Устройство двигателя внутреннего сгорания в деталях

Первые двигатели были паровыми, затем появился газовый. Первый бензиновый двигатель был создан Готлибом Даймлером в 1883 году и с тех пор его конструкция улучшалась и совершенствовалась.

В первых двигателях был один цилиндр, а мощность увеличились установкой цилиндра большего размера. В конце девятнадцатого века стали появляться двигатели с двумя цилиндрами, а спустя полвека — с четырьмя. Сейчас не ограничений на количество цилиндров, на модель их установки — в ряд, под углом 180 градусов (оппозитные двигатели) или буквой «V».

Выделяют ряд видов двигателей внутреннего сгорания:

дизельный двигатель;
бензиновый двигатель;
газовый двигатель;
дизельно-газовый двигатель;
роторно-поршневой двигатель.

Содержание

Общее устройство двигателя внутреннего сгорания

Бензиновый двигатель состоит из ряда основных частей. Вот примерная схема устройства двигателя внутреннего сгорания:

корпус;
система впуска;
система выпуска;
топливная система;
охлаждающая система;
система зажигания (для
бензиновых ДВС);
масло-смазочная система;
ГРМ — газораспределительный
механизм;
КШМ — кривошипно-шатунный
механизм;
система управления (народное название — «мозги»).

Блок цилиндров и головка блока объединены корпусом двигателя. Детали КШМ движутся по определенной схеме: в цилиндре поршень двигается прямолинейно вертикально, а шатун заставляет коленчатый вал вращаться. С ним движется нижняя головка шатуна, а верхняя — аналогично движению поршня.

Благодаря ГРМ в цилиндр подается смесь топлива и воздуха, а отработанные газы выпускаются через клапаны. Воздух в цилиндры подается благодаря системе впуска, а бензин или дизельное топливо — с помощью топливной системы. Сбалансированная работа обоих систем формирует воздушно-топливную смесь. Система топлива основывается на системе впрыска.

Бензиновые двигатели отличаются от дизельных наличием системы зажигания: с ее помощью происходит возгорание смеси топлива и воздуха. Дизельные двигатели основаны на самовоспламенении этой смеси, соответственно, не нуждаются в принудительном зажигании.

Вам должно быть интересно прочесть о том, какой сабвуфер выбрать и не прогадать.

Или о том, что представляет из себя управляемый занос на переднем приводе здесь, или посмотреть видео о сигналах дальнобойщиков тут: http://nissanoffroad.ru/sovety/driving/signaly-dalnobojshhikov.html

Для снижения перегрева, минимизации искривления и стирания деталей из-за трения смазочная система обеспечивает скольжение деталей. Снижением температуры занимается и специально предназначенная для этого система охлаждения. Отработавший газ от цилиндра через клапаны отводит система выпуска, снижая шум и токсичность выпускаемого газа. Благодаря системе управления все электронные части двигателя работают слажено.

Работает двигатель внутреннего сгорания по законам физики: при возгорании воздушно-топливной смеси выделяется большое количество тепла, перемещающего поршень по цилиндру с помощью давления.

Поршневые двигатели работают циклически: в четырехтактном двигателе коленчатый вал за время одного цикла делает два оборота. Один цикл работы состоит из четырех тактов:

впуск;
сжатие;
рабочий ход;
выпуск.

Поршень двигается вертикально (если двигатель — рядник, например, как у Nissan Safari. Иначе — под определенным углом) вниз по цилиндру при первом и третьем такте, при втором и четвертом — вертикально вверх.

Равномерности работы двигателя достигают за счет несовпадения фазы рабочего цикла в цилиндрах. В двухтактном двигателе реализация рабочего цикла осуществляется за два такта: сжатия и рабочего хода.

Кстати, если вы до сих пор не знаете, как правильно выбрать литые диски, то сейчас самое время это сделать.

Или, например, можно почитать про то, какой бензин лучше заливать здесь.

