтузиасты выполняют замену LS на всех типах автомобилей, от Mazda Miatas до Mini Coopers.

       

      ПЛОСКИЕ ИЛИ ОПОРОЗНЫЕ

      Поскольку их цилиндры расположены в двух горизонтально противоположных рядах, расположенных по обе стороны от коленчатого вала, плоские или оппозитные двигатели имеют плоский профиль, если смотреть спереди или сзади (вдоль оси цилиндра). коленчатый вал). Плоские двигатели обычно имеют каждую пару оппозитных цилиндров, совершающих возвратно-поступательные движения внутрь и наружу одновременно. Это называется боксерской конструкцией.

      Современное применение оппозитных двигателей — особенно оппозитных двигателей — включает популярные модели Subaru WRX и WRX STI, а также мощное семейство спортивных автомобилей Porsche 911. В этих автомобилях используются преимущества сбалансированности, низкого центра тяжести и плавной подачи мощности оппозитных двигателей; характеристики, весьма благоприятные для спортивных автомобилей.

       

      W

      Здесь все становится немного сложнее. В двигателях W используются три или четыре ряда цилиндров, соединенных с одним коленчатым валом, что напоминает букву «W», если смотреть вдоль оси коленчатого вала. Двигатели W встречаются довольно редко, и очень немногие серийные автомобили используют эту конструкцию.

      Volkswagen Auto Group — единственный производитель, который в последние годы использовал автомобили с конфигурацией двигателя W; среди них есть несколько избранных Audi, Volkswagen и Bentley, которые используют W12. Кроме того, Bugatti, как известно, использовала громоподобный 8,0-литровый W16 с четырьмя турбинами в своих рекордных моделях Veyron и Chiron.

       

      ДРУГИЕ КОНФИГУРАЦИИ

      В двигателях внутреннего сгорания используются не только поршневые конструкции с возвратно-поступательным движением. Одним из таких заметных исключений являются роторные двигатели Ванкеля, в которых вместо возвратно-поступательных поршней используется по крайней мере один однонаправленный ротор. По сути, роторные двигатели выполняют ту же функцию, что и поршневые двигатели, — преобразуют давление во вращательное движение.

      Хотя поршневые двигатели являются самой популярной конструкцией ДВС в мире, роторные двигатели Ванкеля находят ограниченное применение в серийных автомобилях. Mazda особенно использовала конструкции Ванкеля в своих моделях RX-3, RX-7 и RX-8, а производство RX-8 было прекращено в 2012 году. Mazda в основном хранила молчание о будущем своей будущей разработки роторных двигателей. .

      Даже учитывая, что на дорогах насчитывается около 1,4 миллиарда автомобилей, мы можем с уверенностью предположить, что в подавляющем большинстве из них используются конструкции с ДВС. Двигатели внутреннего сгорания долговечны и эффективны, а их конструкция проверена временем. Вы знаете, какая конфигурация цилиндров у вашего автомобиля с ДВС, или вы любитель электромобилей? Комментарий внизу!

       

      5 Альтернативные конструкции двигателей — замена двигателя внутреннего сгорания цикл, за которым следует дизель с воспламенением от сжатия.

      Эти двигатели все еще находятся в стадии разработки, и в ближайшие несколько лет их топливная экономичность значительно улучшится благодаря прямому впрыску, турбонаддуву и, в дальнейшем, воспламенению от сжатия с однородным зарядом (HCCI). Однако все эти двигатели имеют одинаковую архитектуру поршень-шатун-коленвал. По мере того, как инженеры стремятся к еще большей эффективности, исследуются новые архитектуры и пересматриваются старые менее успешные типы.

      Команда разработчиков медиаплатформ

      1 из 5

      Stirling

      Каждая из обсуждаемых здесь альтернативных архитектур двигателей имеет одну важную общую черту со стандартными поршневыми двигателями, которые доминировали в автомобилестроении более века: топливо сгорает внутри. камера для преобразования химической энергии в механическую для движения. Однако для этого необходимо подавать воздух и топливо в камеру сгорания, а выхлопные газы выводить из нее, что усложняет работу и снижает эффективность.

