Как работают двигатели: #читайдома: 8 нестыдных вопросов про то, как работает двигатель внутреннего сгорания

Как работает реактивный двигатель | Энергия

Чертеж не стоит воспринимать буквально. Он значительно упрощен, а пропорции не соблюдены, так что какие-то размеры значительно увеличены, а другие, наоборот, уменьшены, чтобы нагляднее показать взаимодействие между основными компонентами. Воздух поступает в большое отверстие воздухозаборника и засасывается внутрь двигателя благодаря вращению лопаточного колеса компрессора. Сжатый компрессором воздух поступает в камеру сгорания, туда же впрыскивается топливо, и смесь топлива с воздухом загорается. Сильное увеличение температуры вызывает экстремальный подъем давления в камере, и горячие газы вырываются из выходного отверстия камеры сгорания с большой скоростью (Экстремальное увеличение давления при увеличении температуры продуктов сгорания происходит только в ДВС, поскольку сгорание протекает в замкнутом объеме, что и приводит к резкому увеличению скорости на выходе из камеры сгорания. — Прим. ред.). Турбина, вращаясь в этом газовом потоке, обеспечивает вращение лопаточного колеса компрессора (с которым турбина связана через центральный вал), но только после того, как двигатель начинает работать, а вначале компрессор требуется запустить от внешнего источника питания.

В первых моделях реактивных двигателей питание компрессора обеспечивалось за счет поршневого двигателя, подобного тому, который установлен в винтовых самолетах.

Выхлопные газы выбрасываются из двигателя через сопло в сторону, противоположную движению. Если скорость выхлопных газов выше, чем воздушная скорость всей конструкции (скорость движения вперед в воздушном потоке), то возникает тяга.

Реактивные двигатели лучше всего работают на больших скоростях полета (более 640 км/ч), потому что в них малые объемы воздуха ускоряются с большим коэффициентом. На меньших скоростях движения винтовые самолеты часто работают лучше, потому что они ускоряют большие количества воздуха с маленьким коэффициентом. Для самолетов, летающих на малых скоростях, хорошо подходят и турбовинтовые двигатели. Вот почему они заменяют винтовые двигатели на небольших и средних рейсовых самолетах местных авиалиний.

Как работает реактивный двигатель?

Вращающийся воздушный винт тянет самолет вперед. Но реактивный двигатель с большой скоростью выбрасывает горячие отработавшие газы назад и тем самым создает реактивную силу тяги, направленную вперед.

Типы реактивных двигателей

Существует четыре типа реактивных, или газотурбинных двигателей:

Турбореактивные;

Турбовентиляторные — такие, как используемые на пассажирских лайнерах Боинг-747;

Турбовинтовые, где используют воздушные винты, приводимые в действие турбинами;

и Турбовальные, которые ставят на вертолеты. 

Турбовентиляторный двигатель состоит из трех основных частей: компрессора, камеры сгорания и турбины, дающей энергию. Сначала воздух поступает в двигатель и сжимается при помощи вентилятора. Затем, в камере сгорания, сжатый воздух смешивается с горючим и сгорает, образуя газ при высокой температуре и высоком давлении. Этот газ проходит через турбину, заставляя ее вращаться с огромной скоростью, и выбрасывается назад, создавая таким образом реактивную силу тяги, направленную вперед.

Устройство турбовентиляторного двигателя

Изображение кликабельно

 

Попав в турбинный двигатель, воздух проходит несколько ступеней сжатия. Особенно сильно вырастают давление и объем газа после прохождения камеры сгорания. Сила тяги, создаваемая выхлопными газами, позволяет реактивным самолетам двигаться на высотах и скоростях, намного превосходящих те, что доступны винтокрылым машинам с поршневыми двигателями.

Попав в турбинный двигатель, воздух проходит несколько ступеней сжатия. Особенно сильно вырастают давление и объем газа после прохождения камеры сгорания. Сила тяги, создаваемая выхлопными газами, позволяет реактивным самолетам двигаться на высотах и скоростях, намного превосходящих те, что доступны винтокрылым машинам с поршневыми двигателями.

Турбореактивный двигатель

В турбореактивном двигателе воздух забирается спереди, сжимается и сгорает вместе с топливом. Образующиеся в результате сгорания выхлопные газы создают реактивную силу тяги.

Турбовинтовой двигатель

Турбовинтовые двигатели соединяют реактивную тягу выхлопных газов с передней тягой, создаваемой при вращении воздушного винта.

ДВС или электричество. Какие двигатели будут работать в машинах будущего? | Об автомобилях

Что такое ДВС?

ДВС (двигатель внутреннего сгорания) – один из самых популярных видов моторов. Это тепловой двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри него самого – во внутренней камере. Дополнительные внешние носители не требуются.
ДВС работает, благодаря физическому эффекту теплового расширения газов. Горючая смесь в момент воспламенения смеси увеличивается в объёме, и освобождается энергия.

Вне зависимости от того, о каком из ДВС идёт речь – о ДВС с искровым зажиганием – двигателе Отто (это, прежде всего, инжекторный и карбюраторный бензиновые двигатели) или о ДВС с воспламенением от сжатия (дизельный мотор, дизель) сила давления газов воздействует на поршень ДВС. Без поршня сложно представить большинство современных ДВС. В том числе, он есть даже у комбинированного ДВС. Только в последнем, кроме поршня, мотору работать помогает ещё и лопаточное оборудование (компрессоры, турбины).

Бензиновые, дизельные поршневые ДВС – это двигатели, с которыми мы активно встречаемся на любом транспорте, в том числе легковом, а ДВС, работающие не только за счёт поршня, но и за счёт компрессора, турбины – это решения, без которых сложно представить современные суда, тепловозы, автотракторную технику, самосвалы высокой грузоподъёмности, т.е. транспорт, где нужны двигатели средней (> 5 кВт) или высокой мощности (> 100 кВт).

Без двигателя внутреннего сгорания невозможно представить движение практически любого транспорта (кроме электрического) – автомобилей, мотоциклов, самолётов.

• Несмотря на то, что технологии, в том числе, в транспортной сфере, развиваются семимильными шагами, ДВС на авто человечество будет устанавливать еще долго. Даже концерн Volkswagen, который, как известно, готовит масштабную программу электрификации модельного ряда своих двигателей, пока не спешит отказываться от ДВС. Открытой является информация, что автомобили с ДВС будут выпускаться не только в ближайшие 5, но и 30 лет. Да, время разработок новых ДВС у концерна уже подходит к финальной стадии, но производство никто сворачивать не будет. Нынешние актуальные разработки будут использоваться и впредь. Некоторые же концерны по производству авто и вовсе не спешат переходить на электромоторы. Это можно обосновать и экономически, и технически. Именно ДВС из всех моторов одни из наиболее надежных и при этом дешёвых, а постоянное совершенствование моделей ДВС позволяет говорить об уверенном прогрессе инженеров, улучшении эксплуатационных характеристик двигателей внутреннего сгорания и минимизации их негативного влияния на атмосферу.
• Современные дизельные двигатели внутреннего сгорания позволяют снизить расход топлива на 25-30 %. Лучше всего такое уменьшение расхода топлива смогли достигнуть производители дизельных ДВС. Но и производители бензиновых двигателей внутреннего сгорания активно удивляют. Ещё в 2012-м году назад американский концерн Transonic Combustion (разработчик так называемых сверхкритических систем впрыска топлива) впечатлил решением TSCiTM. Благодаря новому подходу к конструкции топливного насоса и инжекторам, бензиновый двигатель стал существенно экономичней.
• Большие ставки на ДВС делает и концерн Mazda. Он акцентирует внимание на изменении конструкции выпускной системы. Благодаря ей улучшена продувка газов, повышена степень их сжатия, а, вместе с тем, снижены и обороты (причём сразу на 15%). А это и экономия расхода топлива, и уменьшение вредных выбросов – несмотря на то, что речь идёт о бензиновом двигателе, а не о дизеле.

