Двигатель внутреннего сгорания работает на: #читайдома: 8 нестыдных вопросов про то, как работает двигатель внутреннего сгорания

Содержание

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Один из самых распространенных двигателей — двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Его устанавливают на автомобили, корабли, тракторы, моторные лодки и т. д., во всем мире насчитываются сотни миллионов таких двигателей. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания — бензиновые и дизели.

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания работают на жидком горючем (бензине, керосине и т. п.) или на горючем газе (сохраняемом в сжатом виде в стальных баллонах или добываемом сухой перегонкой из дерева). Проектируют двигатели, где горючим будет водород.

Основная часть ДВС — один или несколько цилиндров, внутри которых происходит сжигание топлива. Отсюда и название двигателя.

Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутки между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передает движения поршня коленчатому валу.

Верхняя часть цилиндра сообщается с двумя каналами, закрытыми клапанами. Через один из каналов — впускной подается горючая смесь, через другой — выпускной удаляются продукты сгорания. В верхней части цилиндра помещается свеча — приспособление для зажигания горючей смеси посредством электрической искры.

Наибольшее распространение в технике получил четырехтактный двигатель. Рассмотрим его работу. 1-й такт — впуск (всасывание). Открывается впускной клапан. Поршень, двигаясь вниз, засасывает в цилиндр горючую смесь. 2-й такт — сжатие. Впускной клапан закрывается. Поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь, при сжатии она нагревается. 3-й такт — рабочий ход. Поршень достигает верхнего положения. Смесь поджигается электрической искрой свечи. Сила давления газов — раскаленных продуктов горения — толкает поршень вниз. Движение поршня передается коленчатому валу, вал поворачивается, и тем самым производится полезная работа Производя работу и расширяясь, продукты сгорания охлаждаются, давление в цилиндре падает почти до атмосферного. 4-й такт — выпуск (выхлоп). Открывается выпускной клапан, отработанные продукты сгорания выбрасываются через глушитель в атмосферу.

Из 4 тактов двигателя только один, третий, — рабочий. Поэтому двигатель снабжают маховиком, инерционным двигателем, запасающим энергию, за счет которой коленчатый вал (см. Валы и оси машин) вращается в течение остальных тактов. Отметим, что одноцилиндровые двигатели устанавливают главным образом на мотоциклах. На автомобилях, тракторах для более равномерной работы ставят 4, 6, 8 и более цилиндров на общем валу. Двигатели с цилиндрами, установленными в виде звезды вокруг одного вала, получили название звездообразных. Мощность звездообразных двигателей достигает 4 МВт. Используют их главным образом в авиации.

Дизель — другой тип двигателя внутреннего сгорания. Воспламенение в его цилиндрах происходит при впрыскивании топлива в воздух, предварительно сжатый поршнем и, следовательно, нагретый до высокой температуры. Этим он отличается от бензинового двигателя внутреннего сгорания, в котором используется особое устройство для воспламенения топлива.

Первый дизельный двигатель был построен в 1897 г. немецким инженером Р. Дизелем и получил название от его имени.

Конструктивно дизель мало чем отличается от бензинового двигателя внутреннего сгорания. У него есть цилиндр, поршень, клапаны. И принцип действия дизеля тот же. Но есть и отличия: в головке цилиндра находится топливный клапан — форсунка. Назначение ее — в определенные фазы вращения коленчатого вала впрыскивать топливо в цилиндр. Клапаны, топливный насос, питающий форсунку, получают движение от распределительного вала, который, в свою очередь, приводится в движение от коленчатого вала двигателя.

Пусть начальным положением поршня будет верхняя мертвая точка. При движении поршня вниз (1111-й такт) открывается впускной клапан, через который засасывается воздух. Впускной клапан при обратном ходе поршня закрывается и в продолжение всего 2-го такта остается закрытым.

В цилиндре дизеля происходит сжатие воздуха (в бензиновом двигателе внутреннего сгорания на этой фазе сжимается горючая смесь). Степень сжатия в дизелях в 2—2,5 раза больше, вследствие чего температура воздуха в конце сжатия поднимается до температуры, достаточной для воспламенения топлива. В момент подхода поршня в верхнюю мертвую точку начинается подача топлива в цилиндр из форсунки. Попадая в горячий воздух, мелкораспыленное топливо самовозгорается. Сгорание топлива (в 3-м такте) происходит не сразу, как в бензиновых двигателях внутреннего сгорания, а постепенно, в продолжение некоторой части хода поршня вниз, объем пространства в цилиндре, где топливо сгорает, увеличивается. Поэтому давление газов во время работы форсунки остается постоянным.

Когда поршень возвращается в нижнюю мертвую точку, открывается выпускной клапан, и давление газов сразу падает, после чего заканчивается 4-й такт, поршень возвращается в верхнюю мертвую точку. Далее цикл повторяется.

Дизель относится к наиболее экономичным тепловым двигателям (КПД достигает 44%), он работает на дешевых видах топлива. Сконструированы и построены двигатели мощностью до 30 ООО кВт. Дизели используются главным образом на судах, тепловозах, тракторах, грузовиках, передвижных электростанциях.

Предыдущее: ДВИГАТЕЛИ МОДЕЛЬНЫЕ
Следующее: ДВОЕБОРЬЕ ЛЫЖНОЕ

Двигатель внутреннего сгорания как это работает

В настоящее время ДВС — самый энергоэффективный вид моторов. Двигатель внутреннего сгорания назван так потому, что воспламенение топлива происходит внутри его рабочей камеры.

Принцип работы ДВС основан на том, что энергия, которая выделяется в результате взрыва топливной смеси в цилиндрах, преобразуется в механическую работу, и через коленвал и маховик передается на привод автомобиля.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Что такое ДВС в машине разобраться несложно: базовый принцип работы установки проходят еще в школе на уроках физики.

Упрощенная схема двигателя внутреннего сгорания.

Общая черта всех ДВС — воспламенение топливной смеси внутри камеры сгорания, за счет которого получается импульс для дальнейшего движения и передачи энергии на вращательное движение коленчатого вала, а от него на колеса машины. В зависимости от конструкции силового агрегата, и вида используемого топлива, все моторы можно разделить на:

поршневые;
роторно-поршневые;
газотурбинные.

Из чего состоит двигатель:

Кривошипно-шатунный механизм, который передает импульс.

Газораспределительный узел, отвечающий за подачу горючего и вывод отработанных газов.

Детали привода клапанов газораспределительного узла.

В настоящее время в автомобилестроении используются поршневые системы: они надежны, имеют высокий КПД, а их производство и обслуживание обходится дешевле.

Поршневые моторы

Многие автолюбители на вопрос, что такое ДВС в автомобиле, опишут именно поршневые установки, которые являются самой распространенной группой силовых агрегатов. В этих системах движение поршня, который находится внутри цилиндра, передает энергию на коленвал и маховик через кривошипно-шатунный механизм.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания.

Чаще всего используется четное количество камер сгорания, позволяющее уравновесить работу мотора. Но можно встретить модели и с одним или тремя цилиндрами.

Трехцилиндровый ДВС Ford Ecoboost.

По расположению цилиндров все поршневые моторы делятся на:

Рядные — все цилиндры расположены на одном коленвале и выстроены в ряд параллельно друг другу.
V-образные — также размешены на одном коленчатом вале, но расположены под углом (обычно от 45 до 90о).
VR-образные — аналогичны предыдущему типу, но имеют меньший угол развала (10–20о).
Оппозитные — два ряда цилиндров находятся на одном коленвале под углом 180о друг к другу.
W-образные — на коленчатом вале расположены 3 или 4 ряда цилиндров.
Встречные — каждый цилиндр имеет два поршня, которые движутся во встречном направлении.
U-образные — два коленвала с параллельными рядами цилиндров объединены в один блок.
Радиальные — цилиндро-поршневая группа установлена звездообразно вокруг коленвала.

Основная область применения ДВС с радиальной конструкцией — авиация.

Роторно-поршневые системы

Роторно-поршневые силовые агрегаты основаны на аналогичном принципе, но имеют овальную камеру сгорания. Внутри нее вращается трехгранный ротор, который выполняет функции как поршня, так и ГРМ. В настоящее время такие системы практически не используются в автомобилестроении по причине более сложного производства и обслуживания.

Принцип работы роторного ДВС.

Роторно-поршневой мотор также называется двигателем Ванкеля.

Газотурбинные ДВС

Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания превращают импульс от детонации топлива в полезную работу за счет вращения рабочими газами ротора специальной формы клиновидными лопатками, двигающего вал турбины.

Газотурбинный движок Siemens.

Виды топлива

Агрегаты внутреннего сгорания могут использовать разные типы горючего:

Моторы, работающие на бензине, совершают работу за счет воспламенения воздушной смеси от электрического разряда свечи зажигания.
Дизельные двигатели отличаются тем, что не имеют системы зажигания. Дизельное топливо под давлением передается через форсунки непосредственно в движок и воспламеняется за счет того, что внутри рабочей камеры уже находится кислород, нагретый до температуры большей, чем требуется для воспламенения горючего.

Газовые установки экономичнее за счет более дешевого топлива, но требуют качественной системы охлаждения и особого масла из-за сильного нагрева.
Гибридные — сочетание дизельного и электрического движков.
Водородные системы применяются редко — до недавнего времени не существовало способа создать безопасную силовую установку. Первой машиной с водородным двигателем нового поколения стала Toyota Mirai.

Устройство силовой установки Toyota Mirai.

Чаще всего используются бензиновые и дизельные моторы. Первые способны развивать большую мощность и скорость, а вторые экономичнее, имеют более плавный ход и надежную конструкцию.

Как работает ДВС на бензине и дизтопливе.

Благодаря отсутствию электросистемы зажигания, дизельные авто менее уязвимы к попаданию жидкости, поэтому их часто ставят на внедорожники и военный транспорт.

Как работает ДВС

Общий принцип работы двигателя внутреннего сгорания несложен: за счет поджога и воспламенения топливной смеси система приходит в движение и передает импульс на привод. Установки делятся на:

Двухтактные (полный цикл — два движения поршня) — их чаще всего используют на небольшой и маломощной технике: скутерах, мопедах, моторных лодках, бензоинструментах.
Четырехтактные (соответственно, четыре движения на цикл) применяются в автомобилестроении.

Четырехтактный двигатель в разрезе.

Двухтактный двигатель

Конструкция двигателя, который проходит полный цикл за одно движения поршня, проще: процессы очистки и наполнения цилиндров происходят за два такта, а сама установка не оснащена отдельным масляным контуром.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания в разрезе.

Схема работы двигателя, работающего на два такта:

Поршень поднимается от нижней мертвой точки, по ходу движения закрывая в первую очередь продувочное отверстие, а после этого — выпускное. Затем под поршнем создается разряжение и сквозь впускное окно заходит топливо.
Когда деталь располагается в верхней мертвой точке, сжатая смесь воспламеняется от разряда свечи, поршень взрывом отбрасывается вниз, по пути открывая продувочное и выпускное отверстие. Далее по инерции он идет наверх и цикл возобновляется.

Анимация того, как устроен ДВС, работающий на два такта.

Четырехтактная установка

Как работает двигатель внутреннего сгорания, делающий полный цикл за четыре хода поршня:

Поршень идет вниз, синхронно с ним открывается впускной клапан и в камеру внутреннего сгорания втягивается топливная смесь.
Достигнув нижней мертвой точки, поршень по инерции поднимается, и топливо, которое находится внутри цилиндра сжимается. Впускной и выпускной клапан в этот момент закрыты.
Горючее воспламеняется (температура может достигать 2000оС, и даже больше) и поршень опускается под воздействием взрывной волны (клапана также остаются закрытыми).
Открывается выпускное отверстие и поршень, поднимаясь, выталкивает выхлопные газы, после чего цикл начинается снова.

Анимация работы четырехтактного ДВС в разрезе.

Третий такт называют рабочим, потому что только в нем поршень производит кинетическую энергию (остальные три такта он движется по инерции).

Вспомогательные системы

В устройство двигателя автомобиля входят дополнительные контуры, которые отвечают за подачу топлива, смазку и охлаждение агрегата, а также избавление от отработанных газов. От правильного функционирования этих узлов во многом зависит время работы мотора, поэтому разберем их подробнее.

Газораспределение

Газораспределительный механизм контролирует движение впускных и выпускных клапанов, узел состоит из:

распредвала;
самих клапанов;
привода клапанов;
привода ГРМ.

Зажигание

Зажигание необходимо только бензиновым силовым агрегатам — поскольку горючее внутри цилиндров в этих установках не может воспламеняться самостоятельно, требуется искра.

Детали ДВС, которые отвечают за работу системы зажигания.

Схема работы и строение системы зажигания ДВС:

От аккумулятора (а когда мотор работает– от генератора) напряжение подается на катушку зажигания.
Накопитель энергии (катушка) преобразует ее в ток, достаточный, для появления разряда.
Трамблер распределяет ток по бронепроводам к каждому цилиндру. (В новых машинах это происходит под контролем электронного блока управления).

Топливоподача

Хотя принцип воспламенения смеси на бензиновых и дизельных движках различен, остальная схема топливного контура у них одинакова:

Из бензобака горючее насосом подается в топливопровод.
Далее через различные фильтры топливо поступает в узел смешения — карбюратор или инжектор, где обогащается воздухом.
Состав поступает на свечи или форсунки, и оттуда уже идет в камеру цилиндра (на бензиновых ДВС топливо сначала подается во впускной коллектор).

В бензиновых моторах с инжекторными системами подача топлива происходит через форсунку, которая распыляет его в выпускной патрубок, где горючее смешивается с кислородом.

На дизельных автомобилях горючее и кислород подаются отдельно. Топливо под высоким давлением выпрыскивается из форсунок, а воздух заходит через газораспределительный механизм.

Инжекторные бензиновые моторы с непосредственным впрыском функционируют аналогично дизелю.

Смазка

Система смазки позволяет уменьшать силу трения, защищать металл от разрушения, отводить лишнее тепло, и убирать продукты горения. Узел состоит из:

маслопровода;
фильтра;
радиатора, охлаждающего масло;
поддона картера;
масляного насоса, подающего смазку из поддона снова в оборот.

Охлаждение

Элементы силового агрегата нагреваются до экстремально высоких температур, поэтому их необходимо охлаждать, чтобы предупредить разрушение или деформацию деталей.

На относительно простых устройствах (мотороллерах или мопедах) температура движка понижается за счет встречного потока воздуха, но для мощных автомобильных моторов этого недостаточно.

В них устроен отдельный контур, по которому идет охлаждающая жидкость:

Радиатор состоит из множества трубочек, проходя по которым, жидкость охлаждается за счет теплоотдачи.
Вентилятор гонит поток воздуха на радиатор, усиливая теплообмен.
Водяной насос обеспечивает циркуляцию и постоянное поступление охлажденной жидкости к наиболее горячим местам.
Термостат отвечает за переключение потока между внешним и внутренним кругом.

Жидкостная система охлаждения.

Сначала жидкость движется по внутреннему контуру. Термостат срабатывает, когда она нагреется до заданного порога (обычно это около 90о), после чего переключает поток на внешний круг (через радиатор).

Выпускная система

Выхлопная система позволяет выводить отработанные газы, которые выпустил мотор автомобиля из своих цилиндров, в окружающую среду. Общее устройство выпускного контура машин с ДВС:

Выпускной коллектор принимает отходы от каждого цилиндра, гасит их первичные колебания и направляет в приемную трубу (так называемые «штаны»).
Далее поток поступает в каталитический нейтрализатор, в котором происходит очищение газов.
Из катализатора выхлоп переходит в резонатор, где снижается скорость потока, и разделяются газы.
Предпоследняя ступень выпускной системы — глушитель, внутри которого расположены перегородки, меняющие направление выхлопа, за счет чего снижается скорость и шумность выброса.
Из глушителя отработка поступает в выхлопную трубу, а оттуда — в атмосферу.

Выпускная система ДВС автомобиля.

Двигатель внутреннего сгорания — урок. Физика, 8 класс

Двигатель внутреннего сгорания — распространённый вид теплового двигателя, который работает на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или горючем газе.

Двигатель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень ( 3), соединённый при помощи шатуна (4) с коленчатым валом (5).
Два клапана, впускной (1) и выпускной (2), при работе двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты.

клапан для подачи горючей смеси;
клапан для удаления отработанных газов;
цилиндр;
шатун;
коленчатый вал;
свеча для воспламенения горючих газов в цилиндре 3.

