Как работает двигатель

Двигатель внутреннего сгорания работает на смеси бензина и воздуха. Идеальная смесь 14,7 частей воздуха к одной части бензина (по весу). Так как газ весит намного больше, чем воздух, то мы говорим о большом количестве воздуха и чуть-чуть газа. Одна часть газа, которая полностью испаряется в 14,7 частей воздуха и может производить огромную силу при воспламенении внутри двигателя.

 

Давайте посмотрим, как современный двигатель использует эту энергию, чтобы заставить колеса крутится.

 

Воздух поступает в двигатель через воздухоочиститель и переходит к дроссельной заслонке. Она контролирует количество воздуха, который проходит через дроссельную пластину и в двигатель с педали газа. Затем он распределяется в каждый цилиндр через ряд проходов называемый впускным коллектором. В нужный  момент после воздухоочистителя, в зависимости от двигателя, топливо добавляется в воздушный поток либо системой впрыска топлива или в более старых транспортных средствах, на карбюраторе.

 

После того, как топливо испаряется в потоке воздуха, смесь втягивается в каждый цилиндр, который начинает свой такт. Когда поршень достигает нижней части цилиндра, впускной клапан закрывается и поршень начинает движение вверх в цилиндре сжатия заряда. Когда поршень достигает вершины, свеча зажигания воспламеняет топливо-воздушную смесь, вызывая сильное расширение газа, который толкает поршень обратно вниз с большой силой против коленчатого вала, так же, как велосипедист толкая педали, чтобы велосипед ехал.

 

Давайте подробнее рассмотрим этот процесс.

 

Типы двигателей

 

Большинство двигателей автотранспортных средств на сегодняшний день являются четырехтактными, с искровым зажиганием двигателей внутреннего сгорания. Дизельные и роторные двигатели не будут рассмотрены в этой статье.

Типовые механизмы цилиндра. Есть несколько типов двигателей, которые определены по количеству цилиндров и их расположению. Автомобили будут иметь от 3 до 12 цилиндров, которые располагаются в блоке цилиндров в нескольких конфигурациях. Рядные двигатели имеют свои цилиндры расположенные в ряд. 3х, 4х, 5ти и 6ти цилиндровые двигатели обычно используют этот механизм. "V" расположенные двигатели обычно используется в конфигурациях как V-6, V-8, V-10 и V-12. Плоские двигатели используют два противоположных берега цилиндров и менее распространены, чем в двух других конструкций. Они используются в двигателях с Subaru и Porsche в 4-х и 6-цилиндровых механизмов, а также в старых жуках VW с 4-мя цилиндрами. Плоские двигатели также используются в некоторых Ferrari с 12 цилиндрами.

Большинство блоков двигателей изготовлены из чугуна или литой алюминия.

 

Поршни и шатуны

 

Каждый цилиндр содержит поршень, который перемещается вверх и вниз внутри канала цилиндра. Все поршни в двигателе связаны через индивидуальные шатуны с общим коленчатым валом.

 

Коленчатый вал

 

Коленчатый вал расположен ниже цилиндров на двигателе в линии на V-образным двигателе и между блоками цилиндров на плоском двигателе. Поскольку поршни перемещаются вверх и вниз, они поворачивают коленчатый вал как ноги велосипедиста вверх и вниз прокручивают педали, чтобы провернуть цепь, подключенную к педалям велосипеда.

 

Головки блока цилиндров

 

Головка блока цилиндров крепится к верхней части каждого цилиндров. Большинство головок цилиндров изготовлены из литого алюминия или чугуна. Головка цилиндра содержит по меньшей мере один впускной клапан и один выпускной клапан для каждого цилиндра. Это позволяет воздушно-топливной смеси  войти в цилиндр и сжечь отработанный газ, чтобы выйти из цилиндра. Двигатели имеют два клапана на цилиндр, один впускной клапан и один выпускной клапан. Многие новые двигатели используют несколько впускных и выпускных клапанов на цилиндр для увеличения мощности двигателя и эффективности. Эти двигатели иногда названы по имени числа клапанов, что у них есть такие, как "24 клапанный V6 двигатель", который указывает на двигатель V-6 с четырьмя клапанами на цилиндр. Современные конструкции двигателя позволяют использовать от 2 до 5 клапанов на цилиндр.