Читайте также

Двигателя внутреннего сгорания бывают разные: 2-х танктные, 4-х тактные, дизельные, бензиновые, со смешенным питанием, карбюраторные, инжекторные и т.д. и это далеко не полный список! Как видите, вариантов двигателей внутреннего сгорания очень много, но если стоит затронуть классификацию ДВС, то для подробного рассмотрения всего объёма материала понадобится минимум 20-30 страниц — большой объём, не так ли? И это только классификация…

Принципиальный ДВС автомобиля НИВА

1 — Щуп для замера уровня масла в картере 2 — Шатун 3 — Маслозаборник 4 — Насос шестеренчатый 5 — Ведущая шестерня насоса 6 — Приводной вал НШ 7 — Подшипник скольжения (вкладыш) 8 — Вал коленчатый 9 — Манжета хвостовика коленчатого вала 10 — Болт для крепления шкива 11 — Шкив, служит для привода генератора, насоса водяного охлаждения 12 — Ремень клиноременной передачи 13 — Ведущая звездочка КШМ 14 — Звездочка привода НШ 15 — Генератор 16 — Лобовая часть ДВС 17 — Натяжитель цепи 18 — Вентилятор 19 — Цепь привода ГРМ 20 — Клапан впускной 21 — Клапан выпускной

22 — Звездочка распределительного вала 23 — Корпус распределительного вала 24 — Вал распределительный ГРМ 25 — Пружина клапана 26 — Крышка ГРМ 27 — Крышка заливная 28 — Толкатель 29 — Втулка клапан 30 — Головка блока цилиндров 31 — Пробка системы охлаждения 32 — Свеча зажигания 33 — Прокладка головки блока цилиндров 34 — Поршень 35 — Корпус манжеты 36 — Манжета 37 — Полукольцо от осаго смещения 38 — Крышка опоры коленчатого вала 39 — Маховик 40 — Блок цилиндров 41 — Крышка картера сцепления 42 — Поддон картера

Ни одна область деятельности несравнима с поршневыми ДВС по масштабам, количеству людей занятых в разработке, производстве и эксплуатации. В развитых странах деятельность четверти самодеятельного населения прямо или косвенно связана с поршневым двигателестроением. Двигателестроение, как исключительно наукоемкая область, определяет и стимулирует развитие науки и образования. Общая мощность поршневых двигателей внутреннего сгорания составляет 80 – 85% мощности всех энергоустановок мировой энергетики. На автомобильном, железнодорожном, водном транспорте, в сельском хозяйстве, строительстве, средствах малой механизации, ряде других областей, поршневой ДВС как источник энергии пока не имеет должной альтернативы. Мировое производство только автомобильных двигателей непрерывно увеличивается, превысив 60 миллионов единиц в год. Количество производимых в мире малоразмерных двигателей также превышает десятки миллионов в год. Даже в авиации поршневые двигатели доминируют по суммарной мощности, количеству моделей и модификаций и количеству установленных на самолеты двигателей. В мире эксплуатируется несколько сотен тысяч самолетов с поршневыми ДВС (бизнес-класса, спортивных, беспилотных и т. д.). В США на долю поршневых двигателей приходится около 70% мощности всех двигателей, установленных на гражданских летательных аппаратах.

Но со временем всё меняется и скоро мы увидим и будем эксплуатировать принципиально другие типы двигателей, которые будет иметь высокие эксплуатационные показатели, высокий КПД, простота конструкции и главное — экологичность. Да, всё верно, главным минусом двигателя внутреннего сгорания является его экологическая характеристика. Как бы не оттачивали работу ДВС, какие бы системы не внедряли, он всё равно оказывается существенное влияние на наше здоровье. Да, теперь можно с уверенностью сказать, что существующая технология моторостроения чувствует «потолок» — это такое состояние, когда та, или иная технология полностью исчерпала свои возможность, полностью выжато, всё что можно было сделать — уже сделано и с точки зрения экологии принципиально НИЧЕГО уже не изменить в существующих типах ДВС. Стоит вопрос: нужно полностью менять принцип работы двигателя, его энергоноситель (нефтяные продукты) на что-то новое, принципиально иное (водород, электричество, энергия атома, гравитацию, инерцию и т. д.). Но, к сожалению, это дело не одного дня или даже года, нужны десятилетия…

Пока ещё не одно поколение ученых и конструкторов будут исследовать и совершенствовать старую технологию постепенно подходя всё ближе и ближе к стенке, через которую уже будет невозможно перескочить (физически это не возможно). Еще очень долго ДВС будет давать работу тем, кто его производит, эксплуатирует, обслуживает и продает. Почему? Всё очень просто, но в то же время эту простую истину далеко не все понимают и принимают. Главная причина замедления внедрения принципиально иных технологий — капитализм. Да, как бы это странно не звучало, но именно капитализм, та система, которая как кажется должна быть заинтересована в новых технологиях, тормозит развитие человечества! Всё очень просто — нужно зарабатывать. Как же быть с теми нефтяными вышками, нефтезаводами и доходами?

ДВС «хоронили» неоднократно. В разное время на смену ему приходили электродвигатели на аккумуляторах, топливные элементы на водороде и многое другое. ДВС неизменно побеждал в конкурентной борьбе. И даже проблема исчерпания запасов нефти и газа – это не проблема ДВС. Существует неограниченный источник топлива для ДВС. По последним данным, нефть может восстанавливаться, а что это значит для нас ?

Устройство двигателя внутреннего сгорания

При разнообразии конструктивных решений устройство у всех ДВС схоже. Двигатель внутреннего сгорания образован следующими компонентами:

1. Блок цилиндров
   . Блоки цилиндров – цельнолитые детали. Более того, единое целое они составляют с картером (полой частью). Именно на картер ставят коленчатый вал). Производители запчастей постоянно работают над формой блока цилиндров, его объемом. Конструкция блока цилиндров ДВС должна чётко учитывать все нюансы от механических потерь до теплового баланса.
2. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)
   – узел, состоящий из шатуна, цилиндра, маховика, колена, коленвала, шатунного и коренного подшипников. Именно в этом узле прямолинейное движение поршня преобразуется непосредственно во вращательное. Для большинства традиционных ДВС КШМ – незаменимый механизм. Хотя ряд инженеров пытаются найти замену и ему. В качестве альтернативы КШМ может рассматриваться, например, система кинематической схемы отбора мощности (уникальная российская технология, разработка научных сотрудников из «Сколково», направленная на погашение инерции, снижение частоты вращения, увеличение крутящего момента и КПД).
3. Газораспределительный механизм (ГРМ)
   . Присутствует у четырехтактных двигателей (что это такое, ещё будет пояснено в блоке, посвященном принципу работы ДВС). Именно от ГРМ зависит, насколько синхронно с оборотами коленчатого вала работает вся система, как организован впрыск топливной смеси непосредственно в камеру, под контролем ли выход из нее продуктов сгорания.

   Основным материалом для производства ГРМ выступает кордшнуровая или кордтканевая резина. Современное производство постоянно стремится улучшить состав сырья для оптимизации эксплуатационных качеств и повышения износостойкости механизма. Самые авторитетные производители ГРМ на рынке – Bosch, Lemforder, Contitech (все – Германия), Gates (Бельгия) и Dayco (США).

   Замену ГРМ проводят через каждые0 км пробега. Всё зависит от конкретной модели авто (и регламента на неё) и особенностей эксплуатации машины.

   Привод газораспределения нуждается в систематическом контроле и обслуживании. Если пренебрегать такими процедурами, ДВС может быстро выйти из строя.

4. Система питания
   . В этом узле осуществляется подготовка топливно-воздушной смеси: хранение топлива, его очистка, подача в двигатель.
5. Система смазки
   . Главные компоненты системы – трубки, маслоприемник, редукционный клапан, масляный поддон и фильтр. Для контроля системы современные решения также оснащаются датчиками указателя давления масла и датчиком сигнальной лампы аварийного давления. Главная функция системы – охлаждение узла, уменьшение силы трения между подвижными деталями. Кроме того, система смазки выполняет очищающую функцию, освобождает двигатель от нагара, продуктов, образованных в ходе износа мотора.
6. Система охлаждения
   . Важна для оптимизации рабочей температуры. Включает рубашку охлаждения, теплообменник (радиатор охлаждения), водяной насос, термостат и теплоноситель.
7. Выхлопная система
   . Служит для отвода от мотора продуктов сгорания.

   
   Включает: — выпускной коллектор (приёмник отработанных газов), — газоотвод (приёмная труба, в народе- «штаны»), — резонатор для разделения выхлопных газов и уменьшения их скорости, — катализатор (очиститель) выхлопных газов, — глушитель (корректирует направление потока газов, гасит шум).

8. Система зажигания
   . Входит в состав только бензодвигателей. Неотъемлемые компоненты системы – свечи и катушки зажигания. Самый популярный вариант конструкции – «катушка на свече». У двигателей внутреннего сгорания старого поколения также были высоковольтные провода и трамблер (распределитель). Но современные производители моторов, прежде всего, благодаря появлению конструкции «катушка на свече», могут себе позволить не включать в систему эти компоненты.
9. Система впрыска
   . Позволяет организовать дозированную подачу топлива.

В LMS ELECTUDE системе и времени впрыска уделяется особое внимание. Любой автомеханик должен понимать, что именно от исправности системы впрыска, времени впрыска зависит способность оперативно изменять скорость движения авто. А это одна из важнейших характеристик любого мотора.

Тонкий нюанс! При изучении устройства нельзя проигнорировать и такой элемент, как датчик положения дроссельной заслонки. Датчик не является частью ДВС, но устанавливается на многих авто непосредственно рядом с ДВС.

Датчик эффективно решает такую задачу, как передача электронному блоку управления данных о положении пропускного клапана в определенный интервал времени. Это позволяет держать под контролем поступающее в систему топливо. Датчик измеряет вращение и, следовательно, степень открытия дроссельной заслонки.

