Пристрій І Принцип Роботи Двигателя Внутрішнього Згоряння

1. Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння
2. Перший такт - такт впуску
3. Другий такт - такт стиснення
4. Третій такт - робочий хід
5. Четвертий такт - такт випуску
6. Пристрій і принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння
7. Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння
8. Кривошипно-шатунний механізм

Наша сеть партнеров Banwar

» сучасний Автотранспорт

будову та принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння

Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння

Сучасний автомобіль, найчастіше, приводиться в рух двигуном внутрішнього згоряння. Таких двигунів існує величезна безліч. Розрізняються вони обсягом, кількістю циліндрів, потужністю, швидкістю обертання, використовуваним паливом (дизельні, бензинові та газові ДВС). Але, принципово, пристрій двигуна внутрішнього згоряння, схоже.

Як працює двигун і чому називається чотиритактним двигуном внутрішнього згоряння? Про внутрішнє згоряння зрозуміло. Усередині двигуна згоряє паливо. А чому 4 такту двигуна, що це таке? Дійсно, бувають і двотактні двигуни. Але на автомобілях вони використовуються вкрай рідко.

Чотиритактним двигун називається через те, що його роботу можна розділити на чотири, рівні за часом, частини. Поршень чотири рази пройде по циліндру - два рази вгору і два рази вниз. Такт починається при знаходженні поршня в крайній нижній або верхній точці. У автомобілістів-механіків це називається верхня мертва точка (ВМТ) і нижня мертва точка (НМТ).

Перший такт - такт впуску

Перший такт, він же впускний, починається з ВМТ (верхньої мертвої точки). Рухаючись вниз, поршень всмоктує в циліндр топливовоздушную суміш. Робота цього такту відбувається при відкритому клапані впуску. До речі, існує багато двигунів з декількома впускними клапанами. Їх кількість, розмір, час знаходження у відкритому стані може істотно вплинути на потужність двигуна. Є двигуни, в яких, в залежності від натискання на педаль газу, відбувається примусове збільшення часу перебування впускних клапанів у відкритому стані. Це зроблено для збільшення кількості всмоктуваного палива, яке, після загоряння, збільшує потужність двигуна. Автомобіль, в цьому випадку, може набагато швидше прискоритися.

Другий такт - такт стиснення

Наступний такт роботи двигуна - такт стиснення. Після того як поршень досяг нижньої точки, він починає підніматися вгору, тим самим, стискаючи суміш, яка потрапила в циліндр в такт впуску. Паливна суміш стискається до обсягів камери згоряння. Що це за така камера? Вільний простір між верхньою частиною поршня і верхньою частиною циліндра при знаходженні поршня у верхній мертвій точці називається камерою згоряння. Клапани, в цей такт роботи двигуна закриті повністю. Чим щільніше вони закриті, тим стиснення відбувається якісніше. Велике значення має, в даному випадку, стан поршня, циліндра, поршневих кілець. Якщо є великі зазори, то хорошого стиснення не вийде, а відповідно, потужність такого двигуна буде набагато нижче. Компресію можна перевірити спеціальним приладом. За величиною компресії можна зробити висновок про ступінь зносу двигуна.

Третій такт - робочий хід

Третій такт - робочий. починається з ВМТ. Робочим він називається не випадково. Адже саме в цьому такті відбувається дія, що змушує автомобіль рухатися. У цьому такті в роботу вступає система запалювання. Чому ця система так називається? Та тому, що вона відповідає за підпалювання паливної суміші, стиснутої в циліндрі, в камері згоряння. Працює це дуже просто - свічка системи дає іскру. Справедливості заради, варто зауважити, що іскра видається на свічці запалювання за кілька градусів до досягнення поршнем верхньої точки. Ці градуси, в сучасному двигуні, регулюються автоматично «мізками» автомобіля.

Після того як паливо загориться, відбувається вибух - воно різко збільшується в об'ємі, змушуючи поршень рухатися вниз. Клапани в цьому такті роботи двигуна, як і в попередньому, знаходяться в закритому стані.