Рис. (1). Устройство двигателя

Ход поршня — расстояние между мёртвыми точками, крайними положениями поршня в цилиндре.

Такие двигатели называют четырёхтактными, т.к. рабочий цикл происходит за четыре хода или такта: впуск (а), сжатие (б), рабочий ход (в) и выпуск (г).

Рис. (2). Процесс работы двигателя

1 такт (впуск) — поршень «всасывает» горючую смесь.

2 такт (сжатие) — при сжатии температура смеси и давление повышаются.

3 такт (рабочий ход) — рабочая смесь воспламеняется от электрической искры свечи зажигания (поршень под действием этого давления начинает перемещаться к нижней мёртвой точке, создавая крутящий момент).

4 такт (выпуск) — выброс отработанных газов.

После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, всё повторяется.

Для того чтобы вращение вала было более равномерным, двигатель обычно делают многоцилиндровым: 2-, 3-, 4-, 6-, 8-цилиндровым и т.д.

Источники:

Рис. 1. Устройство двигателя. © ЯКласс.Рис. 2. Процесс работы двигателя. © ЯКласс.

http://usauto.ucoz.ru/news/bilet_6/2011-04-26-4

http://autooboz.info/wp-content/uploads/2007/09/dvigatel-vnutrennego-sgoraniya2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-2.jpg

http://dvigyn.com/wpcontent/images_18/princip_raboti_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_v_4_takta-3.jpg

Устройство двигателя внутреннего сгорания. Как работает ДВС?

Больше века на все транспортные средства устанавливаются двигатели. Все движущиеся средства оснащены ДВС. Подобный двигатель устроен так, чтобы переработать образующееся тепло в механическую энергию. Устройство двигателя за сотню лет претерпело много изменений, но основные процессы, происходящие внутри него, остались прежними.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Устройство двигателя внутреннего сгорания предполагает наличие внутри мотора, который включает устройство в виде перевернутого цилиндрического и картера. Картер – это основная корпусная деталь двигателя. Внутреннее пространство, которое образует картер, является самой большой полостью, где располагается коленчатый вал.

Работа этого цилиндрического устройства заключается в передвижении поршня путем перемещения разнообразных колец в заданной последовательности. Поршень играет роль важного элемента работы двигателя.

Он внешне похож на стакан, у которого вверху располагается днище.

У поршня есть направляющая часть, которая называется юбкой, с расположенными неглубокими канавками, где закрепляются кольца, которые называются поршневыми.

Подобные детали важны для того, чтобы создать плотное закрытие пространства над поршнем.

В свободном месте над поршнем идет действие по моментальному сжиганию смеси бензина и воздуха и образованию газа.

Кроме этого, поршневые кольца не допускают проникновения масла, которое находится под поршнем. Исходя из всего вышесказанного, поршневые кольца играют роль уплотнителя и обеспечивают сжатие смеси.

Окончательно устройство двигателя машины можно понять, если знать, что оборудование благодаря поршневому пальцу и шатуну связано с коленчатым валом.

Из элемента для изготовления горючей смеси внутрь устройства в виде перевернутого стакана доставляется смесь горючего и воздуха, она уплотняется поршнем, когда он совершает движение вверх и загорается от электрического заряда, который возникает от свечи зажигания.

Во время процесса сгорания возникает необходимый для движения газ, количество которого значительно больше, чем было до этого смеси топлива и воздуха, и благодаря газам поршень двигается вверх.

Для создания движения без рывков используются коренные и шатунные вкладыши, которые заменяют собой подшипники. Коленчатый вал работает за счет присутствия в нем кривошипно-шатунного устройства, состоящего из щек, коренных и шатунных шеек, которые собраны воедино.

Кривошипно-шатунное устройство обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня в круговые обороты коленчатого вала. В верхней части цилиндрической камеры находится головка, которая, закрывается.

На ней присутствует впускной и выпускной клапаны, которые двигаются согласно тому, как передвигается поршень и коленчатый вал.

Из чего состоит двигатель, который используется в современных транспортных средствах? Современный ДВС состоит из ряда механизмов и вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

Кривошипно-шатунный механизм.
Устройство, которое регулирует фазы газораспределения.
Системы смазки.
Охладительная система.
Устройство для подачи топлива.
Система выхлопов.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Работа ДВС начинается с поршня, который передвигается сверху вниз. У него есть две точки, движение за которые невозможно. Они получили название мертвых: самая верхняя точка движения головки и самое нижнее нахождение поршня.

То расстояние, которое имеется между мертвой верхней точкой и максимально низким положение получило название хода поршня.

Поршню необходимо обеспечить беспрепятственное прохождение, которое обеспечивается маховиком, который имеет вид диска.

Рабочий объем цилиндра рассчитывается как разница между полным объемом и объемом камеры сгорания. Сумма всех цилиндров внутреннего сгорания прописывается всегда в техническом описании двигателя и чаще всего называется литражом двигателя.

Показателем мощности основного двигательного механизма признается также степень сжатия. У бензиновых двигателей ее показатель равен от 6 до 14, а у дизельных — от 16 до 30.

Процент сжигания топливо-воздушной смеси оказывает непосредственное влияние на токсичность выбросов.

Весь процесс, начиная с подачи топлива и заканчивая выбросом использованных газов, называется рабочим циклом двигателя. Двигатель имеет определенную мощность, которая измеряется в лошадиных силах и в киловаттах.

Рабочий цикл четырехтактного ДВС соответствует двум оборотам коленчатого вала. Если агрегат имеет один цилиндр, то его работа неравномерна. Этот недостаток можно устранить, установив на вал за пределами корпуса мотора маховик с большой инерционностью.

Эта приводит со временем к стабильности.

Принцип работы ДВС

Известен не один вид двигателя внутреннего сгорания. Двигатели отличаются друг от друга:

Числом цилиндров.
Мощностью измеряемой в условном значении – лошадиных силах.
Скоростью вращения.
По типу топливу, которое используется (дизельные, бензиновые, газовые).

Самый простой — это двигатель, в котором цилиндры расположены в ряд. Такое расположение в один ряд составляет какой-либо рабочий объем. Таким было изготовление двигателя внутреннего сгорания в предшествующие времена, в настоящий момент производители стремятся к компактности и уже отошли от этой схемы.

Более распространенной на данный момент является конструкция V-образного двигателя внутреннего сгорания. Это предполагает расположение цилиндров под углом в 180 градусов по отношению один к другому.

В некоторых двигателях внутреннего сгорания, изготовленных на таком принципе, цилиндров может насчитываться от шести до двенадцати и даже больше. При таком количестве цилиндров расположение их в линию привело бы к слишком большой длине.

При V-образном двигателе длина значительно сокращается.

Несмотря на то, что ДВС в настоящее время состоит из множества деталей и элементов, принципы работы двигателя внутреннего сгорания не являются сложными. Поршни в ДВС работают по циклам, которых может быть до нескольких сотен в минуту.

За время одного хода поршня совершается такт. Цикл является суммой тактов, которые идут в определенной последовательности.

Рабочий цикл характеризуется повторяющимися последовательными действиями, которые происходят в каждом из цилиндров двигателя.

По количеству тактов выделяются двухтактные и четырехтактные рабочие циклы ДВС. Количество тактов означает движение вверх и вниз. Если четырехтактный мотор, значит, совершается два движения вверх и два вниз.

Независимо от количества тактов рабочий процесс всегда идет по одной схеме: впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск. Двигатели отличаются друг от друга количеством движений и выделением количества тепловой энергии. Современная техника оснащается четырехтактными ДВС.

Такие двигатели действуют по схеме впуск, выпуск горючей смеси и потом выхлопных газов. Все это происходит в виде отдельных рабочих процессов, а не совмещается со сжатием и расширением.

В четырехтактном ДВС впрыск топливно-воздушной смеси происходит только после полного удаления выхлопных газов.

Наличие таких разных двигателей позволяет варьировать их применение в разнообразной технике. От того, как работает двигатель внутреннего сгорания, зависит техническая характеристика транспортного средства.

Как работает двигатель автомобиля?

03.02.2019 Автомобильный двигатель: большой, грозный, но не такой уж сложный

Если бы кто-то сказал заглянуть под капот и найти там мотор, у большинства из нас не было бы больших проблем с ним. Вы просто показываете на самую большую деталь, здесь сомнений нет – силовой агрегат – самая огромная часть автомобиля. Но что на самом деле скрыто под этим чугунным или алюминиевым корпусом? Достижение поколений — это точно. Говорят, что двигатель — это сердце автомобиля — и это правильно — без него машина не поедет.

Так как же это работает и почему? Что заставляет автомобиль воспроизводить приятную симфонию звуков после поворота ключа в замке зажигания? Как получилось, что двигатель способен привести в движение колеса? Было бы сложно описать последовательно все существующие типы двигателей в мире. Однако существует схема, которая, за исключением нескольких случаев, остается неизменной и на которой проще всего объяснить, как работает двигатель автомобиля, то есть тот тип моторов, который сжигает бензин, дизельное топливо или масло.

Поршень: отсюда начинается всё

Вообще всю работу в двигателе выполняет поршень. Именно он движется в цилиндре по принципу «скольжения» — прямолинейно и поступательно. Последовательно — один раз вверх, один раз вниз. Задача поршня, как следует из названия, заключается в нажатии. Если не один, то другой путь.

Чтобы выполнить работу, привести к появлению полезной энергии (КПД больше нуля), поршень должен немного поработать и сделать четыре движения в цилиндре — первоначально он всасывает воздух или смесь через открытый всасывающий клапан, скользя вниз до самого дна цилиндра.

Когда он располагается на дне цилиндра, наполненного воздухом, клапан закрывается. Когда цилиндр наполняется воздухом «до зубов», поршень крепко сжимает его, поднимаясь вверх.

Специально для такого сжатого воздуха топливо впрыскивается сверху (в дизельном двигателе) или возникает искра (вариант с бензиновым вариантом), которая вызывает взрыв. Независимо от силы взрыва (бывает, что из-за простоя автомобиля, первая искра недостаточно сильна) поршень отправляется вниз.

Когда поршень заканчивает свой путь, цикл может считаться оконченным, затем он совершает еще один ход — вверх. Его уже ждет открытый выпускной клапан, через который поршень выталкивает весь этот ненужный мусор (выхлопной газ) наружу.

Поршневой цикл: схема

Это тот самый дым, который в конечном итоге выходит из выхлопной трубы под вашей машиной. И так продолжается снова и снова: всасывание воздуха — поршень опускается, сжатие воздуха – поршень уходит вверх. Взрыв — поршень опущен, выталкивание выхлопа — поршень вверх. И все время снова и снова.

Таким образом, энергия взрыва превращается в работу, потому что движение поршня, соединенного с шатуном, вызывает вращение коленчатого вала, что приводит в движение силовой агрегат, который перемещает колесо автомобиля.

Конечно, двигатель обычно имеет несколько поршней и цилиндров.

В целом, чем они больше, тем больше работа двигателя и чем больше мощность этих цилиндров, тем больше потенциал двигателя и, следовательно, — лучшее ускорение, лучшая динамика, но также и большая потребность в топливе.

Предлагаем вам посмотреть занимательное видео, в котором подробно рассказывается и показывается каким именно образом работаем двигатель внутреннего сгорания автомобиля:

Например, когда указатель тахометра в вашей машине приближается к 2000 об./мин.

(2 тысячи оборотов коленвала), это означает, что поршень совершает 4000 ходов в это время, и смесь попадает в цилиндр 1000 раз! Все это за минуту. И всего на один цилиндр.

Теперь подумайте, сколько топлива нужно двигателю, если вы «стреляете» в него все время, разгоняя до 6000 оборотов при нажатой педали газа в пол!

Важность моторного масла

Чтобы двигатель работал исправно, очень важно наличие в картере масла. Каждый из нас отлично знает, что, чем лучше скольжение, тем более плавным является движение (вспомните фигурное катание).

В принципе, там, где есть движение в двигателе, где одна деталь соприкасается с другой, туда и попадает масло.

Его путь начинается с масляного поддона, который расположен под двигателем, масло всасывается специальным насосом, затем масляный насос вдавливает его в трубчатую сборку, которая направляет смазочный растовр в множество мест двигателя.

Представьте, что случилось бы, если бы в течение длительного времени все компоненты двигателя двигались «всухую». Теперь вы, наверное, понимаете, почему так важно время от времени проверять уровень масла в двигателе.

Бензиновый и дизельный моторы: в чем принципиальные отличия?

В чем главное отличие бензинового двигателя от дизельного? Речь идет о принципе зажигания. Бензиновые двигатели имеют искровое зажигание, дизель является самоходным. Что означают эти слова?

Бензиновые двигатели для взрыва в цилиндре используют искру, генерируемую на свече зажигания. В дизельных двигателях всё совсем иначе. В дизельном моторе воздух в цилиндре сжимается поршнем гораздо сильнее.

Настолько, что внутри создается высокая температура, достаточная для взрыва смеси в цилиндре без искры.

Бензин не возгорается из-за большого давления, соляра (дизельное топливо), наоборот, не горит при нормальных условиях от обычной искры.

Двигатели также различаются по расположению и количеству цилиндров. В Европе наиболее популярными являются рядные двигатели — как можно заключить из названия, цилиндры, в которых движутся поршни, в них расположены в ряд. Рядный четырехцилиндровый двигатель будет отмечается символом R4, шестицилиндровый R6 и т. д.

Теперь представьте, что Lamborghini собирается смонтировать большой 12-цилиндровый двигатель под капотом своей модели. Если бы производитель хотел установить все цилиндры в один ряд, двигатель занял бы много места.

Таким образом, было изобретено другое решение — разветвленное расположение цилиндров в два ряда, под углом 60, 90 и даже 180 градусов (оппозитный мотор). Все двигатели этого типа обозначены буквой V, в данном случае это будет двигатель V12. Однако более популярными являются установки V6 и V8.

Такие автомобили изготавливались в середине прошлого века в США, после финансового кризиса их посчитали недостаточно оправданными.

Эти «демонические», действительно мощные, производительные моторы, встречаются реже, их можно обнаружить, чаще всего, в Subaru или Porsche. Здесь поршни расположены с обеих сторон коленчатого вала, лицом друг к другу, что делает весь двигатель, по сравнению с другими, очень плоским, но не менее объемным.

Рядный двигатель

Когда дело доходит до поршневого устройства, существует еще один тип двигателя, который сильно отличается от остальных. Это двигатель с одним вихревым поршнем, так называемый Двигатель Ванкеля. Также существуют специальные роторные моторы (цилиндры расположены по кругу), сферические моторы (поршень двигается не поступательно, а описывает сферу) и многие другие изобретения.

admin

Что такое ДВС в автомобиле, расшифровка кратко

По дорогам мира перемещаются миллионы автомобилей, автобусов и грузовиков. Такое развитие транспорта было бы невозможным без ДВС – главной движущей силы всех современных машин. Расшифровка аббревиатуры ДВС несложная – двигатель внутреннего сгорания.

Что такое ДВС в автомобиле, что в нем горит и почему внутри – поясняем кратко. Паровой котел – это двигатель внешнего сгорания: дрова, уголь или мазут горят, подогревая воду, которая превращается в пар, который толкает поршни. Получается длинный и неэффективный цикл.

Принципиальное отличие ДВС в том, что топливо сгорает внутри цилиндров, передавая энергию непосредственно поршням и валу, эффективность преобразования существенно выше. Кроме этого ДВС занимают немного места, мало весят, экономичны, работают на разнообразных видах топлива.

Краткое содержание статьи
1.Типы ДВС;
2. Как устроен ДВС автомобиля;
3. Как работает ДВС, описание, анимация;

4. Ремонт ДВС, стоимость.

1. Типы ДВС, бензин и дизель

По принципу воспламенения топлива двигатели делятся на несколько типов: искровые и дизельные. В первых топливо воспламеняется от искры, в цилиндрах вторых дизель зажигается от сжатия топливной смести. Бензиновые моторы имеют меньший КПД, по этому дизельные моторы экономичнее. Дизельные моторы дороже в обслуживание и ремонте, так как сложнее в устройстве.

2. Как устроен ДВС автомобиля

Приведем на примере современного двигателя внутреннего сгорания, опишем как устроен ДВС автомобиля.