 

Распределительный вал

 

Клапаны открываются и закрываются с помощью распределительного вала. Распределительный вал представляет собой вращающийся вал, который имеет индивидуальные лепестки для каждого клапана. Лопасть "узелок" на одной стороне вала, который толкает против подъема клапана, перемещая его вверх и вниз. Когда лопасть давит на подъемнике, клапан открыт. Когда лопасть перестает давить на подъем, клапан закрывается пружиной, который присоединен к клапану. Обычная конфигурация должна иметь один распределительный вал, расположенный в блоке цилиндров с лифтеров, соединяющихся с клапанами через ряд связей. Распределительный вал должен быть синхронизирован с коленчатым валом так. Распределительный вал делает один оборот за каждые два оборота коленчатого вала. В большинстве двигателей, это сделано с помощью приводной цепи (по аналогии с велосипедной цепью), которая соединяет вал с коленчатым валом. Новые двигатели имеют распределительный вал, расположенный в головке блока цилиндров непосредственно над клапанами. Такая конструкция является более эффективным, но и является более дорогостоящим в изготовлении и требует нескольких распределительных валов на плоских и V-типа двигателей. Она также требует гораздо больше временных цепей или ремней ГРМ, которые склонны к износу. Некоторые двигатели имеют два распредвала на каждой головке, один для впускных клапанов и один для выпускных клапанов. Эти двигатели называют двойным верхним распредвалом (D.O.H.C.) Другой тип называется одним верхним распределительным валом (S.O.H.C.). Двигатели с распределительным валом в блоке называются верхним расположением клапанов (O.H.V). Теперь, когда вы видите "DOHC 24 клапанный V6", вы будете знать, что это значит.

 

 Как работает двигатель. Как один и тот же процесс происходит в каждом цилиндре. Как происходит процесс в четырехтактном двигателе , мы будем рассматривать на одном цилиндре, чтобы понять. Четыре процесса: впуска, сжатия, мощность и выхлопных газов.

Впуск

Поршень перемещается вниз на такте впуска, на такте сжатия, вниз на рабочий ход и на такте выхлопа отработанных газов. По мере того как поршень начинает движение вниз на такте впуска, впускной клапан открывается и топливо-воздушная смесь втягивается в цилиндр (по аналогии с иглами для подкожных инъекций, чтобы позволить жидкости втягивается в камеру). Когда поршень достигает нижней части такта впуска, впускной клапан закрывается, улавливая воздушно-топливную смесь в цилиндре.

 Сжатие.

 Поршень движется вверх и сжимает захваченную смесь воздуха и топлива, которая была перенесена из  такта впуска. Количество, которую смесь прессуют определяется степенью сжатия двигателя. Степень сжатия в среднем двигатель находится в диапазоне от 8: 1 до 10: 1. Это означает, что, когда поршень достигает верхней части цилиндра, воздушно-топливная смесь сжимается примерно до одной десятой своего первоначального объема. Подавая питание на свечи зажигания, и зажигая сжатую воздушно-топливную смесь, которая и производит мощное расширение пара. Процесс сгорания толкает поршень вниз цилиндра с большой силой вращения коленчатого вала, чтобы обеспечить силу для приведения в движение транспортного средства. Каждый поршень срабатывает в разное время, определяется их порядком. К тому времени, когда коленчатый вал заканчивает два оборота, каждый цилиндр в двигателе уже прошел один рабочий ход. Выхлоп с поршнем в нижней части цилиндра, выпускной клапан открывается. Чтобы позволить сгореть выхлопным газом надо убрать из системы выпуска отработавшие газы. Так как цилиндре большое  давление, когда клапан открывается, газ выталкивается с применением силы (именно поэтому автомобиль без глушителя звучит так громко.) Поршень перемещается вверх к части цилиндра, толкающий все выхлопные газы перед закрытием выпускного клапана. Смазывание системы является источником жизненной силы двигателя. Двигатель без масла работать будет не долго. Например, как человек без крови. Масло нагнетается под давлением на все подвижные части двигателя с помощью масляного насоса. Масляный насос установлен в нижней части двигателя в масляный поддон и соединен посредством зубчатой ​​передачи с использованием либо коленчатого вала или распределительного вала. Таким образом, когда двигатель вращается, масляный насос качает. Существует датчик давления масла вблизи масляного насоса, который контролирует давление и посылает эту информацию к сигнальной лампе или датчику на приборной панели. 

 

 

 

 

Читайте также:

 

Датчик положения коленвала

 

Все о масляном фильтре

 

Радиаторы Termal

 

 

Подобрать для своего автомобиля:

 

систему охлаждения

рулевое управление сцепление

автоэлектрику

тормозную систему

детали двигателей подвеску ремни, ролики

систему зажигания

ремкомплеты фильтры масла