Четвертий такт - такт випуску

Четвертий такт роботи двигуна, останній - випускний. Досягнувши нижньої точки, після робочого такту, в двигуні починає відкриватися випускний клапан. Таких клапанів, як і впускних, може бути кілька. Рухаючись вгору, поршень через цей клапан видаляє відпрацьовані гази з циліндра - вентилює його. Від чіткої роботи клапанів залежить ступінь стиснення в циліндрах, повне видалення відпрацьованих газів і необхідну кількість всмоктується паливно-повітряної суміші.

Пристрій і принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння

Двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) - найпоширеніший тип двигуна з усіх, які встановлюються в даний час на автомобілі. Незважаючи на те, що сучасний двигун внутрішнього згоряння складається з тисячі частин, принцип його роботи досить простий. Давайте докладніше розглянемо пристрій ДВС.

У кожному двигуні внутрішнього згоряння є циліндр і поршень. Саме всередині циліндра ДВС відбувається перетворення теплової енергії, що виділяється при спалюванні палива, в енергію механічну, здатну змусити наш автомобіль рухатися. Цей процес повторюється з частотою кілька сотень разів на хвилину, що забезпечує безперервне обертання виходить з двигуна колінчастого вала.

Зазвичай в автомобілях встановлюють чотиритактні ДВС. Щоб краще зрозуміти принцип пристрою бензинового двигуна внутрішнього згоряння, пропонуємо вам поглянути на малюнок нижче:

Пристрій двигуна внутрішнього згоряння

Паливно-повітряна суміш, потрапляючи через впускний клапан в камеру згоряння (такт перший - впуск), стискається (такт другий - стиснення) і запалюється від іскри свічки запалювання. При спалюванні палива, під впливом високої температури в циліндрі двигуна утворюється надлишковий тиск, що змушує поршень рухатися вниз до так званої нижньої мертвої точки (НМТ), здійснюючи при цьому такт третій - робочий хід. Переміщаючись під час робочого ходу вниз, за ​​допомогою шатуна, поршень приводить в обертання колінчастий вал. Потім, переходячи від НМТ до верхньої мертвої точки (ВМТ) поршень виштовхує відпрацьовані гази через випускний клапан в вихлопну систему автомобіля - це четвертий такт (випуск) роботи двигуна внутрішнього згоряння.

Давайте ще раз закріпимо визначення, а потім подивимося це відео:

Такт - це процес, що відбувається в циліндрі двигуна за один хід поршня. Сукупність тактів, що повторюються в суворій послідовності і з певною періодичністю, зазвичай називають робочим циклом. в даному випадку, двигуна внутрішнього згоряння.

1. Такт перший - впуск. Поршень переміщається від ВМТ до НМТ, при цьому виникає розрядження і порожнину циліндра ДВС заповнюється горючою сумішшю через відкритий впускний клапан. Суміш, потрапляючи в камеру згоряння, змішується із залишками відпрацьованих газів. В кінці впуску тиск в циліндрі становить 0,07-0,095 МПа, а температура 80-120 ºС.
2. Такт другий - ущільнення. Поршень рухається до ВМТ, обидва клапани закриті, робоча суміш в циліндрі стискається, а стиснення супроводжується підвищенням тиску (1,2-1,7 МПа) і температури (300-400 ° С).
3. Такт третій - РОЗШИРЕННЯ. При запаленні робочої суміші в циліндрі ДВС виділяється значна кількість теплоти, різко збільшується температура (до 2500 градусів за Цельсієм). Під тиском поршень переміщається до НМТ. Тиск одно 4-6 МПа.
4. Такт четвертий - ВИПУСК. Поршень прагне до ВМТ через відкритий випускний клапан, відпрацьовані гази виштовхуються в випускний трубопровід, а потім в навколишнє середовище. Тиск в кінці циклу: 0,1-0,12 МПа, температура 600-900 ° С.