ДВС состоит из следующих модулей:

Система подачи топлива;
Головка блока цилиндров;
Блок цилиндров с поршневой группой;
Газораспределительный механизм;
Коленчатый вал.

3. Как работает ДВС, описание и анимация

Главный принцип работы ДВС – расширение объема газов в замкнутом пространстве цилиндра от тепла, возникающего в результате сгорания топлива.

Чтобы двигатель работал непрерывно, реализуется цикл, состоящий из:

Поступления топливной смеси в цилиндр, Поджога и сгорания смеси;
Рабочего хода поршня;
Выпуска газов.

Импульс, полученный от сгоревшего топлива, толкает поршень, коленчатый вал поворачивается. Так энергия преобразуется в движение. Выше мы описали как работает ДВС, прикрепляем анимацию.

4. Ремонт ДВС в автомобиле, стоимость

Из чего состоит, и что такое ДВС в автомобиле мы разобрались, теперь немного расскажем о ремонте ДВС.

Так как ДВС является сложным инженерным устройство и состоит из множества систем, которые должны слаженно работать, выход из строя или обшивка одной системы двигателя ведет к неровной работе системы в целом или к полной остановке мотора — поломке.

Например, вышла из строя форсунка распыления топливной смеси в одном цилиндре, следовательно, в одном цилиндре нет детонации и что происходит с мотором в целом?

Мотор или как его еще называют ДВС, теряет мощность, и, если мотор 4 цилиндровый будет работать с рывками и провалами.

С большой вероятностью будет давать сильную вибрацию на кузов, из-за ассиметричного зажигания.

На помощь приходит диагностика и ремонт ДВС, автомобиль подключают к компьютеру и считывают ошибки по работе мотора. По набору ошибок, мастера поймут в чем причина поломки и поменяют форсунку.

Стоимость ремонта ДВС в автомобиле варьируется от модификации самого мотора и вида неисправности. Бывает, такое, что сама машины дешевая, а ремонт мотора дорогой, из-за неудобного расположения различных узлов. Бывает наоборот.

Лучше всего не запускать проблемы по ДВС до ремонта. Нужно вовремя вменять масло, фильтры.

Ели появляется как-либо проблема, нужно сразу вытиснять в чем причина и решать вопрос, пока мелкая проблема не переросла в полномасштабный ремонт.

какие существуют двигатели внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания: устройство и принципы работы

04.04.2017

Двигателем внутреннего сгорания называется разновидность тепловой машины, которая преобразует энергию, содержащуюся в топливе, в механическую работу. В большинстве случае используется газообразное или жидкое топливо, полученное путем переработки углеводородов. Извлечение энергии происходит в результате его сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания имеют ряд недостатков. К ним относятся следующие:

сравнительно большие массогабаритные показатели затрудняют их перемещение и сужают сферу использования;
высокий уровень шума и токсичные выбросы приводят к тому, что устройства, работающие от двигателей внутреннего сгорания, могут лишь со значительными ограничениями использоваться в закрытых, плохо вентилируемых помещениях;
сравнительно небольшой эксплуатационный ресурс вынуждает довольно часто ремонтировать двигатели внутреннего сгорания, что связано с дополнительными затратами;
выделение в процессе работы значительного количества тепловой энергии обуславливает необходимость создания эффективной системы охлаждения;
из-за многокомпонентной конструкции двигатели внутреннего сгорания сложны в производстве и недостаточно надежны;
данный вид тепловой машины отличается высоким потреблением горючего.

Несмотря на все перечисленные недостатки двигатели внутреннего сгорания пользуются огромной популярностью, в первую очередь – благодаря своей автономности (она достигается за счет того, что топливо содержит в себе значительно большее количество энергии по сравнению с любой аккумуляторной батареей). Одной из основных областей их применения является личный и общественный транспорт.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Когда речь идет о двигателях внутреннего сгорания, следует иметь в виду, что на сегодняшний день существует несколько их разновидностей, которые отличаются друг от друга конструктивными особенностями.

1. Поршневые двигатели внутреннего сгорания характеризуются тем, что сгорание топлива происходит в цилиндре. Именно он отвечает за преобразование той химической энергии, которая содержится в горючем, в полезную механическую работу. Чтобы добиться этого, поршневые двигатели внутреннего сгорания оснащаются кривошипно-ползунным механизмом, с помощью которого и происходит преобразование.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания принято делить на несколько разновидностей (основанием для классификации служит используемое ими топливо).

В бензиновых карбюраторных двигателях образование топливовоздушной смеси происходит в карбюраторе (первый этап). Далее в дело вступают распыляющие форсунки (электрические или механические), местом расположения которых служит впускной коллектор. Готовая смесь бензина и воздуха поступает в цилиндр.

Там происходит ее сжатие и поджиг с помощью искры, которая возникает при прохождении электричества между электродами специальной свечи. В случае с карбюраторными двигателями топливовоздушной смеси присуща гомогенность (однородность).

Бензиновые инжекторные двигатели используют в своей работе иной принцип смесеобразования. Он основан на непосредственном впрыске горючего, которое напрямую поступает в цилиндр (для этого используются распыляющие форсунки, называемые также инжектором). Таким образом, образование топливовоздушной смеси, как и ее сгорание, осуществляется непосредственно в самом цилиндре.

Дизельные двигатели отличаются тем, что используют для своей работы особую разновидность топлива, называемую «дизельное» или просто «дизель». Для его подачи в цилиндр используется высокое давление. По мере того, как в камеру сгорания подаются все новые порции горючего, прямо в ней происходит процесс образования топливовоздушной смеси и ее моментальной сгорание. Поджиг топливовоздушной смеси происходит не с помощью искры, а под действием нагретого воздуха, который подвергается в цилиндре сильному сжатию.

Топливом для газовых двигателей служат различные углеводороды, которые при нормальных условиях пребывают в газообразном состоянии. Из этого следует, что для их хранения и использования требуется соблюдать особые условия:

Сжиженные газы поставляются в баллонах различного объема, внутри которых с помощью насыщенных паров создается достаточное давление, но не превышающее 16 атмосфер. Благодаря этому горючее находится в жидком состоянии. Для его перехода в пригодную для сжигания жидкую фазу используется специальное устройство, называемое испарителем. Понижение давления до уровня, который примерно соответствует нормальному атмосферному давлению, осуществляется в соответствии со ступенчатым принципом. В его основе лежит использование так называемого газового редуктора. После этого топливовоздушная смесь поступает во впускной коллектор (перед этим она должна пройти через специальный смеситель). В конце этого достаточно сложного цикла горючее подается в цилиндр для последующего поджига, осуществляемого с помощью искры, которая возникает при прохождении электричества между электродами специальной свечи.
Хранение сжатого природного газа осуществляется при гораздо более высоком давлении, которое находится в диапазоне от 150 до 200 атмосфер. Единственное конструктивное отличие данной системы от той, что описана выше, заключается в отсутствии испарителя. В целом принцип остается тем же.

Генераторный газ получают путем переработки твердого топлива (угля, горючих сланцев, торфа и т.п.). По своим основным техническим характеристикам он практически ничем не отличается от других видов газообразного топлива.

Газодизельные двигатели

Данная разновидность двигателей внутреннего сгорания отличается тем, что приготовление основной порции топливовоздушной смеси осуществляется аналогично газовым двигателям. Однако для ее поджига используется не искра, получаемая при помощи электрической свечи, а запальная порция топлива (ее впрыск в цилиндр осуществляется тем же способом, как и в случае с дизельными двигателями).

Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания

К данному классу относится комбинированная разновидность данных устройств. Ее гибридный характер находит свое отражение в том, что конструкция двигателя включает в себя сразу два важных конструктивных элемента: роторно-поршневую машину и одновременно — лопаточную машину (она может быть представлена компрессором, турбиной и т.д.). Обе упомянутых машины на равных принимают участие в рабочем процессе. В качестве характерного примера таких комбинированных устройств можно привести поршневой двигатель, оснащенный системой турбонаддува.

Особую категорию составляют двигатели внутреннего сгорания, для обозначения которых используется английская аббревиатура RCV. От других разновидностей они отличаются тем, что газораспределение в данном случае основывается на вращении цилиндра. При совершении вращательного движения топливо по очереди проходит выпускной и впускной патрубок. Поршень отвечает за движение в возвратно-поступательном направлении.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания: циклы работы

Для классификации поршневых двигателей внутреннего сгорания также используется принцип их работы. По данному показателю двигатели внутреннего сгорания делятся на две большие группы: двух- и четырехтактные.

Четырехтактные двигатели внутреннего сгорания используют в своей работе так называемый цикл Отто, который включает в себя следующие фазы: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Следует добавить, что рабочий ход состоит не из одного, как остальные фазы, а сразу из двух процессов: сгорание и расширение.

Наиболее широко применяемая схема, по которой осуществляется рабочий цикл в двигателях внутреннего сгорания, состоит из следующих этапов:

1. Пока происходит впуск топливовоздушной смеси, поршень перемещается между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ). В результате этого внутри цилиндра освобождается значительное пространство, в которое и поступает топливовоздушная смесь, заполняя его.

Всасывание топливовоздушной смеси осуществляется за счет разности давления, существующего внутри цилиндра и во впускном коллекторе. Толчком к поступлению топливовоздушной смеси в камеру сгорания служит открытие впускного клапана. Этот момент принято обозначать термином «угол открытия впускного клапана» (φа).

При этом следует иметь в виду, что в цилиндре на этот момент уже содержаться продукты, оставшиеся после сгорания предыдущей порции горючего (для их обозначения используется понятие остаточных газов). В результате их смешения с топливовоздушной смесью, называемой на профессиональном языке свежим зарядом, образуется рабочая смесь. Чем успешнее протекает процесс ее приготовления, тем более полно сгорает топливо, выделяя при этом максимум энергии.

В результате растет кпд двигателя. В связи с этим еще на этапе конструирования двигателя особое внимание уделяется правильному смесеобразованию. Ведущую роль играют различные параметры свежего заряда, включая его абсолютную величину, а также удельную долю в общем объеме рабочей смеси.

2. При переходе к фазе сжатия оба клапана закрываются, а поршень совершает движение в обратном направлении (от НМТ к ВМТ). В результате надпоршневая полость заметно уменьшается в объеме. Это приводит к тому, что содержащаяся в ней рабочая смесь (рабочее тело) сжимается. За счет этого удается добиться того, что процесс сгорания топливовоздушной смеси протекает более интенсивно. От сжатия также зависит такой важнейший показатель, как полнота использования тепловой энергии, которая выделяется при сжигании горючего, а следовательно – и эффективность работы самого двигателя внутреннего сгорания.

Для увеличения этого важнейшего показателя конструкторы стараются проектировать устройства, обладающие максимально возможной степенью сжатия рабочей смеси. Если мы имеем дело с ее принудительным зажиганием, то степень сжатия не превышает 12. Если же двигатель внутреннего сгорания работает на принципе самовоспламенения, то упомянутый выше параметр обычно находится в диапазоне от 14 до 22.

3. Воспламенение рабочей смеси дает старт реакции окисления, которая происходит благодаря кислороду воздуха, входящему в ее состав. Этот процесс сопровождается резким ростом давления по всему объему надпоршневой полости. Поджиг рабочей смеси осуществляется при помощи электрической искры, которая имеет высокое напряжение (до 15 кВ).

Ее источник располагается в непосредственной близости от ВМТ. В этой роли выступает электрическая свеча зажигания, которую вворачивают в головку цилиндра. Однако в том случае, если поджиг топливовоздушной смеси осуществляется посредством горячего воздуха, предварительно подвергнутого сжатию, наличие данного конструктивного элемента является излишним.

Вместо него двигатель внутреннего сгорания оснащается особой форсункой. Она отвечает за поступление топливовоздушной смеси, которая в определенный момент подается под высоким давлением (оно может превышать 30 Мн/м²).

4. При сгорании топлива образуются газы, которые имеют очень высокую температуру, а потому неуклонно стремятся к расширению. В результате поршень вновь перемещается от ВМТ к НМТ. Это движение называется рабочим ходом поршня. Именно на этом этапе происходит передача давления на коленчатый вал (если быть точнее, то на его шатунную шейку), который в результате проворачивается. Этот процесс происходит при участии шатуна.

5. Суть завершающей фазы, которая называется впуском, сводится к тому, что поршень совершает обратное движение (от НМТ к ВМТ). К этому моменту открывается второй клапан, благодаря чему отработавшие газы покидают внутреннее пространство цилиндра. Как уже говорилось выше, части продуктов сгорания это не касается. Они остаются в той части цилиндра, откуда поршень их не может вытеснить. За счет того, что описанный цикл последовательно повторяется, достигается непрерывный характер работы двигателя.

Если мы имеем дело с одноцилиндровым двигателем, то все фазы (от подготовки рабочей смеси до вытеснения из цилиндра продуктов сгорания) осуществляется за счет поршня. При этом используется энергия маховика, накапливаемая им в течение рабочего хода. Во всех остальных случаях (имеются в виду двигатели внутреннего сгорания с двумя и более цилиндрами) соседние цилиндры дополняют друг друга, помогая выполнять вспомогательные ходы. В связи с этим из их конструкции без малейшего ущерба может быть исключен маховик.

Чтобы было удобнее изучать различные двигатели внутреннего сгорания, в их рабочем цикле вычленяют различные процессы. Однако существует и противоположный подход, когда сходные процессы объединяют в группы. Основой для подобной классификации служит положение поршня, которое он занимает в отношении обеих мертвых точек. Таким образом, перемещения поршня образуют тот отправной пункт, отталкиваясь от которого, удобно рассматривать работу двигателя в целом.

Важнейшим понятием является «такт». Им обозначают ту часть рабочего цикла, которая укладывается во временной промежуток, когда поршень перемещается от одной смежной мертвой точки к другой. Такт (а вслед за ним и весь соответствующий ему ход поршня) называется процессом. Он играет роль основного при перемещении поршня, которое происходит между двумя его положениями.

Если переходить к тем конкретным процессам, о которых мы говорили выше (впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск), то каждый из них четко приурочен к определенному такту. В связи с этим в двигателях внутреннего сгорания принято различать одноименные такты, а вместе с ними – и ходы поршня.

Выше мы уже говорили о том, что наряду с четырехтактными существуют и двухтактные двигатели. Однако независимо от количества тактов рабочий цикл любого поршневого двигателя состоит из пяти упомянутых выше процессов, а в его основе лежит одна и та же схема. Конструктивные особенности в данном случае не играют принципиальной роли.

Дополнительные агрегаты для двигателей внутреннего сгорания

Важный недостаток двигателя внутреннего сгорания заключается в достаточно узком диапазоне оборотов, в котором он способен развивать значительную мощность. Чтобы компенсировать этот недостаток, двигатель внутреннего сгорания нуждается в дополнительных агрегатах. Самые важные из них – стартер и трансмиссия.

Наличие последнего устройства не является обязательным условием лишь в редких случаях (когда, к примеру, речь идет о самолетах). В последнее время все привлекательнее становится перспектива создать гибридный автомобиль, чей двигатель мог бы постоянно сохранять оптимальный режим работы.

К дополнительным агрегатам, обслуживающим двигатель внутреннего сгорания, относится топливная система, которая осуществляет подачу горючего, а также выхлопная система, необходимая для того, чтобы отводить отработавшие газы.

Каждому, водителю интересно и необходимо знать, как устроен автомобиль, что такое ДВС в машине, из чего состоит двигатель автомобиля и каков у ДВС ресурс.

Отличие двигателей внутреннего сгорания от двигателей внешнего сгорания

ДВС называется так именно потому, что топливо сжигается внутри рабочего органа (цилиндра), промежуточный теплоноситель, например пар, здесь не нужен, как это организовано в паровозах. Если рассматривать паровой двигатель и двигатель, но уже внутреннего сгорания автомобиля, устройство их сходно, это очевидно (на рисунке справа паровой двигатель, слева – ДВС).

Принцип работы одинаков: на поршень, действует какая-то сила. От этого поршень вынужден двигаться вперед или назад (возвратно-поступательно). Эти движения при помощи специального механизма (кривошипного) преобразуются во вращение (колеса у паровоза и коленчатого вала «коленвала» у автомобиля). В двигателях внешнего сгорания нагревается вода, превращаясь в пар, и уже этот пар совершает полезную работу толкая поршень, а в ДВС мы нагреваем воздух внутри (непосредственно в цилиндре)и он (воздух) двигает поршень. От этого коэффициент полезного действия, у ДВС, конечно, выше.

