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.

Как устроен двигатель автомобиля

Как работает двигатель автомобиля – «сердечные» дела вашей машины

Прежде, чем рассматривать вопрос, как работает двигатель автомобиля, необходимо хотя бы в общих чертах разбираться в его устройстве. В любом автомобиле установлен двигатель внутреннего сгорания, работа которого основана на преобразовании тепловой энергии в механическую. Заглянем глубже в этот механизм.

Как устроен двигатель автомобиля – изучаем схему устройства

Классическое устройство двигателя включает в себя цилиндр и картер, закрытый в нижней части поддоном. Внутри цилиндра находится поршень с различными кольцами, который перемещается в определенной последовательности. Он имеет форму стакана, в его верхней части располагается днище. Чтобы окончательно понять, как устроен двигатель автомобиля, необходимо знать, что поршень с помощью поршневого пальца и шатуна связывается с коленчатым валом.

Для плавного и мягкого вращения используются коренные и шатунные вкладыши, играющие роль подшипников. В состав коленчатого вала входят щеки, а также коренные и шатунные шейки. Все эти детали, собранные вместе, называются кривошипно-шатунным механизмом, который преобразует возвратно-поступательное перемещение поршня в круговое вращение коленчатого вала.

Верхняя часть цилиндра закрывается головкой, где расположены впускной и выпускной клапаны. Они открываются и закрываются в соответствии с перемещением поршня и движением коленчатого вала. Чтобы точно представить, как работает двигатель автомобиля, видео в нашей библиотеке следует изучить также подробно, как и статью. А пока мы попытаемся выразить его действие на словах.

Как работает двигатель автомобиля – кратко о сложных процессах

Итак, граница перемещения поршня имеет два крайних положения – верхнюю и нижнюю мертвые точки. В первом случае поршень находится на максимальном удалении от коленчатого вала, а второй вариант представляет собой наименьшее расстояние между поршнем и коленчатым валом. Для того чтобы обеспечить прохождение поршня через мертвые точки без остановок используется маховик, изготовленный в форме диска.

Важным параметром у двигателей внутреннего сгорания является степень сжатия, напрямую влияющая на его мощность и экономичность.

Чтобы правильно понять принцип работы двигателя автомобиля, необходимо знать, что в его основе лежит использование работы газов, расширенных в процессе нагревания, в результате чего и обеспечивается перемещение поршня между верхней и нижней мертвыми точками. При верхнем положении поршня происходит сгорание топлива, поступившего в цилиндр и смешанного с воздухом. В результате температура газов и их давление значительно возрастает.

Газы совершают полезную работу, благодаря которой поршень перемещается вниз. Далее через кривошипно-шатунный механизм действие передается на трансмиссию, а затем на автомобильные колеса. Отработанные продукты удаляются из цилиндра через систему выхлопа, а на их место поступает новая порция топлива. Весь процесс, от подачи топлива до вывода отработанных газов, называется рабочим циклом двигателя.

Принцип работы двигателя автомобиля – различия в моделях

Существует несколько основных видов двигателей внутреннего сгорания. Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Расположенные в один ряд, они составляют в целом определенный рабочий объем. Но постепенно некоторые производители отошли от такой технологии изготовления к более компактному варианту.

Много моделей используют конструкцию V-образного двигателя. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Во многих конструкциях количество цилиндров составляет от 6 до 12 и более. Это позволяет значительно сократить линейный размер двигателя и уменьшить его длину.

Таким образом, разнообразие двигателей позволяет успешно их использовать в автомобилях самого разного назначения. Это могут быть стандартные легковые и грузовые машины, а также спортивные авто и внедорожники. В зависимости от типа двигателя вытекают и определенные технические характеристики всей машины.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как работают двигатели за 10 минут

Двигатель является частью каждого легкового и грузового автомобиля на планете. Является ли двигатель на бензине или электричестве ваш автомобиль не двигался бы, если бы не двигатель. газ приводимые в движение двигатели бывают двух видов, бензиновые или дизельные. Оба замечательно похоже с единственной реальной разницей, являющейся степенью сжатия и зажигания система, которая зажигает топливо внутри камеры сгорания. Давайте начнем глубоко внутри двигателя в центре, где производится мощность, сгорание камера.Эта камера состоит из поршня, в цилиндре двигателя внутри блока цилиндров цилиндр голова вместе с впускными и выпускными клапанами. Пока поршень движется вниз в цилиндре заряд эмульгированного топлива отправляется в сгорание камера через топливо инжектор.

Как только это произойдет, поршень начнет двигаться вверх в отверстии цилиндра. при этом впускной клапан закрывается. Это уплотняет камеру сгорания, чтобы поршень может сделать сжатие при движении вверх, которое затем воспламеняется системой зажигания когда поршень приближается к вершине своего хода.Это вызывает заряд топлива / воздуха зажигать, вызывая взрыв, который ведет поршень вниз, что создает сила. В руководстве ниже мы покажем вам каждую часть двигателя и как мощность передается на передачу, которая затем подключается к задние или передние колеса.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Вот видео двигателя в действии, чтобы вы могли понять, что происходит внутри двигателя во время его работы.Это видео показывает каждый цикл обработать; впуск, сжатие, сгорание и выхлоп. Требуется поршень два вверх и вниз, чтобы завершить цикл, поэтому мы называем это четыре Велосипедный двигатель.

Смотреть видео!

Что не так?

Двигатель работает с невероятной силой и теплом при каждой тяге. поршня. Есть несколько вспомогательных систем, которые должны работать такой порядок, как смазка и система охлаждения чтобы двигатель работал.Кроме того, есть множество быстро движущихся внутренних движущихся частей, которые ставятся через стресс и напряжение от толчка и натяжения при экстремальных давлениях. Когда есть небольшая внутренняя проблема, такая как с частями клапана клапана, такими как ведомый кулачок это может привести к тикающий или щелкающий шум вместе с осечка цилиндра. Когда происходят более экстремальные отказы, такие как поршень или шток отказ может привести к более серьезной проблеме двигателя, такой как вибрация или двигатель полностью заблокируется.

Сколько это стоит?

При выходе из строя двигателя существует три способа решения проблемы, каждый из которых будет связан с разницей затрат. Когда двигатель имеет проблемы, Первым шагом является оценка ущерба и возможных сценариев такой ремонт. Например; двигатель сбросил седло клапана с цилиндра голову, и это заставило клапан оставаться открытым, который затем контактирует с поршнем. Один диагноз может быть снять головку и закрепить клапан.Дополнительный ремонт, который должен быть Мысль о том, что с поршнем он контактировал и в какой степени повреждения это вызвало? В некоторых случаях есть незначительный ущерб, который больше не причинит проблемы в то время как в других случаях кольцо было скомпрометировано на поршне, который будет Требуется дальнейшая разборка, чтобы исправить с дополнительной стоимостью, а также.

Если двигатель имеет просто изношен или поврежден до момента замены, затем новый, восстановленный или Подержанный двигатель может быть установлен.Эти расходы будут значительно варьироваться из-за производитель и как двигатель вместе, когда он прибывает для установки такие как впускной и выпускной коллекторы. Для замены типичного автомобиля вы можете ожидайте, что заплатите от 1400,00 до 2500,00 долларов США за рабочую силу и от 2500,00 долларов США. и 5000 долларов США (США) за восстановленный заводской двигатель. Подержанные двигатели будут стоить дешевле между 800,00 и 1800,00 долл. США (США). Если вы решили пойти с подержанным трудом снимите двигатель в случае, если он неисправен, как правило, не распространяется, так что это хорошая идея, чтобы получить двигатель с низким пробегом на нем.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Давайте начнем

1. Камера сгорания

На изображении ниже — камера сгорания (выреза), где находится топливно-воздушная смесь сжатый и воспламененный. В нижнем центре вы можете увидеть поршень и поршневые кольца, когда они движутся вверх и вниз внутри отверстия цилиндра. Впускной и выпускной клапаны находятся в верхняя часть вместе с электродом свечи зажигания, где искра генерируется для воспламенения горючей воздушно-газовой смеси.Это тоже хорошо посмотрите на впускной и выпускной клапаны и порты. Многие двигатели имеют два впускных и два выхлопных клапаны, чтобы помочь работе двигателя.

2. Поршни и отверстие цилиндра

Вот изображение в разрезе двигателя V8, которое показывает, как поршни прикреплен к коленчатому валу, который вращается внутри блока цилиндров вместе с головками цилиндров прикручен к верхней части блока колод. Прямо шесть, пять или четыре цилиндра имеет только одна головка цилиндра.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

3. Шатуны поршневые

На этом изображении показано, как поршень крепится к коленчатому валу с помощью поршень или шатун. Этот стержень имеет крышку, расположенную в нижней части стержня который разделяется на две части, так что его можно прикрутить к коленчатому валу с помощью двух стержней болты. (Трудно увидеть линию, где отделяется крышка штока.) Это место, где расположен подшипник штока, который позволяет коленчатому валу поворачивайте при смазке масляным насосом и системой смазки.На вершине На штоке есть штырь, который расположен через поршень и может поворачиваться в нижней части корпуса поршня.

4. Коленвал

Коленчатый вал — это то, где все поршни и шатуны тоже соединены и часть, которая прикреплена болтами к маховику и трансмиссии. Вся сила двигатель создает переданный через коленчатый вал, который сидит в нижней середина блока двигателя.Он удерживается на месте благодаря использованию крышек коренных подшипников. которые крепятся болтами к блоку, в котором находятся главные подшипники коленчатого вала. Эти подшипники также смазывается моторным маслом и системой смазки. Передняя часть коленчатого вала выступает наружу из двигателя, чтобы обеспечить власть, чтобы включить автомобильные аксессуары такой как генератор, вода насос и воздух кондиционер. Задняя часть коленчатого вала выходит из задней части двигателя в подключиться к маховик, а затем трансмиссия для обеспечения питания автомобиля.Утечки масла контролируются фронт главное уплотнение и заднее главное уплотнение.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

5. Главные подшипники и блок двигателя

Вот как выглядят главные подшипники коленчатого вала двигателя, когда коленчатый вал устранен. На изображении ниже приведен пример одной половины или подшипник. Оставшаяся половина находится в крышке подшипника, которая крепится болтами к блок двигателя.Подшипники штока поршня выглядят одинаково, за исключением того, что они немного меньше по размеру. Вы можете увидеть отверстие в середине подшипника, где моторное масло предоставляется для смазки.

6. Распределительный вал и головка цилиндра

Распределительный вал — длинный цилиндрический металлический вал, который сделан с очень специфическим лепестки, которые предназначены для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, которые вовремя с положением поршня.Этот вал расположен в цилиндр головка или блок двигателя в зависимости от конструкции двигателя. Это важная часть двигателя — это то, что контролирует впускные и выхлопные газы от проникновения и покидая камеру сгорания во время процессов сгорания. На этом изображении Головка цилиндров была частично снята, чтобы вы могли увидеть, как работают распределительные валы с клапанами.

Вот разрез головки блока цилиндров, на котором показаны впускной и выпускной патрубки которые контролируются клапаном в каждом порту.Эти клапаны герметизируют горение камера, поэтому, когда поршень движется вверх, это может создать сжатие для процесс сгорания.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

7. Цепь или ремень ГРМ

Цепь или ремень ГРМ используется для поворота распределительных валов, которые открывают и закрывают клапаны. Эта цепь или ремень предназначены для идеального сохранения распредвала корреляция с коленчатым валом и повороты распредвала один раз на каждые два раз коленчатый вал крутится.Эта цепь или ремень проходит от коленчатого вала до распределительные валы.

Натяжитель используется для предотвращения провисания цепи привода ГРМ или ремня, которая необходимо удерживать цепь или ремень от времени прыжка, пока двигатель Бег. Цепь ГРМ или ремень приводится в движение коленчатым валом с помощью привода рядом с передним главным уплотнением и гармонический балансировщик.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

, где все начинается

8.Дроссельная заслонка

Двигатель в основном большой воздушный насос, который сжигает топливо. Процесс начинается в отверстии дросселя, которое связано с впускным коллектором. Это где двигатель воздуха регулируется. Частота вращения и мощность двигателя контролируются этим устройство, которое открывается, чтобы дать больше воздуха внутри, создавая дополнительный питание, а затем закрывается, чтобы отключить питание. Этот воздушный поток контролируется датчик массового расхода воздуха и очищается воздушный фильтр.

9.Впускной коллектор

Как только воздух прошел через дроссель Привод он поступает во впускной коллектор, где он разделен и разделен между отдельными цилиндрами впускные отверстия внутри головки цилиндров. Затем воздух контролируется впускным клапаном. Этот коллектор болтов прямо на головки цилиндров и могут быть изготовлены из пластика или алюминия.

10. Топливная форсунка

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

А топливная форсунка используется для контроля и измерения количества поступающего топлива двигатель в любой момент времени.Пока двигатель находится под нагрузкой и больше мощности Необходимая команда для большего количества топлива дается автомобилем компьютер (PCM). Топливная форсунка является частью топливо Система впрыска. На изображении ниже представлен комплект с непосредственным впрыском топлива инжекторы, которые распыляют топливо непосредственно в камеру сгорания вблизи времени воспламенение в отличие от традиционных топливных форсунок, которые распыляют во впускной канал сразу за впускным клапаном.

11.Катушка зажигания

После сжатия топливно-воздушной смеси катушка зажигания подает заряд высокого напряжения с малой силой тока на свеча зажигания. Этот процесс также управляется компьютером машины, который получает ссылку на каждый поршень положение с помощью Датчик угла поворота коленчатого вала.

12. Масляный насос

Масляный насос используется для сбора масла из масляного поддона и его накачки двигатели внутренних движущихся частей.Этот насос может приводиться в движение различными способами, этот конкретный насос приводится в действие цепью в передней части коленчатого вала. масляный насос определяет величину давления масла в двигателе, используя пружина давления установлена ​​в предохранительном клапане насоса.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Охлаждающая жидкость двигателя используется для охлаждения двигателя во время работы с помощью система охлаждения. Эта охлаждающая жидкость циркулирует внутри блока двигателя и головок цилиндров, чтобы сохранить тепло двигателя от внутреннего повреждения.Водяной насос используется для перемещения охлаждающей жидкости в радиатор охлаждаться и затем возвращаться обратно в двигатель, чтобы процесс мог начаться снова.

Есть вопросы?

Если у вас есть двигатель пожалуйста, посетите наш форум. Если тебе надо совет по ремонту авто, пожалуйста спросите наше сообщество механиков с радостью вам помогу и это всегда 100% свободно.

Мы надеемся, что вам понравилось это руководство и видео. Мы создаем полный набор руководства по ремонту автомобилей.пожалуйста подписаться на наш 2CarPros Канал YouTube и часто проверяйте наличие новых видео, которые загружены почти каждый день.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Статья опубликована 2018-09-06

,

двигатель | Как автомобиль работает

двигатель это сердце твоей машины. Это сложная машина, созданная для преобразования тепла от горения газ в сила что крутит дорожные колеса.

Цепочка реакций, которые достигают этой цели, приводится в движение искра , который воспламеняет смесь паров бензина и сжатого воздуха внутри на мгновение загерметизированный цилиндр и заставляет его быстро гореть. Вот почему машина называется двигатель внутреннего сгорания , Когда смесь горит, она расширяется, обеспечивая мощность для управления автомобилем.

