Наша сеть партнеров Banwar
2641 Переглядів
На сьогоднішній день двигун внутрішнього згоряння застосовується практично повсюдно, його можна зустріти на всіх сучасних машинах. Для багатьох існування ДВС звично, але мало хто здогадується про те, як влаштований подібний агрегат, яка фізика і механіка протікають в ньому процесів. Сьогодні ми розповімо, як влаштований двигун в автомобілі, з чого він складається, а також викладемо схему його роботи, призначену для початківців майстрів, чайників і всіх тих, хто вперше зіткнувся з необхідністю вивчити подібні пристрої докладно.
Історична довідка
Насправді, двигун внутрішнього згоряння - це не інноваційна знахідка в технічному світі, і його будова відомо давно. Проте, в перших ДВС ресурс був украй невеликий. Історія створення подібних агрегатів бере початок понад два століття тому, коли ера парових машин досягла свого розквіту, але допитливі вчених намагалися винайти більш досконалі, економічні та надійні конструкції, що працюють на альтернативному паливі.
Історія створення першого прообразу двигуна датується французом Філіпом Лебоном, який незадовго до цього моменту винайшов так званий світильний газ і намагався знайти йому практичне застосування.
Таким чином, було встановлено, що при горінні газ розширюється в кілька разів, виділяючи при цьому чималу кількість енергії і збільшуючи свою температуру, і у такого ДВС ресурс став трохи вище. Крім того, такий газ горів вкрай повільно, що дозволило зробити висновок про економічність його витрати.
З чого складався подібний двигун авто, і в чому особливості його будови? В його основі лежали два компресори, що мають високу робочу температуру. Перший з них подавав в камеру згоряння повітря, а другий - газ. В результаті змішування виходила якась суміш, яка була здатна горіти і рухати поршень вгору або вниз.
Історія створення першого прообразу складових шатунного механізму, що перетворює поступальний рух в обертальний, містить в собі ім'я Жана Етьєна Ленуара, який справив власне дослідження і з'ясував, з чого повинен складатися двигун, який має достатню надійність, довговічність і досконалість конструкції.
Також історія створення ідеї сучасного типу розпалювання суміші належить імені Ленуара. Так, він вперше припустив, що запалювати суміш за допомогою відкритого вогню нерозумно. Також Ленуар з'ясував, що поршень швидко розігрівається, розширюється і застряє в циліндрі, з чого можна було зробити висновок, що деталі потребують постійного охолодження. Так була реалізована система рідинного охолодження, хоч і далека від техніки, що випускається на сьогоднішній день і має надмірно велику вагу і низьку ефективність щодо зменшення температури.
Крім того, для запобігання посиленого тертя і зменшення робочої температури, вченими була винайдена система мастила, яка дозволяла поршня нагріватися менше, і, таким чином, працювати тривалий час, не виводячи з ладу складові ДВС.
Подальша історія створення такого агрегату, як ДВС, пов'язана з прізвищем Отто. Він зазначив, що найважливіше при проектуванні ДВС - ресурс і його довговічність, і зробив спробу його доопрацювання. На перший погляд, такий мотор здавався менш досконалим, ніж модель Ленуара, однак на ділі виявилося, що нова модель має меншу вагу і кращими характеристиками.
Варто відзначити, що тут вперше було застосовано якусь подобу шатунного механізму. Так, поршень був жорстко прив'язаний до рейки, яка з'єднувала його з валом. Вал обертався і приводив в дію набір шестерень.
Після цього робилися неодноразові спроби перейти до більш досконалого джерела палива, який мав би меншу питому вагу, і зменшити робочу температуру конструкції. У 1872 році якийсь Брайтон вирішив перейти на двигуни внутрішнього згоряння з гасом, щоб перевірити свою теорію.
Експеримент не виявився успішним, з чого був зроблений висновок про те, що паливо, яке заливається в двигуни внутрішнього згоряння, необхідно шукати далі. Так виявилося, що бензин, що володіє меншою питомою вагою, що є безсумнівним його перевагою, і є найкращий джерело енергії.
Головна характеристика ДВС - ресурс всіх його елементів. У зв'язку з цим, загальну доопрацювання існуючої конструкції справили Даймлер і Майбах в 1880 році, з чого можна зробити висновок, що така модель є найбільш наближеною до тієї, що застосовується на сучасних двигунах внутрішнього згоряння. Так, з'явився карбюратор жиклерною типу, який має меншу вагу, ніж генератор, і, завдяки невеликим розмірам, має більш вдале розташування.
карбюратор
Карбюратор, за своєю суттю, - це аналог газогенератора, який володіє більш досконалої загальною конструкцією, меншою вагою і робочою температурою всіх частин.