История создания ДВС

История гласит, что первый работающий двигатель внутреннего сгорания коммерческого использования, то есть выпускаемый для продажи, был разработан французским изобретателем Ленуаром. Его двигатель работал на светильном газе в смеси с воздухом. Причем именно он догадался поджигать эту смесь путем электрической искры. Только в 1864 году документально зафиксирована продажа более 310 таких двигателей. На этом он разбогател. Жан Этьен Ленуар потерял интерес к изобретательству и вскоре(в 1877 году) его моторы были вытеснены более совершенными, на тот момент, двигателями Отто, изобретателя из Германии. Донат Банки (венгерский инженер) в 1893 году произвел настоящую революцию в двигателестроении. Он изобрел карбюратор. С этого момента история не знает бензиновых двигателей без этого устройства. И так продолжалось около 100 лет. На смену ему пришла система непосредственного впрыска, но это уже новейшая история.
Все первые двигатели внутреннего сгорания были только одноцилиндровыми. Увеличение мощности велось путем увеличения диаметра рабочего цилиндра. Только к концу 19-го века появились ДВС с двумя цилиндрами, а в начале 20-го века – четырехцилиндровые. Теперь, повышение мощности производилось уже путем увеличения числа цилиндров. На сегодняшний день можно встретить автомобильный двигатель в 2-мя, 4-мя, 6-ю цилиндрами. Реже 8 и 12. Некоторые спортивные автомобили имеют 24 цилиндра. Расположение цилиндров может быть как рядным, так и V-образным.
Вопреки расхожему мнению ни Готлиб Даймлер, ни Карл Бенц, ни Генри Форд устройство двигателя автомобиля не изменяли кардинально (разве что мелкие доработки), но оказали огромное влияние в автомобилестроение как таковое. Что такое ДВС в авто мы сейчас и рассмотрим.

Общее устройство двигателя внутреннего сгорания

Итак, ДВС состоит из корпуса, в котором все остальные детали монтируются. Чаще всего это блок цилиндров.

На данном рисунке показан один цилиндр без блока. Устройство ДВС направлено на максимально комфортные условия для цилиндров, ведь именно в них производится работа. Цилиндр, это металлическая (чаще всего стальная) труба, в которой двигается поршень. Он обозначен на рисунке цифрой 7. Над цилиндром устанавливается головка цилиндра 1, в которую вмонтированы клапана (5 – впускной и 4 — выпускной), а также свеча зажигания 3 и коромысла 2.
Над клапанами 4 и 5 есть пружины, которые удерживают их в закрытом состоянии. Коромысла при помощи толкателей 14 и распределительного вала 13 открывают клапана в определенный момент (тогда, когда это необходимо). Распределительный вал с кулачками вращается от коленвала 11 через приводные шестерни 12.
Движения поршня 7 преобразуются во вращение коленвала 11 при помощи шатуна 8 и кривошипа. Этим кривошипом служит «колено» на валу (смотри рисунок), именно поэтому вал и называется коленчатым. В связи с тем, что воздействие на поршень происходит не постоянно, а только когда в цилиндре горит топливо. У ДВС есть маховик 9, довольно массивный. Маховик как бы запасает энергию вращения и отдает ее при необходимости.
В любом двигателе много трущихся деталей, для их смазывания используют автомобильное масло. Масло это хранится в картере 10 и специальным насосом подается к трущимся деталям.
Синим цветом, показаны детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Голубым – смесь топлива и воздуха. Серым – свеча зажигания. Красным – выхлопные газы.

Принцип работы ДВС

Разобрав двигатель внутреннего сгорания, его устройство, необходимо уяснить, как взаимодействуют его детали, как он работает. Знать строение еще не все, а вот как взаимодействуют механизмы, в чем преимущество дизельных автомобилей и в чем их недостатки для начинающих (для чайников) очень важно.
Ничего сложного в этом нет. Пошаговым рассмотрением процессов мы постараемся рассказать, как взаимодействуют между собой основные части двигателя при работе. Из какого материала выполнены механические составляющие ДВС.
Все автомобильные двигатели работают на одном принципе: сжигание бензина или дизельного топлива. Для чего? Для получения необходимой нам энергии, конечно. Двигатели автомобилей, иногда говорят – моторы, могут быть двухтактными и четырехтактными. Тактом считается движение поршня либо вверх, либо вниз. Говорят еще от верхней мертвой точки (ВМТ), до нижней (НМТ). Мертвой эта точка называется потому, что поршень как бы замирает на мгновение и начинает движение в обратную сторону.
Итак, в двухтактном двигателе весь процесс (или цикл) происходит за 2 хода поршня, в четырехтактном – за 4. И совершенно не важно, бензиновый это двигатель, дизельный или работающий на газу.
Как ни странно, рассказывать принцип работы лучше на 4-х тактном бензиновом карбюраторном двигателе.

Первый такт — всасывание.

Поршень идет вниз и затягивает за собой смесь из воздуха и топлива. Эта смесь готовится в отдельном устройстве – в карбюраторе. При этом впускной, его еще называют «всасывающий» клапан, конечно, открыт. На рисунке он показан синим.

Следующий, второй такт – сжатие смеси.

Поршень поднимается вверх от НМТ до ВМТ. При этом растет давление и, естественно, температура над поршнем. Но этой температуры недостаточно, для того, чтобы смесь самовоспламенилась. Для этого служит свеча. Она выдает искру в нужный момент. Обычно это 6…8 угловых градусов не доходя до ВМТ. Для начала понимания процесса можно предположить, что искра зажигает смесь точно в верхней точке.

Третий такт – расширение продуктов сгорания.

При сгорании столь энергоемкого топлива, продуктов сгорания в цилиндре очень мало, а вот усилие появляется только потому, что воздух нагрелся при повышении температуры, а значит, расширился, в нашем случае увеличил давление. Именно это давление и совершает нужную работу. Нужно знать, что нагревая воздух на 273 0С, получаем увеличение давления практически в 2 раза. Температура зависит от того сколько топлива сжечь. Максимальная температура внутри рабочего цилиндра может достигать 2500 0С при работе ДВС на полной мощности.

Четвертый такт последний.

После него опять будет первый. Поршень направляется от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт. Цилиндр очищается, выбрасывая все что сгорело, и что не сгорело, в атмосферу.
Что касается дизельного двигателя, то все основные детали с карбюраторным практически одинаковы. Ведь и тот и другой, это двигатель внутреннего сгорания. Исключение составляет смесеобразование. В карбюраторном смесь готовится отдельно, в том самом карбюраторе. А вот в дизельном – смесь готовиться непосредственно в цилиндре, перед сжиганием. Топливо (солярка) подается специальным насосом в определенный момент времени. Зажигание смеси происходит от самовоспламенения. Температура внутри цилиндра в дизеле гораздо выше, чем в карбюраторном ДВС. По этой причине детали там детали мощнее и система охлаждения лучше. Необходимо отметить, что, несмотря на высокую температуру внутри цилиндра, рабочая температура двигателя никогда не повышается выше 90…95 0С. Иногда, детали дизельных двигателей делают из более твердого металла, что позволяет снизить массу, но увеличивает цену ДВС. Однако, коэффициент полезного действия (КПД) в дизельном двигателе выше. То есть он более экономичен и дороговизна деталей себя окупает.
У дизельного ДВС ресурс выше, если соблюдать правила эксплуатации. Особенно часто механизмы дизелей выходят из строя из-за плохого топлива.
Схема работы дизельного двигателя представлена на рисунке слева. В третьем такте подача топлива показана в момент ВМТ, хотя это и не совсем так.
Системы ДВС обеспечивающие их работоспособность практически одинаковы: система смазки, топливная система, система охлаждения и система газообмена. Есть еще несколько, но они не относятся к главным.
Глядя на устройство любого двигателя внутреннего сгорания можно подумать, что все детали выполнены из стали. Это далеко не так. Корпуса бывают и чугунные и выполненные из алюминиевого сплава, а вот поршни из чугуна не делают, они либо стальные, либо из высокопрочного алюминиевого сплава. Зная общее устройство данного двигателя внутреннего сгорания и условия работы его деталей, очевидно, что и клапана и головку цилиндра нужно делать прочными, поскольку они должны выдерживать давление внутри цилиндра более 100 атмосфер. А вот поддон, где собирается масло не несет на себе особой механической нагрузки и выполняется из тонкой листовой стали или алюминия.
Характеристики ДВС
Когда говорят об автомобиле, то обычно, в первую очередь отмечают двигатель внутреннего сгорания, не его устройство, а его мощность. Она (мощность) измеряется как обычно (по-старинке) в лошадиных силах или (по-современному) киловаттах. Безусловно, чем больше мощность, тем быстрее автомобиль набирает скорость. И в принципе экономичность тем выше, тем двигатель машины более мощный. Однако, это только тогда, когда двигатель постоянно работает на номинальных (экономически оправданных) оборотах. Но на малых скоростях (при неиспользовании полной мощности) КПД сильно падает и если на номинальных режимах дизельный двигатель имеет 40…42% КПД, то на малых только 7%. Бензиновый двигатель не может похвастаться даже этим. Использование полной мощности позволяет экономить топливо. По этой причине расход топлива на 100 километров в малолитражных автомобилях ниже. Этот показатель может составлять и 5 и даже 4 л/100 км. Расход у мощных внедорожников может составлять и 10 и даже 15 л/100 км.
Еще одним показателем для автомобилей является разгон от 0 км/час до 100 км/час. Конечно, чем мощнее двигатель, тем быстрее разгон автомобиля, но про экономичность при этом говорить вообще не приходится.
Итак, двигатель внутреннего сгорания устройство которого Вы теперь знаете, совсем не кажется сложным. И на вопрос «ДВС – что это такое?» Вы можете ответить «Это то, что я знаю».

На чтение 10 мин. Просмотров 1k. Опубликовано 17 ноября 2018

Практически все современные автомобили оснащены двигателем внутреннего сгорания , имеющим аббревиатуру ДВС. Несмотря на постоянный прогресс и сегодняшнее стремление автомобильных концернов отказаться от моторов, работающих на нефтепродуктах в пользу более экологичной электроэнергии, львиная доля машин ездит на бензине или дизельном топливе.

Основными принципом ДВС является то, что топливная смесь воспламеняется непосредственно внутри агрегата, а не вне его (как, к примеру, в тепловозах или устаревших паровозах). Такой способ имеет относительно большой коэффициент полезного действия. К тому же, если говорить об альтернативных моторах на электрической тяге, то двигатели внутреннего сгорания обладает рядом неоспоримых преимуществ.

большой запас хода на одном баке;
быстрая заправка;
согласно прогнозам, уже через несколько лет энергосистемы развитых стран не будут в силах погасить потребность в электроэнергии из-за большого количества электрокаров, что может привести к коллапсу.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

Непосредственно ДВС отличаются по своему устройству. Все моторы можно разделить на несколько самых популярных категорий в зависимости от принципа работы:

Бензиновые

Наиболее распространенная категория. Работает на главных продуктах нефтепереработки. Основным элементом в таком моторе является цилиндро-поршневая группа или ЦПГ, куда входит: коленвал, шатун, поршень, поршневые кольца и сложный газораспределительный механизм, который обеспечивает своевременное наполнение и продувку цилиндра.

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания подразделяются на два типа в зависимости от системы питания:

карбюраторные . Устаревшая в условиях современной реальности модель. Здесь формирование топливно-воздушной смеси осуществляется в карбюраторе, а пропорцию воздуха и бензина определяет набор жиклеров. После этого карбюратор подает ТВС в камеру сгорания. Недостатками такого принципа питания является повышенное потребление топлива и прихотливость всей системы. К тому же она сильно зависит от погоды, температуры и прочих условий.
инжекторные или впрысковые . Принципы работы двигателя с инжектором кардинально противоположны. Здесь смесь впрыскивается непосредственно во впускной коллектор через форсунки, а затем разбавляется нужным количеством воздуха. За исправную работу отвечает электронный блок управления, который самостоятельно высчитывает нужные пропорции.

Дизельные

Устройство двигателя, работающего на дизеле, кардинально отличается от бензинового агрегата. Поджог смеси здесь происходит не благодаря свечам зажигания, дающим искру в определенный момент, а из-за высокой степени сжатия в камере сгорания. Данная технология имеет свои плюсы (больший КПД, меньшие потери мощности из-за большой высоты над уровнем моря, высокий крутящий момент) и минусы (прихотливость ТНВД к качеству топлива, большие выбросы СО2 и сажи).

Роторно-поршневые двигатели Ванкеля

Данный агрегат имеет поршень в виде ротора и три камеры сгорания, к каждой из которых подведена свеча зажигания. Теоретически ротор, движущийся по планетарной траектории, каждый такт совершает рабочий ход. Это позволяет существенно повысить КПД и увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания. На практике это сказывается гораздо меньшим ресурсом. На сегодняшний день только автомобильная компания Mazda делает такие агрегаты.

Газотурбинные

Принцип работы ДВС такого типа заключается в том, что тепловая энергия переходит в механическую, а сам процесс обеспечивает вращение ротора, приводящего в движения вал турбины. Подобные технологии используются в авиационном строительстве.

Любой поршневой ДВС (самые распространенные в современных реалиях) имеет обязательный набор деталей. К таким частям относится:

Блок цилиндров , внутри которого двигаются поршни и происходит сам процесс;
ЦПГ : цилиндр, поршни, поршневые кольца;
Кривошипно-шатунный механизм . К нему относится коленвал, шатун, «пальцы» и стопорные кольца;
ГРМ . Механизм с клапанами, распределительными валами или «лепестками» (для 2-х тактных двигателей), который обеспечивает корректную подачу топлива в нужный момент;
Cистемы впуска . О них говорилось выше – к ней относятся карбюраторы, воздушные фильтры, инжекторы, топливный насос, форсунки;
Системы выпуска . Удаляет отработанные газы из камеры сгорания, а также снижает шумность выхлопа;

Принцип работы ДВС

В зависимости от своего устройства, двигатели можно разделить на четырехтактные и двухтактные. Такт – есть движение поршня от своего нижнего положения (мертвая точка НМТ) до верхнего положения (мертвая точка ВМТ). За один цикл двигатель успевает наполнить камеры сгорания топливом, сжать и поджечь его, а также очистить их. Современные ДВС делают это за два или четыре такта.

Принцип работы двухтактного ДВС

Особенностью такого мотора стало то, что весь рабочий цикл происходит всего за два движения поршня. При движении вверх создается разреженное давление, которое засасывает топливную смесь в камеру сгорания. Вблизи ВМТ поршень перекрывает впускной канал, а свеча зажигания поджигает топливо. Вторым тактом следует рабочий ход и продувка. Выпускной канал открывается после прохождения части пути вниз и обеспечивает выход отработанных газов. После этого процесс возобновляется по новой.

Теоретически, преимуществом такого мотора более высокая удельная мощность. Это логично, ведь сгорание топлива и рабочий такт происходит в два раза чаще. Соответственно, мощность такого двигателя может быть в два раза больше. Но эта конструкция имеет массу проблем. Из-за больших потерь при продувке, большого расхода топлива, а также сложностей в расчетах и «норовистой» работе двигателя, эта технология сегодня используется только на малокубатурной технике.

Интересно, что полвека назад активно велись разработки дизельного двухтактного ДВС. Процесс работы практически не отличался от бензинового аналога. Однако, несмотря на преимущества такого мотора, от него отказались из-за ряда недостатков.

Основным минусом стал огромный перерасход масла. Из-за комбинированной системы смазки топливо попадало в камеру сгорания вместе с маслом, которое потом попросту выгорало или удалялось через выпускную систему. Большие тепловые нагрузки также требовали более громоздкой системы охлаждения, что увеличивало габариты мотора. Третьим минусом стал большой расход воздуха, который вел к преждевременному износу воздушных фильтров.

Четырёхтактный ДВС

Мотор, где рабочий цикл занимает четыре хода поршня, называется четырехтактным двигателем.

Первый такт – впуск . Поршень двигается из верхней мертвой точки. В этот момент ГРМ открывает впускной клапан, через который топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания. В случае с карбюраторными агрегатами поступление может осуществляться за счет разрежения, а инжекторные двигателя впрыскивают топливо под давлением.
Второй такт – сжатие . Далее поршень движется из нижней мертвой точки вверх. К этому моменту впускной клапан закрыт, а смесь постепенно сжимается в полости камеры сгорания. Рабочая температура поднимается до отметки 400 градусов.
Третий такт – рабочий ход поршня . В ВМТ свеча зажигания (или большая степень сжатия, если речь идет о дизеле) поджигает топливо и толкает поршень с коленчатым валом вниз. Это основной такт во всем цикле работы двигателя.
Четвертый такт – выпуск . Поршень снова движется вверх, выпускной клапан открывается, а из камеры сгорания удаляются отработанные газы.

