Первый двигатель внутреннего сгорания появился в 1860 году. Он работал на газовом топливе. Со временем конструкция совершенствовалась, появились агрегаты, которые работают на бензине и дизеле.
Что такое ДВС, его назначение
Двигатель внутреннего сгорания – это агрегат, который обеспечивает сгорание топлива внутри камер и использует высвободившуюся энергию для передачи другим частям большого механизма (автомобиля). Энергия преобразуется в механическую работу всех остальных часто автомобиля, в результате чего он передвигается.
В настоящее время ДВС используются в автомобилях, поездах, морских судах, авиации, строительной технике. Военная техника передвигается с помощью таких моторов. Их устанавливают на бурильные установки и станции электроэнергии.
Типы двигателей внутреннего сгорания
Моторы делятся на:
-
Поршневые. Топливо сгорает в цилиндре, в результате энергия от взрыва толкает поршни, которые заставляют двигаться вал.
-
Роторно-поршневые. Ротор двигается не возвратно и поступательно, как в предыдущем типе, а по другой траектории. Конструкция обеспечивает хорошую динамику разгона автомобилям.
-
С газовой турбиной. Энергия преобразуется с помощью ротора. Он имеет клиновидные лопатки.
Виды двигателя внутреннего сгорания
Существует несколько разновидностей моторов. Виды ДВС делятся по следующим признакам:
-
По виду топлива – газ, бензин, дизель;
-
По способу образования топливно-воздушной смеси – карбюраторные и инжекторные;
-
По количеству цилиндров;
-
По расположению цилиндров.
Карбюратор, процесс работы
Карбюратор – это сложное механическое устройство, которое смешивает воздух и бензин. Он состоит из поплавковых камер, которые контролируют количество составляющих для создания оптимальной смеси. Считается устаревшим механизмом, на современных авто конструкция ДВС использует электронный впрыск топлива.
Инжектор, точное время впрыска
Инжекторные автомобили опеределяют количество топлива и воздуха с помощью электронного блока управления. Он анализирует показатели всех датчиков и на основе этих данных посылает сигнал форсункам для распыления необходимого количества топлива. Состав формируется во впускном коллекторе.
Бензиновый мотор
Бензин – это распространенный вид топлива, бензиновый двигатель внутреннего сгорания используется в большинстве современных автомобилей. Количество бензина регулирует ЭБУ или карбюратор. Смесь топлива и воздуха в таком типе двигателей воспламеняется свечами зажигания.
Виды по количеству и расположению цилиндров
По расположению цилиндров моторы разделяют на:
-
Рядные. Все цилиндры расположены друг за другом. Их достоинство в простоте конструкции и низкой стоимости обслуживания всех деталей.
-
V-образные. Такой двигатель в разрезе выглядит, как буква V. Цилиндры расположены под углом друг к другу. Это экономит место под капотом, поэтому количество цилиндров может доходить до 12. Такое расположение позволило конструкторам увеличить объем цилиндров, чаще всего такие моторы имеют объем больше 3 литров.
-
Оппозитные. Цилиндры располагаются горизонтально друг напротив друга. Это уменьшает центр тяжести, поэтому такие установки чаще всего используются в гоночных и спортивных авто. Они имеют большой ресурс и не требуют частого капитального ремонта.
Устройство ДВС: схема в разрезе
Двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих элементов:
-
Блок цилиндров, внутри которых двигаются поршни;
-
Механизм, который распределяет топливно-воздушную смесь и отработанные газы;
-
Механизм шатунов, который превращает ход поршней во вращение вала;
-
Система впрыска топлива;
-
Свечи, дают искру для взрыва смеси;
-
Система удаления отработанных газов.
Устройство двигателя внутреннего сгорания предусматривает дополнительные системы – смазка и охлаждение. Во время работы мотор разогревается до высоких температур, его нужно охлаждать, чтобы не повредить детали. Некоторые металлические элементы постоянно соприкасаются друг с другом, поэтому нуждаются в смазке.
-
Коленвал;
-
Распредвал;
-
Клапаны;
-
Стенки цилиндров.
Принцип работы двигателя внутреннего сгорания: фазы и рабочие циклы
Работа двигателя делится на циклы, они повторяются. Циклы делятся на такты. Существуют двух- и четырехтактные моторы. Так как рабочих камер в моторе несколько, они работают не одновременно – в каждой камере проходит свой такт.
Работа 4-х тактного двигателя
Принцип работы одноцилиндрового четырехтактного двигателя:
-
Впуск. Поршень движется по инерции вниз, одновременно входной клапан открывается и топливо затягивает в камеру из-за разрежения.
-
Сжатие. Оба клапана закрыты, поршень двигается вверх, топливо сжимается. Свечой подается искра в цилиндр, смесь загорается благодаря трем факторам: высокая температура в цилиндре бензинового двигателя, большое давление в камере сгорания бензинового двигателя, искра.
-
Рабочий ход. После сгорания смеси остаются газы, они двигают поршень вниз.
-
Выпуск. Когда поршень доходит до низшей точки, открывается выпускной клапан, выходят отработанные газы.
Как видно, принцип работы ДВС достаточно прост.
2-х тактный двигатель
Этот вид устроен проще – выпускное отверстие расположено выше, чем впускное. Поршень в низшей точке закрывает впускной клапан. Когда он начинает движение, клапан естественно открывается, смесь идет в цилиндр, при этом выпускное отверстие закрывается. Топливо сжимается, подается искра, смесь взрывается.
На втором такте поршень идет вниз под давлением газов. Открывается выпускной клапан, они выходят. Потребление топлива при этом больше, так как существуют потери при открывании и закрывании клапанов.
Преимущества ДВС
Двигатель внутреннего сгорания устроен так, что имеет несколько преимуществ перед другими типами:
-
Маленький расход топлива;
-
Маленький вес;
-
Маленький объем топливного бака.
Теперь вы знаете, что такое ДВС в автомобиле, и как работает ДВС. Типы двигателей внутреннего сгорания делятся по принципу движущихся частей. Также существует несколько видов, которые разделяются по назначению, топливу и количеству цилиндров. Производители постоянно совершенствуют их и изобретают новые виды.