А изучить устройство мотора основательно помогает дистанционный курс для самообучения «Базовое устройство двигателя внутреннего сгорания автомобиля», на платформе ELECTUDE. Принципиально важно, что каждый может пошагово продвинуться от теории, связанной с ДВС и его составными частями, до оттачивания сервисных операций по регулировке. Этому помогает встроенный LMS виртуальный симулятор.

Составные части

Автомобилистам, интересующимся своей техникой, желательно знать, из чего состоит ДВС. Современное устройство предполагает большое количество деталей. Они в комплексе влияют на производительность и эффективность работы всей силовой системы. К основным элементам относятся:

• Блок цилиндров. Это базовая деталь установки, так как к ней привязываются остальные части. Внутри большинства цельных блоков обычно располагается 4 цилиндра. Также встречаются 6-ти, 8-ми и 12-ти цилиндровые авто. Реже количество бывает другим. Расположение полостей может быть линейным, V-образным и горизонтальным (опозитным).
• Поршень. Внутри каждого из цилиндров компрессия создается поршнем, зафиксированным на шатуне. Он представляет собой полую цилиндрическую деталь из легких сплавов, перемещающуюся соосно.

• Свечи. Если воспламенение не предполагается от сжатия топливной смеси, то для принудительного искрообразования должны стоять свечи. Они своевременно поджигают смесь, чтобы высвобождалась энергия.
• Клапаны. Через них обеспечивается подача топлива и выпуск отработанных газов в выхлопную систему. Таким образом, они бывают впускные и выпускные. Как минимум одна пара задействована для каждого цилиндра.
• Коленчатый вал. На нем крепятся шатуны с поршнями. Отбор мощности проводится от одного из хвостовиков коленвала. Благодаря этому элементу вращательное движение переводится в поступательное.

Принцип работы двигателя

Принцип работы классических двигателей внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии вспышки топлива — тепловой энергии, освобождённой от сгорания топлива, в механическую.

При этом сам процесс преобразования энергии может отличаться.

Самый распространённый вариант такой:

1. Поршень в цилиндре движется вниз.
2. Открывается впускной клапан.
3. В цилиндр поступает воздух или топливно-воздушная смесь. (под воздействием поршня или системы поршня и турбонаддува).
4. Поршень поднимается.
5. Выпускной клапан закрывается.
6. Поршень сжимает воздух.
7. Поршень доходит до верхней мертвой точки.
8. Срабатывает свеча зажигания.
9. Открывается выпускной клапан.
10. Поршень начинает двигаться вверх.
11. Выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Важно!

Если используется дизельное топливо, то искра не принимает участие в запуске двигателя, дизельное топливо зажигается при сжатии само.

При этом для понимания принципа работы важно не просто учитывать физическую последовательность, а держать под контролем всю систему управления. Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE.

Обратите внимание, в дистанционных курсах обучения на платформе ELECTUDE при изучении системы управления дизельным двигателем она сознательно разбирается обособленно от системы регулирования впрыска топлива. Очень грамотный подход. Многим учащимся действительно сложно сразу разобраться и с системой управления, и с системой впрыска. И для того, чтобы хорошо усвоить материал, грамотно двигаться именно пошагово.

Но вернёмся к работе самого двигателя. Рассмотренный принцип работы актуален для большинства ДВС, и он надёжен для любого транспорта, включая грузовые автомобили.

Фактически у устройств, работающих по такому принципу, работа строится на 4 тактах (поэтому большинство моторов называют четырёхтактными):

1. Такт выпуска.
2. Такт сжатия воздуха.
3. Непосредственно рабочий такт – тот самый момент, когда энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую (для запуска коленвала).
4. Такт открытия выпускного клапана – необходим для того, чтобы отработанные газы вышли из цилиндра и освободили место новой порции смеси топлива и воздуха

4 такта образуют рабочий цикл.

При этом три такта – вспомогательные и один – непосредственно дающий импульс движению. Визуально работа четырёхтактной модели представлена на схеме.

Но работа может основываться и на другом принципе – двухтактном. Что происходит в этом случае?

• Поршень двигается снизу-вверх.
• В камеру сгорания поступает топливо.
• Поршень сжимает топливно-воздушную смесь.
• Возникает компрессия. (давление).
• Возникает искра.
• Топливо загорается.
• Поршень продвигается вниз.
• Открывается доступ к выпускному коллектору.
• Из цилиндра выходят продукты сгорания.

То есть первый такт в этом процессе – одновременный впуск и сжатие, второй — опускание поршня под давлением топлива и выход продуктов сгорания из коллектора.

Двухтактный принцип работы

– распространённое явление для мототехники, бензопил. Это легко объяснить тем, что при высокой удельной мощности такие устройства можно сделать очень лёгкими и компактными.

Важно! Кроме количества тактов есть отличия в механизме газообмена.

В моделей, которые поддерживают 4 такта, газораспределительный механизм открывает и закрывает в нужный момент цикла клапаны впуска и выпуска.

У решений, которые поддерживают два такта, заполнение и очистка цилиндра осуществляются синхронно с тактами сжатия и расширения (то есть непосредственно в момент нахождения поршня вблизи нижней мертвой точки).

Классификация двигателей

Двигатели разделяют по нескольким параметрам: рабочему циклу, типу конструкции, типу подачи воздуха.

Классификация двигателей в зависимости от рабочего цикла

В зависимости от цикла, описывающего термодинамический (рабочий процесс),
выделяют два типа моторов:

1. Ориентированные на цикл Отто
   . Сжатая смесь у них воспламеняется от постороннего источника энергии. Такой цикл присущ всем бензиновым двигателям.
2. Ориентированные на цикл Дизеля
   . Топливо в данном случае воспламеняется не от искры, а непосредственно от разогретого рабочего тела. Такой цикл лежит в основе работы дизельных двигателей.

Чтобы работать с современными дизельными моторами, важно уметь хорошо разбираться в системе управлениям дизелями EDC (именно от неё зависит стабильное функционирование предпускового подогрева, системы рециркуляции отработанных газов, турбонаддува), особенностях системы впрыска Common Rail (CRD), механических форсунках, лямбда-зонда, обладать навыками взаимодействия с ними.

А для работы с агрегатами, работающими по циклу Отто, не обойтись без комплексного изучения свечей зажигания, системы многоточечного впрыска. Важно отличное знание принципов работы датчиков, каталитических нейтрализаторов.

И изучение дизелей, и бензодвигателей должно быть целенаправленным и последовательным. Рациональный вариант – изучать дизельные ДВС в виде модулей.

Классификация двигателей в зависимости от конструкции

• Поршневой
  . Классический двигатель с поршнями, цилиндрами и коленвалом. При работе принципа ДВС рассматривалась как раз такая конструкция. Ведь именно поршневые ДВС стоят на большинстве современных автомобилей.
• Роторные (двигатели Ванкеля)
  . Вместо поршня установлен трехгранный ротор (или несколько роторов), а камера сгорания имеет овальную форму. У них достаточно высокая мощность при малых габаритах, отлично гасятся вибрации. Но производителям невыгодно выпускать такие моторы. Производство двигателей Ванкеля дорогостоящее, сложно подстроиться под регламенты выбросов СО2, обеспечить агрегату большой срок службы. Поэтому современные мастера СТО при ремонте и обслуживании с такими автомобилями встречаются крайне редко. Но знать о таких двигателях также очень важно. Может возникнуть ситуация, что на сервис привезут автомобили Mazda RX-8. RX-8 (2003 по 2012 годов выпуска) либо ВАЗ-4132, ВАЗ-411М. И у них стоят именно роторные двигатели внутреннего сгорания.

Классификация двигателей по принципу подачи воздуха

Подача воздуха также разделяет ДВС на два класса

:

1. Атмосферные
   . При движении поршня мотор затягивает порцию воздуха. Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.
2. Турбокомпрессорные
   . Организована дополнительная подкачка воздуха в камеру сгорания.

Для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха у турбокомпрессорных двигателей внутреннего сгорания используются непосредственно выхлопные газы.

Атмосферные системы активно встречаются как среди дизельных, так и бензиновых моделей. Турбокомпрессорные ДВС – в большинстве своём, дизельные двигатели. Это связано с тем, что монтаж турбонаддува предполагает достаточно сложную конструкцию самого ДВС. И на такой шаг готовы пойти чаще всего производители авто премиум-класса, спорткаров. У них установка турбокомпрессора себя оправдывает. Да, такие решения более дорогие, но выигрыш есть в весе, компактности, показателе крутящего момента, уровни токсичности. Более того! Выигрыш есть и в расходе топлива. Его требуется существенно меньше.

Очень часто решения с турбокомпрессором выбирают автовладельцы, которые предпочитают агрессивный стиль езды, высокую скорость.

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель — это ДВС средством питания, которого является бензин. Горючее подаётся с топливного бака при помощи насоса (механического или электрического) на систему впрыска. Итак, рассмотрим, какие бывают типы бензиновых моторов:

• С карбюратором.
• Инжекторного типа.

Современный мир привык, что большинство автомобилей имеет электронную систему впрыска топлива (инжектор).