Чтобы выдержать большую нагрузку, двигатель должна быть надежная структура. Он состоит из двух основных частей: нижняя, более тяжелая часть — блок цилиндров, кожух для основных движущихся частей двигателя; съемная верхняя крышка является крышка цилиндра ,

Головка блока цилиндров содержит клапанные каналы, через которые проходит воздух и топливо смесь поступает в цилиндры и другие, через которые выделяются газы сгорание исключены.

Блок дома коленчатый вал , который преобразует возвратно-поступательное движение из поршни в вращательное движение на коленвал.Часто в блоке также находится распределительный вал , который работает механизмы, которые открывают и закрывают клапаны в головке цилиндров. Иногда распределительный вал находится в головке или установлен над ней.

Самый простой и распространенный тип двигателя состоит из четырех вертикальных цилиндров, расположенных рядом друг с другом. Это известно как Линейный двигатель , Автомобили с объемом более 2000 куб. См часто имеют шесть цилиндров в ряд.

Чем компактнее V-образный двигатель устанавливается на некоторых автомобилях, особенно на автомобилях с восемью или двенадцатью цилиндрами, а также на некоторых с шестью цилиндрами.Здесь цилиндры расположены напротив друг друга под углом до 90 градусов.

Некоторые двигатели имеют горизонтально расположенных цилиндров , Они являются продолжением V-образного двигателя, угол которого увеличен до 180 градусов. Преимущества заключаются в экономии высоты, а также в определенных аспектах баланса.

Цилиндры, в которых работают поршни, отлиты в блок, так же как и крепления для вспомогательного оборудования, такого как фильтр для масла, которое смазывает двигатель, и насос для топлива.Масло резервуар , называется отстойник болт под картер ,

Как работают автомобили — Как работает автомобильный двигатель

Процесс, с помощью которого работает автомобиль, намного проще, чем вы думаете. Когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания:

• Аккумулятор включается при отправке
• Мощность на стартер, который
• крутит коленвал, который
• получает поршни движущиеся
• При движении поршней двигатель загорается и останавливается на
• Вентилятор втягивает воздух в двигатель через воздушный фильтр
• Воздушный фильтр удаляет грязь и песок из воздуха
• Очищенный воздух подается в камеру, в которую добавляется топливо (бензин или дизельное топливо)
• Эта топливно-воздушная смесь (испаренный газ) хранится в камере
.
• водитель нажимает педаль акселератора
• Дроссельная заслонка открыта
• Газовоздушная смесь проходит через впускной коллектор и распределяется через впускные клапаны в цилиндры.Распределительный вал контролирует открытие и закрытие клапанов.
• Распределитель зажигает свечи зажигания, которые воспламеняют топливно-воздушную смесь. В результате взрыва поршень движется вниз, что, в свою очередь, приводит к вращению коленчатого вала.

То, что происходит в цилиндрах, — это магия, которая дает мощность и движение колесам автомобиля. Большинство автомобильных двигателей используют четырехтактный цикл сгорания. Этот цикл начинается с поршня в верхней части цилиндра. Тогда:

внутри автомобильного цилиндра

Четырехтактный цикл сгорания

Поступление впуска: впускной клапан открывается, и поршень движется вниз, позволяя топливно-воздушной смеси проникать в открытое пространство.

Ход сжатия: поршень движется вверх. Это сжимает топливно-воздушную смесь, вытесняя ее в меньшее пространство. Сжатие заставляет топливно-воздушную смесь взрываться с большей силой.

Силовой цикл: Искра от свечи зажигания зажигает топливно-воздушную смесь. Взрыв заставляет поршень опускаться на цилиндр.

Цикл выпуска: открывается выпускной клапан, и поршень возвращается к верхней части цилиндра, вытесняя выхлопные газы.

Нижняя часть каждого поршня прикреплена к коленчатому валу.

При подъеме и опускании поршней они вращают коленчатый вал, который после передачи мощности через трансмиссию вращает колеса.

Большинство автомобилей имеют по крайней мере четыре цилиндра. Более мощные автомобили имеют больше. Например, V6 имеет шесть цилиндров, а V8 — восемь.

Чем сильнее водитель нажимает на педаль акселератора, тем больше топливно-воздушной смеси поступает в цилиндры и вырабатывается больше энергии.

Что такое обороты в минуту?

Четырехтактный цикл повторяется тысячу раз в минуту. Эти повторения более известны как Revs.

Счетчик оборотов показывает, сколько раз в минуту цикл повторяется.

Коробка передач

Управляет мощностью, содержащейся в коленчатом валу, прежде чем он попадает на колеса, и позволяет водителю контролировать скорость / мощность автомобиля, обеспечивая различные соотношения скорости / мощности, известные как передачи.

Итак, первая передача дает много мощности, но мало скорости, тогда как пятая передача дает мало мощности, но много скорости.

Коленчатый вал подключается к коробке передач только тогда, когда автомобиль включен, а сцепление включено. Если нажать на сцепление, коленчатый вал отсоединится от коробки передач.

Коробка передач соединена с выходным валом, который соединен с осями, которые соединены с колесами. Когда трансмиссия вращает выходной вал, это поворачивает оси, которые, в свою очередь, вращают колеса.

Прочие ключевые компоненты автомобилей и автомобильных двигателей

Генератор : превращает механическую энергию в электрическую энергию. Эта энергия питает электрику автомобиля, от фонарей до дворников. Он также заряжает автомобильный аккумулятор. Ремень, который вращается, когда двигатель включен, приводит его в действие.

Тормоза : автомобили используют барабанные или дисковые тормоза. Дисковые тормоза с помощью штангенциркуля нажимают на диск колеса, чтобы замедлить колесо. Барабанные тормоза работают по тому же принципу, однако барабанный тормоз давит на внутреннюю часть барабана.

Распредвал : управляет открытием и закрытием впускного и выпускного клапанов.

Система охлаждения : автомобильные двигатели выделяют много тепла. Это тепло необходимо контролировать. Для этого вода прокачивается через проходы, которые окружают цилиндры, а затем через радиаторы для охлаждения.

Распределитель : приводит в действие катушку зажигания, которая зажигает ее в нужный момент. Он также распределяет искру в нужный цилиндр и в нужное время.Если время отключено на долю, то двигатель не будет работать должным образом.

Система выпуска отработавших газов : после сжигания топливовоздушной смеси оставшийся газ поступает в систему выпуска отработавших газов и удаляется из автомобиля. Если имеется каталитический нейтрализатор, через него проходит выхлопной газ и удаляются все неиспользованное топливо и другие определенные химические вещества.

Ручной тормоз : это отдельная система от ножного тормоза. Как правило, он монтируется на полу автомобиля и соединяется кабелем с двумя задними колесами.

Прокладка головки блока цилиндров : головка блока цилиндров (блок, который герметизирует все верхние части цилиндров) и блок двигателя (который содержит основные корпуса цилиндров) — это отдельные компоненты, которые должны плотно прилегать друг к другу. Прокладка головки представляет собой кусок металла, который сидит между ними и соединяет их.

Масло : двигатель автомобиля состоит из множества движущихся частей. Масло смазывает эти детали и позволяет им двигаться плавно. В большинстве автомобильных двигателей масло выкачивается из масляного поддона через фильтр, который удаляет грязь, а затем под высоким давлением впрыскивается на подшипники и стенки цилиндров.Затем масло стекает в отстойник, где процесс начинается заново.

Регулятор : регулирует количество энергии в генераторе.

Амортизаторы : также известные как демпферы, устанавливаются между кузовом и осью автомобиля для предотвращения чрезмерного скатывания и подпрыгивания кузова во время движения.

Система подвески : противодействует ударам о неровности дороги. Без такой системы автомобиль, конечно, поворачивал бы каждый раз, когда шины ударялись об выбоину или выбоину.Система состоит из пружин и амортизаторов. Пружины поглощают любую энергию, выделяемую, когда шины катятся по кочку, а амортизаторы поглощают энергию из пружин. Это сохраняет основной корпус автомобиля устойчивым и устойчивым.

Ремень ГРМ : ремень, соединенный с распределительным валом и коленчатым валом, обеспечивающий их своевременную работу друг с другом.

Какая разница между бензиновым и дизельным двигателем?

В бензиновых двигателях топливо смешивается с воздухом и затем подается в цилиндры, где топливно-воздушная смесь сжимается поршнями и зажигается свечами зажигания.В дизельном двигателе воздух сжимается до того, как в него добавляется топливо. Когда воздух сжимается, он нагревается. Это означает, что когда топливо добавляется в сжатый воздух, оно очень горячее, и топливно-воздушная смесь автоматически воспламеняется. Таким образом, в дизельном двигателе нет свечей зажигания, поскольку давление используется для воспламенения топливовоздушной смеси.

,

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Если вы похожи на большинство водителей, ваше понимание того, как работает автомобильный двигатель, сводится к простому ощущению, что вы заправляете бензин, начинается какой-то пожар, и вы двигаетесь вперед.

Для большинства водителей это вся информация, которую они хотят знать. Но любопытному читателю всегда нужно больше.

Итак, как работает автомобильный двигатель?

Думайте о двигателе вашего автомобиля как о большом воздушном насосе, потому что это именно то, чем он является. Бензин, поршни, свечи зажигания — все это облегчает прокачку воздуха через двигатель, генерируя тем самым мощность. Существует множество различных типов воздушных насосов, но в случае двигателя внутреннего сгорания энергия, необходимая для прокачки, генерируется путем смешивания воздуха с топливом и поджигания этой смеси.

Все начинается с воздуха снаружи машины. Этот воздух фильтруется воздушным фильтром, а затем немедленно смешивается с топливом либо через карбюратор (в старых автомобилях), либо через систему впрыска топлива. Эта смесь топлива и воздуха идет через впускной коллектор, который направляет ее к головке(ам) цилиндров.

Головка цилиндров действует как своего рода привратник между впускной камерой и камерой сгорания (цилиндрами). При этом в большинстве автомобилей стоит четыре, шесть или восемь камер сгорания, и если все эти камеры одновременно воспламенят свою воздушно-топливную смесь, двигатель не может работать плавно или генерировать достаточно энергии. Поэтому, чтобы мотор работал бесперебойно и эффективно, подача топливной смеси и искра, которая вызывает взрыв, должны быть точно рассчитаны по тайм-ауту.

Чтобы это произошло, требуются клапаны, и важно, чтобы эти клапаны открывались в нужный момент. В автомобильном двигателе эти клапаны являются частью головки цилиндров, и они открываются и закрываются вращением распределительного вала, который работает внутри двигателя, используя удлиненные лепестки, чтобы толкать клапаны в открытое положение. При открытом впускном клапане цилиндр заполнен топливной смесью. Далее автомобилю нужно распределить искру в камере сгорания — для этого используется дистрибьютор. Распределительный вал и распределитель соединены шестернями, чтобы распределитель всегда «знал», какой цилиндр нуждается в искре.

Когда впускной клапан открывается, распределитель посылает искру через провод свечи зажигания к свече зажигания. Это создает искру внутри цилиндра, которая, в свою очередь, вызывает взрыв. Этот взрыв опускает поршень вниз, толкая его к коленвалу, что приводит к вращению коленвала. Это вращение, в свою очередь, заставляет работать трансмиссию, которая вращает карданный вал и тот в свою очередь передает крутящий момент на колеса. На крейсерской скорости коленчатый вал будет вращаться со скоростью около 3000 оборотов в минуту (об/мин).

Одновременно выпускные клапаны выпускают остатки сгоревшей топливной смеси, направляя их через выхлопную систему и фильтруя их по пути.

Это так все просто. Чем больше воздуха вы прокачиваете, тем больше энергии вы производите.

Примечание: бензиновые и дизельные двигатели с искровым зажиганием отличаются тем, как они подают и поджигают топливо. В двигателе с искровым зажиганием топливо смешивается с воздухом и затем вводится в цилиндр во время процесса впуска. После того, как поршень сжимает топливовоздушную смесь, искра зажигает ее, вызывая сгорание. Расширение газов сгорания толкает поршень во время рабочего хода.

В дизельном двигателе в двигатель вводится только воздух и затем сжимается. Далее в дизельном двигателе топливо распыляется в горячий сжатый воздух с подходящей, измеренной скоростью, вызывая его воспламенение.

Важно: за последние 30 лет научные исследования и разработки помогли производителям сократить выбросы ДВС в загрязняющие вещества, такие как оксиды азота (NOx) и твердые частицы (ТЧ), более чем на 99% в соответствии со стандартами выбросов EPA. При этом исследования привели к улучшению характеристик ДВС (лошадиных сил и времени разгона 0-100 км/ч) и эффективности, помогая производителям поддерживать и увеличивать экономию топлива.

Количество клапанов варьируется от двигателя к двигателю

Общее количество клапанов в двигателе будет варьироваться. Старые двигатели имеют 1 впускной и 1 выпускной клапан на цилиндр. Для 8-цилиндрового двигателя двигатель имеет всего 16 клапанов (2 x 8). Некоторые двигатели имеют 2 впускных клапана и 1 выпускной клапан на цилиндр. 6-цилиндровый двигатель с такой установкой 3 клапана на цилиндр будет иметь 18 клапанов (3 x 6). Многие современные двигатели имеют 2 впускных и 2 выпускных клапана для каждого цилиндра. Четырехцилиндровый двигатель с 4 клапанами на цилиндр, конечно, будет иметь в общей сложности 16 клапанов (4 х 4).

Как вы можете видеть из этих примеров, общее количество клапанов НЕ говорит вам, сколько цилиндров в двигателе.

Конфигурации с одним или двумя распределительными валами

Все двигатели с верхним расположением клапанов (кулачок в блоке) имеют один распределительный вал для двигателя. Двигатели с верхним расположением кулачков с распределительными валами в головках могут иметь один цилиндр на головку или два на головку. Если их два, каждый распределительный вал предназначен для работы впускного или выпускного клапанов.

Терминология двигателя говорит нам, что двигатель с одним распределительным валом PER HEAD является двигателем SOHC (с одним верхним кулачком). Аналогично, двигатель с двумя кулачками на головку называется двигателем DOHC (двойной верхний кулачок). Будьте осторожны при подсчете распредвалов! V-образный двигатель DOHC с двумя головками цилиндров имеет четыре распределительных вала (по два на голову).

Как сила от поршней движет машину?

Итак, как двигатель преобразует это движение вверх-вниз во вращательное движение? Для начала опишем как все это технически выглядит: нижний конец шатуна крепится к коленчатому валу, который служит выходным валом для всего двигателя. Эта точка крепления на коленчатом валу смещена от осевой линии коленчатого вала. Когда шатун движется вверх и вниз с поршнем, он вращает коленчатый вал. Представьте работу ног велосипедиста. Движение вверх-вниз на шарнирном колене очень похоже на то, что происходит с поршнем и верхней частью шатуна. Движение вверх и вниз ноги велосипедиста преобразуется во вращательное движение.

Сам коленчатый вал находится в нижней части блока цилиндров. Поскольку коленчатый вал вынужден поворачиваться от мощности, вырабатываемой в течение 4-тактного цикла, он создает крутящее движение или крутящий момент. Задний конец кривошипа выходит из блока цилиндров сзади, и оттуда он соединяется с маховиком, трансмиссией, приводным и осевым валами, в конечном итоге достигая ведущих колес. Это сила, которая заставляет автомобиль двигаться.