Дополнительные системы ДВС

Независимо от того, из чего состоит двигатель, у него должны быть вспомогательные системы, которые способны обеспечить его исправную работу. К примеру, клапаны должны открываться в нужное время, в камеры поступать нужное количество топлива в определенной пропорции, вовремя подаваться искра и т.д. Ниже рассмотрены основные части, способствующие корректной работе.

Система зажигания

Эта система отвечает за электрическую часть в вопросе воспламенения топлива. К основным элементам относится:

Элемент питания . Основным источником питания является аккумулятор. Он обеспечивает вращение стартера на выключенном двигателе. После этого в работу включается генератор, который питает двигатель, а также подзаряжает саму аккумуляторную батарею через реле зарядки.
Катушка зажигания . Устройство, которое передает одномоментный заряд непосредственно на свечу зажигания. В современных автомобилях количество катушек равносильно количеству цилиндров, которые работают в двигателе.
Коммутатор или распределитель зажигания . Специальной «умное» электронное устройство, которое определяет момент подачи искры.
Свеча зажигания . Важный элемент в бензиновом ДВС, который обеспечивает своевременное воспламенение топливно-воздушной смеси. Продвинутые двигатели имеют по две свечи на цилиндр.

Впускная система

Смесь должна вовремя поступать в камеры сгорания. За этот процесс отвечает впускная система. К ней относится:

Воздухозаборник . Патрубок, специально выведенный в место, недоступное для воды, пыли или грязи. Через него осуществляется забор воздуха, который потом попадает в двигатель;
Воздушный фильтр . Сменная деталь, которая обеспечивает очистку воздуха от грязи и исключает попадание посторонних материалов в камеру сгорания. Как правило, современные автомобили обладают сменными фильтрами из плотной бумаги или промасленного поролона. На более архаичных моторах встречаются масляные воздушные фильтры.
Дроссель . Специальная заслонка, которая регулирует количество воздуха, попадающего в впускной коллектор. На современной технике действует посредством электроники. Сначала водитель нажимает на педаль газа, а потом электронная система обрабатывает сигнал и следует команде.
Впускной коллектор . Патрубок, который распределяет топливно-воздушную смесь по различным цилиндрам. Вспомогательными элементами в этой системе являются впускные заслонки и усилители.

Топливная систем

Принцип работы любого ДВС подразумевает своевременное поступление топлива и ее бесперебойную подачу. В комплекс также входит несколько основных элементов:

Топливный бак . Резервуар, где хранится топливо. Как правило, располагается в максимально безопасном месте, вдали от мотора и сделан из негорючего материала (ударопрочный пластик). В нижней его части установлен бензонасос, который осуществляет забор топлива.
Топливопровод . Система шлангов, ведущая от топливного бака непосредственно к двигателю внутреннего сгорания.
Прибор образования смеси . Устройство, где смешиваются топливо и воздух. Об этом пункте уже упоминалось выше – за эту функцию может отвечать карбюратор или инжектор. Основным требованием является синхронная и своевременная подача.
Головное устройство в инжекторных двигателях, которое определяет качество, количество и пропорции образования смеси.

Выхлопная система

В ходе того, как работает двигатель внутреннего сгорания, образуются выхлопные газы, которые необходимо выводить из мотора. Для правильной работы эта система обязана иметь следующие элементы:

Выпускной коллектор . Устройство из тугоплавкого металла с высокой устойчивостью к температурам. Именно в него первоначально поступают выхлопные газы из двигателя.
Приемная труба или штаны . Деталь, обеспечивающая транспортировку выхлопных газов далее по тракту.
Резонатор . Устройство, снижающее скорость движения выхлопных газов и погашение их температуры.
Катализатор . Предмет для очистки газов от СО2 или сажевых частиц. Здесь же располагается лямда-зонд.
Глушитель . «Банка», имеющая ряд внутренних элементов, предназначенных для многократного изменения направления выхлопных газов. Это приводит к снижению их шумности.

Система смазки

Работа двигателя внутреннего сгорания будет совсем недолгой, если детали не будут обеспечиваться смазкой. Во всей технике используется специальное высокотемпературное масло, обладающее собственными характеристиками вязкости в зависимости от режимов эксплуатации мотора. Ко всему, масло предотвращает перегрев, обеспечивает удаление нагара и появление коррозии.

Для поддержания исправности системы предназначены следующие элементы:

Поддон картера . Именно сюда заливается масло. Это основной резервуар для хранения. Контролировать уровень можно при помощи специального щупа.
Масляный насос . Находится вблизи нижней точки поддона. Обеспечивает циркуляцию жидкости по всему мотору через специальные каналы и его возвращение обратно в картер.
Масляный фильтр . Гарантирует очистку жидкости от пыли, металлической стружки и прочих абразивных веществ, попадающих в масло.
Радиатор . Обеспечивает эффективное охлаждение до положенных температур.

Система охлаждения

Еще один элемент, который необходим для мощных двигателей внутреннего сгорания. Он обеспечивает охлаждение деталей и исключает возможность перегрева. Состоит из следующих деталей:

Радиатор . Специальный элемент, имеющий «сотовую» структуру. Является отличным теплообменником и эффективно отдает тепло, гарантируя охлаждение антифриза.
Вентилятор . Дополнительный элемент, дующий на радиатор. Включается тогда, когда естественный поток набегающего воздуха уже не может обеспечить эффективное отведение тепла.
Помпа . Насос, который помогает жидкости циркулировать по большому или малому кругу системы (в зависимости от ситуации).
Термостат . Клапан, который открывает заслонку, пуская жидкость по нужному кругу. Работает совместно с датчиком температуры движка и охлаждающей жидкости.

Заключение

Первый двигатель внутреннего сгорания появился еще очень давно – почти полтора столетия назад. С тех пор было сделано огромное количество разных нововведений или интересных технических решений, которые порой меняли вид мотора до неузнаваемости. Но общий принцип работы двигателя внутреннего сгорания оставался прежним. И даже сейчас, в эпоху борьбы за экологию и постоянно ужесточающийся норм по выбросу СО2, электромобили все еще не в силах составить серьезную конкуренцию машинам с ДВС. Бензиновые автомобили и сейчас живее всех живых, а мы живем в золотую эпоху автомобилестроения.

Ну а для тех, кто готов погрузиться в тему еще глубже, у нас есть отличное видео:

Все двигатели преобразуют какую-нибудь энергию в работу. Двигатели бывают разные – электрические, гидравлические, тепловые и т.д., в зависимости от того, какой вид энергии они преобразуют в работу. ДВС — двигатель внутреннего сгорания, это тепловой двигатель, в котором в полезную работу преобразуется теплота сгорающего в рабочей камере топлива, внутри двигателя. Также существуют двигателя с внешним сгоранием — это реактивные двигатели самолётов, ракет и т.д. в этих двигателях сгорание внешнее, поэтому они называются двигателями с внешним сгоранием.

Но простой обыватель чаще сталкивается с двигателем автомобиля и понимают под двигателем именно поршневой двигатель внутреннего сгорания. В поршневом ДВС, сила давления газов, возникающая при сгорании топлива в рабочей камере, воздействует на поршень, который совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре двигателя и передаёт усилие на кривошипно-шатунный механизм, который преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Но это очень упрощенный взгляд на ДВС. На самом деле, в ДВС сосредоточены сложнейшие физические явления, пониманию которых посвятили себя многие выдающиеся ученые. Чтобы ДВС работал, в его цилиндрах, сменяя друг друга, происходят такие процессы, как подача воздуха, впрыск и распыление топлива, его смешивание с воздухом, воспламенение образовавшейся смеси, распространение пламени, удаление отработавших газов. На каждый процесс отводится несколько тысячных долей секунды. Добавьте к этому процессы, которые протекают в системах ДВС: теплообмен, течение газов и жидкостей, трение и износ, химические процессы нейтрализации отработавших газов, механические и тепловые нагрузки. Это далеко не полный перечень. И каждый из процессов должен быть организован наилучшим образом. Ведь из качества протекающих в ДВС процессов складывается качество двигателя в целом – его мощность, экономичность, шумность, токсичность, надежность, стоимость, вес и размеры.

Характеристики ДВС

При одних и тех же конструктивных параметрах у разных двигателей такие показатели, как мощность, крутящий момент и удельный расход топлива, могут отличаться. Это связано с такими особенностями, как количество клапанов на цилиндр, фазы газораспределения и т. п. Поэтому для оценки работы двигателя на разных оборотах используют характеристики — зависимость его показателей от режимов работы. Характеристики определяются опытным путем на специальных стендах, так как теоретически они рассчитываются лишь приблизительно.

Как правило, в технической документации к автомобилю приводятся внешние скоростные характеристики двигателя (рисунок слева), определяющие зависимость мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от числа оборотов коленвала при полной подаче топлива. Они дают представление о максимальных показателях двигателя.

Показатели двигателя (упрощенно) изменяются по следующим причинам. С увеличением числа оборотов коленвала растет крутящий момент благодаря тому, что в цилиндры поступает больше топлива. Примерно на средних оборотах он достигает своего максимума, а затем начинает снижаться. Это происходит из-за того, что с увеличением скорости вращения коленвала начинают играть существенную роль инерционные силы, силы трения, аэродинамическое сопротивление впускных трубопроводов, ухудшающее наполнение цилиндров свежим зарядом топливо-воздушной смеси, и т. п.

Быстрый рост крутящего момента двигателя указывает на хорошую динамику разгона автомобиля благодаря интенсивному увеличению силы тяги на колесах. Чем дольше величина момента находится в районе своего максимума и не снижается, тем лучше. Такой двигатель более приспособлен к изменению дорожных условий и реже придется переключать передачи.

Мощность растет вместе с крутящим моментом и даже, когда он начинает снижаться, продолжает увеличиваться благодаря повышению оборотов. После достижения максимума мощность начинает снижаться по той же причине, по которой уменьшается крутящий момент. Обороты несколько выше максимальной мощности ограничивают регулирующими устройствами, так как в этом режиме значительная часть топлива расходуется не на совершение полезной работы, а на преодоление сил инерции и трения в двигателе. Максимальная мощность определяет максимальную скорость автомобиля. В этом режиме автомобиль не разгоняется и двигатель работает только на преодоление сил сопротивления движению — сопротивления воздуха, сопротивления качению и т. п.

Величина удельного расхода топлива также меняется в зависимости от оборотов коленвала, что видно на характеристике. Удельный расход топлива должен находиться как можно дольше вблизи минимума; это указывает на хорошую экономичность двигателя. Минимальный удельный расход, как правило, достигается чуть ниже средних оборотов, на которых в основном и эксплуатируется автомобиль при движении в городе.

Пунктирной линией на графике выше показаны более оптимальные характеристики двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – это самый распространенный тип двигателя из всех, которые устанавливаются в настоящее время на автомобили. Несмотря на то, что современный двигатель внутреннего сгорания состоит из тысячи частей, принцип его работы весьма прост. В рамках данной статьи мы рассмотрим устройство и принцип работы ДВС.

Внизу страницы смотрите видео, на котором наглядно показано устройство и принцип работы бензинового ДВС.

В каждом двигателе внутреннего сгорания есть цилиндр и поршень. Именно внутри цилиндра ДВС происходит преобразование тепловой энергии, выделяемой при сжигании топлива, в энергию механическую, способную заставить наш автомобиль двигаться. Этот процесс повторяется с частотой несколько сотен раз в минуту, что обеспечивает непрерывное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала.

Принцип работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания

В подавляющем большинстве легковых автомобилей устанавливают четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, поэтому мы и берём его за основу. Чтобы лучше понять принцип устройства бензинового ДВС, предлагаем вам взглянуть на рисунок:

Топливно-воздушная смесь, попадая через впускной клапан в камеру сгорания (такт первый – впуск), сжимается (такт второй – сжатие) и воспламеняется от искры свечи зажигания. При сжигании топлива, под воздействием высокой температуры в цилиндре двигателя образуется избыточное давление, заставляющее поршень двигаться вниз к так называемой нижней мертвой точке (НМТ), совершая при этом такт третий – рабочий ход. Перемещаясь во время рабочего хода вниз, с помощью шатуна, поршень приводит во вращение коленчатый вал. Затем, перемещаясь от НМТ к верхней мертвой точке (ВМТ) поршень выталкивает отработанные газы через выпускной клапан в выхлопную систему автомобиля – это четвертый такт (выпуск) работы двигателя внутреннего сгорания.

Такт – это процесс, происходящий в цилиндре двигателя за один ход поршня. Совокупность тактов, повторяющихся в строгой последовательности и с определенной периодичностью, обычно называют рабочим циклом , в данном случае, двигателя внутреннего сгорания.

Такт первый — ВПУСК . Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, при этом возникает разряжение и полость цилиндра ДВС заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Смесь, попадая в камеру сгорания, смешивается с остатками отработавших газов. В конце впуска давление в цилиндре составляет 0,07–0,095 МПа, а температура 80-120 ºС.
Такт второй – СЖАТИЕ . Поршень движется к ВМТ, оба клапана закрыты, рабочая смесь в цилиндре сжимается, а сжатие сопровождается повышением давления (1,2–1,7 МПа) и температуры (300-400 ºС).
Такт третий – РАСШИРЕНИЕ . При воспламенении рабочей смеси в цилиндре ДВС выделяется значительное количество теплоты, резко увеличивается температура (до 2500 градусов по Цельсию). Под давлением поршень перемещается к НМТ. Давление равно 4–6 МПа.
Такт четвертый – ВЫПУСК . Поршень стремится к ВМТ через открытый выпускной клапан, отработавшие газы выталкиваются в выпускной трубопровод, а затем в окружающую среду. Давление в конце цикла: 0,1–0,12 МПа, температура 600-900 ºС.

И так, вы смогли убедиться, что двигатель внутреннего сгорания устроен не очень сложно. Как говорится, все гениальное – просто. А для большей наглядности рекомендуем посмотреть видео, на котором также очень хорошо показан принцип работы ДВС.

Презентация на тему «двигатель внутреннего сгорания». Презентация

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Август Отто В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу- она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто. В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания». На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разряжённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разряжение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15%, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Поиски нового горючего Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом. Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

Слайд 9

Описание слайда:

Слайд 10

Описание слайда:

Слайд 11

Описание слайда:

Слайд 12

Описание слайда:

Слайд 13

Описание слайда:

Слайд 14

Описание слайда:

Подготовил: Тарасов Максим Юрьевич

Руководитель: мастер производственного обучения

МАОУ ДО МУК «Эврика»

Баракаева Фатима Курбанбиевна

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – одно из главных устройств в конструкции автомобиля, служащее для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая, в свою очередь, выполняет полезную работу. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания построен на том, что топливо в соединении с воздухом образуют воздушную смесь. Циклически сгорая в камере сгорания, воздушно-топливная смесь обеспечивает высокое давление, направленное на поршень, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. Его энергия вращения передается трансмиссии автомобиля.

Для запуска двигателя внутреннего сгорания часто используется стартер – обычно электрический двигатель, проворачивающий коленвал. В более тяжелых дизельных двигателях в качестве стартера и для той же цели применяется вспомогательный ДВС («пускач»).

Существуют следующие типы двигателей (ДВС):

бензиновые
дизельные
газовые
газодизельные
роторно-поршневые

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания – наиболее распространенные из автомобильных двигателей. Топливом для них служит бензин. Проходя через топливную систему, бензин попадает через распыляющие форсунки в карбюратор или впускной коллектор, а затем эта воздушно-топливная смесь подается в цилиндры, сжимается под воздействием поршневой группы, поджигается искрой от свечей зажигания.

Карбюраторная система считается устаревшей, поэтому сейчас повсеместно используется инжекторная система подачи топлива. Распыляющие топливо форсунки (инжекторы) осуществляют впрыск либо непосредственно в цилиндр, либо во впускной коллектор. Инжекторные системы делятся на механические и электронные. Во-первых для дозации топлива используются механические рычаговые механизмы плунжерного типа, с возможностью электронного контроля топливной смеси. Во вторых процесс составления и впрыска топлива полностью возложен на электронный блок управления (ЭБУ). Инжекторные системы необходимы для более тщательного сгорания топлива и минимизации вредных продуктов горения.