Карбюраторная система впрыска

Карбюратор — это тип впрыскового устройства горючего во впускной коллектор с дальнейшим распределением по цилиндрам. Первый примитивный карбюратор был разработан в Германии ещё в конце 19 века и имеет почти 100 летнюю историю развития.

Карбюраторы бывают — одно-, двух-, четырех- и шестикамерные. Кроме этого существует достаточно много прототипов.

Принцип работы карбюратора достаточно простой: бензонасос подаёт топливо в поплавковую камеру, где бензин проходит сквозь жиклёры механическим путём (количество впрыскиваемого топлива регулирует водитель при помощи педали акселератора), и подаётся во впускной коллектор. Недостатком карбюратора стало то, что он чувствительный к регулировкам, а также не соответствует экологическим международным нормам.

Инжектор

Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск бывает моно и разделённым Данная система на сегодняшний день все больше совершенствуется, чтобы уменьшит выбросы СО2 в атмосферу. Для впрыска используются форсунки, которые ещё ранее начали использоваться на дизельных двигателях.

С переходом на данную систему транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, чтобы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а также сигнализировать о неисправностях внутри системы.

Преимущества ДВС

1. Удобство
   . Достаточно иметь АЗС по дороге или канистру бензина в багажнике – и проблема заправки двигателя легко решаема. Если же на машине установлен электромотор, зарядка доступна пока ещё не во всех местах.
2. Высокая скорость заправки двигателя топливом
   .
3. Длительный ресурс работы
   . Современные двигатели внутреннего сгорания легко работают в заявленный производителем период (в среднем 100-150 тыс. км. пробега), а некоторые и 300-350 тыс. км пробега. Впрочем, мировой рекордсмен – пробег и вовсе ~4 800 000 км. И здесь нет лишних нулей. Такой рекорд установлен на двигателе Volvo» P1800. Единственное, за время работы двигатель два раза проходил капремонт.
4. Компактность
   . Двигатели внутреннего сгорания существенно компактнее, нежели двигатели внешнего сгорания.

Недостатки ДВС

При использовании двигателя внутреннего сгорания нельзя организовать работу оборудования по замкнутому циклу, а, значит, организовать работу в условиях, когда давление существенно превышает атмосферное.

Большинство ДВС работает за счёт использования невозобновляемых ресурсов (бензина, газа). И исключение – машины, работающие на биогазе, этиловом спирте (на практике встречается редко, так как при использовании такого топлива невозможно добиться высоких мощностей и скоростей).

Существует тесная зависимость работы ДВС от качества топлива. Оно должно обладать определённым определенным цетановым и октановым числами (характеристиками воспламеняемости дизельного топлива, определяющими период задержки горения рабочей смеси и детонационной стойкости топлива), плотностью, испаряемостью.

Автомеханики называют ДВС сердцем авто, инженеры модернизируют ГРМ, а производители бензина не беспокояться о том, что все перейдут на электротранспорт.

Как работает двигатель самолета

Впервые самолет с турбореактивным двигателем (ТРД) поднялся в воздух в 1939 году. С тех пор устройство двигателей самолетов совершенствовалось, появились различные виды, но принцип работы у всех них примерно одинаковый.

Чтобы понять, почему воздушное судно, имеющий столь большую массу, так легко поднимается в воздух, следует узнать, как работает двигатель самолета. ТРД приводит в движение воздушное судно за счет реактивной тяги. В свою очередь, реактивная тяга является силой отдачи струи газа, которая вылетает из сопла. То есть получается, что турбореактивная установка толкает самолет и всех находящихся в салоне людей с помощью газовой струи. Реактивная струя, вылетая из сопла, отталкивается от воздуха и таким образом, приводит в движение воздушное судно.

Устройство турбовентиляторного двигателя

Конструкция

Устройство двигателя самолета достаточно сложное. Рабочая температура в таких установках достигает 1000 и более градусов. Соответственно, все детали, из которых двигатель состоит, изготавливаются из устойчивых к воздействию высоких температур и возгоранию материалов. Из-за сложности устройства существует целая область науки о ТРД.

ТРД состоит из нескольких основных элементов:

• вентилятор;
• компрессор;
• камера сгорания;
• турбина;
• сопло.

Перед турбиной установлен вентилятор. С его помощью воздух затягивается в установку извне. В таких установках используются вентиляторы с большим количеством лопастей определенной формы. Размер и форма лопастей обеспечивают максимально эффективную и быструю подачу воздуха в турбину. Изготавливаются они из титана. Помимо основной функции (затягивания воздуха), вентилятор решает еще одну важную задачу: с его помощью осуществляется прокачка воздуха между элементами ТРД и его оболочкой. За счет такой прокачки обеспечивается охлаждение системы и предотвращается разрушение камеры сгорания.

Возле вентилятора расположен компрессор высокой мощности. С его помощью воздух поступает в камеру сгорания под высоким давлением. В камере происходит смешивание воздуха с топливом. Образующаяся смесь поджигается. После возгорания происходит нагрев смеси и всех расположенных рядом элементов установки. Камера сгорания чаще всего изготавливается из керамики. Это объясняется тем, что температура внутри камеры достигает 2000 градусов и более.

А керамика характеризуется устойчивостью к воздействию высоких температур. После возгорания смесь поступает в турбину.

Вид самолетного двигателя снаружи

Турбина представляет собой устройство, состоящее из большого количества лопаток. На лопатки оказывает давление поток смеси, приводя тем самым турбину в движение. Турбина вследствие такого вращения заставляет вращаться вал, на котором установлен вентилятор. Получается замкнутая система, которая для функционирования двигателя требует только подачи воздуха и наличия топлива.

Далее смесь поступает в сопло. Это завершающий этап 1 цикла работы двигателя. Здесь формируется реактивная струя. Таков принцип работы двигателя самолета. Вентилятор нагнетает холодный воздух в сопло, предотвращая его разрушение от чрезмерно горячей смеси. Поток холодного воздуха не дает манжете сопла расплавиться.

В двигателях воздушных судов могут быть установлены различные сопла. Наиболее совершенными считаются подвижные. Подвижное сопло способно расширяться и сжиматься, а также регулировать угол, задавая правильное направление реактивной струе. Самолеты с такими двигателями характеризуются отличной маневренностью.

Виды двигателей

Двигатели для самолетов бывают различных типов:

• классические;
• турбовинтовые;
• турбовентиляторные;
• прямоточные.

Классические установки работают по принципу, описанному выше. Такие двигатели устанавливают на воздушных судах различной модификации.

Турбовинтовые функционируют несколько иначе. В них газовая турбина не имеет механической связи с трансмиссией. Эти установки приводят самолет в движение с помощью реактивной тяги лишь частично. Основную часть энергии горячей смеси данный вид установки использует для привода воздушного винта через редуктор. В такой установке вместо одной присутствует 2 турбины. Одна из них приводит компрессор, а вторая – винт. В отличие от классических турбореактивных, винтовые установки более экономичны. Но они не позволяют самолетам развивать высокие скорости. Их устанавливают на малоскоростных воздушных судах. ТРД позволяют развивать гораздо большую скорость во время полета.

Турбовентиляторные двигатели представляют собой комбинированные установки, сочетающие элементы турбореактивных и турбовинтовых двигателей. Они отличаются от классических большим размером лопастей вентилятора. И вентилятор, и винт функционируют на дозвуковых скоростях. Скорость перемещения воздуха понижается за счет наличия специального обтекателя, в который помещен вентилятор. Такие двигатели более экономично расходуют топливо, чем классические. Кроме того, они характеризуются более высоким КПД. Чаще всего их устанавливают на лайнерах и самолетах большой вместительности.

Размер двигателя самолета относительно человеческого роста

Прямоточные воздушно-реактивные установки не предполагают использование подвижных элементов. Воздух втягивается естественным путем благодаря обтекателю, установленному на входном отверстии. После поступления воздуха двигатель работает аналогично классическому.

Некоторые самолеты летают на турбовинтовых двигателях, устройство которых гораздо проще, чем устройство ТРД. Поэтому у многих возникает вопрос: зачем использовать более сложные установки, если можно ограничиться винтовой? Ответ прост: ТРД превосходят винтовые двигатели по мощности. Они мощнее в десятки раз. Соответственно, ТРД выдает гораздо большую тягу. Благодаря этому обеспечивается возможность поднимать в воздух большие самолеты и осуществлять перелеты на высокой скорости.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Как работает ядерный двигатель

Принцип работы реактивного двигателя очень прост: он переводит топливо в кинетическую энергию струи (закон сохранения энергии), за счёт направления этой струи ракета движется в пространстве (закон сохранения импульса). Важно понимать, что мы не можем разогнать ракету или самолёт до скорости большей, чем скорость истечения топлива — раскалённого газа, выбрасываемого назад.