В задней части двигателя, где коленчатый вал выходит из блока цилиндров, прикреплен маховик.

Важно: теперь, когда у вас появилось хотя бы примерное представление о том, как работает двигатель внутреннего сгорания, вы наверняка оцените важность регулярного технического обслуживания, особенно замены масла, которое обеспечивает смазку всех движущихся частей.

Откуда клапаны «знают», когда открываться и закрываться?

Впускной и выпускной клапаны приводятся в движение отдельными распределительными валами. Эти клапаны выполняют важную функцию, и их движение точно синхронизировано.

Назначение клапанов

Двигатель должен иметь как минимум один впускной клапан и один выпускной клапан для каждого цилиндра. Для того чтобы 4-тактный цикл был успешным, открытие и закрытие этих клапанов точно контролируется — синхронизируется с движением поршней, чтобы каждый клапан выполнял свою работу именно тогда, когда это необходимо.

Открытие и закрытие всех клапанов двигателя осуществляется распределительным валом. Каждый распределительный вал содержит несколько «лепестков», которые представляют собой части неправильной формы, расположенные на центральном валу. По мере того, как распределительный вал вращается, эти лепестки соприкасаются с другими компонентами для перемещения клапанов.

Сами клапаны обычно закрыты и удерживаются пружинами клапанов. При этом лепестки должны преодолевать давление пружины, чтобы открыть клапаны. Поскольку лепесток продолжает вращаться, пружины снова закрывают клапаны.

Примечание: в двигателях с верхним расположением клапанов распределительные валы установлены в блоке двигателя и соединены с клапанами подъемниками, толкателями и коромыслами (в зависимости от конструкции двигателя). В двигателях с верхним распредвалом распределительные валы находятся в головке цилиндров.

Строение двигателя автомобиля — как устроен и из чего состоит двигатель

Все мы передвигаемся на автомобилях совершенно разных марок и моделей. Но, немногие из нас даже задумываются над тем, как устроен двигатель нашего автомобиля. По большому счёту, знать на все 100% устройство двигателя автомобиля и не обязательно. Ведь мы все пользуемся, например, мобильными телефонами, но это не означает, что мы обязаны быть гениями радиоэлектроники. Есть кнопка «Вкл», нажал и говори. Но с автомобилем немного другая история.

Ведь неисправный телефон – это всего лишь отсутствие связи с друзьями. А неисправный двигатель автомобиля – это наша жизнь и здоровье. От правильного обслуживания двигателя автомобиля зависят многие моменты движения автомобиля вообще и безопасности людей в частности. Поэтому, скорее всего, будет правильно уделить десять минут, чтобы понять из чего состоит двигатель автомобиля и принцип работы двигателя.

Пара шагов в историю создания двигателя автомобиля

Мотор (двигатель) в переводе с латыни motor, значит – приводящий в движение. В современном понимании, двигатель – это устройство, которое преобразует какую-либо энергию в механическую. В автомобилестроение наиболее распространенными двигателями являются ДВС (двигатели внутреннего сгорания) различных типов. Годом рождения первого ДВС считается 1801 г. тогда француз Филипп Лебон запатентовал первый двигатель, работающий на светильном газе. Затем были Жан Этьен Ленуар и Август Отто. Именно Август Отто в 1877 г. получил патент на двигатель с четырёхтактным циклом работы. И до сегодняшнего дня работа двигателя автомобиля, в основе своей работает по этому принципу.

В 1872 г. американцем Брайтоном был представлен первый двигатель на жидком топливе –  керосине. Попытка была неудачной. Керосин не хотел активно взрываться внутри цилиндров. А в 1882 г. появился двигатель Готлиба Даймлера, бензиновый и работоспособный.

А теперь давайте разберемся какие все таки бывают типы двигателя автомобиля и к какому типу, прежде всего, можно отнести ваш автомобиль.

Какой у вас тип двигателя автомобиля?

С учетом того, что наиболее массовым в автомобилестроении является ДВС, рассмотрим, какие же типы двигателей установлены на наших автомобилях. ДВС не является самым совершенным типом двигателя, но благодаря своей 100% автономности, именно он и применяется в большинстве современных авто. Традиционные типы двигателей автомобиля:

• Бензиновые двигатели. Делятся на инжекторные и карбюраторные. Существуют разные типы карбюраторов и системы впрыска. Вид топлива – бензин.
• Дизельные двигатели. Дизельное топливо попадает в цилиндры через форсунки. Преимуществом дизельных двигателей является то, что им не нужно электричество для работы. Только для запуска двигателя.
• Газовые двигатели. Топливом может служить, как сжиженные и сжатые природные газы, так и генераторные газы, полученные путем преобразования твердого топлива (уголь, дерево, торф) в газообразное.

Разбираем устройство и принцип работы двигателя автомобиля

Как работает двигатель автомобиля? При первом взгляде на разрез двигателя, несведущему человеку хочется убежать. Настолько всё кажется сложным и запутанным. На самом деле, при более глубоком изучении, строение двигателя автомобиля просто и понятно для того, чтобы знать принцип его работы. Знать, и при необходимости применять эти знания в жизни.

• Блок цилиндров – его можно назвать рамой или корпусом двигателя. Внутри блока устроена система каналов для смазки и охлаждения двигателя. Он служит основой для навесного оборудования: головка блока цилиндров, картер и т.д.
• Поршень – пустотелый металлический стакан. Верхняя часть поршня (юбка) имеет специальные канавки для поршневых колец.
• Поршневые кольца. Верхние кольца – компрессионные, для обеспечения высокой степени сжатия воздушно-топливной смеси (компрессия). Нижние кольца – маслосъёмные. Кольца выполняют две функции: обеспечивают герметичность камеры сгорания и играют роль уплотнителей для того, чтобы масло не попадало в камеру сгорания.
• Кривошипно-шатунный механизм. Передаёт возвратно-поступательную энергию движения поршня  на коленвал.
• Принцип работы ДВС достаточно прост. Из форсунок топливо подается в камеру сгорания и обогащается там воздухом. Искра от свечи зажигания воспламеняет воздушно-топливную смесь и происходит взрыв. Образовавшиеся газы толкают поршень вниз, тем самым заставляя его передавать своё поступательное движение коленвалу.  Коленвал, в свою очередь, передаёт вращательное движение трансмиссии. Далее система шестерён передаёт движение колесам.

А уже колеса автомобиля везут несущий кузов вместе с нами в том направлении, куда нам необходимо. Вот такой принцип работы двигателя, мы уверены, будет вам понятен. И вы будете знать, что ответить, когда в автосервисе недобросовестные работники скажут, что вам нужно поменять компрессию, но на складе осталась одна, и та — импортная. Удачи вам в понимании устройства и принципа работы двигателя автомобиля.

Бесколлекторный двигатель постоянного тока: особенности и принцип работы

Как работает бесколлекторный двигатель?

Бесколлекторный двигатель постоянного тока имеет на статоре трёхфазную обмотку, и постоянный магнит на роторе. Вращающееся магнитное поле создаётся обмоткой статора, при взаимодействии с которым магнитный ротор приходит в движение. Для создания вращающегося магнитного поля на обмотку статора подаётся система трёхфазных напряжений, которая может иметь различную форму и формируется различными способами. Формирование питающих напряжений (коммутация обмоток) для бесколлекторного двигателя постоянного тока производиться специализированными блоками электроники – контроллером двигателя. 

Заказать бесколлекторный двигатель в нашем каталоге

В простейшем случае обмотки попарно подключаются к источнику постоянного напряжения и по мере того как ротор поворачивается в направлении вектора магнитного поля обмотки статора производится подключение напряжения к другой паре обмоток. Вектор магнитного поля статора при этом занимает другое положение и вращение ротора продолжается. Для определения нужного момента подключения следующих обмоток используется датчик положения ротора, чаще других используются датчики Холла. 

Возможные варианты и специальные случаи

Выпускаемые сейчас бесколлекторные двигатели могут иметь самую разную конструкцию. 

По исполнению статорной обмотки можно выделить двигатели с классической обмоткой, намотанной на стальной сердечник, и двигатели с полой цилиндрической обмоткой без стального сердечника. Классическая обмотка обладает значительно большей индуктивностью, чем полая цилиндрическая обмотка, и соответственно большей постоянной времени. Из-за этого с одной стороны, полая цилиндрическая обмотка допускает более динамичное изменение тока (а, следовательно, и момента), с другой стороны при работе от контроллера двигателя, использующего ШИМ-модуляцию невысокой частоты для сглаживания пульсаций тока, требуются фильтрующие дроссели большего  номинала (а соответственно и большего размера). Кроме того, классическая обмотка, как правило, имеет заметно больший момент магнитной фиксации, а также меньший КПД, чем полая цилиндрическая обмотка.

Ещё одно отличие, по которому разделяются различные модели двигателей – это взаимное расположение ротора и статора – существуют  двигатели с внутренним ротором и двигатели с внешним ротором. Двигатели с внутренним ротором, как правило, имеют более высокие скорости и меньший момент инерции ротора, чем модели с внешним ротором. Благодаря этому двигатели с внутренним ротором имеют более высокую динамику. Двигатели с внешним ротором часто имеют несколько больший номинальный момент при том же наружном диаметре двигателя. 

Отличия от других типов двигателей

Отличия от коллекторных ДПТ. Размещение обмотки на роторе позволило отказаться от щёток и коллектора и избавиться тем самым от подвижного электрического контакта, который значительно снижает надёжность ДПТ с постоянными магнитами. По этой же причине  скорость у бесколлекторных двигателей, как правило, значительно выше, чем у ДПТ с постоянными магнитами. С одной стороны это позволяет увеличить удельную мощность бесколлекторного двигателя, с другой стороны не для всех применений такая высокая скорость является действительно необходимой

Отличия от синхронных двигателей с постоянными магнитами. Синхронные двигатели с постоянными магнитами на роторе очень похожи на бесколлекторные ДПТ по конструкции, однако есть и ряд различий. Во-первых термин синхронный двигатель объединяет в себе много различных видов двигателей, часть из которых предназначены для непосредственной работы от стандартной сети переменного тока, другая часть (например синхронные серводвигатели) может работать только от преобразователей частоты (контроллеров двигателей). Бесколлекторные двигатели, хотя и имеют на статоре трёхфазную обмотку, не допускают непосредственную работу от сетевого напряжения, и обязательно требуют наличия соответствующего контроллера. Кроме того синхронные двигатели предполагают питание напряжением синусоидальной формы в то время как бесколлекторные двигатели допускают питание переменным напряжением ступенчатой формы (блочная коммутация) и даже предполагают его использование в номинальных режимах работы.

Когда нужен бесколлекторный двигатель?

Ответ на этот вопрос достаточно прост – в тех случаях, когда он имеет преимущество перед остальными типами двигателей. Так, например, практически невозможно обойтись без бесколлекторного двигателя в применениях, где требуются большие скорости вращения: свыше 10000 об/мин. Оправдано применение бесколлекторных двигателей также и в тех случаях, когда требуется высокий срок службы двигателя. В тех случаях, когда требуется применять сборку из двигателя с редуктором, однозначно оправдано применение низкоскоростных бесколлекторных двигателей (с большим числом полюсов). Высокоскоростные бесколлекторные двигатели в этом случае будут иметь скорость выше, чем предельно допустимая скорость редуктора, и по этой причине не будет возможности использовать их мощность полностью. Для  применений, где требуется максимально простое управление двигателем (без использования контроллера двигателя) естественным выбором будет коллекторный ДПТ. 

С другой стороны, в условиях повышенной температуры или повышенной радиации проявляется слабое место бесколлекторных двигателей – датчики Холла. Стандартные модели датчиков Холла имеют ограниченную стойкость к радиации и диапазон рабочих температур. Если в подобном применении всё же имеется необходимость использовать бесколлекторный двигатель, то неизбежными становятся заказные исполнения с заменой датчиков Холла на более стойкие к указанным факторам, что увеличивает цену двигателя и сроки поставки.

Что такое ДВС и как работает двигатель внутреннего сгорания? |

На сегодняшний день двигатель внутреннего сгорания (ДВС) или как его еще называют «атмосферник» — основной тип двигателя, который широко применяется в автомобильной индустрии. Что такое ДВС? Это — многофункциональный тепловой агрегат, который при помощи химических реакций и законов физики преобразует химическую энергию топливной смеси в механическую силу (работу).

Двигатели внутреннего сгорания делятся на:

1. Поршневой ДВС.
2. Роторно-поршневой ДВС.
3. Газотурбинный ДВС.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания — самый популярный среди вышеперечисленных двигателей, он завоевал мировое признание и уже много лет лидирует в автоиндустрии. Предлагаю более детально рассмотреть устройство ДВС, а также принцип его работы.

К преимуществам поршневого двигателя внутреннего сгорания можно отнести:

1. Универсальность (применение на различных транспортных средствах).
2. Высокий уровень автономной работы.
3. Компактные размеры.
4. Приемлемая цена.
5. Способность к быстрому запуску.
6. Небольшой вес.
7. Возможность работы с различными видами топлива.

Кроме «плюсов» имеет двигатель внутреннего сгорания и ряд серьезных недостатков, среди которых:

1. Высокая частота вращения коленвала.
2. Большой уровень шума.
3. Слишком большой уровень токсичности в выхлопных газах.
4. Маленький КПД (коэффициент полезного действия).
5. Небольшой ресурс службы.

Двигатели внутреннего сгорания различаются по типу топлива, они бывают:

1. Бензиновыми.
2. Дизельными.
3. А также газовыми и спиртовыми.

Последние два можно назвать альтернативными, поскольку на сегодняшний день они не получили широкого применения.

Спиртовой ДВС работающий на водороде — самый перспективный и экологичный, он не выбрасывает в атмосферу вредный для здоровья «СО2», который содержится в отработанных газах поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Поршневой ДВС состоит из следующих подсистем:

1. Газораспределительный механизм (ГРМ).
2. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ).
3. Система впуска.
4. Топливная система.
5. Система смазки.
6. Система зажигания (в бензиновых моторах).
7. Выпускная система.
8. Система охлаждения.
9. Система управления.

Корпус двигателя состоит из нескольких частей, в которые входят: блок цилиндров, а также головка блока цилиндров (ГБЦ). Задача КШМ — преобразовать возвратно-поступательные движения поршня во вращательные движения коленвала. Газораспределительный механизм необходим ДВС для обеспечения своевременного впуска в цилиндры топливно-воздушной смеси и такой же своевременный выпуск отработанных газов.

Статья в тему: Причины перегрева двигателя. Как не допустить перегрев двигателя?

Впускная система служит для своевременной подачи воздуха в двигатель, который необходим для образования топливно-воздушной смеси. Топливная система осуществляет подачу в двигатель топлива, в тандеме две этих системы работают над образованием топливно-воздушной смеси после чего она подается посредством системы впрыска в камеру сгорания.

Воспламенение топливно-воздушной смеси происходит благодаря системе зажигания (в бензиновых ДВС), в дизельных моторах воспламенение происходит за счет сжатия смеси и свечей накала.