Розшифровка його маркування допоможе з'ясувати особливості його конструкції. Завдання карбюратора - змішання палива і повітря таким чином, щоб забезпечувати найбільш ефективне згорання, в залежності від режиму роботи, з чого можна зробити висновок, що система має досить складний пристрій.
З яких деталей і частин складається сучасний карбюратор мотора, і про що може сказати загальна розшифровка його назви? Головний елемент - це шланг або патрубок, який пов'язує з основним бензонасоса для безперебійної подачі бензину. Паливний насос приводиться в дію самим двигуном, який живиться за рахунок карбюратора.
Поступаючи, паливо приходить в основний жиклер, або розпилювач, який складаються з декількох циліндрів, вкладених один в одного. Завдання такого розпилювача - рівномірно розподілити паливо в первинної та вторинної камерах, щоб забезпечити більш якісне змішення з повітрям. До слова, повітря надходить в камеру не безпосередньо, а через фільтр, який допомагає відсіяти будь-які сторонні домішки, які виводять з ладу паливопровід і його частини.
Якістю суміші управляє основна заслінка, і розшифровка номера карбюратора допоможе з'ясувати її тип. Вона має розташування в центральній частині корпусу і має меншу робочою температурою, ніж паливо. Так, змінюючи пропорції бензину і повітря, можна регулювати обороти мотора і інтенсивність обертання валу, а також температуру ДВС. За таким же принципом влаштована і педаль акселератора, яка контролює кількість надходить в мотор суміші.
Поршнева група
Найважливішу роль відіграють механічні складові і частини мотора. Одним з механізмів, які обумовлюють пристрій двигуна, є поршень в зборі з крівошатунним механізмом. З якого металу виготовляється дана частина мотора? Очевидно, що робоча температура в циліндрі досягає кілька сотень градусів за Цельсієм, і необхідно не тільки витримувати подібні перевантаження, але і протистояти процесам розширення.
Виявляється, що боротися з подібними явищами здатний сплав з чавуну і сталі. Такий матеріал володіє відносно невеликою вагою і при цьому може витримувати значні навантаження, не розширюючись і не руйнуючи порожнину циліндра.
Основна частина поршня двигуна працює в парі з шатуном, який за допомогою шарніра закріплюється до колінчастого валу .
Колінвал призначений для того, щоб передавати енергію рухається поршня карданного валу і колесам, що сприяє найбільшому ККД при невеликих втратах енергії.
Крім основного колінчастого вала, в двигуні є така його частина, як система клапанів. Їх завдання - виробляти впуск свіжої паливної суміші або випуск відпрацьованої, для наповнення циліндра новою порцією палива. Клапана, з'єднані між собою коромислом, жорстко пов'язані між собою. Це дозволяє тримати один клапан закритим при одночасному відкритті другого. Така система сприяє більш ефективному обміну суміші і продуктів горіння, що призводить до більшої надійності і довговічності двигуна.
Кожен клапан, яким обладнуються двигуни внутрішнього згоряння, володіє такою частиною, як штовхач. Штовхач вдає із себе подобу маленької залізної ковадла, яка дозволяє впливати на коромисло і приводити кожну з пар клапанів в рух.
На даному етапі виникає питання: що може змусити рухатися клапан, встановлений в автомобільний двигун? Такий деталлю є основною розподільний вал мотора, завдання якого - одночасно маніпулювати всіма клапанами і по системі приводити їх в рух. Вал має безліч кулачків, які повернені один відносно одного на деякий кут. При русі частини поршня, распредвал провертається, натискає кулачком на один з штовхачів, і потім відбувається вприскування або випуск суміші.
Розпал палива, що надходить у двигун автомобіля, проводиться за допомогою свічок запалювання, які серійно встановлюються на двигун внутрішнього згоряння і володіють малою вагою. Вони, в свою чергу, живляться від основного генератора і, проходячи через котушку запалювання, струм посилюється, стабілізується і здатний зробити розпал значної кількості бензину.
Підбиваючи підсумки
Двигун внутрішнього згоряння - це складний пристрій, що має велику кількість деталей і складових. Проте, в його принципі роботи розібратися нескладно навіть початківцю майстру, і зрозуміти, що таке ДВС і за рахунок чого він працює, може кожен. Знаючи базові закони фізики, можна зрозуміти сенс і призначення кожної деталі і пристрій двигуна внутрішнього згоряння, а також процеси, які відбуваються при його роботі.
З чого складався подібний двигун авто, і в чому особливості його будови?З яких деталей і частин складається сучасний карбюратор мотора, і про що може сказати загальна розшифровка його назви?
З якого металу виготовляється дана частина мотора?
На даному етапі виникає питання: що може змусити рухатися клапан, встановлений в автомобільний двигун?