Космический аппарат New Horizons

Что же отличает эффективный двигатель от неудачного или устаревшего аналога? Прежде всего то, сколько топлива потребуется двигателю, чтобы разогнать ракету до нужной скорости. Этот важнейший параметр ракетного двигателя называется удельный импульс, который определяется как отношение общего импульса к расходу топлива: чем больше этот показатель, тем эффективнее ракетный двигатель. Если ракета практически целиком состоит из топлива (это означает, что в ней нет места для полезного груза, предельный случай), удельный импульс можно считать равным скорости истечения топлива (рабочего тела) из ракетного сопла. Запуск ракеты — крайне дорогостоящее мероприятие, учитывается каждый грамм не только полезного груза, но и топлива, которое тоже весит и занимает место. Поэтому инженеры подбирают всё более и более активное горючее, единица которой давала бы максимальную отдачу, увеличивая удельный импульс.

Подавляющее большинство ракет в истории и современности было оборудовано двигателями, использующими химическую реакцию горения (окисления) топлива.

Они позволили достичь Луны, Венеры, Марса и даже планет дальнего пояса — Юпитера, Сатурна и Нептуна. Правда, космические экспедиции заняли месяцы и годы (автоматические станции Pioneer, Voyager, New Horizons и др.). Необходимо отметить, что все подобные ракеты расходуют значительную часть топлива для отрыва от Земли, и далее продолжают полёт по инерции с редкими моментами включения двигателя.

Космический аппарат Pioneer

Подобные двигатели подходят для вывода ракет на околоземную орбиту, но, чтобы её разогнать хотя бы до четверти скорости света, понадобится невероятное количество топлива (расчёты показывают, что нужно 103200 грамм топлива, при том, что масса нашей Галактики не более 1056 грамма). Очевидно, что для достижения ближайших планет, а тем более звёзд, нам необходимы достаточно большие скорости, обеспечить которые жидкотопливные ракеты не в состоянии.

Как работает двигатель трактора | Ремонт тракторов и спецтехники

Как работают многоцилиндровые двигатели и в чем их преимущества перед одноцилиндровыми?

Главный недостаток одноцилиндрового двигателя заключается в неуравновешенности из-за возвратно-поступательного движения поршня и его переменной скорости и неравномерности вращения коленчатого вала вследствие того, что работа газов совершается только на протяжении половины оборота коленчатого вала, а полтора оборота (до повторения рабочего хода) вал вращается по инерции.

Для устранения этих недостатков в одноцилиндровом двигателе трактора дт 20 применена система уравновешивания, состоящая из двух валов с противовесами на концах, которые вращаются в противоположные стороны с тем же числом оборотов, что и коленчатый вал, и установлен тяжелый маховик.

В двухцилиндровых двигателях Д-16 и Д-28 эти недостатки проявляются в меньшей степени. Для уравновешивания этих двигателей установлены противовесы на шкиве вентилятора и на маховике.

У четырехцилиндровых двигателей уравновешенность и равномерность вращения вала более удовлетворительны. Однако при диаметрах цилиндров более 125— 130 мм и числе оборотов более 1500 в минуту четырехцилиндровые двигатели из-за неполной уравновешенности вызывают вибрацию трактора и его агрегатов. В связи с этим для тракторов мощностью более 100 л. с. применяют шести цилиндровые, а более 200 л. с. — восьми цилиндровые двигатели.

Цилиндры двигателей работают обычно в такой последовательности: двухцилиндровые — 1—2—0—0, трех-цилиндровые— 1—3—2, четырехцилиндровые— 1—3— 4—2, шести цилиндровые — 1—5—3—6—2—4 и восьми-цилиндровые (с двухрядным расположением цилиндров под углом 90°) — 1 левый — 3 левый — 2 правый — 2 левый— 4 левый—1 правый — 3 правый — 4 правый. Чередование рабочих ходов происходит: у одноцилиндрового двигателя через 720°, у двухцилиндрового через 180 и 540° (неравномерно), у трех цилиндрового через 240°, у четырехцилиндрового через 180°, у шести цилиндрового через 120° и у восьми цилиндрового двигателя через 90° угла поворота коленчатого вала.

Всеядный дизель. Как работает судовой двухтопливный двигатель | Судострой

В ближайшие годы из-за ужесточения экологического законодательства многим судовладельцам предстоит сделать важный выбор в части энергоустановок своих судов. Вариантов снизить выбросы вредных веществ не так уж и много. Можно перейти малосернистое топливо, но его стоимость намного выше обычного судового топлива. Можно установить устройство очистки выхлопных газов от серы (скруббер), но для этого потребуется дополнительное место. Наконец, можно перейти на газовое топливо, получаемое на борту из сжиженного природного газа (СПГ).

Судовой двигатель / Фото: ТГД

Судовой двигатель / Фото: ТГД

Помимо полностью газовых, многие производители предлагают двухтопливные двигатели (как правило, имеют в обозначении буквы DF – dual fuel). О том, что представляет из себя такой двигатель, и как он работает, в сегодняшнем рассказе ТГД.

Принцип работы

На газовое топливо без особых конструктивных изменений легко перевести автомобильные бензиновые двигатели внутреннего сгорания, где воздушно-топливная смесь воспламеняется от свечи зажигания. Однако на судах используются дизельные двигатели, где воспламенение топлива происходит от сжатия.

Для решения этой проблемы используется так называемое запальное или пилотное топливо. Обычно это дизельное топливо, которое подаётся в цилиндр в небольшом количестве (1-3% от общего объёма) вместе с газом. Таким образом двухтопливный двигатель работает в режиме газодизеля.

Для работы с традиционным жидким топливом (тяжёлый мазут (HFO), судовое дизельное топливо (MDO), судовой газойль (MGO)) двухтопливный двигатель переводится в обычный режим дизеля, во время которого в цилиндр подаётся один вид топлива.

Сложности и решения

Очевидно, что возможность использования режимов дизеля и газодизеля в одном двигателе влечёт за собой ряд задач, требующих решения. Например, значительно повышаются требования к топливной аппаратуре.

Разные производители по-разному решают эти задачи. Например, в двухтопливном двигателе MAN 35/44 DF для режима газодизеля используется отдельная система впрыска.

Японский производитель Yanmar в двухтопливном двигателе 6EY26DF применил технологию высокоточного воздушного потока, которая позволяет оптимизировать условия сгорания. В результате производитель заявляет возможность переключения между режимами даже при полной нагрузке двигателя.

Двухтопливные двигатели 6EY26DF / Фото: Yanmar

Двухтопливные двигатели 6EY26DF / Фото: Yanmar

Примеры

Своя линейка двухтопливных двигателей на основе уже зарекомендовавших себя моделей есть и у финского производителя Wartsila. Эти двухтопливные пользуются популярностью у многих судовладельцев. Например, работающие на проекте «Ямал СПГ» танкеры-газовозы типа «Ямалмакс» оснащены двухтопливными двигателями Wartsila 50DF. При этом судно использует три типа топлива: мазут, дизельное (запальное) и газ. Получается, что для работы двухтопливного двигателя требуется три вида топлива.

Аналогичным образом снабжаются топливом двигатели экологичных нефтяных танкеров. Например, танкеров типоразмера «Афрамакс» проекта 114К. Серия этих судов строится в настоящее время на судоверфи «Звезда» совместно с корейской Hyundai, имеющей опыт создания таких эко-судов. В проекте 114К предусмотрены танки для хранения трёх видов топлива: тяжёлого, дизельного – запального и СПГ. Многотопливной будет не только главная, но и вспомогательная энергетическая установка танкера.

Ёмкости для хранения СПГ на танкере проекта 114К / Фото: ТГД

Ёмкости для хранения СПГ на танкере проекта 114К / Фото: ТГД

Двухтопливный двигатель будет применён и в проекте первого полностью российского ледокола на СПГ. Основную часть времени, во льдах, ледоколу предстоит работать на малосернистом дизельном топливе. На чистой воде и, видимо, в районах контроля выброса, дизель-генераторы судна будут переходить на СПГ.

Преимущества и недостатки

Главным достоинством двухтопливного двигателя производители называют гибкость. При технической неисправности одной топливной системы можно переключиться на другую. То же самое можно сделать, если закончится один из видов топлива. Также для судовладельцев появляется возможность выбирать топливо, более выгодное по цене в данный момент.

Из недостатков специалисты отмечают, что при тех же массо-габаритных характеристиках двухтопливные двигатели, как правило, обладают меньшей мощностью, чем дизельные собратья. Помимо этого, для работы с газом потребуется установка дополнительного оборудования: ёмкостей для хранения, испарителей, трубопроводов, систем подачи газа.

Впрочем, производителей двигателей это не смущает, и они готовы предложить компактные решения по переходу на газ не только для создаваемых, но и уже построенных судов.

Как работают автомобильные двигатели | HowStuffWorks

Используя всю эту информацию, вы можете начать понимать, что существует множество различных способов улучшить работу движка. Производители автомобилей постоянно экспериментируют со всеми перечисленными ниже переменными, чтобы сделать двигатель более мощным и/или более экономичным.

Увеличение рабочего объема: Больше рабочего объема означает большую мощность, поскольку вы можете сжигать больше газа при каждом обороте двигателя. Вы можете увеличить рабочий объем, увеличив цилиндры или добавив больше цилиндров.Двенадцать цилиндров кажутся практическим пределом.