Система смазки как уже понятно из названия служит для смазки трущихся деталей, снижая тем самым их износ, увеличивая срок их службы и отводя тем самым от их поверхностей температуру. Охлаждение нагревающихся поверхностей и деталей обеспечивает система охлаждения, она отводит температуру при помощи охлаждающей жидкости по своим каналам, которая проходя через радиатор — охлаждается и повторяет цикл. Система выпуска обеспечивает вывод отработанных газов из цилиндров ДВС посредством выхлопной системы, которая входит в состав этой системы, снижает шум сопровождаемый выброс газов и их токсичность.

Система управления двигателем (в современных моделях за это отвечает электронный блок управления (ЭБУ) или бортовой компьютер) необходима для электронного управление всеми вышеописанными системами и обеспечения их синхронности.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Принцип работы ДВС базируется на эффекте теплового расширения газов, которое возникает во время сгорания топливно-воздушной смеси, за счет чего осуществляется движение поршня в цилиндре. Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания  происходит за два оборота коленвала и состоит из четырех тактов, отсюда и название — четырехтактный двигатель.

1. Первый такт — впуск.
2. Второй — сжатие.
3. Третий — рабочий ход.
4. Четвертый — выпуск.

Во время первых двух тактов — впуска и рабочего такта, поршень движется вниз, за два других сжатие и выпуск – поршень идет вверх. Рабочий цикл каждого из цилиндров настроен таким образом чтобы не совпадать по фазам, это необходимо для того чтобы обеспечить равномерность работы двигателя внутреннего сгорания. Есть в мире и другие двигатели, рабочий цикл которых происходит всего за два такта – сжатие и рабочий ход, этот двигатель называется двухтактным.

На такте впуска топливная система и впускная образуют топливно-воздушную смесь, которая образуется во впускном коллекторе или непосредственно в камере сгорания (все зависит от типа конструкции). Во впускном коллекторе в случае с центральным и распределенным впрыском бензиновых ДВС. В камере сгорания в случае с непосредственным впрыском в бензиновых и  дизельных моторах. Топливно-воздушная смесь или воздух во время открытия впускных клапанов ГРМ подается в камеру сгорания за счет разряжения, которое возникает во время движения поршня вниз.

Актуально: Как определить состояние дизельного двигателя по выхлопным газам

Впускные клапаны закрываются на такте сжатия, после чего топливно-воздушная смесь в цилиндрах двигателя сжимается. Во время такта «рабочий ход» смесь воспламеняется принудительно или самовоспламеняется. После возгорания в камере возникает большое давление, которое создают газы, это давление воздействует на поршень, которому ничего не остается как начать двигаться вниз. Это движение поршня в тесном контакте с кривошипно-шатунным механизмом приводят в движение коленчатый вал, который в свою очередь образует крутящий момент, приводящий колеса автомобиля в движение.

Такт «выпуск» открывает выпускные клапаны газораспределительного механизма, после чего отработанные газы освобождают камеру сгорания, а после и выпускную систему, уходя охлажденными и частично очищенными в атмосферу.

Короткое резюме

После того как мы рассмотрели принцип работы двигателя внутреннего сгорания можно понять почему ДВС обладает низким КПД, который составляет примерно 40%. В то время как в одном цилиндре происходит полезное действие, остальные цилиндры грубо говоря бездействуют, обеспечивая работу первого тактами: впуск, сжатие, выпуск.

На этом у меня все, надеюсь вам все понятно, после прочтения данной статьи вы легко сможете ответить на вопрос, что такое ДВС и как устроен двигатель внутреннего сгорания. Спасибо за внимание!

Рекомендую посмотреть данное видео в нем вы найдете очень много для себя полезного!

Как работает двигатель внутреннего сгорания, описание процессов

Цикл работы двигателя замкнутый. Возможна организация работы ДВС с кривошипно-шатунным механизмом по двух и четырехтактному циклу. Но подавляющее большинство автомобильных двигателей внутреннего сгорания работает по четырехтактному циклу. Рассмотрим, каким образом происходит эта работа.

Но для начала немного терминологии

Коленчатый вал вращается. Соединенный с ним поршень совершает в цилиндре движение вверх — вниз. Крайние положения поршня в цилиндре называют мёртвыми точками. Это верхняя мёртвая точка (сокращенно ВМТ) и нижняя мёртвая точка (НМТ).

Перемещение поршня от одного крайнего положения до другого называется тактом. Следовательно у четырехтактного двигателя цикл работы выполняется за четыре движения поршня вверх-вниз, что соответствует двум оборотам коленчатого вала.

Если умножить площадь торца (днища) поршня на расстояние между ВМТ и НМТ получим, так называемый, рабочий объем цилиндра, обозначаемый Vh.

Если умножить рабочий объем цилиндра на количество цилиндров в двигателе получается тот самый рабочий объем двигателя. Эта цифра в литрах всегда фигурирует среди технических параметров автомобиля. Многие автопроизводители гордо выносят эту цифру на шильдик, располагая его на задней части автомобиля (часто цифру привирают).

Цифра указывающая на рабочий объем двигателя

Объем над поршнем, когда он замер в ВМТ, называют объемом камеры сгорания (Vс). Именно в этом объеме начинается горение смеси паров топлива и воздуха. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра называется полным объемом цилиндра :Va = Vh + Vс.

Следующий важный параметр двигателя, это геометрическая степень сжатия. Обозначается ε. Она показывает, во сколько раз изменяется объем над поршнем, когда он перемещается от НМТ к ВМТ, ε = Va/Vc. Чем больше ε, тем выше температура и давление в смеси газов над поршнем при приближении его к ВМТ. Повышение степени сжатия делает двигатель экономичнее и увеличивает его мощность.

Но величина ε зависит от топлива, на которое рассчитан двигатель. Для двигателя, работающего на бензине ε = 6 – 10, для газовых ε = 7 – 9, для дизельных ε = 15 – 20. Отсюда видно, почему бензиновый двигатель легко переоборудовать для работы на газе. У дизелей такое высокое значение ε необходимо для того, чтобы обеспечить самовоспламенение топлива.

Ну а теперь непосредственно о рабочем цикле

Первый такт цикла носит название «впуск». Поршень движется от ВМТ к НМТ. Впускной клапан открыт, и через него в цилиндр поступают пары бензина смешанные с воздухом, так называемая горючая смесь (у дизельного двигателя – чистый воздух).

Второй такт – сжатие. Клапаны закрыты. Поршень движется от НМТ к ВМТ, рабочая смесь (горючая смесь и остатки продуктов горения от предыдущего цикла) сжимается. Когда поршень приближается в ВМТ, у бензиновых двигателей между контактами свечи зажигания проскакивает электрическая искра для поджигания смеси.

Почему искра подается не в ВМТ, а раньше?

Дело в том, что перед началом горения должны пройти реакции, подготавливающие смесь к горению. Интенсивное горение смеси должно начаться только когда поршень достигнет ВМТ. Время на подготовительные реакции всегда одинаковое, а скорость перемещения поршня изменяется при изменении оборотов коленчатого вала. Поэтому приходиться изменять момент подачи искры, изменять, так называемый «угол опережения зажигания».

Меняется угол опережения зажигания

У дизельных двигателей при приближении поршня к ВМТ через специальную форсунку в надпоршневое пространство под высоким давлением впрыскивается топливо. Пока поршень дойдет до ВМТ, топливо должно испариться, перемешаться с воздухом, приготовиться к горению и начать гореть, когда поршень окажется в ВМТ.

Время на подготовку также постоянное, поэтому на высоких оборотах топливо впрыскивается раньше. Изменяется так называемый «угол опережения впрыска».

Третий такт – рабочий ход. Клапаны закрыты. Смесь интенсивно горит, её давление, и температура резко повышаются. Под действием давления поршень движется от ВМТ к НМТ и подталкивает коленчатый вал, подпитывая его энергией.

Четвертый такт – выпуск. Выпускной клапан открыт. Поршень движется от НМТ к ВМТ и отработанные газы выдавливаются из цилиндра.

Цикл закончился и начинается следующий. Следует заметить, что подпитка энергией коленчатого вала происходит только во время такта рабочего хода. Во время всех остальных тактов поршень перемещается (так называемые насосные ходы) за счет энергии, накопленной коленчатым валом от предыдущих рабочих циклов.

Как работает двигатель внутреннего сгорания — видео:

Как работает двигатель внутреннего сгорания, описание процессов

Цикл работы двигателя замкнутый. Возможна организация работы ДВС с кривошипно-шатунным механизмом по двух и четырехтактному циклу. Но подавляющее большинство автомобильных двигателей внутреннего сгорания работает по четырехтактному циклу. Рассмотрим, каким образом происходит эта работа.

Но для начала немного терминологии

Коленчатый вал вращается. Соединенный с ним поршень совершает в цилиндре движение вверх — вниз. Крайние положения поршня в цилиндре называют мёртвыми точками. Это верхняя мёртвая точка (сокращенно ВМТ) и нижняя мёртвая точка (НМТ).

Перемещение поршня от одного крайнего положения до другого называется тактом. Следовательно у четырехтактного двигателя цикл работы выполняется за четыре движения поршня вверх-вниз, что соответствует двум оборотам коленчатого вала.

Если умножить площадь торца (днища) поршня на расстояние между ВМТ и НМТ получим, так называемый, рабочий объем цилиндра, обозначаемый Vh.

Если умножить рабочий объем цилиндра на количество цилиндров в двигателе получается тот самый рабочий объем двигателя. Эта цифра в литрах всегда фигурирует среди технических параметров автомобиля. Многие автопроизводители гордо выносят эту цифру на шильдик, располагая его на задней части автомобиля (часто цифру привирают).

Цифра указывающая на рабочий объем двигателя

Объем над поршнем, когда он замер в ВМТ, называют объемом камеры сгорания (Vс). Именно в этом объеме начинается горение смеси паров топлива и воздуха. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра называется полным объемом цилиндра :Va = Vh + Vс.

Следующий важный параметр двигателя, это геометрическая степень сжатия. Обозначается ε. Она показывает, во сколько раз изменяется объем над поршнем, когда он перемещается от НМТ к ВМТ, ε = Va/Vc. Чем больше ε, тем выше температура и давление в смеси газов над поршнем при приближении его к ВМТ. Повышение степени сжатия делает двигатель экономичнее и увеличивает его мощность.

Но величина ε зависит от топлива, на которое рассчитан двигатель. Для двигателя, работающего на бензине ε = 6 – 10, для газовых ε = 7 – 9, для дизельных ε = 15 – 20. Отсюда видно, почему бензиновый двигатель легко переоборудовать для работы на газе. У дизелей такое высокое значение ε необходимо для того, чтобы обеспечить самовоспламенение топлива.

Ну а теперь непосредственно о рабочем цикле

Первый такт цикла носит название «впуск». Поршень движется от ВМТ к НМТ. Впускной клапан открыт, и через него в цилиндр поступают пары бензина смешанные с воздухом, так называемая горючая смесь (у дизельного двигателя – чистый воздух).

Второй такт – сжатие. Клапаны закрыты. Поршень движется от НМТ к ВМТ, рабочая смесь (горючая смесь и остатки продуктов горения от предыдущего цикла) сжимается. Когда поршень приближается в ВМТ, у бензиновых двигателей между контактами свечи зажигания проскакивает электрическая искра для поджигания смеси.

Почему искра подается не в ВМТ, а раньше?

Дело в том, что перед началом горения должны пройти реакции, подготавливающие смесь к горению. Интенсивное горение смеси должно начаться только когда поршень достигнет ВМТ. Время на подготовительные реакции всегда одинаковое, а скорость перемещения поршня изменяется при изменении оборотов коленчатого вала. Поэтому приходиться изменять момент подачи искры, изменять, так называемый «угол опережения зажигания».

Меняется угол опережения зажигания

У дизельных двигателей при приближении поршня к ВМТ через специальную форсунку в надпоршневое пространство под высоким давлением впрыскивается топливо. Пока поршень дойдет до ВМТ, топливо должно испариться, перемешаться с воздухом, приготовиться к горению и начать гореть, когда поршень окажется в ВМТ.

Время на подготовку также постоянное, поэтому на высоких оборотах топливо впрыскивается раньше. Изменяется так называемый «угол опережения впрыска».

Третий такт – рабочий ход. Клапаны закрыты. Смесь интенсивно горит, её давление, и температура резко повышаются. Под действием давления поршень движется от ВМТ к НМТ и подталкивает коленчатый вал, подпитывая его энергией.

Четвертый такт – выпуск. Выпускной клапан открыт. Поршень движется от НМТ к ВМТ и отработанные газы выдавливаются из цилиндра.

Цикл закончился и начинается следующий. Следует заметить, что подпитка энергией коленчатого вала происходит только во время такта рабочего хода. Во время всех остальных тактов поршень перемещается (так называемые насосные ходы) за счет энергии, накопленной коленчатым валом от предыдущих рабочих циклов.

Как работает двигатель внутреннего сгорания — видео:

То есть в течение двух оборотов коленчатого вала подпитка его энергией происходит только пол-оборота. Это одна из причин невысокого коэффициента полезного действия четырехтактных двигателей.

Загрузка…

Как работает автомобильный двигатель

Я никогда не был автолюбителем. Мне просто не было никакого интереса копаться под капотом, чтобы понять, как работает моя машина. За исключением замены воздушных фильтров или замены масла время от времени, если у меня когда-либо возникала проблема с моей машиной, я просто отнес ее к механику, и когда он вышел, чтобы объяснить, что случилось, я вежливо кивнул и притворился. как будто я знал, о чем он говорил.

Но в последнее время мне не терпелось изучить основы работы автомобилей.Я не планирую становиться полноценной обезьяной, но я хочу иметь базовое представление о том, как все в моей машине действительно работает. Как минимум, эти знания позволят мне понять, о чем механик говорит в следующий раз, когда я сяду в машину. Кроме того, мне кажется, что мужчина должен уметь понимать основы технологии, которую он использует. ежедневно. Что касается этого веб-сайта, я знаю, как работают кодирование и SEO; пора мне изучить более конкретные вещи в моем мире, например, что находится под капотом моей машины.

Я полагаю, что есть и другие взрослые мужчины, похожие на меня — мужчины, которые не занимаются машинами, но им немного интересно, как работают их машины. Так что я планирую поделиться тем, что я узнал в ходе собственного исследования, и время от времени возьмусь за серию статей, которые мы назовем Gearhead 101. Цель состоит в том, чтобы объяснить самые основы того, как работают различные части в автомобиле, и предоставить ресурсы о том, где вы можете узнайте больше самостоятельно.

Итак, без лишних слов, мы начнем наш первый урок Gearhead 101 с объяснения всех тонкостей сердца автомобиля: двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания называется «двигателем внутреннего сгорания», потому что топливо и воздух сгорают внутри двигателя для создания энергии для перемещения поршней, которые, в свою очередь, перемещают автомобиль (мы покажем вы как это происходит подробно ниже).

Сравните это с двигателем внешнего сгорания, где топливо сжигается за пределами двигателя, и энергия, создаваемая при этом сгорании, является его движущей силой. Паровые двигатели — лучший тому пример.Уголь сжигается за пределами двигателя, который нагревает воду для производства пара, который затем приводит в действие двигатель.

