Как работает двигатель внутреннего сгорания

Любой водитель должен знать, что находится под капотом. Это убережёт от попыток «развода» со стороны недобросовестных механиков. Поможет в сложных ситуациях на дороге.

Устройство двигателя

Давайте определимся с основными элементами двигателя.

1. Поршень. Деталь является частью кривошипно-шатунного механизма и предназначена для принятия энергии сгорания. Уплотняющие кольца предотвращают прорыв газов внутрь мотора.
2. Цилиндр. Пространство, где происходит горение топлива и поступательные движения поршня. Двигатели имеют 4-8 цилиндров, совмещенных в единый блок.
3. Коленчатый вал. Обеспечивает вращение колёс автомобиля. Равномерность оборотов достигается благодаря маховику.
4. Распределительный вал. Он состоит из кулачков, которые управляют газораспределением посредством нажатия на клапана.
5. Ремень ГРМ. Поддерживает синхронную связь между коленчатым и распределительным валом. Также управляет насосом охлаждения.
6. Головка блока цилиндров («голова»). Элемент включает клапаны, распределительный вал, форсунки.
7. Картер. Место для хранения масла. Расположено внизу блока цилиндров.

Читайте также: Зачем и как часто нужно менять ремень ГРМ?

Работа двигателя невозможна без поддерживающих систем.

Питательная — Подаёт топливо в цилиндры. Основные элементы: бак, бензонасос, фильтр очистки, трубопровод и форсунки.

Зажигания — Предназначена для поджига готовой смеси, и запуска автомобиля. Система включает:

• аккумулятор;
• контроллер;
• катушку зажигания;
• реле положения коленвала;
• проводку.

Зажиганием руководит контроллер (блок управления). На основании датчиков коленвала, определяется угол опережения.

Охлаждения — Большинство автомобилей имеют жидкостную систему охлаждения. В неё входит: радиатор, насос, вентилятор, расширительный бачок, термостат, трубопровод. В качестве охлаждающей среды применяется антифриз или тосол.

Читайте также: Самостоятельная замена охлаждающей жидкости в машине

Система смазки — Снижает трение между деталями. Кроме этого, выполняет функции охлаждения, очистки и защиты от коррозии. Включает: картер, насос, фильтр, дополнительные магистрали. Уровень масла определяется ручным или электронным щупом. Насос приводится в движение коленчатым валом. Давление контролируется датчиком, показания которого выводятся на приборную панель.

Поступление масла к двигателю происходит через встроенные каналы. Нижние части смазываются путём разбрызгивания.

Газораспределение — Отвечает за подачу смеси и выпуск отработавших газов. Для этого сверху цилиндров, устанавливаются клапана. Руководит ими распределительный вал, с ременным, зубчатым или цепным приводом. Каждый клапан имеет тарелку и шток.

Система электронного управления — Неотъемлемый атрибут современных автомобилей. Датчики контролируют все параметры и посылают сигнал на блок управления, который взаимодействует с коробкой передач, усилителем руля и подушками безопасности.

Принцип работы

Задача двигателя – превращение топлива в движение автомобиля. Поршень перемещается под действием сгорания бензина. Процесс, начиная от впрыска, и заканчивая выходом отработавших газов, называется рабочим циклом. Он состоит из 4 тактов. Каждый такт начинается при нахождении поршня в крайних положениях (мёртвых точках).

Представим себе цилиндр, поршень и два клапана. Рассмотрим происходящие процессы.

1. Впуск. Поршень движется вниз. Топливовоздушная смесь поступает через питательный клапан. Эффект можно сравнить с медицинским шприцем.
2. Сжатие. Поршень направляется вверх. Температура стремительно возрастает.
3. Расширение. От возгорания топлива, поршень устремляется вниз. Еще этот такт называют рабочим.
4. Выпуск. Отработавшие газы выходят из цилиндра в атмосферу. Далее процесс повторяется.

Все ДВС работают по этой методике. Поршень передаёт энергию на коленчатый вал, а затем на колёса автомобиля.

Классификация моторов

Разделяются по следующим категориям.

По виду смесеобразования:

1. С наружным. Топливо соединяется с воздухом в отдельном пространстве – карбюраторе. Далее смесь направляется «самотёком».
2. С внутренним. Образование смеси происходит непосредственно в цилиндре. Распыление выполняется при помощи инжекторов.

По способу возгорания:

1. Бензиновые. Возгорание топлива от электрической искры (внешний источник).
2. Дизельные. Происходит самовоспламенение внутри цилиндра.

По методу поступления воздуха.

1. Атмосферные. Поступление естественным путём от разряжения.
2. Турбированные. Воздух подаётся в цилиндры под давлением, через нагнетатель.

Читайте также: Что значит аббревиатура TSI на двигателях?

По цикличности:

1. Четырёхтактные. Оборот двигателя равен четырём тактам.
2. Двухтактные. Один оборот коленвала соответствует двойному ходу поршня.

Отличия дизельного ДВС от бензинового

Бензиновый двигатель – устройство, где воспламенение осуществляется принудительно. Смесь формируется перед поступлением в цилиндр. В роли поджигателя выступает свеча. Дозировку топлива выполняет инжектор. Двигатель работает на бензине с высоким октановым числом.

Преимущества:

• низкий уровень шума;
• повышенная мощность;
• неприхотливый к качеству бензина;
• справляется с морозами;
• ремонтопригодность.

Недостатки:

• бензин взрывоопасен;
• большой расход топлива.

В дизеле, возгорание происходит от сжатия (компрессии). При впуске, поступает только воздух. После сжатия его температура достигает 800 градусов. Затем форсунки впрыскивают горючее, которое сразу загорается. Для таких моторов подходит дизельное топливо.

Дизеля характерны наличием дополнительного оборудования. В них присутствует насос высокого давления (ТНВД). Он нужен для нагнетания давления перед впрыском. Излишки стекают обратно в топливный бак.

Преимущества:

• экологичные;
• эффективны на бездорожьях;
• хорошая тяга на низких передачах;
• меньшая цена горючего;
• долговечность.

Недостатки:

• дорогое обслуживание;
• большие габариты;
• чувствительность к качеству применяемого топлива.