Дизельные ДВС используют специальное дизтопливо . Двигатели автомобиля подобного типа не имеют системы зажигания: топливная смесь, попадающая в цилиндры через форсунки, способна взрываться под действием высокого давления и температуры, которые обеспечивает поршневая группа.

Бензиновые и дизельные двигатели. Рабочие циклы бензинового и дизельного двигателя

используют газ в качестве топлива – сжиженный, генераторный, сжатый природный. Распространение таких двигателей было обусловлено растущими требованиями к экологической безопасности транспорта. Исходное топливо хранится в баллонах под большим давлением, откуда через испаритель попадает в газовый редуктор, теряя давление. Далее процесс аналогичен инжекторным бензиновым ДВС. В некоторых случаях газовые системы питания могут не использовать в своем составе испарители.

Современный автомобиль, чаще всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.

Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).

Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.

После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт — такт выпуска

Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.
После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.

Презентация подготовлена по материалам сайта http://autoustroistvo.ru

Слайд 2

Дви́гатель вну́треннего сгора́ния (ДВС) — это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу. Несмотря на то, что ДВС являются весьма несовершенным типом тепловых машин (низкий КПД, сильный шум, токсичные выбросы, меньший ресурс), благодаря своей автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы) ДВС очень широко распространены, например на транспорте.

Слайд 3

Типы ДВС

Роторно-поршневые

Слайд 4

Бензиновые

Смесь топлива с воздухом готовится в карбюраторе и далее во впускном коллекторе, или во впускном коллекторе при помощи распыляющих форсунок (механических или электрических), или непосредственно в цилиндре при помощи распыляющих форсунок, далее смесь подаётся в цилиндр, сжимается, а затем поджигается при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи.

Слайд 5

Дизельные

Специальное дизельное топливо впрыскивается в цилиндр под высоким давлением. Возгорание смеси происходит под действием высокого давления и, как следствие, температуры в камере.

Слайд 6

Газовые

двигатель, сжигающий в качестве топлива углеводороды, находящиеся в газообразном состоянии при нормальных условиях: смеси сжиженных газов — хранятся в баллоне под давлением насыщенных паров (до 16 атм). Испаренная в испарителе жидкая фаза или паровая фаза смеси ступенчато теряет давление в газовом редукторе до близкого атмосферному, и всасывается двигателем во впускной коллектор через воздушно-газовый смеситель или впрыскивается во впускной коллектор посредством электрических форсунок. Зажигание осуществляется при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи. сжатые природные газы — хранятся в баллоне под давлением 150-200 атм. Устройство систем питания аналогично системам питания сжиженным газом, отличие — отсутствие испарителя. генераторный газ — газ, полученный превращением твердого топлива в газообразное. В качестве твердого топлива используются: уголь торф древесина

Слайд 7

Роторно-поршневые

За счет вращения в камере сгорания многогранного ротора динамически формируются объёмы, в которых происходит обычный цикл ДВС. Схема

Слайд 8

Четырехтактный ДВС

Схема работы четырехтактного цилиндра двигателя, цикл Отто1. впуск2. сжатие3. рабочий цикл4. выпуск

Слайд 9

Роторный ДВС

Цикл двигателя Ванкеля: впуск (голубой), сжатие (зелёный), рабочий ход (красный), выпуск (жёлтый) ___________________________ Установленный на валу ротор жёстко соединён с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестернёй. Ротор с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг шестерни. Его грани при этом скользят по поверхности цилиндра и отсекают переменные объёмы камер в цилиндре.

Слайд 10

Двухтактный ДВС

Двухтактный цикл. в двухтактном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще. Впрыск горючего Сжатие Воспламенение Отвод газов

Слайд 11

Дополнительные агрегаты, требующиеся для ДВС

Недостатком ДВС является то, что он производит высокую мощность только в узком диапазоне оборотов. Поэтому неотъемлемыми атрибутами двигателя внутреннего сгорания являются трансмиссия и стартер. Лишь в отдельных случаях (например, в самолётах) можно обойтись без сложной трансмиссии. Также ДВС нужны топливная система (для подачи топливной смеси) и выхлопная система (для отвода выхлопных газов).

Слайд 12

Запуск двигателя внутреннего сгорания

Электростартёр Наиболее удобный способ. При запуске двигатель раскручивается электродвигателем(на рисунке – схема вращения простейшего электродвигателя), питающимся от аккумуляторной батареи (после запуска аккумулятор подзаряжается от генератора, приводимого основным двигателем). Но у него есть один существенный недостаток: чтобы провернуть коленчатый вал холодного двигателя, особенно зимой, ему необходим большой пусковой ток.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Двигатель автомобиля Подготовил: Тарасов Максим Юрьевич 11 класс Руководитель: мастер производственного обучения МАОУ ДО МУК «Эврика» Баракаева Фатима Курбанбиевна

2 слайд

Описание слайда:

3 слайд

Описание слайда:

Двигатель автомобиля Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – одно из главных устройств в конструкции автомобиля, служащее для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая, в свою очередь, выполняет полезную работу. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания построен на том, что топливо в соединении с воздухом образуют воздушную смесь. Циклически сгорая в камере сгорания, воздушно-топливная смесь обеспечивает высокое давление, направленное на поршень, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. Его энергия вращения передается трансмиссии автомобиля. Для запуска двигателя внутреннего сгорания часто используется стартер – обычно электрический двигатель, проворачивающий коленвал. В более тяжелых дизельных двигателях в качестве стартера и для той же цели применяется вспомогательный ДВС («пускач»).

4 слайд

Описание слайда:

Типы двигателей Существуют следующие типы двигателей (ДВС): бензиновые дизельные газовые газодизельные роторно-поршневые

5 слайд

Описание слайда:

Также ДВС классифицируются: по виду топлива, по числу и расположению цилиндров, по способу формирования топливной смеси, по количеству тактов работы двигателя внутреннего сгорания и т.д.

6 слайд

Описание слайда:

Бензиновые и дизельные двигатели. Рабочие циклы бензинового и дизельного двигателя Бензиновые двигатели внутреннего сгорания – наиболее распространенные из автомобильных двигателей. Топливом для них служит бензин. Проходя через топливную систему, бензин попадает через распыляющие форсунки в карбюратор или впускной коллектор, а затем эта воздушно-топливная смесь подается в цилиндры, сжимается под воздействием поршневой группы, поджигается искрой от свечей зажигания. Карбюраторная система считается устаревшей, поэтому сейчас повсеместно используется инжекторная система подачи топлива. Распыляющие топливо форсунки (инжекторы) осуществляют впрыск либо непосредственно в цилиндр, либо во впускной коллектор. Инжекторные системы делятся на механические и электронные. Во-первых для дозации топлива используются механические рычаговые механизмы плунжерного типа, с возможностью электронного контроля топливной смеси. Во вторых процесс составления и впрыска топлива полностью возложен на электронный блок управления (ЭБУ). Инжекторные системы необходимы для более тщательного сгорания топлива и минимизации вредных продуктов горения. Дизельные ДВС используют специальное дизтопливо. Двигатели автомобиля подобного типа не имеют системы зажигания: топливная смесь, попадающая в цилиндры через форсунки, способна взрываться под действием высокого давления и температуры, которые обеспечивает поршневая группа.

7 слайд

Описание слайда:

Газовые двигатели Газовые двигатели используют газ в качестве топлива – сжиженный, генераторный, сжатый природный. Распространение таких двигателей было обусловлено растущими требованиями к экологической безопасности транспорта. Исходное топливо хранится в баллонах под большим давлением, откуда через испаритель попадает в газовый редуктор, теряя давление. Далее процесс аналогичен инжекторным бензиновым ДВС. В некоторых случаях газовые системы питания могут не использовать в своем составе испарители.

8 слайд

Описание слайда:

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания Современный автомобиль, чаще всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже. Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко. Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).

9 слайд

Описание слайда:

Первый такт — такт впуска Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

10 слайд

Описание слайда:

Второй такт — такт сжатия Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

11 слайд

Описание слайда:

Третий такт — рабочий ход Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля. После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

12 слайд

Описание слайда:

Четвертый такт — такт выпуска Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси. После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов. Презентация подготовлена по материалам сайта http://autoustroistvo.ru

Китайская компания готовит двигатели внутреннего сгорания для работы на водороде

Breadcrumb Trail Links

Технологии

Плюс: водородный грузовик впервые «соревнуется» в ралли Дакар (типа)

Дата публикации :

13 января 2022 г. • 14 января 2022 г. • 1 минута чтения • Присоединяйтесь к беседе Сборочная линия компании Guangxi Yuchai Machinery Company Фото: Guangxi Yuchai Machinery Company

Содержание статьи

Китайский производитель двигателей коммерческого транспорта China Yuchai говорит, что это создание двигателя внутреннего сгорания, работающего на водороде.Согласно Engine Technology International , «YCK05 продемонстрировал стабильную работу во время недавней демонстрации в Пекинском технологическом институте» благодаря таким инновациям, как «многоточечный впрыск воздуха под высоким давлением, высокоэффективный малоинерционный турбонаддув и сгорание на обедненной смеси».

Содержание статьи

Зачем вам строить силовой агрегат с ДВС на водороде? Во-первых, поймите, что Китай выделил огромные ресурсы для перехода к водородной экономике.

Во-вторых, несмотря на то, что заряда батареи достаточно для малотоннажных транспортных средств и даже коммерческих автомобилей для коротких перевозок, вес современных литий-ионных батарей серьезно снижает полезную нагрузку и время дозаправки. А с отставанием технологии FCEV перевод двигателей внутреннего сгорания на h3 может быть удобным в качестве временного метода для эффективного производства автомобилей с (почти) нулевым уровнем выбросов.

При этом ДВС, работающие на водороде, не полностью безэмиссионны. Да, как и в топливном элементе, основным побочным продуктом сгорания является просто вода, практически без выбросов парниковых газов.

Однако, как указывает Новости о водородном топливе , двигатели с ДВС работают на масле и сжигают небольшое количество смазки, что приводит к образованию небольшого количества NOx. Хотя количество производимых оксидов азота намного ниже, чем в бензиновых или дизельных двигателях внутреннего сгорания, единственными транспортными средствами с нулевым уровнем выбросов, работающими на водороде, являются электромобили на топливных элементах.

Содержание статьи

Приносим свои извинения, но это видео не удалось загрузить.

Говоря о топливных элементах, первый грузовик с двигателем FCEV принял участие в ралли «Дакар» в этом году.И под «соревноваться» я подразумеваю короткий демонстрационный заезд на 12 миль (вероятно, из-за отсутствия заправочной инфраструктуры). Тем не менее, грузовик Guassin впечатляет.

Двух 300-киловаттных — это 402 лошадиных силы — электродвигателей и 80 килограммов водорода было достаточно для 250 км (155 миль) пробега на гоночных скоростях. Возможно, более впечатляюще то, что его можно полностью заправить всего за 20 минут. Планируется, что коммерческие версии водородного грузовика, участвовавшего в ралли «Дакар», станут доступны вместе с полностью электрическими большими установками Gaussin в конце 2022 года.

Водородные двигатели внутреннего сгорания и водородные топливные элементы

Как водородное топливо может питать транспортное средство?

Использование водорода для питания двигателя или мотора проще, чем вы думаете. Есть два способа сделать это.

Первый способ включает в себя устройство, известное как топливный элемент. Топливный элемент преобразует водород в электричество, которое затем приводит в действие электродвигатели автомобиля, как и в любом другом электромобиле.

Другой путь — водородные двигатели; двигатели внутреннего сгорания, в которых в качестве топлива используется водород.Каждый метод имеет свои преимущества и области применения, где они лучше всего подходят. Однако последний, использующий двигатели внутреннего сгорания, является более привычной технологией.

На самом деле, один из самых первых двигателей внутреннего сгорания работал на смеси водорода и кислорода и имел электроискровой механизм зажигания. Его изобретатель, бывший швейцарский артиллерийский офицер по имени Франсуа Исаак де Риваз, использовал его для создания транспортного средства, которое могло перевозить тяжелые грузы на короткие расстояния.

Дизельный двигатель vs.двигатель на природном газе против водородного двигателя

Сегодня, если вы видели современный двигатель внутреннего сгорания, предназначенный для работы на водороде, вы могли не знать, что он не предназначен для природного газа. Четырехтактные водородные двигатели внутреннего сгорания (водородные двигатели внутреннего сгорания) работают по тому же циклу, что и обычные двигатели, работающие на природном газе, и имеют почти те же компоненты — блок цилиндров, кривошип, головки цилиндров, систему зажигания, установочные детали и т. д.

Дизельные двигатели

и водородные двигатели также имеют схожие компоненты.К ним относятся блок двигателя, кривошип и установочные детали, такие как опоры и кожухи маховика.

В компании Cummins Inc. мы используем наши существующие платформы и опыт в области технологий с искровым зажиганием для создания водородных двигателей. Наш водородный двигатель представляет собой вариант двигателя с искровым зажиганием, аппаратное обеспечение которого аналогично двигателям на природном газе и бензиновым двигателям.

Высокая степень унификации компонентов двигателя обеспечивает преимущества масштаба. Эта экономия за счет масштаба имеет решающее значение на пути транспортного сектора к снижению выбросов.Это снижает затраты и обеспечивает необходимую надежность.

Существуют также различия между водородными двигателями и другими двигателями с искровым зажиганием, такими как двигатели, работающие на природном газе, и бензиновые двигатели.

Например, различия в физических свойствах водорода влияют на дозирование и впрыск топлива и воздуха. Преждевременное зажигание является более серьезной проблемой для водородных двигателей, чем для бензиновых, потому что водород воспламеняется намного легче. Непосредственный впрыск — один из способов решить проблемы с преждевременным зажиганием.Системы прямого впрыска подают топливо-водород, в данном случае, непосредственно в цилиндры, а не во впускной коллектор или порты. Если впрыск происходит в то время, когда впускной клапан закрыт, можно избежать обратного воспламенения. Другое решение состоит в том, чтобы полностью спроектировать систему сжигания водорода.

Еще одним соображением является образование оксидов азота или NOx. NOx является атмосферным загрязнителем, который может ухудшить качество воздуха и привести к коричнево-оранжевой дымке, которая летом образуется над некоторыми крупными городами.

При горении водорода в присутствии большого количества кислорода образуется очень мало NOx. Однако при горении водорода в присутствии небольшого количества кислорода может образоваться большое количество NOx. В результате водородные двигатели обычно настраиваются на работу с соотношением воздуха и топлива 2:1. Это означает, что для сжигания всего топлива, которое впрыскивается в цилиндры, требуется в два раза больше воздуха. Водородным двигателям часто требуется система очистки выхлопных газов для удаления этого избытка NOx.

Могут ли водородные двигатели работать в грузовиках и автобусах средней и большой грузоподъемности?

Водородные двигатели внутреннего сгорания привлекают автопроизводителей по двум основным причинам.Во-первых, это их сходство с традиционными двигателями внутреннего сгорания. Во-вторых, способность водорода использовать автомобили в качестве топлива с нулевым содержанием углерода.

Производитель оригинального оборудования (OEM) может создавать автомобили с водородными двигателями, очень похожими на существующие двигатели внутреннего сгорания. Большинство других компонентов и программного обеспечения автомобиля остались прежними.

Водородные двигатели

также привлекательны для конечных пользователей. Водородные двигатели выглядят, звучат и работают так же, как двигатели внутреннего сгорания, к которым привык каждый механик в мире.Их надежность и долговечность не уступают дизельным двигателям.

Компания Cummins в настоящее время проводит испытания водородных двигателей для снижения рисков водородного охрупчивания и эрозии. Мы будем делиться нашими выводами по ходу наших тестов.

Операторы коммерческого флота могут приобретать автомобили с водородными двигателями, не опасаясь, что они инвестируют в совершенно новую технологию.

Примеры водородных двигателей в секторах мобильности и транспорта также выходят за рамки грузовиков средней и большой грузоподъемности.Вы можете найти пользователей, оценивающих водородные двигатели в судостроении, строительстве и других областях.