Большинство людей думает, что в мире механизированного движения паровые двигатели внешнего сгорания появились раньше, чем двигатели внутреннего сгорания. Реальность такова, что двигатель внутреннего сгорания был первым. (Да, древние греки возились с паровыми двигателями, но из их экспериментов ничего практического не вышло.) поршней.На самом деле, их двигал не порох. Принцип работы этого раннего двигателя внутреннего сгорания заключался в том, что вы вставляли поршень до верхней части цилиндра, а затем зажигали порох под поршнем. После взрыва образовался вакуум, который засосал поршень в цилиндр. Поскольку этот двигатель полагался на изменения давления воздуха для перемещения поршня, они назвали его атмосферным двигателем. Это было не очень эффективно. К 17 ^-м годам паровые двигатели были многообещающими, поэтому от двигателей внутреннего сгорания отказались.

Только в 1860 году был изобретен надежный, работающий двигатель внутреннего сгорания. Бельгийский парень по имени Жан Жозеф Этьен Ленуар запатентовал двигатель, который впрыскивал природный газ в цилиндр, который впоследствии воспламенялся постоянным пламенем рядом с цилиндром. Он работал аналогично пороховому атмосферному двигателю, но не слишком эффективно.

Основываясь на этой работе, в 1864 году два немецких инженера по имени Николаус Август Отто и Ойген Ланген основали компанию, которая производила двигатели, аналогичные модели Ленуара.Отто отказался от управления компанией и начал работать над конструкцией двигателя, над которым он играл с 1861 года. Его конструкция привела к тому, что мы теперь знаем как четырехтактный двигатель, и базовая конструкция двигателя до сих пор используется в автомобилях.

Анатомия автомобильного двигателя

Двигатель V-6

Я немного покажу вам, как работает четырехтактный двигатель, но прежде чем я это сделаю, я подумал, что было бы полезно пройти через различные части двигателя, чтобы вы имели представление о том, что и что делает в четырехтактном процессе.В этих объяснениях используется терминология, основанная на других терминах из списка, поэтому не беспокойтесь, если вы сначала запутаетесь. Прочтите все, чтобы получить общее представление, а затем прочтите еще раз, чтобы иметь общее представление о каждой части, о которой идет речь.

Блок цилиндров (блок цилиндров)

Блок двигателя является основой двигателя. Большинство блоков цилиндров отлиты из алюминиевого сплава, но некоторые производители по-прежнему используют железо.Блок двигателя также называют блоком цилиндров из-за большого отверстия или трубок, называемых цилиндрами, которые залиты в интегрированную конструкцию. В цилиндре поршни двигателя скользят вверх и вниз. Чем больше цилиндров в двигателе, тем он мощнее. Помимо цилиндров, в блок встроены другие каналы и каналы, которые позволяют маслу и охлаждающей жидкости течь к различным частям двигателя.

Почему двигатель называется «V6» или «V8»?

Отличный вопрос! Это связано с формой и количеством цилиндров в двигателе.В четырехцилиндровых двигателях цилиндры обычно устанавливаются по прямой линии над коленчатым валом. Эта компоновка двигателя называется рядным двигателем .

Еще одна четырехцилиндровая компоновка называется «плоская четверка». Здесь цилиндры расположены горизонтально двумя рядами, коленчатый вал идет посередине.

Когда двигатель имеет более четырех цилиндров, они делятся на два ряда цилиндров — по три (или более) цилиндра на каждую сторону. Разделение цилиндров на два ряда делает двигатель похожим на букву V.”V-образный двигатель с шестью цилиндрами = двигатель V6. V-образный двигатель с восемью цилиндрами = V8 — по четыре в каждом ряду цилиндров.

Камера сгорания

В камере сгорания двигателя происходит волшебство. Здесь топливо, воздух, давление и электричество объединяются, чтобы создать небольшой взрыв, который перемещает поршни автомобиля вверх и вниз, создавая таким образом силу для движения автомобиля. Камера сгорания состоит из цилиндра, поршня и головки блока цилиндров.Цилиндр действует как стенка камеры сгорания, верхняя часть поршня действует как дно камеры сгорания, а головка цилиндра служит потолком камеры сгорания.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров представляет собой кусок металла, который находится над цилиндрами двигателя. В головке блока цилиндров отлиты небольшие закругленные углубления для создания пространства в верхней части камеры сгорания. Прокладка головки герметично закрывает стык между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров.Впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания и топливные форсунки (эти детали будут объяснены позже) также установлены на головке блока цилиндров.

Поршень

Поршни перемещаются вверх и вниз по цилиндру. Они похожи на перевернутые суповые банки. Когда топливо воспламеняется в камере сгорания, сила толкает поршень вниз, который, в свою очередь, перемещает коленчатый вал (см. Ниже). Поршень прикреплен к коленчатому валу через шатун, он же шатун. Он соединяется с шатуном через поршневой палец, а шатун соединяется с коленчатым валом через шатунный подшипник.

На верхней части поршня вы найдете три или четыре канавки, отлитые в металле. Внутри канавок вставляются поршневые кольца . Поршневые кольца — это часть, которая фактически касается стенок цилиндра. Они сделаны из железа и бывают двух видов: компрессионные кольца и масляные кольца. Компрессионные кольца — это верхние кольца, они прижимаются наружу к стенкам цилиндра, обеспечивая прочное уплотнение камеры сгорания. Масляное кольцо — это нижнее кольцо на поршне, которое предотвращает просачивание масла из картера в камеру сгорания.Он также вытирает излишки масла со стенок цилиндров и обратно в картер.

Коленчатый вал

Коленчатый вал преобразует движение поршней вверх и вниз во вращательное движение, которое позволяет автомобилю двигаться. Коленчатый вал обычно входит в блок цилиндров вдоль дна. Он простирается от одного конца блока двигателя до другого. В передней части двигателя коленчатый вал соединяется с резиновыми ремнями, которые соединяются с распределительным валом и передают мощность другим частям автомобиля; в задней части двигателя распределительный вал соединяется с трансмиссией, которая передает мощность на колеса.На каждом конце коленчатого вала вы найдете сальники или «уплотнительные кольца», которые предотвращают утечку масла из двигателя.

Коленчатый вал находится в так называемом картере двигателя. Картер находится под блоком цилиндров. Картер защищает коленчатый вал и шатуны от посторонних предметов. Область в нижней части картера называется масляным поддоном, и именно здесь хранится масло вашего двигателя. Внутри масляного поддона вы найдете масляный насос, который прокачивает масло через фильтр, а затем это масло разбрызгивается на коленчатый вал, шатунные подшипники и стенки цилиндра, чтобы обеспечить смазку для движения поршня.В конце концов масло стекает обратно в масляный поддон, но процесс начинается снова.

Вдоль коленчатого вала вы найдете балансировочные выступы, которые действуют как противовесы, чтобы уравновесить коленчатый вал и предотвратить повреждение двигателя из-за колебаний, возникающих при вращении коленчатого вала.

Также вдоль коленчатого вала находятся коренные подшипники. Коренные подшипники обеспечивают гладкую поверхность между коленчатым валом и блоком двигателя для вращения коленчатого вала.

Распределительный вал

Распределительный вал — это мозг двигателя.Он работает вместе с коленчатым валом через ремень ГРМ, чтобы впускные и выпускные клапаны открывались и закрывались в нужное время для оптимальной работы двигателя. Распределительный вал использует овальные выступы, которые проходят поперек него, чтобы контролировать время открытия и закрытия клапанов.

Большинство распределительных валов проходят через верхнюю часть блока цилиндров непосредственно над коленчатым валом. В рядных двигателях один распределительный вал управляет как впускным, так и выпускным клапанами. На V-образных двигателях используются два отдельных распредвала.Один управляет клапанами на одной стороне V, а другой — клапанами на противоположной стороне. Некоторые V-образные двигатели (например, тот, что на нашей иллюстрации) будут иметь даже два распределительных вала на ряд цилиндров. Один распределительный вал управляет одной стороной клапанов, а другой распределительный вал — другой стороной.

Система синхронизации

Как упоминалось выше, распределительный вал и коленчатый вал координируют свое движение через ремень или цепь ГРМ. Цепь ГРМ удерживает коленчатый вал и распределительный вал в одном и том же положении относительно друг друга все время во время работы двигателя.Если распредвал и коленчатый вал по какой-либо причине рассинхронизируются (например, цепь ГРМ пропускает зубчатый венец), двигатель не будет работать.

Клапанный механизм

Клапанный механизм — это механическая система, которая установлена ​​на головке блока цилиндров и управляет работой клапанов. Клапанный механизм состоит из клапанов, коромысел, толкателей и подъемников.

Клапаны

Клапаны бывают двух типов: впускные и выпускные. Впускные клапаны подают смесь воздуха и топлива в камеру сгорания, чтобы создать сгорание для питания двигателя.Выпускные клапаны позволяют выхлопным газам, образовавшимся после сгорания, выходить из камеры сгорания.

В автомобилях обычно есть один впускной клапан и один выпускной клапан на цилиндр. Большинство высокопроизводительных автомобилей (Ягуары, Мазерати и др.) Имеют четыре клапана на цилиндр (два впускных, два выпускных). Хотя Honda не считается «высокопроизводительным» брендом, она также использует в своих автомобилях четыре клапана на цилиндр. Есть даже двигатели с тремя клапанами на цилиндр — двумя впускными клапанами, одним выпускным клапаном. Многоклапанные системы позволяют автомобилю лучше «дышать», что, в свою очередь, улучшает характеристики двигателя.

Коромысла

Коромысла — это маленькие рычаги, которые касаются кулачков или кулачков распределительного вала. Когда лепесток поднимает один конец коромысла, другой конец коромысла давит на шток клапана, открывая клапан, чтобы впустить воздух в камеру сгорания или выпустить выхлоп. Это работает как качели.

Толкатели / подъемники

Иногда кулачки распределительного вала непосредственно касаются коромысла (как вы видите в двигателях с верхним распределительным валом), открывая и закрывая клапан.В двигателях с верхним расположением клапана кулачки распределительного вала не контактируют напрямую с коромыслами, поэтому используются толкатели или толкатели.

Топливные форсунки

Чтобы создать сгорание, необходимое для перемещения поршней, нам нужно топливо в цилиндрах. До 1980-х годов автомобили использовали карбюраторы для подачи топлива в камеру сгорания. Сегодня все автомобили используют одну из трех систем впрыска топлива: прямой впрыск топлива, впрыск топлива через отверстия или впрыск топлива через корпус дроссельной заслонки.

При непосредственном впрыске топлива каждый цилиндр имеет собственную форсунку, которая впрыскивает топливо прямо в камеру сгорания в самый подходящий момент для сгорания.

При распределенном впрыске топлива вместо того, чтобы распылять топливо непосредственно в цилиндр, оно распыляется во впускной коллектор сразу за клапаном. Когда клапан открывается, воздух и топливо попадают в камеру сгорания.

Системы впрыска топлива с дроссельной заслонкой работают как карбюраторы, но без карбюратора. Вместо того, чтобы каждый цилиндр получил свою собственную топливную форсунку, есть только одна топливная форсунка, которая идет к корпусу дроссельной заслонки. Топливо смешивается с воздухом в корпусе дроссельной заслонки, а затем распределяется по цилиндрам через впускные клапаны.

Свеча зажигания

Над каждым цилиндром находится свеча зажигания. Когда он загорается, он воспламеняет сжатое топливо и воздух, вызывая мини-взрыв, который толкает поршень вниз.

Четырехтактный цикл

Итак, теперь, когда мы знаем все основные части двигателя, давайте взглянем на механизм, который на самом деле заставляет нашу машину двигаться: четырехтактный цикл.

На приведенном выше рисунке показан четырехтактный цикл в одном цилиндре. То же самое происходит и с другими цилиндрами.Повторите этот цикл тысячу раз в минуту, и вы получите движущуюся машину.

Ну вот. Основы работы автомобильного двигателя. Загляните сегодня под капот вашего автомобиля и посмотрите, сможете ли вы указать на детали, которые мы обсуждали. Если вам нужна дополнительная информация о том, как устроен автомобиль, посмотрите книгу How Cars Work. Это очень помогло мне в моих исследованиях. Автор отлично справляется с переводом вещей на язык, понятный даже новичку.

Теги: Автомобили

Как работает ваш двигатель

Как работает ваш двигатель и как с ним «лечить»

Джеймс Уильямс

Источник: Брифинг по безопасности FAA, январь / февраль 2020 г.

Двигатель самолета — это самое близкое к сердцу.Двигатель обеспечивает энергию, которая не только приводит в движение самолет, но и приводит в действие все другие системы. Двигатель вращает генератор, вырабатывающий электричество. На нем работают различные насосы, питающие системы, такие как гидравлика, наддува и т. Д.

Для большинства из нас, работающих в авиации общего назначения, двигатель означает двигатель внутреннего сгорания. В частности, это означает поршневой двигатель, термин, который просто обозначает возвратно-поступательное движение поршней. Цель двигателя — преобразовать потенциальную энергию, хранящуюся в топливе, в механическую энергию, которая питает ваш самолет, с помощью небольшого количества воздуха.

Базовая анатомия

Двигатель состоит из нескольких основных компонентов. Во-первых, это цилиндр, в котором происходит горение. Далее идет поршень, который вставляется в цилиндр снизу и обеспечивает сжатие и поглощение энергии от сгорания. Поддерживает поршень шатун, который передает энергию вниз к коленчатому валу, передавая ее из двигателя, обычно на гребной винт.

Как следует из названия, головка блока цилиндров находится наверху цилиндра и содержит важные компоненты, такие как клапаны и свечи зажигания.Клапаны открываются, позволяя воздуху и топливной смеси попасть в цилиндр (впускной клапан) и выпустить отработавшие газы (выпускной клапан). Свеча зажигания воспламеняет сжатое топливо и воздух, преобразовывая эту химическую энергию в механическую энергию, которая вращает коленчатый вал и вращает пропеллер. Теперь, когда мы знаем основы, давайте посмотрим, как эти части работают вместе.

И один, два, три, четыре, повторить!

Авиационные двигатели — это, за некоторыми исключениями, четырехтактные двигатели с четырьмя отдельными фазами: впуском, сжатием, мощностью и выпуском.Во время такта впуска поршень опускается из верхней части цилиндра, в то время как впускной клапан открывается, впуская топливно-воздушную смесь. Такт сжатия начинается, когда впускной клапан закрывается, и поршень начинает подниматься к верхней части цилиндра. Рабочий ход начинается, когда свеча зажигания воспламеняет сжатую топливно-воздушную смесь, вызывая сгорание, которое с силой толкает поршень вниз. Такт выпуска начинается, когда поршень достигает нижней мертвой точки и снова начинает подниматься, выталкивая сгоревшие газы через открытый выпускной клапан.Затем мы начинаем все сначала. Хотя мы разбиваем процесс на отдельные этапы, в действительности это более непрерывный процесс.