Увеличьте степень сжатия: Чем выше степень сжатия, тем больше мощность до определенного предела. Однако чем больше вы сжимаете воздушно-топливную смесь, тем больше вероятность того, что она самопроизвольно воспламенится (до того, как свеча зажигания воспламенит ее). Бензины с более высоким октановым числом предотвращают такое раннее сгорание. Вот почему высокопроизводительным автомобилям обычно требуется высокооктановый бензин — их двигатели используют более высокую степень сжатия, чтобы получить большую мощность.

Набить больше в каждый цилиндр: Если вы можете втиснуть больше воздуха (и, следовательно, топлива) в цилиндр заданного размера, вы можете получить больше мощности от цилиндра (так же, как если бы вы увеличили размер цилиндр) без увеличения количества топлива, необходимого для сгорания. Турбокомпрессоры и нагнетатели повышают давление поступающего воздуха, чтобы эффективно нагнетать больше воздуха в цилиндр.

Охлаждение поступающего воздуха: Сжатие воздуха повышает его температуру. Однако вы хотели бы, чтобы в цилиндре был как можно более холодный воздух, потому что чем горячее воздух, тем меньше он будет расширяться при сгорании.Поэтому многие автомобили с турбонаддувом и наддувом имеют интеркулер . Интеркулер представляет собой специальный радиатор, через который проходит сжатый воздух для его охлаждения перед поступлением в цилиндр.

Позвольте воздуху поступать легче: Когда поршень движется вниз во время такта впуска, сопротивление воздуха может лишить двигатель мощности. Сопротивление воздуха можно значительно уменьшить, установив в каждом цилиндре два впускных клапана. В некоторых новых автомобилях также используются полированные впускные коллекторы, чтобы устранить там сопротивление воздуха.Воздушные фильтры большего размера также могут улучшить поток воздуха.

Облегчение выхода выхлопных газов: Если сопротивление воздуха затрудняет выход выхлопных газов из цилиндра, двигатель теряет мощность. Сопротивление воздуха можно уменьшить, добавив второй выпускной клапан в каждый цилиндр. Автомобиль с двумя впускными и двумя выпускными клапанами имеет по четыре клапана на цилиндр, что повышает производительность. Когда вы слышите рекламу автомобиля, в которой говорится, что у автомобиля четыре цилиндра и 16 клапанов, реклама говорит о том, что двигатель имеет четыре клапана на цилиндр.

Если выхлопная труба слишком маленькая или глушитель имеет большое сопротивление воздуха, это может вызвать обратное давление, которое имеет тот же эффект. В высокопроизводительных выхлопных системах используются коллекторы, большие выхлопные трубы и глушители со свободным потоком для устранения обратного давления в выхлопной системе. Когда вы слышите, что у автомобиля «двойной выхлоп», цель состоит в том, чтобы улучшить поток выхлопных газов, установив две выхлопные трубы вместо одной.

Сделать все легче: Легкие детали помогают двигателю работать лучше.Каждый раз, когда поршень меняет направление, он расходует энергию, чтобы остановить движение в одном направлении и начать его в другом. Чем легче поршень, тем меньше энергии он потребляет. Это приводит к повышению эффективности использования топлива, а также к повышению производительности.

Впрыск топлива: Впрыск топлива позволяет очень точно дозировать топливо в каждый цилиндр. Это улучшает производительность и экономию топлива.

В следующих разделах мы ответим на некоторые часто задаваемые читателями вопросы, касающиеся движка.

Как работают автомобильные двигатели?

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания. Бензиновый двигатель имеет 4 основных такта: впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Бензин легко смешивается с воздухом, поэтому он может воспламениться даже при небольшой искре. В результате бензиновый двигатель имеет свечу зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси. Вот как работают четыре такта бензинового двигателя.

 

1. Впуск

Впускной клапан открывается и топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр.

 

2. Сжатие

Впускной клапан закрывается и топливно-воздушная смесь сжимается поршнем.

   

3. Сжигание

На этом этапе смесь воздуха и топлива взрывается, и мощность, создаваемая взрывом, заставляет поршень двигаться вниз.

 

4.Выхлоп

Дымовые газы в цилиндре удаляются через клапан.

 

Дизельный двигатель

Работа дизельного двигателя аналогична работе бензинового двигателя, но они немного отличаются способом воспламенения воздушно-топливной смеси. В бензиновых двигателях воздух и топливо предварительно смешиваются перед всасыванием в цилиндр. С другой стороны, дизельные двигатели используют топливные форсунки для распыления топлива в цилиндр. Поскольку в дизельных двигателях нет свечи зажигания, они должны иметь более высокую степень сжатия, чтобы обеспечить достаточное сжатие воздушно-топливной смеси для воспламенения.

 

Электрический и гибридный автомобиль

У электромобилей нет двигателя внутреннего сгорания, вместо этого у них есть электродвигатель, так как они работают на электричестве. Аккумуляторная батарея внутри автомобиля хранит электрическую энергию и питает электродвигатель. Аккумулятор заряжается путем подключения к зарядной станции.

 

Напротив, в гибридных автомобилях используется как двигатель внутреннего сгорания, так и электродвигатель. Таким образом, две разные системы работают в гармонии, приводя транспортные средства в движение.Аккумуляторы в гибридных автомобилях не нужно подключать, так как их заряжает двигатель внутреннего сгорания.

Как работают автомобильные двигатели: Урок для детей

Двигатель – это машина, преобразующая топливо в энергию

Как работает двигатель?

Точно так же, как нашему желудку нужна пища, чтобы поддерживать нашу жизнь, большинству автомобильных двигателей нужен бензин, чтобы включиться и работать. Если бы мы заглянули внутрь двигателя автомобиля, то увидели бы формы цилиндров.Каждый из этих цилиндров состоит из множества деталей, таких как поршни и свечи зажигания , и это лишь некоторые из них.

Функция поршня — двигаться вверх и вниз. Совершая это движение, поршень втягивает смесь бензина и воздуха в цилиндр, а затем толкает ее обратно к свече зажигания.

Функция свечи зажигания состоит в том, чтобы сжигать смесь бензина и воздуха, когда она достигает свечи зажигания. Горение заставляет смесь расширяться и давить на поршень.Когда свеча зажигания расширяет смесь и давит на поршень, поршень снова поднимается и выбрасывает смесь из цилиндра в двигатель. Этот процесс создает энергию, которую двигатель использует для питания автомобиля.

Цилиндр со свечами зажигания (вверху) и поршнем (в центре)

Воспринимайте этот процесс как дружескую игру в Hot Potato. Цель этой игры состоит в том, чтобы перебрасывать мяч между игроками, пока не истечет время.Игрок, оставшийся с мячом в конце, выбывает. Если рассматривать этот процесс как игру «Горячая картошка» между поршнем и свечой зажигания, то поршень и свеча зажигания выступают в роли игроков, а смесь бензина и воздуха — в роли шарика.

Шар начинается с поршня, который проходит к свече зажигания. Свеча зажигания не хочет шарик и отбрасывает его обратно к поршню. Поршень тоже не хочет шарик и поэтому выбрасывает его из цилиндра! В этом случае никто не проигрывает.Вместо этого и поршень, и свеча зажигания работали вместе, создавая энергию.

Краткий обзор урока

Двигатель — это машина, которая приводит в движение автомобиль, а двигатель автомобиля имеет цилиндры. Многие части цилиндра, такие как поршни и свечи зажигания , используют топливо из бензина и давление воздуха для совместной работы и создания энергии, которая приводит в движение автомобиль.

Автомобильные двигатели

Пожалуйста, вставьте пропущенные слова тем, что вы узнали из урока и из общих знаний.

Бензиновые двигатели легковых автомобилей запускаются с _____ от свечей зажигания и своевременного впрыска воздушно-топливной смеси в цилиндр. Поршни движутся в _____ после взрыва. Они прикреплены к _____ стержнями. Коленчатый вал представляет собой серию U-образных и перевернутых U-образных соединений, которые преобразуют движение поршней во вращательное движение, которое в конечном итоге может привести к _____ вращению.

Первоначальная искра при запуске двигателя автомобиля исходит от _____. После запуска двигателя электричество поступает от _____.Он преобразуется катушкой зажигания в более мощное электричество. Потом идет к дистрибьютору. _____ посылает искру в правильный цилиндр в идеальное время.

Топливо и воздух смешиваются в карбюраторе или топливной форсунке. Топливно-воздушная смесь выбрасывается во впускной коллектор прямо над поршнями. Каждый цилиндр имеет не менее двух _____. На такте впуска клапан _____ открывается, пропуская топливно-воздушную смесь в цилиндр. При такте сжатия все сжимается за счет движения поршня.В такте сгорания свеча зажигания срабатывает, создавая небольшой _____. При такте выпуска клапан _____ открывается, выпуская газы. Выпускной коллектор собирает все газы со всех цилиндров в единую трубу. Эта труба проходит через каталитический нейтрализатор, затем глушитель и, наконец, выходит из автомобиля в виде _____ трубы, торчащей сзади большинства автомобилей.