І так, ви змогли переконатися, що двигун внутрішнього згоряння влаштований не дуже складно. Як то кажуть, все геніальне - просто. А для більшої наочності рекомендуємо подивитися відео, на якому дуже добре показаний принцип роботи ДВС.

Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння

Бензиновий двигун

Серед поршневих двигунів внутрішнього згоряння в даний час найбільш поширений бензиновий двигун. У бензиновому двигуні займання паливно-повітряної суміші відбувається примусово за рахунок електричної іскри.

Основними напрямками вдосконалення бензинових двигунів є зниження витрати палива, токсичності відпрацьованих газів, підвищення потужності двигуна.

Для реалізації цих вимог на сучасних бензинових двигунах застосовуються ряд систем: безпосереднього вприскування, впускная і випускна системи, турбонаддув, зміни фаз газорозподілу, електронного запалювання, рециркуляції відпрацьованих газів, управління двигуном.

Система безпосереднього впорскування забезпечує впорскування палива безпосередньо в камеру згоряння. Залежно від режиму роботи двигуна регулюється кількість палива, що впорскується, момент уприскування і утворюються різні види паливно-повітряної суміші (пошарова, гомогенна, стехіометрична гомогенна).

Сучасна впускная система характеризується дросельною заслінкою з електричним приводом і впускними заслінками на кожен циліндр. Впускні заслінки поділяють потік повітря на два канали - вільний і перекривається заслінкою. Закриті впускні заслінки забезпечують пошарове сумішоутворення за рахунок вихрового руху повітря в камері згоряння.

Наддувши є досить ефективною системою підвищення потужності бензинового двигуна, що грунтується на стисненні всмоктуваного повітря за допомогою енергії відпрацьованих газів. Разом з тим, застосування турбонаддува на бензинових двигунах обмежена можливістю настання детонації.

Система зміни фаз газорозподілу забезпечує ефективну роботу газорозподільного механізму в різних режимах роботи двигуна (холостий хід, низькі обороти, високі обороти). У різних конструкціях систем ефект досягається за рахунок зміни моменту відкриття (закриття) клапанів, тривалості їх відкриття, а також висоти підйому.

Найбільш досконалою системою займання паливно-повітряної суміші бензинового двигуна є електронна система запалювання. в якій створення і розподіл струму високої напруги по циліндрах двигуна здійснюється за допомогою електронних компонентів - датчиків і блоку управління.

Випускна система крім випуску відпрацьованих газів в значній мірі знижує і їх токсичність. Цю функцію в системі виконує каталітичний нейтралізатор. що працює під управлінням кисневого датчика - лямбда-зонда.

Зниженню токсичності відпрацьованих газів сприяє система рециркуляції відпрацьованих газів. Система зменшує вміст у відпрацьованих газах оксиду азоту шляхом повернення їх частини у впускний колектор.

Система управління двигуном об'єднує роботу всіх перерахованих систем, забезпечуючи їх оптимальне функціонування на всіх режимах роботи двигуна.

Шумоізоляція авто своїми руками

Підвищений витрата палива. Як заощадити?

Як утеплити капот автомобіля?

Побудова музики в авто для початківців

Як захистити машину від угону?

Кривошипно-шатунний механізм

Відповідно до призначення кривошипно-шатунний механізм (скорочена назва - КШМ) сприймає тиск газів, що виникають при згорянні паливно-повітряної суміші в циліндрах двигуна, і перетворює його в механічну роботу по обертанню колінчастого вала.

Кривошипно-шатунний механізм складається з поршнів з шатунами, з'єднаних з колінчастим валом. Поршні переміщаються в гільзах (втулках) циліндрів.

Поршень сприймає тиск розширюються при високій температурі газів і передає його на шатун. Поршень виготовляється з алюмінієвих сплавів. Зворотно-поступальний рух поршня здійснюється в гільзі циліндра.