Поддерживающий состав

Охлаждение двигателя — одна из систем, помогающих вашему двигателю работать. Двигатели внутреннего сгорания превращают большую часть энергии сгорания в отходящее тепло. Хотя большая часть тепла уходит через выхлоп, остается значительное количество тепла. Наши двигатели обычно имеют воздушное охлаждение, поэтому логика подсказывает, что чем больше воздуха, тем лучше охлаждение.Следовательно, гондола содержит каналы и перегородки, которые направляют воздушный поток равномерно через охлаждающие поверхности двигателя, таким образом поддерживая баланс рабочей температуры двигателя. Если эти перегородки снять или повредить, чрезмерное нагревание части двигателя может привести к дополнительному износу и, возможно, поломке.

Помимо охлаждения двигателю необходимы воздух и топливо. Впускной коллектор направляет смесь в цилиндр, и топливо добавляется через карбюратор или топливные форсунки.Карбюратор остается наиболее распространенным решением. Карбюраторы — это более старая технология, но их преимущество состоит в том, что они являются хорошо протестированным, менее сложным и очень надежным решением.

Впрыск топлива обеспечивает больший контроль и большую эффективность, но является более сложным. У карбюраторов есть один явный недостаток: обледенение карбюратора может заглушить двигатель. Подогрев углеводов — простое решение этой конкретной проблемы, но вы должны активировать его.

Еще есть выхлопная система, отводящая отработанные газы и тепло из цилиндра.Выхлопная система безопасно выводит горячие газообразные продукты сгорания из моторного отсека в глушитель. Несмотря на свое скромное описание, выхлопная система абсолютно безопасна.

Один из способов получить больше мощности от двигателя — увеличить количество воздуха и топлива в цилиндре во время сгорания. Это можно сделать с помощью принудительной индукции, обычно называемой турбонаддувом или наддувом. Турбонаддув более распространен в современных самолетах GA, но оба метода, по сути, делают одно и то же.Они сжимают всасываемый воздух, чтобы нагнетать в двигатель больше воздуха и топлива, чем позволяют нормальные атмосферные условия. Разница в том, что турбонаддув использует выхлопные газы двигателя для питания компрессора, в то время как нагнетатель регулирует выходную мощность двигателя.

Здоровье сердца

Теперь, когда мы знаем, как работает двигатель самолета, давайте посмотрим, как это «сердце» может попасть в беду. Во время предполетной подготовки важно найти все признаки утечки или повреждения топливопроводов или маслопроводов.В максимально возможной степени визуально проверьте соединения; ослабленные провода или провода могут натереться и быстро превратить незначительную проблему в серьезную аварию.

Никогда не забывайте проверять масло, которое является источником жизненной силы двигателя. Он помогает передавать тепло от горячих частей двигателя к областям, где оно может безопасно рассеиваться. Что еще более важно, он смазывает двигатель, чтобы он мог эффективно работать. Масляное голодание, будь то утечка, возгорание или просто поломка, является одной из частых причин «сердечных» нарушений в самолетах.Также имейте в виду, что масло со временем разлагается, становясь менее эффективным. Независимо от причины недостаточная смазка может привести к серьезным повреждениям. Контроль не только за количеством масла, но и за его состоянием во время предполетной подготовки имеет решающее значение.

Современная авионика и системы слежения за двигателем сделали обнаружение проблем более проактивным. Анализ данных может позволить вмешаться до возникновения чрезвычайной ситуации. В сочетании с лучшим пониманием двигателя и тщательной предполетной подготовкой они могут стать большой положительной силой.Всегда лучше найти проблему в данных, а не в воздухе.

Узнать больше

Справочник пилотов по аэронавигационным знаниям — Глава 7 bit.ly/354k5ex

Джеймс Уильямс — помощник редактора и фоторедактор FAA Safety Briefing. Он также является пилотом и наземным инструктором.

Как работает автомобильный двигатель?

Если вы похожи на большинство водителей, ваше понимание того, как работает автомобильный двигатель, сводится к смутному ощущению, что вы заправляете бензин, происходит какой-то пожар и вы продвигаетесь вперед.

Ford Mustang Motor (Ford Motor Company)

Для многих это вся необходимая информация. Но любопытным нужно больше, и вот оно.

Так работает автомобильный двигатель:

Думайте о двигателе вашего автомобиля как о большом воздушном насосе, потому что это именно то, чем он является. Бензин, поршни, свечи зажигания — все это здесь, чтобы облегчить прокачку воздуха через двигатель и, тем самым, выработку энергии. Существует множество различных типов воздушных насосов, но в случае с двигателем внутреннего сгорания энергия, необходимая для перекачивания насоса, вырабатывается путем смешивания воздуха с топливом и поджигания этой смеси.

Все начинается с воздуха за пределами машины. Этот воздух фильтруется воздушным фильтром, а затем сразу же смешивается с топливом либо через карбюратор (в старых автомобилях), либо через систему впрыска топлива. Эта смесь топлива и воздуха затем проходит через впускной коллектор, который направляет ее к головке (головкам) цилиндров.

Головка блока цилиндров выполняет роль своего рода привратника между впуском и камерами сгорания (цилиндрами). Большинство автомобилей имеют четыре, шесть или восемь камер сгорания, и если бы все эти камеры одновременно воспламеняли топливно-воздушную смесь, двигатель не работал бы плавно и не генерировал бы большую мощность.Чтобы насос работал плавно и эффективно, подача топливной смеси и искра, вызывающая взрыв, должны быть точно задержаны по таймауту.

Для того, чтобы это произошло, вам нужны клапаны, и вам нужно, чтобы эти клапаны открывались в нужный момент. В двигателе автомобиля эти клапаны являются частью головки блока цилиндров, и они открываются и закрываются за счет вращения распределительного вала, который вращается внутри двигателя, используя продолговатые выступы, чтобы толкать клапаны. При открытом впускном клапане цилиндр заполняется топливной смесью.Теперь вам нужно что-то, чтобы раздать искру в камеру сгорания. Сюда входит дистрибьютор. Распределительный вал и распределитель — это друг друга, соединенные шестернями, так что распределитель всегда знает, какой цилиндр нуждается в искре.

Когда впускной клапан открывается, распределитель посылает искру через провод свечи зажигания к свече зажигания. Это вызывает искру внутри цилиндра, которая, в свою очередь, вызывает взрыв. Этот взрыв толкает поршень вниз, толкая его к коленчатому валу, что приводит к вращению коленчатого вала.Это вращение, в свою очередь, вращает трансмиссию, которая вращает карданный вал, который вращает колеса. На скорости по шоссе коленчатый вал будет вращаться со скоростью около 3000 оборотов в минуту (об / мин).

Одновременно выпускные клапаны выпускают остатки сгоревшей топливной смеси, направляя их через выхлопную систему и попутно фильтруя.

Это так просто. Чем больше воздуха вы накачиваете, тем больше мощности вырабатываете.

Похожие сообщения:

Как Turbo работает в автомобиле?

Нагнетатель vs.Турбокомпрессор

Как работает гибридный автомобиль?

Как работают автомобильные двигатели — не базовое руководство для четырехтактных двигателей — Tech

Просмотреть все 17 фотографий

В тот или иной момент все мы чувствовали боль от неправильно примененных модификаций. Даже самые уважаемые имена в тюнинг-индустрии были по крайней мере один раз перехвачены. Тем, кто продвинулся вперед, чтобы творить историю власти, несомненно, была короткая и прямая кривая обучения, но некоторые из нас, кажется, никогда не учатся и просто изо всех сил пытаются добиться власти.

Устали проигрывать перед толпой? Гуру местного тюнингового цеха пугает вас квазинаучной ерундой? Как узнать, хороша ли эта мелодия ПЗУ или последняя китайская подделка, соблазняющая вас на eBay? Что такое распредвал большего размера? Вы огорчены неприятными сюрпризами на динамометрических стенах или вас накрывают на форумах?

Посмотреть все 17 фотографий Манипулирование четырехтактным циклом необходимо при поиске большей мощности, поэтому важно полностью понимать различные части и то, как они влияют на общую выходную мощность.

Если вы попадаете в любую из этих категорий, продолжайте читать. Информация проста, но вам важно понять, является ли ваша цель работать в наполненном жаргоном мире моддинга двигателей. Кроме того, если вы хотите ехать быстрее, вы должны понимать, как работают двигатели.

Автомобили, за исключением роторных, приводятся в движение четырехтактным двигателем Отто. Название происходит от четырех тактов силового цикла: такта впуска, такта сжатия, рабочего такта и такта выпуска.Цикл объясняет, как взрыв бензина и воздуха можно плавно преобразовать в полезную мощность, отбросив вас на четверть мили или просто доставив на работу.

Детали двигателя работают слаженно и точно, используя химическую энергию бензина, преобразуя небольшие взрывы воздуха и топлива во вращательное движение. Поклонники Honda могут считать, что им повезло. Компания предлагает одни из самых современных двигателей для автомобилей. Просто имея Honda, вы впереди всех.

Блок
Блок содержит возвратно-поступательные компоненты, которые используют взрывчатые свойства бензина. Поршни скользят вверх и вниз по отверстиям цилиндрической формы, количество отверстий равно количеству цилиндров. Блок также содержит каналы для охлаждения и смазки для воды и масла. Внутри находятся опоры коренных подшипников коленчатого вала. Блоки обычно изготавливаются из чугуна, а Honda — из легкого алюминия. Четырехцилиндровые двигатели используются в большинстве Honda, хотя Accord, NSX и различные типы внедорожников предлагают шестицилиндровые силовые установки.

Посмотреть все 17 фотографий Поршни представляют собой алюминиевые цилиндры, которые скользят вверх и вниз по отверстию блока. Для эффективной работы им требуются тонкие кольца круглой формы, которые изолируют камеру и предотвращают прохождение давления сгорания через поршень, теряя давление, генерирующее энергию.

Поршни
Проще говоря, поршни представляют собой цилиндры из алюминия, которые скользят вверх и вниз по отверстиям блока, причем верхняя часть отверстий блокируется головкой блока цилиндров. Чтобы создать движущую силу, воспламеняющийся заряд сжатого бензина и воздуха воспламеняется в отверстии, вынуждая поршень опускаться к открытому концу цилиндра от головки цилиндра.Это основная предпосылка того, как работает двигатель.

Поршни также имеют кольца, которые представляют собой тонкие круглые пружинящие металлические уплотнения, которые входят в канавки вокруг их вершин. Кольца помогают предотвратить прорыв давления сгорания через поршень и потерю давления, производящего энергию. Кольца также помогают соскребать смазочное масло со стенок цилиндра, чтобы предотвратить горение масла внутри цилиндра. Без колец было бы невозможно развить компрессию, достаточную для работы, а также сжечь все это масло всего за несколько минут работы.

Посмотреть все 17 фотографий Шатуны передают силу взрыва, необходимую для проталкивания поршней вниз по отверстиям к коленчатому валу. Шатуны выглядят как металлические собачьи кости, соединенные с вашими поршнями.

Шатуны
Шатуны передают силу взрыва, толкая поршни вниз по своим отверстиям к коленчатому валу. Шатуны выглядят как металлические собачьи кости и прикреплены к поршням с помощью пальцев на запястье — это был бы маленький конец шатуна. Другой конец стержня прикреплен к кривошипу.Это называется большой головкой, поскольку шейки кривошипа намного больше, чем шейки булавки на запястье. Цапфы кривошипа должны быть больше, поскольку кривошип вращается с высокой скоростью, в отличие от простого качательного движения пальца. Это высокоскоростное вращение требует дополнительной опорной поверхности, чтобы предотвратить повреждение штока и кривошипа от трения. Большой конец штока плавно вращается на шейке кривошипа над масляной пленкой под давлением и подшипником скольжения — это подшипники штока. На типичном двигателе Honda на малом конце стержня есть бронзовая втулка для пальца на запястье, которая смазывается разбрызгиванием масла по всему блоку.

Коленчатый вал
Коленчатые валы двигателя похожи на коленчатые валы велосипеда, потому что они передают восходящие и опускающиеся силы — поршни, проталкиваемые через отверстие в результате взрыва воздуха / топлива, — во вращательное движение, вызывающее вращение ваших колес. Кривошипы имеют смещенный ход, точно так же, как и кривошип вашего велосипеда, за исключением того, что стержни и поршни выполняют ту же функцию, что и ваши ноги: они толкают восходящий ход вниз, поскольку поршень проталкивается в том же направлении через канал ствола за счет взрыва воздуха / топлива.Это то, что заставляет вашу машину ездить. Как только поршень опускается, кривошип вращается, и поршень снова перемещается вверх, пока не достигнет вершины, где его можно снова толкнуть вниз в результате еще одного взрыва воздуха / топлива. Кривошип вращается на своих главных шейках на подшипнике скольжения с масляной пленкой (главные подшипники), точно так же, как шатуны на их больших концах.

Просмотреть все 17 фотографий Просмотреть все 17 фотографий Камеры сгорания головки блока цилиндров содержат силы взрыва, необходимые для воспламенения топливно-воздушной смеси, которая в конечном итоге приводит к опусканию поршней.

Головка блока цилиндров
Головки блока цилиндров Honda представляют собой алюминиевые отливки, закрывающие верхнюю часть блоков цилиндров. В них находятся свечи зажигания, камеры сгорания, клапаны и клапанный механизм. Головка должна выдерживать взрывную силу для воспламенения топливно-воздушной смеси, чтобы поршни опускались вниз и не вылетали. Камеры сгорания интегрированы в головку блока цилиндров, где расположены клапаны и свечи зажигания. Если смотреть на нижнюю часть головки блока цилиндров (сторона, которая сопрягается с блоком), камеры сгорания представляют собой углубления, которые совпадают с отверстиями.Именно внутри этих камер, когда поршень находится в верхней точке своего хода, воспламеняется топливно-воздушная смесь, начиная рабочий ход. Головка блока цилиндров также имеет рубашки охлаждения, заполненные циркулирующей водой, что помогает предохранить камеры сгорания от перегрева. Головка блока цилиндров содержит впускные и выпускные отверстия, которые представляют собой каналы, через которые проходит впускной воздух и выхлопные газы, когда они входят в цилиндры и выходят из них.

Просмотреть все 17 фото

Клапанный механизм
Современные головки двигателя с верхним распределительным валом (верхним распределительным валом) содержат впускные и выпускные клапаны; оба являются подпружиненными тарельчатыми клапанами.Пружины удерживают клапаны закрытыми, но позволяют им открываться при нажатии. Впускные клапаны открываются, пропуская взрывоопасную топливно-воздушную смесь в камеру сгорания. Они закрываются, позволяя двигателю создавать сжатие, когда поршень, приводимый в движение кривошипом, достигает ВМТ (верхней мертвой точки) — точки, в которой поршень достигает верхней точки своего хода. Когда свеча зажигания воспламеняет смесь и последующий взрыв толкает поршень вниз, выпускные клапаны открываются в нижней части хода поршня, позволяя сгоревшим газам выходить, подготавливая камеру сгорания для следующего заряда свежего воздуха и топлива.

Посмотреть все 17 фото Клапаны открываются и закрываются с помощью распредвалов. Распределительные валы в основном представляют собой стержни со смещенными от центра выступами или выступами, которые вращаются внутри головки блока цилиндров на половине скорости коленчатого вала.