Во время первого такта впуска топливная и впускная системы двигателя образуют воздушно-топливную смесь: это может происходить либо во впускном коллекторе (у бензиновых двигателей с центральным и распределенным впуском), либо в самой камере сгорания (у бензиновых двигателей, работающих с непосредственным впрыском и при впрыске у дизельных двигателей).

Когда открываются клапаны впуска газораспределительного механизма, то либо чистый воздух, либо готовая топливная смесь оказывается в камере сгорания цилиндра. Происходит это благодаря разрежению, возникающему когда поршень опускается вниз.

Сдавливание топливно-воздушной смеси в камерах цилиндров из-за закрытия впускных клапанов происходит в такте сжатия.

Возгорание топливно-воздушной смеси происходит во время такта сжатия. На бензиновый двигателях — с дополнительным поджигом, на дизельных — от давления. Из-завоспламенения смеси образуются газы, которые расширяются и выдавливают поршень из цилиндра, заставляя его двигаться вертикально. КШМ превращает это движение с помощью шестерни и двигает коленчатый вал, который уже преобразует это движение в движение самого автомобиля.

Выпускной такт открывает клапаны выпуска ГРМ, удаляя из цилиндраотработанный газ в систему выпуска, которая охлаждает, очищает газы и снижает их шумовой эффект, после чего газы через глушитель покидают автомобиль.

Из описанного следует вывод: полезное действие двигателей внутреннего сгорания работает только на 40%, так как во время действия одного цилиндра все остальные работают на обеспечивающих тактах впуска, сжатия и выпуска.

Устройство двигателя внутреннего сгорания для чайников

Двигатель внутреннего сгорания получил такое название из-за принципа его работы: в цилиндрах сгорает смесь воздуха и топлива. В процессе горения выделяется большое количество горячего угарного газа, который расширяется и давит на поршень, передвигая его в цилиндре.

Когда поршень двигается, он приводит в движение и шатун, который с помощью шестерни заставляет двигаться коленчатый вал. В свою очередь, коленчатый вал приводит в движение остальные механизмы автомобиля — в результате автомобиль едет.

Работа ДВС может быть описана с помощью разбития на четыре такта действия:

впускной такт. Поршень двигается вниз, всасывает и «впускает» топливную смесь в цилиндр;
такт сжатия. Поршень возвращается вверх и образует в цилиндре камеру сгорания — свободное место между верхней частью поршня и «крышкой» цилиндра;
такт рабочего хода. Система зажигания с помощью свечей зажигания дает искру и поджигает сжатую смесь топлива и воздуха, которая расширяется от возгорания и давит на поршень, опуская его вниз;
такт выпуска. Клапаны открываются и высасывают отработавшие газы, которые появились от воспламенения топлива. Газы уходят в выпускную систему, где остывают и выпускаются через глушитель наружу.

Видео

Для того, чтобы лучше понимать строение и работу двигателя, нужно еще и видеть все это своими глазами.

На этом видео показана работа компьютерной модели двигателя изнутри: так, если бы стенки цилиндров и корпус были абсолютно прозрачными.

Объясняется принцип работы ДВС на реальных моделях, привычных каждому человеку:

Работа двигателя квадроцикла, для сравнения:

Устройство ДВС в картинке

Учебники

Отличную репутацию заработала книга советского инженера А.С.Орлина «Двигатели внутреннего сгорания» в четвертом издании. Скачать ее можно вот здесь.

Лучший учебник мы специально для вас закачали на наш сайт, вы можете его скачать отсюда. Скачаете архив, распакуете. Затем откроете файл index.html в любом браузере и можно будет читать.

Подробная книга о ДВС была выпущена Хачияном А.С. В 2007 году; В двух частях в 2006 году книга Ленина И.М.

Таким образом, изучить работу двигателя очень просто, если внимательно прочесть информацию о его строении, рассмотреть картинки и видеоролики, подробно показывающие всю работу ДВС.