Поршень складається з єдиних головки і спідниці. Головка поршня може мати різну форму (плоску, опуклу, увігнуту і ін.), В ній також може бути виконана камера згоряння (дизельні двигуни). У голівці нарізані канавки для розміщення поршневих кілець. На сучасних двигунах використовується два типи кілець: маслознімні і компресійні. Компресійні кільця перешкоджають прориву газів в картер двигуна. Маслос'емниє кільця видаляють надлишки масла на стінках циліндра. У спідниці виконані дві бобишки для розміщення поршневого пальця, який з'єднує поршень з шатуном.

Шатун передає зусилля від поршня до колінчастого валу, для цього він має шарнірне з'єднання і з поршнем і з колінчастим валом. Шатуни виготовляються, як правило, зі сталі шляхом штампування або кування. Шатуни двигунів спортивних автомобілів відлиті з сплаву титану.

Конструктивно шатун складається з верхньої головки, стержня і нижньої головки. У верхній голівці розміщується поршневий палець. Передбачається обертання поршневого пальця в головцішатуна і бобишках поршня. Такий палець має назву «плаваючий». Стрижень шатуна має двотавровий розтин. Нижня головка виконана розбірний, що дозволяє забезпечити з'єднання з шийкою колінчастого вала. Сучасною технологією є контрольоване розколювання цільної нижньої головки шатуна. Завдяки унікальній поверхні зламу забезпечується висока точність з'єднання частин нижньої головки.

Колінчастий вал сприймає зусилля від шатуна і перетворює їх в крутний момент. Колінчасті вали виготовляються з високоміцного чавуну і сталі. Колінчастий вал складається з корінних і шатунних шийок, з'єднаних щоками. Щоки виконують функцію урівноваження всього механізму. Корінні і шатунні шийки обертаються в підшипниках ковзання, виконаних у вигляді рознімних тонкостінних вкладишів. Усередині шийок і щік колінчастого вала просвердлені отвори для проходу масла, яке до кожної їх шийок подається під тиском.

На кінці колінчастого вала встановлюється маховик. В даний час застосовуються т.зв. двомасових маховики. що представляють собою пружно з'єднаних два диска. Через зубчастий вінець маховика проводиться запуск двигуна стартером.

Для запобігання крутильних коливань (чергується закручування і розкручування колінчастого вала) на іншому кінці колінчастого вала може встановлюватися гаситель крутильних коливань. Гаситель коливань складається з двох металевих кілець, з'єднаних через пружну середу (еластомер, в'язке масло). На зовнішньому кільці гасителя крутильних коливань виконаний пасової шків (зірочка ланцюга).

У сукупності поршень, шатун і гільза циліндрів утворюють циліндро-поршневу групу або просто циліндр. Сучасний двигун може мати від одного до 16 (Bugatti Veyron) і більш циліндрів.

Розрізняють такі компонувальні схеми розташування циліндрів в двигуні:

• рядна (осі циліндрів розташовані в одній площині)
• V-образна (осі циліндрів розташовані в двох площинах)
• оппозитная (осі циліндрів розташовані в двох площинах під кутом 180)
• VR (осі циліндрів розташовані в двох площинах під малим кутом)
• W-подібна (дві VR схеми, розташованих V-образно зі зміщенням на одному колінчастому валу).

Основні параметри визначає рівень балансування двигуна. Найкращу балансування має двигун з оппозитним розташуванням циліндрів. Досить збалансований рядний чотирициліндровий двигун. V-подібний двигун має найкращу балансування при значенні кута між циліндрами 60 і 120.

Для зменшення вібрації в рядних двигунах застосовуються балансирні вали. розташовані під колінчастим валом в масляному піддоні.

Джерела: http://autoustroistvo.ru/dvigatel-dvs/rabota-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya-takti-dvigatelya/, http://unit-car.com/ustroystvo/24-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya.html, http : //systemsauto.ru/engine/gasoline_engine.html, http://amastercar.ru/articles/engine_ustroistvo.shtml, http://systemsauto.ru/engine/crank_mechanism.html

Коментарів поки немає!