Клапаны открываются и закрываются с помощью распределительных валов, которые в основном представляют собой штоки со смещенными от центра выступами или выступами, которые вращаются внутри головки блока цилиндров на половине скорости коленчатого вала. Лепестки распределительного вала открывают и закрывают клапаны для впуска воздуха и топлива и удаления выхлопных газов. Некоторые кулачки работают непосредственно на клапанах, как на многих мотоциклетных и некоторых гоночных двигателях.Обычно распределительный вал приводит в движение клапаны через коромысло, которое похоже на миниатюрную качельку. Один конец коромысла трется о вращающийся распределительный вал, а другой конец толкает клапаны, открывая и закрывая их. Знакомые вам двигатели Honda используют коромысла.

Посмотреть все 17 фотографий В двигателях Lucky Honda используется высокоэффективная система изменения фаз газораспределения VTEC-Honda. Система имеет два набора кулачков впуска и выпуска, один из которых оптимизирован для эффективности на низких оборотах, а другой — для работы на высоких оборотах.Honda i-VTEC похожа, но также позволяет регулировать фазу впускного распредвала на лету для еще более широкого диапазона мощности. Двигатели

Honda — это двигатели с верхним расположением распредвала, что означает, что распределительный вал находится внутри головки цилиндров наверху клапанов. Это отличается от двигателей с верхним расположением клапанов, таких как низкооборотный отечественный V-8 с расположенным в блоке распределительным валом, который соединяется с его клапанами с помощью толкателей, толкателей и коромысел. Двигатели OHC лучше подходят для высокоскоростных спортивных компактных двигателей небольшого рабочего объема, потому что они имеют более простые, легкие и клапанные механизмы прямого действия.Эти клапанные механизмы лучше работают на более высоких оборотах двигателя, поскольку их меньшая инерционная масса позволяет им более точно следовать за кулачками распределительного вала.

Посмотреть все 17 фотографий Двигатели SOHC оснащены одним распредвалом, который управляет всеми клапанами, но многие двигатели Honda имеют конфигурации DOHC, что означает, что для впускных и выпускных клапанов имеется отдельный распредвал. Преимущество здесь состоит в том, что распределительные валы могут быть размещены ближе к клапанам, что позволяет их выступам работать либо непосредственно на клапанах, либо через меньшие коромысла.Это сводит к минимуму инерционную массу клапанного механизма, что еще больше способствует работе на высоких оборотах. Двигатели

SOHC (с одним верхним распредвалом) имеют только один распределительный вал, который управляет как впускными, так и выпускными клапанами, но многие силовые установки Honda оснащены двумя верхними распредвалами, что означает, что для впускных и выпускных клапанов имеется отдельный распредвал. Преимущество здесь состоит в том, что распределительные валы могут быть размещены ближе к клапанам и позволяют их выступам работать либо непосредственно на клапанах, либо через меньшие коромысла.Это сводит к минимуму инерционную массу клапанного механизма, что еще больше способствует работе на высоких оборотах. В большинстве высокопроизводительных двигателей Honda используются клапанные механизмы с двумя верхними распредвалами, также известная как конфигурация DOHC.

Select Двигатели Honda — это одна из величайших инноваций для экономичных двигателей малого рабочего объема — VTEC. VTEC — это уникальная и высокоэффективная система изменения фаз газораспределения Honda. Система имеет два набора кулачков впуска и выпуска: один оптимизирован для эффективности на низких оборотах, другой — для работы на высоких оборотах.Это дает двигателю более широкий рабочий диапазон, позволяя создать что-то, что будет достаточно послушным на более низких оборотах двигателя, но сохранит способность кричать на высоких оборотах. Honda i-VTEC похожа, но также позволяет регулировать фазу впускного распредвала, продвигая и замедляя его, чтобы изменить перекрытие кулачков для более широкого диапазона мощности.

Посмотреть все 17 фотографий Впускная система состоит из впускного коллектора с открытой камерой или камерой статического давления, прикрепленных к серии труб, идущих от камеры статического давления к впускным каналам головки блока цилиндров.Корпус дроссельной заслонки служит клапаном для дозирования воздуха и крепится к концу камеры статического давления.

Система впуска
Система впуска состоит из впускного коллектора с открытой камерой или камерой статического давления, прикрепленных к серии труб, которые простираются от камеры до впускных отверстий головки блока цилиндров. Корпус дроссельной заслонки служит клапаном для дозирования воздуха и крепится к концу камеры статического давления. Корпус дроссельной заслонки контролирует количество воздуха, всасываемого двигателем, таким образом регулируя частоту вращения двигателя и мощность в лошадиных силах.Когда он закрыт, воздух ограничен, поэтому двигатель вынужден работать на холостом ходу. Когда он широко открыт, двигатель поглощает все, что может, чтобы обеспечить максимальную мощность, на которую он способен. Коллектор содержит топливные форсунки, которые представляют собой электромеханические клапаны, управляемые ЭБУ — мозгом двигателя. ЭБУ контролирует количество впрыскиваемого топлива, регулируя время открытия и закрытия крошечных клапанов форсунок. В режиме холостого хода впрыскивается только небольшое количество топлива, но при полностью открытой дроссельной заслонке, позволяющей всасывать дополнительный воздух, ЭБУ сигнализирует инжекторам, чтобы они оставались открытыми дольше, чтобы впрыснуть пропорционально большее количество топлива.Чем больше топлива и больше воздуха, тем больше взрывы и мощность колес.

Система зажигания
Электрическая искра, синхронизируемая ЭБУ и проходящая через электроды свечи зажигания, воспламеняет горючую топливно-воздушную смесь в цилиндрах. Искра зажигается непосредственно перед тем, как поршень достигает ВМТ, около пика самого высокого давления сжатия в цилиндре. Это наиболее эффективное время для зажигания искры. Обычно синхронизация зажигания увеличивается вместе с частотой вращения двигателя, потому что при более высоких оборотах двигателя меньше времени для возникновения событий сгорания, поэтому для поддержания надлежащей работы необходимо запускать зажигание раньше в цикле.

Просмотреть все 17 фотографий

Выхлопная система
Выхлопная система отводит отработавшие выхлопные газы от двигателя. Сюда входят выпускной коллектор, каталитический нейтрализатор и выпускной трубопровод. Коллектор собирает выхлопные газы каждого из выпускных отверстий головки цилиндров и собирает их в единую трубу. Это приводит к каталитическому нейтрализатору, где ядовитые компоненты выхлопного газа, такие как оксид азота, различные несгоревшие углеводороды и моноксид углерода, превращаются в нетоксичный диоксид углерода и водяной пар.Оттуда газы попадают в выхлопную трубу, где проходят через глушитель, снижая уровень шума до приемлемого уровня, а затем выбрасываются в атмосферу.

Ход впуска
Имея базовое представление о движущихся частях двигателя, находящихся под вашим поясом, сейчас самое время объяснить четырехтактный процесс и выяснить, как все работает вместе. Манипулирование циклом важно при поиске дополнительной мощности, поэтому важно полностью понимать различные части и то, как они влияют на общую выходную мощность, начиная с такта впуска.

Посмотреть все 17 фото

Начнем с поршня в ВМТ. Впускной клапан начинает открываться, когда выпускной клапан закрывается. Когда коленчатый вал поворачивается, шатун начинает тянуть поршень вниз, от ВМТ. Имейте в виду, что кривошип соединен с распределительным валом цепью или ремнем, поэтому при повороте кривошипа впускной клапан открывается до полного открытия. Движущийся вниз поршень создает всасывание в цилиндре, поэтому воздух и впрыскиваемый бензин из впускного коллектора втягиваются внутрь.Это продолжается до тех пор, пока поршень не достигнет НМТ (нижней мертвой точки). Из-за формы распределительного вала впускной клапан почти полностью закрывается к тому времени, когда поршень достигает НМТ. К концу такта впуска остается цилиндр, полный смеси свежего воздуха и топлива.

Ход сжатия
К этому моменту поршень начинает движение вверх, толкаемый коленчатым валом и шатуном. Впускной клапан полностью закрыт, и по мере того, как поршень движется вверх, воздушно-топливная смесь сжимается.Это сжатие заставляет молекулы воздуха и топлива сближаться, пока они не превратятся в высокореактивную взрывчатую смесь. Чем ближе молекулы друг к другу, тем легче вызвать взрыв. Когда поршень снова приближается к ВМТ, система зажигания зажигает свечу зажигания, что вызывает еще один взрыв внутри цилиндра.

См. Все 17 фотографий На приведенной выше диаграмме показаны события клапана в зависимости от вращения коленчатого вала. Обратите внимание, что требуется два оборота коленчатого вала — всего 720 градусов вращения — для каждого полного оборота распределительного вала или 360 градусов вращения.

Рабочий ход
К тому времени, когда поршень находится в ВМТ, взрыв воздуха / топлива внутри плотно закрытого цилиндра уже идет полным ходом. Теплота и давление взрыва быстро возрастают, и поршень с большой силой толкается вниз по цилиндру. Это движущая сила, которая раскручивает ваши колеса и толкает вас по трассе. По мере того как поршень толкается вниз и объем цилиндра увеличивается, давление в цилиндре уменьшается. Как только поршень приближается к дну отверстия, распределительный вал начинает открывать свой выпускной клапан.

Ход выхлопа
Здесь не происходит ничего особенного. Когда поршень снова перемещается от НМТ вверх, выпускной клапан открывается, и сгоревшие газы вытесняются из цилиндра в систему выпуска. К тому времени, когда поршень достигает верха своего отверстия, выпускной клапан почти закрыт, а впускной клапан начинает открываться, и цикл повторяется.

Посмотреть все 17 фотографий

Каждый цилиндр любого четырехтактного двигателя совершает четыре хода на каждые два оборота коленчатого вала.Так как распределительные валы имеют по одной выпуклости для каждого выступа и приводятся во вращение на половине скорости коленчатого вала, клапаны открываются с каждым вторым оборотом коленчатого вала. Представьте, что это происходит даже при консервативных 7000 об / мин, когда цикл повторяется примерно 60 раз в секунду на цилиндр. На таких скоростях легко представить себе более непрерывный поток энергии, исходящий от этой, казалось бы, дерганной системы.

Как работает автомобильный двигатель

В словаре двигатель определяется как машина с движущимися частями, которая преобразует мощность в движение.Поэтому, когда мы рассматриваем, как работает автомобильный двигатель, мы можем игнорировать многие дополнительные детали (водяной насос, генератор переменного тока, стартер и т. Д.), Которые многие люди также сочли бы частью двигателя.

Они существуют в том смысле, что помогают продлить срок службы двигателя автомобиля, но они не участвуют напрямую в производстве мощности.

Как двигатель автомобиля вырабатывает мощность?

Последовательность строго контролируемых взрывов толкает вниз поршни (они выглядят как перевернутые кружки), прикрепленные к металлическим стержням, называемым шатунами.Эти стержни прикреплены к гораздо большему и чрезвычайно прочному куску металла в нижней части двигателя, который лежит под прямым углом к ​​ним. Это коленчатый вал.

Движение поршней и шатунов вверх и вниз преобразуется во вращательное движение вращающимся коленчатым валом. К коленчатому валу подключено все, что угодно, включая коробку передач и трансмиссию.

Что вызывает взрывы?

В бензиновом двигателе они вызываются свечами зажигания (по одной на поршень, но иногда по две).Когда через них проходит электрический заряд, они генерируют искру, воспламеняющую смесь бензина и воздуха.

Все это происходит в камере сгорания, небольшом пространстве между верхней частью поршня и цилиндром. Цилиндр — это то, в чем поршень движется вверх и вниз. Двигатели часто известны по количеству цилиндров, которые у них есть. Наиболее распространен четырехцилиндровый двигатель с расположенными в одну линию цилиндрами.

Горячие газы, выделяемые свечой зажигания, воспламеняющей топливно-воздушную смесь, быстро расширяются внутри камеры сгорания, толкая поршень вниз по цилиндру.

В дизельном двигателе нет свечей зажигания. Вместо этого взрыв вызван поршнем, сжимающим воздух в камере сгорания до такой степени, что он становится очень горячим. В этот момент в него впрыскивается дизельное топливо, которое самовоспламеняется, вызывая взрыв, который снова заставляет поршень опускаться.

Как работает современный двигатель

Вы поворачиваете ключ в замке зажигания, и двигатель заводится. Вы нажимаете на газ, и машина движется вперед. Вы вынимаете ключ, и двигатель глохнет.Так работает твой двигатель, верно? Он намного более подробный, чем многие из нас думают, и закулисные процессы происходят каждую секунду.

Внутреннее устройство вашего двигателя

Двигатель вашего автомобиля состоит из двух основных компонентов: блока цилиндров и головки блока цилиндров.

Блок двигателя

Блок составляет основную часть размера и веса вашего двигателя. Скорее всего, это цельный кусок чугуна или алюминия. В рядном двигателе все цилиндры расположены по прямой линии, чаще всего в четырехцилиндровых двигателях и в некоторых конфигурациях с шестью цилиндрами.V-образный блок используется в некоторых шестицилиндровых двигателях и практически во всех восьмицилиндровых двигателях. Эта конструкция разделяет ряд цилиндров на две группы, которые образуют V-образную форму.

В блоке двигателя находится коленчатый вал. Коленчатый вал представляет собой прочный вращающийся кусок металла, подвергнутого прецизионной механической обработке. В нем есть ступеньки, называемые каналами, которые соответствуют количеству цилиндров в двигателе. Это места крепления шатунов поршня к коленчатому валу. Мощность, генерируемая в двигателе, заставляет коленчатый вал вращаться, начиная процесс передачи мощности на колеса автомобиля.

Поршни входят в цилиндры блока цилиндров. Они перемещаются вверх и вниз в цилиндрах во время работы двигателя для передачи энергии коленчатому валу. Поршневые кольца создают уплотнение в цилиндре, предотвращая потерю мощности в блоке цилиндров. Позже мы рассмотрим работу поршней.

Головка блока цилиндров

Верхняя часть двигателя называется головкой блока цилиндров. Он содержит клапаны, которые открываются и закрываются для регулирования потока топливовоздушной смеси и выхлопных газов из отдельных цилиндров.На каждом цилиндре должно быть не менее двух клапанов: один для впуска (впускание несгоревшей топливовоздушной смеси в цилиндр) и один для выпуска (для выхода отработанной топливовоздушной смеси из двигателя). Многие двигатели используют несколько клапанов для впуска и выпуска.

Распределительный вал прикреплен либо через середину, либо вверху головки блока цилиндров для управления работой клапанов. Распределительный вал имеет выступы, называемые лепестками, которые заставляют клапаны точно открываться и закрываться.

Распределительный вал и коленчатый вал тесно связаны.Они должны работать в идеальное время, чтобы двигатель вообще работал. Они соединяются с помощью цепи или ремня ГРМ для поддержания этого времени. Распредвал должен совершать два полных оборота на каждый оборот коленчатого вала. Один полный оборот коленчатого вала — это два хода поршня в его цилиндре. Энергетический цикл — процесс, который фактически производит мощность, необходимую для движения вашего автомобиля, — требует четырех ходов поршня. Давайте подробнее рассмотрим работу поршня внутри двигателя и четыре различных этапа:

• Впуск : Чтобы начать энергетический цикл, первое, что требуется двигателю, — это воздушно-топливная смесь, которая поступает в цилиндр.Впускной клапан открывается в головке блока цилиндров, когда поршень начинает двигаться вниз. В цилиндр поступает топливовоздушная смесь примерно в соотношении 15: 1. Когда поршень доходит до конца своего хода, впускной клапан закрывается и герметизирует цилиндр.