ответы

искра

цилиндр

коленчатый вал

колеса

батарея

генератор

дистрибьютор

клапана

впуск

взрыв

выхлоп

хвост

TSTI2D — Технология на английском языке

TSTI2D — Технология на английском языке

Принцип работы: бензиновый двигатель?

Выписка из: Мозг, Маршалл.«Как работают автомобильные двигатели» 5 апреля 2000 г. HowStuffWorks.com.

Вы когда-нибудь открывали капот своей машины и задавались вопросом, что там происходит? Автомобильный двигатель может показаться непосвященному большой запутанной смесью металла, труб и проводов. Бензиновый автомобильный двигатель предназначен для преобразования бензина в движение, чтобы ваш автомобиль мог двигаться. В настоящее время самый простой способ создать движение из бензина — это сжечь бензин внутри двигателя.Следовательно, автомобильный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания — сгорание происходит внутри. Две вещи на заметку: Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания. Дизельные двигатели — это одна форма, а газотурбинные двигатели — другая. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Есть такая штука как двигатель внешнего сгорания . Паровой двигатель в старинных поездах и пароходах — лучший пример двигателя внешнего сгорания.Топливо (уголь, древесина, масло и т. д.) в паровой машине сгорает вне двигателя, образуя пар, а пар создает движение внутри двигателя.

 

 

Принцип любого поршневого двигателя внутреннего сгорания: если вы поместите небольшое количество высокоэнергетического топлива (например, бензина) в небольшое замкнутое пространство и подожжете его, высвобождается невероятное количество энергии в виде расширяющегося газа. Вы можете использовать эту энергию, чтобы толкнуть картофелину на 500 футов.В этом случае энергия преобразуется в движение картофеля. Вы также можете использовать его для более интересных целей. Например, если вы можете создать цикл, который позволяет вам запускать подобные взрывы сотни раз в минуту, и если вы можете использовать эту энергию с пользой, то у вас есть сердцевина автомобильного двигателя!

Почти все автомобили в настоящее время используют так называемый четырехтактный цикл сгорания для преобразования бензина в движение. Четырехтактный подход также известен как цикл Отто в честь Николауса Отто, который изобрел его в 1867 году.Четыре удара:

Такт впуска Такт сжатия Такт сгорания Такт выпуска

На рисунке видно, что устройство, называемое поршнем , заменяет картофелину в картофельной пушке. Поршень соединен с коленчатым валом шатуном . Когда коленчатый вал вращается, это приводит к «сбросу пушки».» Вот что происходит, когда двигатель проходит свой цикл:

1. Поршень начинается вверху, впускной клапан открывается, и поршень движется вниз, позволяя двигателю набрать цилиндр, полный воздуха и бензина. Это такт впуска . Чтобы это сработало, в воздух нужно подмешать лишь малейшую каплю бензина. (Часть 1 рисунка)
2. Затем поршень движется обратно вверх, чтобы сжать эту топливно-воздушную смесь. Сжатие делает взрыв более мощным.(Часть 2 рисунка)
3. Когда поршень достигает верхней точки своего хода, свеча зажигания выдает искру для воспламенения бензина. Заряд бензина в цилиндре взрывается , толкая поршень вниз. (часть 3 рисунка)
4. Как только поршень достигает нижней точки своего хода, выпускной клапан открывается, и выхлоп покидает цилиндр и выходит в выхлопную трубу. (часть 4 рисунка)

Теперь двигатель готов к следующему циклу, поэтому он всасывает еще одну порцию воздуха и газа.

Обратите внимание, что движение, которое исходит от двигателя внутреннего сгорания, является вращательным , а движение, производимое картофельной пушкой, является линейным (прямолинейным). В двигателе прямолинейное движение поршней преобразуется коленчатым валом во вращательное движение. Вращательное движение хорошо, потому что мы все равно планируем крутить (вращать) колеса автомобиля с его помощью.

 

 

Рисунок 2: Рядный Цилиндры расположены в линию в одном ряду.		Основой двигателя является цилиндр, в котором поршень перемещается вверх и вниз. Описанный выше двигатель имеет один цилиндр. Это типично для большинства газонокосилок, но большинство автомобилей имеют более одного цилиндра (обычно четыре, шесть и восемь цилиндров). В многоцилиндровом двигателе цилиндры обычно расположены одним из трех способов: рядный , V или плоский (также известный как горизонтально-оппозитный или оппозитный), как показано на следующих рисунках. Различные конфигурации имеют различные преимущества и недостатки с точки зрения гладкости, стоимости изготовления и характеристик формы. Эти преимущества и недостатки делают их более подходящими для определенных транспортных средств.
Рисунок 3: V Цилиндры расположены в двух рядах , расположенных под углом друг к другу.
Рис. 4: Плоский Цилиндры расположены двумя рядами на противоположных сторонах двигателя.

 

Рассмотрим некоторые ключевые детали двигателя более подробно.

Свеча зажигания

Свеча зажигания подает искру, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь, так что может произойти сгорание. Искра должна произойти в нужный момент, чтобы все работало должным образом.

Клапаны

Впускной и выпускной клапаны открываются в нужное время для впуска воздуха и топлива и выпуска выхлопных газов. Обратите внимание, что оба клапана закрыты во время сжатия и сгорания, так что камера сгорания герметична.

Поршень

Поршень представляет собой цилиндрический кусок металла, который движется вверх и вниз внутри цилиндра.

Поршневые кольца

Поршневые кольца

обеспечивают скользящее уплотнение между внешней кромкой поршня и внутренней кромкой цилиндра. Кольца служат двум целям:

• Они предотвращают попадание топливно-воздушной смеси и выхлопных газов из камеры сгорания в картер во время сжатия и сгорания.
• Они предотвращают попадание масла из поддона в зону сгорания, где оно сгорает и теряется.

Большинство автомобилей, которые «жгут масло» и должны доливать литр масла каждые 1000 миль, сжигают его, потому что двигатель устарел, а кольца больше не уплотняют его должным образом.

Соединительный стержень

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Он может вращаться с обоих концов, так что его угол может изменяться при движении поршня и вращении коленчатого вала.

Коленчатый вал

Коленчатый вал превращает движение поршня вверх и вниз в круговое движение, как это делает кривошип домкрата.

Отстойник

Поддон картера окружает коленчатый вал. В нем содержится некоторое количество масла, которое скапливается на дне поддона (масляного поддона).

Как работают автомобильные двигатели от [Engineswork]

В настоящее время существует два типа автомобильных двигателей, которые в основном используются во всем мире. Один двигатель двухтактный, другой четырехтактный. Если вы используете автомобиль, у вас есть 4-тактный двигатель. Двухтактный двигатель в основном используется в мотоциклах, бензопилах и газонокосилках.Давайте посмотрим, как они работают, чтобы привести в движение стоящую машину с 4-тактным двигателем.

4-тактный двигатель и его функции

Как и его название, 4-тактный двигатель имеет четыре такта для движения автомобиля. Этот тип двигателя используется в автомобилях, автобусах, грузовиках и других.

Характеристики 4-тактного двигателя:

• Требуется более тяжелый маховик, чем для двухтактного двигателя.
• Двигатель намного холоднее двухтактного двигателя, а также имеет водяное охлаждение.
• Для создания рабочего хода требуется 2 коленчатых вала.
• Поскольку он совместим с большими автомобилями, он дороже двухтактного двигателя.
• Четырехтактный двигатель может работать бесшумно.
• Он более термически эффективен и имеет клапаны на впуск и выпуск.
• Он более мощный, так как движущиеся части меньше изнашиваются.

Как работает четырехтактный двигатель

Поскольку автомобильный двигатель работает с 4-тактным циклом сгорания, четыре такта – впуск, сжатие, сгорание и выпуск – повторяются снова и снова для выработки мощности.Давайте посмотрим, как гребки работают одновременно, чтобы переместить автомобиль.

Ход впуска:

В этом такте впускной клапан открывается, когда поршень перемещается из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку. В этом такте выпускной клапан остается закрытым, когда он подает воздух и газ в двигатель.

Ход сжатия:

В этом такте впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ и выталкивает воздух и газ/топливо (их смесь) в меньшее пространство, то есть более мощный взрыв.

Такт сгорания:

При этом ходе свеча зажигания создает искру для зажигания двигателя и выпуска газа/топлива. Затем поршень отступает за счет мощности сил взрыва, возникающих при такте сжатия.

Такт выпуска:

Во время последнего такта 4-тактного двигателя выпускной клапан остается открытым. В этом цикле высвобождаются отработанные газы, образующиеся при взрыве.

Автомобильный двигатель — основная часть автомобиля, обеспечивающая движение автомобиля.Если у вас есть автомобиль, вам необходимо знать основы автомобильного двигателя. Для чего? В случае, если вам нужно купить какие-то детали для модернизации двигателя вашего автомобиля, вы должны знать их в первую очередь, верно? Если вы знаете, как работает двигатель вашего автомобиля, вы можете продлить срок службы двигателя и аккумулятора вашего автомобиля и, таким образом, подарить себе месяцы и годы удовольствия от выбранного вами автомобиля.