Таким образом, вы можете не сразу узнать, что транспортное средство предназначено для работы на водороде, если вы увидите его двигатель, но если бы вы увидели его топливный бак, вы бы сразу поняли. Хранение водорода на борту автомобилей становится безопасным и становится более экономичным и практичным. Cummins недавно создала совместное предприятие с NPROXX, лидером в области хранения и транспортировки водорода для резервуаров для хранения водорода. Это совместное предприятие будет предоставлять клиентам продукты для хранения водорода и сжатого природного газа как для автомобильного, так и для железнодорожного транспорта.

Никогда не пропустите последние новости и будьте впереди. Зарегистрируйтесь ниже, чтобы получать последние новости о технологиях, продуктах, отраслевых новостях и многом другом.

Почему бы нам просто не запустить двигатели внутреннего сгорания на водороде?

Фото: Chevrolet

Из Popular Mechanics

Мы знаем, что нам нужно найти замену ископаемому топливу. Автопроизводители прилагают все усилия, чтобы найти решение этой дилеммы. Похоже, что большинство этих решений связано с избавлением от наших любимых двигателей внутреннего сгорания.Но не могли бы мы просто перепроектировать типичный поршневой двигатель, чтобы он работал на чем-то более чистом, например на водороде?

Если бы все было так просто. Как утверждает Джейсон Фенске из Engineering Explained, поршневой двигатель можно спроектировать для работы на водороде. Просто это было бы не очень хорошо.

Водород — заманчивое альтернативное топливо. При правильном сгорании единственным выбросом является водяной пар. Уже в этом месяце Fenske исследует возможности водорода в нескольких видеороликах, как в качестве топлива для поршневых, так и для роторных двигателей.

Есть две основные проблемы с водородным двигателем внутреннего сгорания. Во-первых, водород не такой энергоемкий, как другие виды топлива, а это означает, что вам нужно много его, чтобы выполнить небольшую работу. Прибавьте к этому присущую поршневому двигателю неэффективность (в лучшем случае вы превращаете около 30 процентов энергии топлива в поступательное движение), и вы получите рецепт разочарования.

Вторая проблема? Когда вы сжигаете водород, вы получаете другие выбросы помимо водяного пара.В основном вы получаете NOx, токсичные выбросы, лежащие в основе скандала о мошенничестве с дизельными выбросами Volkswagen. Если вы ищете чистую альтернативу бензину, выбросы NOx водорода выводят ее из строя.

Ответ? Используйте водород в топливном элементе для выработки электроэнергии. Топливные элементы намного эффективнее двигателей внутреннего сгорания, а выбросы водородных топливных элементов чище, чем у водородных двигателей внутреннего сгорания. Чтобы узнать больше, посмотрите полное видео Fenske ниже.

(«Вам также может понравиться»)

Ford рекламирует самый чистый двигатель внутреннего сгорания

Компания Ford Motor Co. он назвал его «самым чистым двигателем внутреннего сгорания в мире» и хвастался, что может начать производство в течение двух лет.

Объявление не вызвало большого шума, кроме выставки экологически чистых автомобилей в Шанхае, где об этом было объявлено в прошлую среду.

Но Форд рекламировал это как «стратегию перехода» от сегодняшних газоэлектрических гибридов к будущим водородным топливным элементам. Автомобильная промышленность и правительство разрабатывают топливные элементы, которые заменят двигатели внутреннего сгорания, но препятствия включают высокую стоимость и способы получения водорода.

Стратегия Форда основана на использовании двигателя внутреннего сгорания и работе на водороде. BMW продвигает аналогичную стратегию в Европе, но ни один другой автопроизводитель не присоединился к ним.

Технические характеристики двигателя
Работая над водородным двигателем внутреннего сгорания в течение нескольких лет, компания Ford заявила, что в последние месяцы ее исследователи совершили «прорыв», позволивший снизить выбросы оксидов азота до уровня ниже самых строгих мировых стандартов. Оксид азота в сочетании с теплом создает смог.

Двигатель также снижает выбросы двуокиси углерода — так называемого парникового газа, который, как опасаются многие ученые, способствует глобальному потеплению — на 99 процентов по сравнению с обычным двигателем внутреннего сгорания, сказал Форд.

Майк Флинн, директор отдела изучения автомобильного транспорта Мичиганского университета, назвал это объявление «потенциально важным» и не поставил под сомнение технические заявления Ford.

Но он отметил, что Ford ясно дал понять, что двигатель все еще нуждается в доработке для улучшения характеристик, «что означает, что он не готов к эксплуатации».

Ранние версии двигателя были испытаны на фургонах Ford Focus, получивших название Hydrogen Hybrid Research Vehicles или h3RVs. Компания также разработала маршрутный автобус, работающий на водородном двигателе внутреннего сгорания, и планирует использовать два автобуса на Североамериканском международном автосалоне в следующем январе в Детройте, чтобы продемонстрировать свои возможности.

Вагоны Focus оснащены аккумуляторной батареей, которая приводит в действие электродвигатель, создавая водородно-электрический гибридный двигатель. Вирус h3RV проходит испытания на юго-востоке Мичигана.

Компания Ford заявила, что эффективность использования топлива повышается на 25 процентов при использовании водорода и до 50 процентов при использовании гибридного водородного двигателя.

«Мы можем производить и продавать их прямо сейчас», — сказала Сью Сишке, вице-президент Ford по вопросам охраны окружающей среды и техники безопасности, журналистам на Challenge Bibendum, выставке экологически чистых автомобилей, названной в честь пушистого белого талисмана хозяина Мишлен.

Но она добавила, что по-прежнему не хватает инфраструктуры для заправки водородом, а также единых правил, позволяющих использовать водородные автомобили в Соединенных Штатах. «Мы не можем сделать это в одиночку», — сказала она, имея в виду необходимость сотрудничества между правительством и промышленностью.

Усилия правительства
Губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер продвигает план строительства 200 водородных станций вдоль автомагистралей штата к 2010 году, но федеральное правительство проявляет осторожность.

Филлис Йошида, директор инициативы президента Буша по транспортным средствам на топливных элементах, приветствовала заявление Форда, но не надеялась на дополнительную федеральную поддержку, помимо существующих нескольких миллионов долларов на исследования водородных двигателей внутреннего сгорания.

«Мы ничего не можем сделать», — сказала она MSNBC.com в ответ на вызов Форда, добавив, что было бы преждевременно вкладывать большие средства в инфраструктуру заправки водородом. «Вы не хотите вкладывать слишком много, так как технология станции может измениться», — сказала она.

Экологи придерживаются несколько иной точки зрения, призывая Ford и других автопроизводителей уделять больше внимания бензиново-электрическим гибридам до тех пор, пока водород не будет производиться по разумной цене с помощью возобновляемых источников энергии, таких как солнечная или ветровая энергия.В настоящее время большая часть водорода извлекается из природного газа, в результате чего выделяется углекислый газ, даже если он не находится в выхлопной трубе.

«Несмотря на то, что водородная технология Ford впечатляет, реальная проблема заключается в том, откуда будет поступать водород», — сказал Роланд Хванг, директор по политике в области транспортных средств Совета по защите природных ресурсов.

«Бензиновый гибрид может превзойти по выбросам парниковых газов автомобиль с водородным двигателем внутреннего сгорания, если водород производится из природного газа, наиболее вероятного и экономичного источника в среднесрочной перспективе», — добавил он.«Поэтому неясно, почему кто-то предпочитает водородный автомобиль ни с точки зрения потребителя, ни с точки зрения политики».

Но Дэвид Коул, директор Центра автомобильных исследований в Анн-Арборе, штат Мичиган, считает, что даже с учетом этих недостатков стратегия является «очень жизнеспособной концепцией», которая даст опыт на пути к возможному водороду и топливу. клеточное будущее.

«Во всем этом всегда есть пиар, — сказал он, — но это реально».

Строительство водородных двигателей внутреннего сгорания не будет дорогим, добавил он, «и вы хотите подготовиться ко всему, что может произойти.»

Видно беспрецедентное усилие
Форд соглашается с тем, что конечной целью является получение водорода из неископаемого источника топлива, но возражает, что еще не слишком рано начинать строительство инфраструктуры и некоторых первых транспортных средств.

«Переход.. «Переход к водородной экономике станет огромной национальной и международной проблемой, которая потребует координации между правительствами, поставщиками топлива и нами в масштабах, которых мы никогда раньше не видели», — Герхард Шмидт, вице-президент Ford по исследованиям и передовым технологиям. , — говорится в заявлении, опубликованном вместе с объявлением.«Хотим ли мы пойти на этот шаг — решение за общественностью и правительством, но Ford Motor Company уже сегодня готова с продуктом».

Флинн сказал, что для автопроизводителей нет ничего необычного в том, чтобы «бросить вызов правительству и друг другу», добавив, что Ford «вероятно думает, что у него есть что-то вроде ноги здесь».

И это не повредит, если Ford, разработавший рекламную кампанию экологически чистых автомобилей вокруг своего нового гибридного внедорожника Escape, обратится к защитникам окружающей среды, которые чувствуют себя обманутыми из-за других недавних действий Ford, среди которых отказ от программ создания автомобилей на электричестве и природном газе.

«В интересах Ford продолжать делать заявления, демонстрирующие прогресс в решении экологических проблем», — сказал Флинн.

Какие 4 вещи нужны для работы двигателя внутреннего сгорания? – М.В.Организинг

Какие 4 вещи нужны для работы двигателя внутреннего сгорания?

Цикл Отто

является типичным циклом для большинства двигателей внутреннего сгорания автомобилей, работающих на бензине в качестве топлива. Цикл Отто точно такой же, который был описан для четырехтактного двигателя.Он состоит из тех же основных этапов: впуск, сжатие, воспламенение, расширение и выпуск.

Какие 3 вещи необходимы для работы двигателя внутреннего сгорания?

WTATWTA: четыре вещи, которые необходимы для работы любого двигателя

Ингредиент 1: Компрессия. Для работы двигателю нужна компрессия. Тест на сжатие — это простой (и обычно простой) тест.
Второй ингредиент: воздух. Воздух необходим для работы двигателя.
Компонент 3: Топливо.Как мы только что обсуждали, топливо и воздух работают рука об руку.

Как работает четырехтактный двигатель?

Каковы ходы 4-тактного двигателя? В конце такта сжатия (предыдущего) срабатывает свеча зажигания и воспламеняет смесь сжатого воздуха и топлива. Это воспламенение/взрыв толкает поршень обратно в отверстие цилиндра и вращает коленчатый вал, толкая автомобиль вперед.

Какое сжатие должно быть у 4-тактного двигателя 250?

Идеальное давление для среднего 2-тактного внедорожного мотоцикла на уровне моря, который не сильно модифицирован, должно быть в районе значений, указанных ниже.50cc, 60cc, 80cc, 100cc, 125cc, 200cc или 500cc должны быть в состоянии выжать показания 120-190 фунтов на квадратный дюйм. 250cc должен быть в районе 170-240 фунтов на квадратный дюйм.

Какое сжатие должно быть у 125 4-тактного двигателя?

Хорошее сжатие 150-160 PSI. Двухтактный мотоцикл для бездорожья объемом 125 куб. См должен иметь давление не менее 140 фунтов на квадратный дюйм и около 180 фунтов на квадратный дюйм со свежим верхом … Минимальная таблица сжатия для двухтактного двигателя.

2-тактныйРазмер двигателя	Минимальное сжатие PSI #
125 куб.см	140 фунтов на квадратный дюйм
250 куб. см	170 фунтов на квадратный дюйм
500 куб.см	140 фунтов на квадратный дюйм

Является ли давление 90 psi хорошим сжатием?

Они не должны отличаться более чем на 10% от самого высокого до самого низкого.Тем не менее, 90 фунтов на квадратный дюйм слишком мало, даже для двигателя с низкой степенью сжатия.

Будет ли двигатель работать при сжатии 90 psi?

Очевидно низкий уровень. Это предел, некоторые моторы могут работать при давлении 90 фунтов на квадратный дюйм, большинство — нет. 100 — это мой нижний предел, и, похоже, это серая зона, где ничего не работает.

Может ли плохая свеча зажигания вызвать низкую компрессию?

Он образует горячие точки на поршне и может привести к образованию отверстий или трещин в детали. Когда между поршнем и стенкой образуются отверстия и зазоры, они позволяют газам просачиваться, что приводит к низкой компрессии двигателя.Компоненты, которые могут вызвать появление горячих точек, включают бензин с низким октановым числом, неисправные свечи зажигания и неисправные топливные форсунки.

Сколько стоит исправить компрессию двигателя?

Устранение проблем с низкой компрессией двигателя включает ремонт или замену деталей, вызывающих проблему. Если вы решите, чтобы профессиональный механик провел тест на сжатие, это будет стоить вам от 100 до 200 долларов. Вам также необходимо учитывать стоимость ремонта или замены поврежденных деталей.

Запустится ли двигатель при низкой компрессии?

Двигатель с низкой компрессией в одном цилиндре будет иметь пропуски зажигания и неровную работу, а отсутствие компрессии во всех цилиндрах приведет к тому, что двигатель не запустится. Существует множество различных симптомов низкой компрессии, которые могут привести к неправильной работе двигателя.

Что вызывает низкую компрессию в двигателе?

Каждый цилиндр двигателя имеет впускной и выпускной клапан. Когда эти клапаны изнашиваются или подвергаются слишком сильному нагреву, они могут начать преждевременно выпускать газы.Как и в случае с отверстиями в поршне, это вызывает низкую компрессию двигателя.

Какая минимальная компрессия для работы двигателя?

около 90psi

Какая компрессия должна быть в двигателе?

Здоровые двигатели должны иметь компрессию более 100 фунтов на квадратный дюйм на цилиндр с разницей не более 10 процентов между самым высоким и самым низким показаниями.

Можно ли замерить компрессию при выключенном впуске?

Так как мало кто знает, как открывать заслонки при замере компрессии, наверное, лучше это делать без впускного коллектора.Единственным недостатком может быть наличие охлаждающей жидкости в блоке. Простое слив радиатора для удаления впуска не удаляет охлаждающую жидкость из блока.

Запустится ли двухтактный двигатель с низкой компрессией?

В зависимости от того, насколько это плохо, двигатель даже не запустится. Но вы этого не заметите, как низкое сжатие! Пластинчатый клапан также может сломаться, но тогда в двигатель будет летать мусор, нанося еще больший ущерб.

Почему у двухтактного двигателя низкая компрессия?

Изношенные поршневые кольца могут вызвать неполное уплотнение, что приведет к снижению компрессии и затруднению запуска.Изношенные поршневые кольца или лепестковые клапаны, которые больше не герметизируют должным образом, могут быть причиной плохой пусковой характеристики.

Как определить, что для двухтактного двигателя требуется новая верхняя часть?

Хотя большинство двухтактных мотоциклов легче опрокинуть, чем четырехтактные мотоциклы для бездорожья, вы не сможете нажать рычаг кикстартера вниз одним пальцем. Если он срабатывает почти без сопротивления, верхние частоты, вероятно, не работают при сжатии.

Какая компрессия должна быть у двухтактного двигателя?

Двухтактные двигатели должны иметь показания сжатия около 110-130 фунтов на квадратный дюйм.Иногда при компрессии 80 и 90 двигатель все равно работает отлично!

Двигатели внутреннего сгорания могут сыграть роль в обезуглероживании – вот как

Премьер-министр Борис Джонсон присутствовал на недавней презентации председателем JCB лордом Бэмфордом прототипа водородного топлива в Лондоне (Фото: JCB)

Правительство Великобритании недавно объявило, что к 2040 году продажа новых бензиновых и дизельных грузовиков будет запрещена.Британская ассоциация автомобильных грузоперевозок поддержала это предложение, но говорит, что оно нереалистично, поскольку альтернатив пока не существует.

Технологии электромобилей считаются непригодными, поскольку большегрузные транспортные средства (HGV) путешествуют в течение длительных периодов времени, не имеют достаточного времени для длительных перезарядок и потребуют аккумуляторов большей емкости из-за их большего веса и дальности поездки. Электромобили на топливных элементах (FCEV) можно быстро заправить, но они дороги, а также существуют проблемы с поиском материалов для аккумуляторов.

Эти проблемы характерны для производителей тяжелой строительной и сельскохозяйственной техники, таких как JCB. В недавнем эпизоде «Гараж Гарри» на YouTube председатель JCB лорд Бэмфорд подчеркнул, что владельцы тяжелой техники хотят, чтобы она работала в течение долгих смен, чтобы максимизировать рентабельность инвестиций, с минимальными перерывами для дозаправки.