• Компрессия : Поршень движется вверх в цилиндре, сжимая топливно-воздушную смесь. Поршневые кольца уплотняют стороны поршня в цилиндре, чтобы предотвратить потерю сжатия. Когда поршень достигает вершины этого хода, содержимое цилиндра находится под чрезмерным давлением.Нормальное сжатие составляет от 8: 1 до 10: 1. Это означает, что смесь в цилиндре сжата примерно до одной десятой своего первоначального несжатого объема.

• Мощность : Когда содержимое цилиндра сжимается, свеча зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь. Происходит управляемый взрыв, который толкает поршень вниз. Это называется рабочим ходом, потому что это сила, которая вращает коленчатый вал.

• Выпускной клапан : Когда поршень находится в нижней части рабочего хода, выпускной клапан в головке блока цилиндров открывается.Когда поршень снова движется вверх (приводимый в действие одновременными циклами включения питания, происходящими в других цилиндрах), сгоревшие газы в цилиндре вытесняются вверх и выходят из двигателя через выпускной клапан. Когда поршень достигает вершины этого хода, выпускной клапан закрывается, и цикл начинается снова.

• Рассмотрим этот : если ваш двигатель работает на холостом ходу со скоростью 700 об / мин или оборотов в минуту, это означает, что коленчатый вал полностью вращается 700 раз в минуту. Поскольку цикл питания происходит каждый второй оборот, в каждом цилиндре каждую минуту на холостом ходу происходит 350 взрывов.

Как смазывается двигатель?

Масло — незаменимая жидкость в работе двигателя. Во внутренних компонентах двигателя есть небольшие каналы, называемые масляными каналами, через которые проходит масло. Масляный насос всасывает моторное масло из масляного поддона и заставляет его циркулировать по двигателю, позволяя плотно закрытым металлическим компонентам двигателя работать плавно. Этот процесс не просто смазывает компоненты. Он предотвращает трение, которое вызывает чрезмерное нагревание, охлаждает внутренние детали двигателя и создает плотное уплотнение между деталями двигателя, например, между стенками цилиндра и поршнями.

Как создается топливно-воздушная смесь?

Воздух засасывается в двигатель вакуумом, создаваемым при работе двигателя. Когда воздух поступает в двигатель, топливная форсунка распыляет топливо, которое смешивается с воздухом в соотношении примерно 14,7: 1. Эта смесь втягивается в двигатель во время каждого цикла впуска.

Это объясняет основные внутренние механизмы современного двигателя. Десятки датчиков, модулей и других систем и компонентов работают во время этого процесса, что позволяет двигателю работать.Подавляющее большинство автомобилей на дорогах имеют двигатели, работающие таким же образом. Если вы примете во внимание точность, необходимую для того, чтобы сотни компонентов вашего двигателя могли работать плавно, эффективно и надежно на протяжении тысяч миль в течение многих лет использования, вы можете начать ценить работу, которую инженеры и механики делают, чтобы доставить вас туда, где вам нужно. идти.

Двигатели

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | Какие такое UEET?
Словарь | Веселье и игры | Образовательные ссылки | Урок ланы | Индекс сайта | Дом

Двигатели

Как работает реактивный двигатель?

---

НОВИНКА! Видео «Как работает реактивный двигатель». Мы считаем само собой разумеющимся, насколько легко самолет весом более половины миллион фунтов отрывается от земли с такой легкостью. Как это бывает? Ответ прост. Это двигатели. Позвольте Терезе Бенио из NASA Glenn Research Center объяснить подробнее … Как показано на НАСА Пункт назначения завтра.

---

Реактивные двигатели перемещают самолет вперед с большой силой, создаваемой огромная тяга и заставляет самолет лететь очень быстро.

Все реактивные двигатели, которые также называются газовые турбины, работают по тому же принципу. Двигатель всасывает воздух спереди с помощью вентилятора. Компрессор повышает давление воздуха. Компрессор сделан с множеством лезвий, прикрепленных к валу. Лезвия вращаются на высокой скорости и сжимают или сжимают воздух. Сжатый затем воздух распыляется с топливом, и электрическая искра зажигает смесь. В горящие газы расширяются и выбрасываются через сопло в задней части двигателя.Когда струи газа летят назад, двигатель и самолет движутся вперед. Когда горячий воздух попадает в сопло, он проходит через другую группу лопастей. называется турбина. Турбина прикреплена к тому же валу, что и компрессор. Вращение турбины вызывает вращение компрессора.

На изображении ниже показано, как воздух проходит через двигатель. Воздух проходит ядро двигателя, а также вокруг ядра.Это вызывает некоторую часть воздуха чтобы было очень жарко, а некоторым было прохладнее. Затем более холодный воздух смешивается с горячим воздух на выходе из двигателя.

Это изображение того, как воздух проходит через двигатель

Что такое тяга?

Тяга это передовая сила, которая толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Сэр Исаак Ньютон обнаружил, что «каждому действию соответствует и противоположная реакция. «Двигатель использует этот принцип. Двигатель принимает в большом объеме воздуха. Воздух нагревается, сжимается и замедляется. Воздух проходит через множество вращающихся лопастей. Смешивая этот воздух со струей топлива, температура воздуха может достигать трех тысяч градусов. В сила воздуха используется для вращения турбины. Наконец, когда воздух уходит, он выталкивается из двигателя назад.Это заставляет самолет двигаться вперед.

Детали реактивного двигателя

Поклонник — Вентилятор — это первый компонент в ТРДД. Большой вращающийся вентилятор всасывает большое количество воздуха. Большинство лезвий Вентиляторы изготовлены из титана. Затем он ускоряет этот воздух и разбивает его на две части. Одна часть продолжается через «ядро» или центр двигателя, где на него действуют другие компоненты двигателя.

Вторая часть «обходит» ядро ​​двигателя. Проходит через воздуховод который окружает ядро ​​до задней части двигателя, где он производит большую часть сила, которая толкает самолет вперед. Этот более прохладный воздух помогает успокоить двигатель, а также добавление тяги к двигателю.

Компрессор — Компрессор первый компонент в ядре двигателя. Компрессор состоит из вентиляторов с множеством лопастей. и прикреплен к валу.Компрессор сжимает попадающий в него воздух в постепенно уменьшаются площади, что приводит к увеличению давления воздуха. Этот приводит к увеличению энергетического потенциала воздуха. Сдавленный воздух попадает в камеру сгорания.

Камера сгорания — В камере сгорания воздух перемешивается с топливом, а затем воспламеняется. Имеется до 20 форсунок для впрыска топлива. воздушный поток. Смесь воздуха и топлива загорается.Это обеспечивает высокую температура, высокоэнергетический воздушный поток. Топливо горит вместе с кислородом в сжатом состоянии. воздух, производящий горячие расширяющиеся газы. Внутри камеры сгорания часто делают из керамических материалов для создания термостойкой камеры. Жара может достигать 2700 °.

Турбина — Приближается высокоэнергетический воздушный поток из камеры сгорания попадает в турбину, в результате чего лопатки турбины вращаются. Турбины соединены валом для вращения лопаток компрессора и для вращения впускного вентилятора спереди.Это вращение забирает некоторую энергию из поток высокой энергии, который используется для привода вентилятора и компрессора. Газы вырабатываемые в камере сгорания движутся через турбину и раскручивают ее лопатки. Турбины реактивного самолета вращаются тысячи раз. Они закреплены на валах между которыми установлено несколько комплектов шарикоподшипников.

Сопло — Форсунка — вытяжной канал двигатель. Это часть двигателя, которая на самом деле создает тягу для самолет.Поток воздуха с пониженным энергопотреблением, который проходил через турбину, в дополнение к более холодный воздух, проходящий мимо сердечника двигателя, создает силу при выходе из сопло, которое толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Комбинация горячего и холодного воздуха удаляется и производит выхлоп, который вызывает прямую тягу. Соплу может предшествовать смеситель , который сочетает в себе высокотемпературный воздух, поступающий из сердечника двигателя, с более низкая температура воздуха, обводимого вентилятором.Миксер помогает сделать двигатель тише.

Первый реактивный двигатель — А Краткая история первых двигателей

Сэр Исаак Ньютон в 18 веке был первым предположил, что взрыв, направленный назад, может привести в движение машину вперед с большой скоростью. Эта теория была основана на его третьем законе движение. Когда горячий воздух проходит через сопло назад, самолет движется вперед.

Анри Жиффар построил дирижабль, который приводился в движение первым авиадвигателем — паровым двигателем мощностью три лошадиные силы. Это было очень тяжелый, слишком тяжелый, чтобы летать.

В 1874 г. Феликс де Темпл, , построил моноплан. который пролетел всего лишь короткий прыжок с холма с помощью угольного парового двигателя.

Отто Даймлер , в конце 1800-х изобрел первый бензиновый двигатель.

В 1894 году американец Хирам Максим пытался привести свой трехместный биплан в движение двумя угольными паровыми двигателями.Это только пролетел несколько секунд.

Первые паровые машины приводились в действие нагретым углем и, как правило, слишком тяжело для полета.

Американец Сэмюэл Лэнгли изготовил авиамодель. которые приводились в действие паровыми двигателями. В 1896 году он успешно пилотировал беспилотный самолет с паровым двигателем, получивший название Aerodrome . Он пролетел около 1 мили, прежде чем выдохся. Затем он попытался построить полную размерный самолет Aerodrome A, с газовым двигателем.В 1903 г. разбился сразу после спуска с плавучего дома.

В 1903 году братья Райт летал, Flyer , с бензиновым двигателем мощностью 12 лошадиных сил. двигатель.

С 1903 года, года первого полета братьев Райт, до конца 1930-х гг. газовый поршневой двигатель внутреннего сгорания с воздушным винтом был единственное средство, используемое для приведения в движение самолетов.

Это был Фрэнк Уиттл , британский пилот, который разработал и запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1930 году.Двигатель Уиттла впервые успешно полетел в мае 1941 года. Этот двигатель имел многоступенчатый компрессор и систему внутреннего сгорания. камера, одноступенчатая турбина и сопло.

В то время, когда Уиттл работал в Англии, Ганс фон Охайн работал над подобным дизайном в Германии. Первый самолет, который успешно использовать газотурбинный двигатель был немецкий Heinkel He 178, август 1939 года. Это был первый в мире турбореактивный двигатель. полет.

General Electric построила первый американский реактивный двигатель для ВВС США Реактивный самолет . Опытный самолет XP-59A впервые поднялся в воздух в октябре 1942 года.

Типы реактивных двигателей

Турбореактивные двигатели

Основная идея турбореактивный двигатель это просто.Воздух забирается из отверстия в передней части двигателя сжимается до 3-12 раз от исходного давления в компрессоре. Топливо добавляется в воздух и сжигается в камере сгорания, чтобы повысить температуру жидкой смеси примерно до 1100-1300 ° F. Образующийся горячий воздух проходит через турбину, которая приводит в действие компрессор. Если турбина и компрессор эффективны, давление на выходе из турбины будет почти вдвое выше атмосферного давления, и это избыточное давление отправляется к соплу для создания высокоскоростного потока газа, создающего тягу.Существенного увеличения тяги можно добиться, если использовать форсаж. Это вторая камера сгорания, расположенная после турбины и перед сопло. Форсажная камера увеличивает температуру газа перед соплом. Результатом этого повышения температуры является повышение температуры примерно на 40 процентов. по тяге на взлете и гораздо больший процент на высоких скоростях, когда самолет в воздухе.

Турбореактивный двигатель является реактивным.В реактивном двигателе расширяющиеся газы сильно надавите на переднюю часть двигателя. Турбореактивный двигатель всасывает воздух и сжимает или сжимает его. Газы проходят через турбину и заставляют ее вращаться. Эти газы отскочить назад и выстрелить из задней части выхлопной трубы, толкая самолет вперед.

Изображение турбореактивного двигателя

Турбовинтовые

А турбовинтовой двигатель это реактивный двигатель, прикрепленный к пропеллеру.Турбина на спина поворачивается горячими газами, и это вращает вал, который приводит в движение пропеллер. Некоторые небольшие авиалайнеры и транспортные самолеты оснащены турбовинтовыми двигателями.

Турбореактивный двигатель, как и турбореактивный, состоит из компрессора, камеры и турбины, давление воздуха и газа используется для запуска турбины, которая затем создает мощность для привода компрессора. По сравнению с турбореактивным двигателем, турбовинтовой двигатель имеет лучшую тяговую эффективность на скоростях полета ниже примерно 500 миль в час.Современные турбовинтовые двигатели оснащены гребными винтами, которые иметь меньший диаметр, но большее количество лопастей для эффективной работы на гораздо более высоких скоростях полета. Чтобы приспособиться к более высоким скоростям полета, лопасти имеют форму ятагана со стреловидными передними кромками на концах лопастей. Двигатели с такими гребными винтами называются пропеллеры .

Изображение турбовинтового двигателя

Турбореактивные двухконтурные двигатели

А турбовентиляторный двигатель имеет большой вентилятор спереди, который всасывает воздух.Большая часть воздуха обтекает двигатель снаружи, что делает его тише. и дает больше тяги на низких скоростях. Большинство современных авиалайнеров оснащены двигателями турбовентиляторными двигателями. В турбореактивном двигателе весь воздух, поступающий во впускное отверстие, проходит через газогенератор, состоящий из компрессора, камеры сгорания и турбина. В турбовентиляторном двигателе только часть поступающего воздуха попадает в камера сгорания. Остальное проходит через вентилятор или компрессор низкого давления, и выбрасывается непосредственно в виде «холодной» струи или смешивается с выхлопом газогенератора. для получения «горячей» струи.Целью такой системы байпаса является увеличение тяга без увеличения расхода топлива. Это достигается за счет увеличения общий массовый расход воздуха и снижение скорости при той же общей подаче энергии.

Изображение турбовентиляторного двигателя

Турбовалы

Это еще одна разновидность газотурбинного двигателя, работающая как турбовинтовой. система.Он не управляет пропеллером. Вместо этого он обеспечивает питание вертолета. ротор. Турбовальный двигатель устроен так, чтобы скорость вертолета ротор не зависит от скорости вращения газогенератора. Это позволяет скорость ротора должна оставаться постоянной, даже если скорость генератора варьируется, чтобы регулировать количество производимой мощности.

Изображение турбовального двигателя

Ramjets

ПВРД — это Самый простой реактивный двигатель и не имеет движущихся частей.Скорость реактивного «тарана» или нагнетает воздух в двигатель. По сути, это турбореактивный двигатель, в котором вращающийся оборудование было опущено. Его применение ограничено тем, что его степень сжатия полностью зависит от скорости движения. ПВРД не развивает статического электричества. тяга и тяга вообще очень маленькая ниже скорости звука. Как следствие, ПВРД требует некоторой формы вспомогательного взлета, например другого самолета. Он использовался в основном в ракетных комплексах.Космические аппараты используют это тип струи.

Изображение ПВРД

К началу

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | Что такое UEET?
Словарь | Веселье и игры | Образовательные ссылки | Урок Планы | Индекс сайта | Дом

.