      В 1816 году шотландский изобретатель Роберт Стирлинг задумал двигатель замкнутого цикла, в котором рабочая жидкость (в данном случае воздух) остается внутри устройства. Источником тепла, которым может быть что угодно, включая горение, является внешний по отношению к двигателю. Подобно Ecomotors OPOC и Scuderi, пары поршней работают вместе, чтобы обеспечить полный цикл. Воздух в одной камере нагревается за счет теплопередачи через стенку цилиндра, отталкивающего поршень вытеснителя, который связан со вторым силовым поршнем в расширительной камере. Поскольку нагретый воздух продолжает расширяться, он смещает силовой поршень, который приводит в движение коленчатый вал, создающий крутящий момент. По мере охлаждения воздуха оба поршня возвращаются в исходное положение, и процесс повторяется.

      До недавнего времени двигатели Стирлинга в основном использовались для стационарных применений — отчасти потому, что они не подходили для типичных переходных режимов, когда отдаваемая мощность значительно менялась с течением времени. Тем не менее, новые конфигурации и возможность использовать альтернативные виды топлива возродили интерес, особенно для приложений, увеличивающих запас хода, где выгодны работа с постоянной скоростью и низкий уровень шума (из-за непрерывного внешнего сгорания).

      Группа разработчиков медиаплатформ

      2 из 5

      alt_engines_02

      Архитектура с оппозитными цилиндрами (OPOC) недавно привлекла значительное внимание с появлением новой компании под названием Ecomotors. В состав Ecomotors входят многочисленные ветераны автомобильной промышленности и инженеры, в том числе Дон Ранкл из General Motors и Питер Хофбауэр, ранее работавший в Volkswagen.

      Основным заявленным преимуществом архитектуры OPOC является высокая удельная мощность и повышение эффективности использования топлива на 50 процентов по сравнению с существующими двигателями с искровым зажиганием. Компания «Экомоторс» разработала модульную конфигурацию, в которой каждый модуль состоит из двух цилиндров. Внутри каждого цилиндра находятся два поршня, которые связаны с общим коленчатым валом. Пары поршней колеблются вперед и назад с общей камерой сгорания между ними. Двигатель OPOC работает по двухтактному циклу, при этом каждый поршень открывает только впускные или выпускные каналы, что позволяет лучше управлять тем, какие порты открыты, путем синхронизации каждого поршня.

      Хофбауэр объясняет, что использование двух поршней на цилиндр позволяет поршням перемещаться только на половину расстояния при одинаковой степени сжатия, так что двигатель может работать в два раза быстрее. Как и многие из этих альтернативных архитектур, двигатель OPOC может работать на различных видах топлива, включая бензин, дизельное топливо и биотопливо. Модули из двух цилиндров каждый могут быть соединены вместе, обеспечивая столько мощности, сколько необходимо для данного применения, а муфты с электронным управлением позволяют отключать отдельные модули для снижения расхода топлива при небольших нагрузках.

      Команда разработчиков медиаплатформ

      3 из 5

      Scuderi

      Уже более века практически все двигатели, которые мы использовали, работали либо на двух-, либо на четырехтактном дизельном цикле или цикле Отто с полным сгоранием. цикл, происходящий в пределах любого количества одиночных цилиндров. Каждый цилиндр будет иметь впуск, сжатие, мощность и выхлоп. Идея разделенного цикла, в котором один цилиндр отвечает за впуск и сжатие, а второй отвечает за мощность и выпуск, восходит как минимум к концу 19 века.века, но еще никому не удавалось добиться в этом большого успеха.

      Группа Scuderi надеется изменить это с помощью конструкции с разделенным циклом, которую она разрабатывала в течение последних нескольких лет. Каждый модуль двигателя состоит из двух цилиндров и поршней, соединенных между собой коленчатым валом и перепускным каналом высокого давления. Поскольку в первый цилиндр нагнетается только воздух, он имеет степень сжатия 75:1. Выпускной клапан первого цилиндра выпускает воздух под высоким давлением в перепускной канал, где происходит некоторое охлаждение.