Вес и стоимость также являются проблемой — JCB прогнозирует, что стоимость аккумуляторов не снизится в ближайшее время. Кроме того, преобразование 20-тонного экскаватора в аккумуляторный электромобиль (BEV) увеличило бы его вес более чем на 40%, поэтому пришлось бы модернизировать многие компоненты, в результате чего стоимость машины в два раза превышала бы дизельный эквивалент.FCEV все еще дороже.

Горение с разницей

Решение JCB — двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — с отличием. Вместо бензина или дизельного топлива он работает на водороде.

«Проблема не в двигателе внутреннего сгорания, а в ископаемом топливе», — сказал лорд Бэмфорд.

ДВС

надежны, дешевы в производстве, имеют налаженные цепочки поставок, хорошо понимаются производителями, сервисными центрами и многими заказчиками.

Двигатель

JCB впервые прошел динамометрический стенд в декабре. Он имеет тот же блок, что и их стандартный дизельный агрегат объемом 4,8 л, но имеет новую головку блока цилиндров для перехода на искровое зажигание.

В прошлом месяце компания объявила об инвестициях в двигатели на сумму 100 млн фунтов стерлингов, наняв еще 50 инженеров и намереваясь продать свои первые водородные двигатели к концу 2022 года.

Дизельный конкурс

Проблема с водородными двигателями внутреннего сгорания связана с выбросами NOx. Они могут работать на обедненной смеси, снижая температуру цилиндра и, следовательно, образование NOx, но это снижает скорость и мощность пламени, поэтому необходим баланс.

Время также требует рассмотрения. Высокая диффузионная способность водорода обеспечивает более однородную топливно-воздушную смесь и, следовательно, более полное сгорание и эффективность, но он может пройти через впускные клапаны до того, как они закроются.

JCB, похоже, преодолела эти проблемы и выпустила жизнеспособный ДВС со сверхнизким уровнем выбросов — лорд Бэмфорд говорит, что в конечном итоге он будет иметь нулевой уровень выбросов, — который обеспечивает производительность, требуемую клиентами. Что немаловажно, стоимость будет аналогична дизельным аналогам, а баки можно заправить за считанные минуты и обеспечить топливом суточную смену без перерыва.

Вызовы остаются

Остальные препятствия, связанные в первую очередь с поставками водорода, кажутся преодолимыми. Например, водород можно получить электролизом воды. У Siemens есть технологии, связанные с производством зеленого водорода, а Ryze Hydrogen строит первую в Великобритании сеть заводов по производству зеленого водорода, предлагая хранение и распределение.

Хотя водородные ДВС известны уже более 200 лет (первый в мире автомобильный ДВС в начале 19 века работал на водороде), JCB решила многочисленные технические проблемы при разработке продукта для сегодняшнего мира.Некоторые из них могут быть запатентованы, что означает, что они могут получить патентные права на срок до 20 лет, которые могут быть использованы, чтобы помешать другим компаниям использовать технологию, или получить лицензию на выплату роялти.

Рынок лицензирования может быть значительным, включая конкурентов JCB и производителей большегрузных транспортных средств, городских и междугородных автобусов. В некоторых случаях технология может быть модернизирована, поэтому патенты на модернизацию могут обеспечить дополнительные потоки доходов.

JCB также может использовать схему Patent Box в Великобритании, чтобы получить выгоду от сниженной 10% ставки корпоративного налога на прибыль от запатентованных продуктов, как объясняется на веб-сайте EIP Patentise .

Мы пока не можем узнать, подали ли JCB какие-либо патентные заявки. Обычно они публикуются через 18 месяцев после подачи в патентное ведомство.

Свобода действий

Компания JCB сможет коммерциализировать свою технологию только в том случае, если это не будет нарушать патентные права третьих лиц.

Cummins начала испытания в этой области и недавно получила финансирование в размере 15 млн фунтов стерлингов через Центр перспективных двигателей, AVL работает с Westport Fuel Systems и TUPY, а Ricardo объявил о проведении исследований.

Если патентные права третьей стороны охватывают планы JCB, помимо согласия на лицензирование ИС, JCB может иметь возможность использовать технологию третьей стороны путем перекрестного лицензирования прав обеих сторон.

А машины?

Водородные ДВС
менее эффективны, чем водородные топливные элементы, поэтому для хранения топлива требуется больше места. Тем не менее, Toyota явно считает, что эту область стоит изучить, поскольку недавно они продемонстрировали Corolla с водородным двигателем и модифицированным двигателем GR Yaris ICE.
В недавнем интервью управляющий директор Формулы-1 Росс Браун также предположил, что водород может помочь Формуле-1 стать углеродно-нейтральной, сохранив при этом привычный шум.
С таким большим количеством энергии, направленной на эту технологию, может появиться реальный автомобиль с водородным двигателем внутреннего сгорания. Кто бы ни получил патенты, относящиеся к этому большому рынку, они могут оказаться очень прибыльными.
EIP – это юридическая фирма в области интеллектуальной собственности, специализирующаяся на важных патентных делах. Рик Гордон-Браун имеет опыт работы в области машиностроения и является партнером и патентным поверенным в их команде инженеров.

Хотите, чтобы лучшие инженерные истории доставлялись прямо на ваш почтовый ящик? Информационный бюллетень Professional Engineering информирует вас о самых передовых разработках и интересных новых вакансиях. Чтобы зарегистрироваться, нажмите здесь.
Контент, опубликованный Professional Engineering, не обязательно отражает точку зрения Института инженеров-механиков.
Какие 3 вещи необходимы для работы двигателя внутреннего сгорания? – Цвета-NewYork.com
Какие 3 вещи необходимы для работы двигателя внутреннего сгорания?
Помимо такта сгорания, который толкает поршень вниз от верхней части цилиндра, есть еще три такта: впуск, сжатие и выпуск. Двигателям нужен воздух (а именно кислород) для сжигания топлива.
Какие 3 основных компонента составляют двигатель внутреннего сгорания?
В общих чертах двигатель можно разделить на три основные части: головку, блок и масляный картер.
Головка блока цилиндров – это канал, по которому топливо поступает в камеру двигателя и выходит выхлопные газы.
В блоке цилиндров происходит все сгорание.
Как работает двигатель внутреннего сгорания?
Двигатель состоит из неподвижного цилиндра и подвижного поршня. Расширяющиеся газы сгорания толкают поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал. После того, как поршень сжимает топливно-воздушную смесь, искра воспламеняет ее, вызывая сгорание.Расширение продуктов сгорания толкает поршень во время рабочего такта.
Какие 4 вещи необходимы двигателю для работы?
4 вещи, которые нужны двигателю для работы
Искра.
Топливо – давление топлива и импульс топливной форсунки.
Сжатие.
Время – Все вышеперечисленное в нужное время.
Что нужно для запуска двигателя?
Чтобы двигатель завелся, его нужно провернуть на какой-то скорости, чтобы он всасывал в цилиндры топливо и воздух и сжимал их.Мощный электрический стартер делает поворот. На его валу установлена маленькая шестерня (зубчатое колесо), которая входит в зацепление с большим зубчатым венцом по ободу маховика двигателя.
В какую сторону крутится двигатель?
Большинство автомобильных двигателей вращаются по часовой стрелке, если смотреть на переднюю часть двигателя. Передняя часть двигателя — это конец, который обычно можно увидеть, если он не весь закрыт кожухами и кожухами, где находятся все ремни и шкивы.
Что происходит, когда вы заводите машину, которая уже заведена?
То, что происходит, когда вы пытаетесь провернуть двигатель, который уже является одним из них, представляет собой маленькую шестерню стартера и вращающийся маховик.Стартер выключен, шестерня не крутится. По сути, это похоже на засовывание куска металла в ходовую часть — вот что вызывает скрежещущий звук.
Что происходит при включении зажигания автомобиля?
Назначение системы зажигания — генерировать очень высокое напряжение от 12-вольтовой аккумуляторной батареи автомобиля и направлять его на каждую свечу зажигания, по очереди воспламеняя топливно-воздушную смесь в камерах сгорания двигателя. Когда переключатель включен, ток проходит через катушку зажигания.
Что произойдет, если вы слишком сильно заведете машину?
Таким образом, когда автомобиль оставлен на «запуск» или «зажигание» на некоторое время, «стартер» продолжает заряжаться/мощность для свободного вращения, и если удерживать его слишком долго, двигатель может перегреться. Повреждение может быть на вашем маховике, соленоиде, шестерне или любом другом компоненте вокруг отсека стартера.
Что произойдет, если выключить машину, когда она находится в режиме Драйва?
РЭЙ: Ну, акт выключения двигателя, когда машина все еще в движении, ничему не повредит, кроме шансов, что вы пойдете с ним к алтарю.Трансмиссии и двигателю все равно. К счастью, ключи не выйдут из замка зажигания, если машина не стоит на парковке.
Можно ли выключить движущуюся машину?
С автоматической коробкой передач, на скорости 70 миль в час и при движении автомобиля вы поворачиваете ключ. Рулевое колесо не будет заблокировано, и у вас будет ручное управление, а также два хороших нажатия на педаль тормоза. Чтобы перезапустить двигатель на скорости, вам нужно будет перевести коробку передач в нейтральное положение.
Что произойдет, если вы забудете поставить машину на стоянку?
Это не причинит никакого вреда.На самом деле, большинство современных автомобилей не позволят вам вынуть ключ из замка зажигания, не стоя на стоянке! Блокировка зажигания не позволила бы вам завести машину, если бы она все еще была включена.
Как поставить машину на стоянку?
Лучший способ припарковать свой автомобиль с автоматической коробкой передач — сначала поставить его в нейтральное положение, а затем включить стояночный тормоз. Затем медленно отпускайте педаль тормоза, пока ваша нога полностью не уйдет с педали. Тогда вы на 100% знаете, что стояночный тормоз держит машину на месте.Это как небольшой тест, чтобы убедиться.
Что будет, если завести машину во время заправки?
Ничего не произойдет, если вы заправитесь бензином при работающем двигателе автомобиля. Это всего лишь мера предосторожности или предупреждение для неосторожных людей, которые могут уронить пистолет-распылитель и разлить бензин, чтобы вызвать пожар на заправочной станции. Каталитический нейтрализатор очень горячий, это может привести к возгоранию при работающем двигателе.
Нужно ли глушить машину при заправке бензином?
Не оставляйте двигатель работающим Убедитесь, что вы поставили автомобиль на стоянку и выключили двигатель перед заправкой бензином.Вы также должны отключить любые вспомогательные 12-вольтовые источники питания, такие как зарядные устройства для телефонов и зажигалки, потому что, хотя и редко, они могут стать потенциальным источником возгорания топлива.
Почему нужно глушить машину при заправке?
Почему нельзя оставлять машину включенной во время заправки? Заправка работающего автомобиля увеличивает вероятность контакта паров газа с теплом или электричеством. В этом случае лучше всего стоять рядом с выключенным транспортным средством, так как работающий двигатель увеличивает вероятность возгорания.
Можно ли качать бензин во время движения автомобиля?
Можно ли качать бензин при работающем двигателе? да. Хотя существует минимальная вероятность возникновения пожара, оставление работающего двигателя увеличивает вероятность воспламенения паров газа при контакте со статическим электричеством.
Плохо ли ездить на малом топливе?
Опасно ездить с очень низким уровнем топлива. Даже просто езда на низком уровне топлива может повредить топливный насос, так как мусор или загрязняющие вещества из газа, которые оседают на дне бака, будут отправлены через топливный насос, когда бак пуст.
Взорвется ли машина при заправке бензином?
Взрыв случается редко, но возгорание бензина на заправках обычно не происходит из-за того, что кто-то курит во время закачки бензина или из-за неправильного использования форсунки. Всегда вставляйте форсунку в заливное отверстие, обеспечивая контакт металла с металлом, прежде чем включать форсунку и пускать газ.
Можно ли качать бензин во время разговора по телефону?
Многие думают, что использование телефона во время заправки бензином может привести к пожару.По данным Института нефтяного оборудования, это просто неправда. Никто никогда не документировал ни одного случая, когда сотовый телефон испускал статический электрический заряд и вызывал пожар.
Почему нельзя пользоваться мобильным телефоном на заправке?
Вот в чем дело: батареи сотовых телефонов могут взорваться, что может представлять реальную опасность, если это произойдет во время заправки. Если вы качаете бензин, отходите от заправки и говорите: «Садитесь обратно в машину», вы можете накопить статическое электричество, и когда вы снова коснетесь форсунки, вы можете воспламенить пары.
Чего нельзя делать при заправке бензином?
Не курите, не зажигайте спички или зажигалки во время заправки на заправочной станции или при использовании бензина где-либо еще. Используйте только защелку для заправки, предусмотренную на заправочной форсунке. Никогда не открывайте защелку заправочной горловины на форсунке. Не садитесь в автомобиль во время заправки.
Почему нельзя пользоваться телефоном на заправке?
«Мобильные телефоны не предназначены и не сертифицированы для использования во взрывоопасных средах, которые временно существуют вокруг насоса и форсунки во время заправки, а также вокруг заливных и вентиляционных труб во время подачи бензина.
Может ли мобильный телефон вызвать взрыв?
FCC заявила, что исследования в области беспроводной связи показали, что потенциальная угроза воспламенения ячеек очень мала, а испытания не обнаружили опасной связи между беспроводной связью и парами топлива. После проверки с отраслевыми экспертами мы подтвердили ложь, использование сотового телефона не приводит к взрывам бензоколонки.
Может ли мобильный телефон взорвать заправку?
Нет. В то время как заправочные станции размещают предупреждения против использования мобильных телефонов, а городские легенды рассказывают о пожарах, вызванных мобильными телефонами на бензобаках, не было задокументировано ни одного случая, когда мобильный телефон вызвал пожар на заправочной станции [источник: Институт нефтяного оборудования].

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Двигатель внутреннего сгорания как это работает

Типы двигателей внутреннего сгорания

Поршневые моторы

Роторно-поршневые системы

Газотурбинные ДВС

Виды топлива

Как работает ДВС

Двухтактный двигатель

Четырехтактная установка

Вспомогательные системы

Газораспределение

Зажигание

Топливоподача

Смазка

Охлаждение

Выпускная система

Двигатель внутреннего сгорания — урок. Физика, 8 класс

Устройство двигателя внутреннего сгорания. Как работает ДВС?

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Принцип работы ДВС

Как работает двигатель автомобиля?

Поршень: отсюда начинается всё

Важность моторного масла

Бензиновый и дизельный моторы: в чем принципиальные отличия?

Что такое ДВС в автомобиле, расшифровка кратко

какие существуют двигатели внутреннего сгорания

Типы двигателей внутреннего сгорания

Отличие двигателей внутреннего сгорания от двигателей внешнего сгорания

История создания ДВС

Общее устройство двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы ДВС

Первый такт — всасывание.

Следующий, второй такт – сжатие смеси.

Третий такт – расширение продуктов сгорания.

Четвертый такт последний.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

Бензиновые

Дизельные

Роторно-поршневые двигатели Ванкеля

Газотурбинные

Принцип работы ДВС

Принцип работы двухтактного ДВС

Четырёхтактный ДВС

Дополнительные системы ДВС

Система зажигания

Впускная система

Топливная систем

Выхлопная система

Система смазки

Система охлаждения

Заключение

Читайте также

Характеристики ДВС

Принцип работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания

Презентация на тему «двигатель внутреннего сгорания». Презентация

Типы ДВС

Бензиновые

Дизельные

Газовые

Роторно-поршневые

Четырехтактный ДВС

Роторный ДВС

Двухтактный ДВС

Дополнительные агрегаты, требующиеся для ДВС

Запуск двигателя внутреннего сгорания

Китайская компания готовит двигатели внутреннего сгорания для работы на водороде

Breadcrumb Trail Links

Содержание статьи

Содержание статьи

Содержание статьи

Водородные двигатели внутреннего сгорания и водородные топливные элементы

Как водородное топливо может питать транспортное средство?

Дизельный двигатель vs.двигатель на природном газе против водородного двигателя

Могут ли водородные двигатели работать в грузовиках и автобусах средней и большой грузоподъемности?

Почему бы нам просто не запустить двигатели внутреннего сгорания на водороде?

Ford рекламирует самый чистый двигатель внутреннего сгорания

Какие 4 вещи нужны для работы двигателя внутреннего сгорания? – М.В.Организинг