Главная Системы автомобиля Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Добавил(а) Autolub   
13.08.12 10:25

Двигатель внутреннего сгорания – это по сути тепловая машина, в которой топливо, сгорая в рабочей зоне, преобразует энергию химических составов в механическую работу. Конструкция такого двигателя является достаточно несовершенной. Он шумный, громоздкий, токсичный, сложный в изготовлении, с небольшим ресурсом. Однако, благодаря своей автономности и относительной дешевизне, ДВС получили достаточно широкое применение в автомобилестроении.

Существует три вида ДВС: поршневой, газотурбинный и роторно-поршневой. Последние два вида имеют ограниченное применение ввиду своих недостатков. К примеру, роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет треугольный ротор, который одновременно выполняет функции коленвала, газораспределителя и поршня. Но, пока не удалось сделать долговечных уплотнений между камерой и ротором, а также такой двигатель внутреннего сгорания требует очень сложной смазочной системы. Но такие двигатели некоторое время изготавливались и устанавливались на ограниченные партии авто в Германии (NSU), России (ВАЗ) и Японии (Mazda). Отметим, что Mazda и сегодня выпускает модель RX8, оснащенную роторно-поршневым двигателем.

Но наиболее распространенным типом ДВС является поршневой. К его «плюсам» можно отнести относительную компактность и небольшой вес, сочетание с различными типами потребителей энергии, автономность, небольшую стоимость, универсальность по видам топлива, быстрый запуск. Но есть у такого двигателя внутреннего сгорания и «минусы»: токсичность выхлопа, высокая шумность работы, небольшой моторесурс, высокие обороты коленвала, небольшой КПД.

Отметим основные виды поршневых двигателей зависимо от типа топлива: бензиновые и дизельные силовые агрегаты. Как альтернативные источники применяются метанол либо этанол, природный газ и водород. Последний нивелирует недостаток поршневых ДВС в виде токсичности. Однако его использование пока ограничено ввиду многих конструкторских проблем.

Состоит поршневой двигатель внутреннего сгорания из следующих составляющих элементов: корпус, топливная система, механизм газораспределения, впускная система, система смазки, охладительная система, кривошипно-шатунный механизм, система зажигания (характерна лишь для бензиновых ДВС), система выпуска, система управления.

Корпус содержит блок цилиндров, головку блока. Газораспределительный механизм соответственно определенному порядку подает рабочую смесь или воздух, а также выпускает выхлопные газы из цилиндров. Кривошипно-шатунный механизм производит преобразование возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращение коленвала двигателя.

Впускная система подает в двигатель воздух, а топливная система – топливо. В тандеме два этих механизма обеспечивают образование топливо-воздушной смеси, называемой еще рабочей. В современных ДВС основой топливной системы является механизм впрыска. Ранее в бензиновых агрегатах применялись карбюраторы, в которых готовилась рабочая смесь.

Смазочная система служит для снижения трущихся сил между сопряженными элементами двигателя внутреннего сгорания. В рабочем процессе большинство основных элементов двигателя нагреваются. Поэтому для их охлаждения создана специальная система охлаждения. В бензиновых агрегатах смесь воспламеняется принудительно. Для этого служит механизм зажигания. В дизельных же агрегатах происходит самовоспламенение рабочей смеси.

Выпускная система отводит выхлопные газы от цилиндров, уменьшает степень их токсичности, а также шумность работы агрегата. Система управления двигателя внутреннего сгорания является достаточно молодой системой, появившейся лишь пару десятилетий. Ранее агрегаты обходились без нее. Благодаря ей, все процессы и системы двигателя внутреннего сгорания управляются электроникой.

При работе ДВС рабочая смесь, сгорая, образует газы, которые при тепловом расширении двигают поршень в цилиндре агрегата. Двигатель внутреннего сгорания характеризуется цикличностью своей работы. Каждый цикл происходит за 2 оборота коленвала. В данном контексте существует два подтипа двигателей: двухтактные и четырехтактные. Первые примечательны тем, что у них рабочий цикл содержит два такта, а у вторых – четыре. В автомобилестроении широкое распространение получил второй тип ДВС. Его такты: впускной, сжатие, рабочий ход, выпускной такт.

На этапе впуска топливная и впускная системы осуществляют приготовление рабочей смеси. Она может образовываться во впускном коллекторе агрегата или в самой камере сгорания. К первым относятся бензиновые агрегаты с распределенным и центральным впрыском, а ко вторым – с непосредственным впрыском, а также дизельные моторы. Впускные клапаны ГРМ открываются и под влиянием разрежения, создаваемого уходом поршня вниз, происходит поступление рабочей смеси или воздуха в камеру сгорания.

Такт сжатия предполагает закрытие впускных клапанов и сжатие смеси в цилиндрах. Во время такта рабочего хода осуществляется воспламенение или самовоспламенение рабочей смеси. В процессе горения топлива образуется большой объем газов, давящих на поршень и двигающих его вниз. Его движение преобразуется при участии кривошипно-шатунного механизма во вращение коленвала. На выпускном такте происходит открытие выпускных клапанов ГРМ, что провоцирует уход выхлопных газов к системе выпуска. Последняя охлаждает их, очищает и выводит в атмосферу. Также данная система уменьшает шум.

Как видим, поршень двигается вниз при тактах впуск и рабочий ход, вверх – сжатие и выпуск. В каждом цилиндре ДВС в конкретный момент осуществляется разный такт рабочего цикла. Благодаря этому достигается равномерность и сбалансированность работы мотора. Но это делает невысоким его КПД (около 40%), так как лишь один цилиндр совершает полезную работу. Двухтактные двигатели внутреннего сгорания имеют рабочий цикл, состоящий лишь из сжатия и рабочего хода.

Поделитесь информацией с друзьями:

Комментарии
Добавить новый Поиск
Оставить комментарий
Имя:
Email:
 
Тема:
 
:D:):(:0:shock::confused:8):lol::x:P:oops::cry:
:evil::twisted::roll::wink::!::?::idea::arrow:
 
Пожалуйста, введите проверочный код, который Вы видите на картинке.

Похожие статьи:

 

Поиск по сайту

Люблю почитать