      Когда впускное отверстие второго цилиндра открывается, когда этот поршень приближается к верхней точке своего хода, воздух под высоким давлением устремляется из кроссовера. После закрытия клапана впрыскивается топливо и воспламеняется примерно на 15 градусов после верхней мертвой точки. Это время гарантирует, что воздух не подвергается повторному сжатию, что повышает общую термодинамическую эффективность. Scuderi утверждает, что безнаддувная версия ее двигателя может развивать мощность до 135 л.с. на литр, что обеспечивает гораздо лучшую удельную мощность и меньший расход топлива, чем у обычных двигателей. Воздушно-гибридная версия с аккумулятором высокого давления, который заряжается во время движения автомобиля накатом, может повысить эффективность еще на 50 процентов. Концепция Scuderi совместима с искровым зажиганием на бензине и других видах топлива или с воспламенением от сжатия на дизельном топливе. Первый работающий двигатель Scuderi начал испытываться на динамометрическом стенде в середине 2009 года., и компания надеется заключить производственную сделку с автопроизводителем в течение пяти лет.

      Команда разработчиков медиаплатформ

      4 из 5

      Свободнопоршневой

      Свободнопоршневой двигатель имеет некоторое сходство с OPOC, но обычно использует только два поршня на модуль. Поршни прикреплены к каждому концу твердого шатуна и колеблются взад и вперед в цилиндре, поочередно запуская каждый поршень в двухтактном цикле. Свободнопоршневые двигатели имеют меньшее трение, чем традиционные поршневые двигатели с коленчатым валом, в результате меньшего вращательного движения. Свободнопоршневой двигатель может достигать термодинамического КПД до 50 процентов, что примерно вдвое превышает КПД обычного бензинового двигателя. Однако то же самое отсутствие вращательного движения делает эту конструкцию проблематичной для использования в качестве двигательной установки.

      Одной из архитектурных конфигураций свободнопоршневого двигателя, которая может оказаться полезной в будущем, является использование его в качестве генератора для электромобиля с увеличенным запасом хода. Медные обмотки вокруг центральной секции цилиндра можно было комбинировать с магнитами на шатуне для выработки электроэнергии, которая использовалась бы для зарядки аккумулятора. Компактный размер двигателя и почти полное отсутствие вибраций делают его жизнеспособной альтернативой для этих автомобилей с электрическим приводом.

      Группа разработчиков медиаплатформ

      5 из 5

      Ванкеля

      Роторная конструкция двигателя Феликса Ванкеля не совсем новая архитектура двигателя, она использовалась в различных серийных автомобилях с тех пор, как в 1957 году он создал первый работающий прототип. Как и некоторые другие архитектуры, обсуждаемые здесь, Преимущество Ванкеля в очень высокой удельной мощности. Нынешний 1,3-литровый безнаддувный двухроторный двигатель, используемый Mazda в спортивном автомобиле RX-8, выдает 238 л. с. К сожалению, у Ванкелей были проблемы с высоким расходом топлива и масла, что ограничивало их использование в последние десятилетия.

      Однако некоторые современные разработки сделали возрождение Ванкеля вполне возможным. Новые процессы механической обработки могут значительно улучшить качество поверхности стенок камеры, а новые материалы уплотнений могут снизить расход масла и повысить срок службы. Добавление непосредственного впрыска топлива будет способствовать снижению расхода топлива и выбросов за счет предотвращения вытекания несгоревшего топлива через отверстия при проносе ротора.

      Появление электромобилей с увеличенным запасом хода (ER-EV), таких как Chevrolet Volt, внезапно стало, казалось бы, идеальным приложением для Ванкельса. Поскольку двигатель в этих транспортных средствах используется только для привода генератора, его можно оптимизировать для работы на определенных фиксированных скоростях, а не для работы в переходном режиме. Компактные размеры также упрощают установку в транспортном средстве этого типа, а работа без вибраций обеспечивает бесперебойную работу без подзарядки. На Женевском автосалоне 2010 года Audi продемонстрировала концепцию ER-EV, основанную на ее новом малолитражном автомобиле A1, в котором используется расширитель диапазона Ванкеля, а консультанты по разработке силовых агрегатов AVL и FEV в последние месяцы продемонстрировали аналогичные демонстрационные автомобили. Даже General Motors признала, что исследует использование Ванкеля для будущих поколений Volt.

      Общая классификация двигателей внутреннего сгорания

      Двигатели внутреннего сгорания — это двигатели, в которых сгорание топлива происходит с окислителем (обычно воздухом) в камере сгорания, являющейся составной частью контура течения рабочего тела. В двигателе внутреннего сгорания расширение газов с высокой температурой и высоким давлением, образующихся при сгорании, оказывает прямое воздействие на некоторые компоненты двигателя. Сила обычно прикладывается к поршням, лопаткам турбины или соплу.