Как работают автомобильные двигатели

Двигатель есть в каждом легковом и грузовом автомобиле на планете.Является ли двигатель на бензине или электричестве ваш автомобиль не двигался бы, если бы не двигатель. Газ Двигатели бывают двух видов: бензиновые и дизельные. Оба замечательно аналогичны, с той лишь разницей, что степень сжатия и зажигание система воспламенения топлива внутри камеры сгорания. Давайте начнем глубоко внутри двигателя, в центре которого создается мощность, сгорание камера. Эта камера состоит из поршня, цилиндр двигателя заключен в капсулу. в блоке двигателя, цилиндр головка вместе с впускным и выпускным клапанами.Пока поршень движется вниз в цилиндре заряд эмульгированного топлива направляется в камеру сгорания камеру через топливо инжектор.

Как только это произойдет, поршень начнет двигаться вверх в отверстии цилиндра. при этом впускной клапан закрывается. Это герметизирует камеру сгорания, поэтому поршень может сделать сжатие, когда он направляется вверх, который затем воспламеняется системой зажигания когда поршень находится в верхней точке своего хода. Это вызывает расход топлива/воздуха. воспламеняться, вызывая взрыв, который толкает поршень вниз, что создает сила.В руководстве ниже мы покажем вам каждую часть двигателя. и как мощность подается на трансмиссию, которая затем подключается к задние или передние колеса.

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

Вот видео двигателя в действии, чтобы вы могли понять, что происходит внутри двигателя во время его работы. В этом видео показан каждый цикл процесс; впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Требуется поршень два восходящие и нисходящие удары, чтобы завершить цикл, поэтому мы называем это четырьмя двигатель цикла.

Смотри видео!

Что пошло не так?

Двигатель вырабатывает невероятное количество силы и тепла при каждой тяге. поршня. Есть несколько вспомогательных систем, которые должны быть в хорошем рабочем состоянии. порядок, такой как смазка и система охлаждения чтобы двигатель работал. Кроме того, существует множество быстро движущихся внутренних движущихся частей, которые помещаются из-за стресса и напряжения, когда тебя толкают и тянут под экстремальным давлением.Когда есть незначительная внутренняя проблема, например, с деталями клапанного механизма, такими как кулачковый толкатель, это может привести к тиканье или щелчки вместе с пропуски зажигания в цилиндре. Когда происходят более серьезные отказы, такие как поршень или шток неисправность может привести к более серьезной проблеме двигателя, такой как вибрация или двигатель полностью заблокируется.

Сколько это стоит?

Когда двигатель выходит из строя, есть три способа решения проблемы, каждый из которых будет иметь разную стоимость, связанную с ними.Когда двигатель неисправен, Первым шагом является оценка ущерба и возможных сценариев, которые могут сопровождать такой ремонт. Например; двигатель выронил седло клапана из цилиндра головке, и это заставляет клапан оставаться открытым, который затем контактирует с поршнем. Один диагноз может быть снять головку и закрепить клапан. Дополнительный ремонт, который должен быть думал о том, с каким поршнем он контактировал и до какой степени повреждения это вызвало? В некоторых случаях есть незначительное повреждение, которое не приведет к дальнейшим последствиям. проблемы, в то время как в других случаях кольцо на поршне было скомпрометировано, что требуется дальнейшая разборка, чтобы исправить с дополнительными затратами.

Если двигатель просто изношен или поврежден до точки замены, то новый, восстановленный или Возможна установка б/у двигателя. Эти затраты сильно различаются в зависимости от производителя и в каком состоянии находится двигатель, когда он поступает на установку Например, впускной и выпускной коллекторы. Для типичной замены двигателя автомобиля вы можете Ожидайте платить от 1400,00 до 2500,00 долларов США за работу и от 2500,00 долларов США. и 5000 долларов США за восстановленный на заводе двигатель.Подержанные двигатели будут стоить дешевле от 800 до 1800 долларов США. Если вы решите пойти с подержанной рабочей силой, снимите двигатель в случае его неисправности, как правило, не покрывается, так что это хорошая идея, чтобы получить двигатель с низким пробегом на нем.

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

Начнем

1. Камера сгорания

На изображении ниже камера сгорания (в разрезе), где находится топливно-воздушная смесь. сжимается и воспламеняется.В нижнем центре вы можете видеть 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 появляется искра генерируемые для воспламенения горючей воздушно-газовой смеси. Это также хорошо посмотрите на впускные и выпускные клапаны и порты. Многие двигатели имеют два впускных и два выпускных клапаны, чтобы улучшить производительность двигателя.

2.Поршни и диаметр цилиндра

Вот изображение двигателя V8 в разрезе, показывающее расположение поршней. прикреплен к коленчатому валу, который вращается внутри блока цилиндров вместе с головками цилиндров крепится болтами к верхней части колоды блока. Рядный шести-, пяти- или четырехцилиндровый двигатель одна головка блока цилиндров.

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

3. Шатуны поршня

На этом изображении показано, как поршень крепится к коленчатому валу с помощью поршень или шатун.Этот стержень имеет колпачок, расположенный в нижней части стержня. который разделяется на две части, чтобы его можно было прикрутить к коленчатому валу с помощью двух стержней болты. (Трудно увидеть линию, где отделяется крышка шатуна.) Это место, где расположен шатунный подшипник, который позволяет коленчатому валу поворачивайте, пока он смазывается масляным насосом и системой смазки. В верхней части на штоке имеется поршневой палец, который расположен через поршень и может поворачиваться в нижней части корпуса поршня.

4.Коленчатый вал

Коленчатый вал — место, где также соединены все поршни и шатуны. часть, которая крепится болтами к маховику и трансмиссии. Вся сила двигатель создает передается через коленчатый вал, который находится в нижнем середине блока двигателя. Он удерживается на месте с помощью крышек коренных подшипников. которые прикручены к блоку, в котором находятся коренные подшипники коленчатого вала. Эти подшипники также смазывается моторным маслом и системой смазки.Передняя часть коленчатого вала выступает наружу из двигателя, чтобы обеспечить мощность для поворота аксессуаров автомобиля такой как генератор, вода насос и воздуха кондиционер. Задняя часть коленчатого вала выходит из задней части двигателя подключиться к маховик, а затем трансмиссия, обеспечивающая мощность автомобиля. Утечки масла контролируются фронт главная печать и задний главный сальник.

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

5.Коренные подшипники и блок двигателя

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

6.Распределительный вал и головка блока цилиндров

Распределительный вал представляет собой длинный цилиндрический металлический вал, изготовленный с применением особых лепестки, которые предназначены для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, которые синхронно с положением поршня. Этот вал находится в цилиндр головка или блок двигателя в зависимости от конструкции двигателя. Эта важная часть двигателя — это то, что контролирует впуск и выхлопные газы от входа и покидающих камеру сгорания в процессе процессов горения.На этом изображении головка блока цилиндров была частично снята, чтобы вы могли видеть, как работают распределительные валы. с клапанами.

Вот разрез головки блока цилиндров, на котором видны впускные и выпускные каналы. которые контролируются клапаном в каждом порту. Эти клапаны герметизируют горение. камере, поэтому, когда поршень движется вверх, он может создавать сжатие для процесс горения.

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

7.Цепь или ремень ГРМ

Цепь или ремень ГРМ используются для поворота распределительных валов, которые открывают и закрывают клапаны. Эта цепь или ремень предназначены для поддержания распределительного вала в идеальном состоянии. корреляции с коленчатым валом и поворачивает распределительный вал один раз за каждые два раз коленчатый вал поворачивается. Эта цепь или ремень проходит от коленчатого вала к распределительные валы.

Натяжитель используется для предотвращения провисания цепи или ремня привода ГРМ. необходимо удерживать цепь или ремень от перескока времени при работающем двигателе Бег. Цепь ГРМ или ремень приводится в движение коленчатым валом с помощью ведущей шестерни рядом с передним главным уплотнением и гармонический балансир.

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

С чего все начинается

8. Отверстие дроссельной заслонки

Двигатель представляет собой большой воздушный насос, сжигающий топливо. Процесс начинается в отверстии дроссельной заслонки, которое соединено с впускным коллектором. Это где подача воздуха в двигатель регулируется. Скорость и мощность двигателя регулируются этим устройство, которое открывается, чтобы впустить больше воздуха внутрь, создавая дополнительные питания, а затем закрывается, чтобы отключить питание.Этот поток воздуха контролируется датчик массового расхода воздуха и очищенный воздушный фильтр.

9. Впускной коллектор

После прохождения воздуха через дроссельную заслонку привода он входит во впускной коллектор, где он делится и разделяется между отдельными цилиндрами впускные отверстия в головке блока цилиндров. Затем воздух контролируется впускным клапаном. Этот коллектор крепится болтами непосредственно к головки блока цилиндров и могут быть изготовлены из пластика или алюминия.

10. Топливная форсунка

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

А Топливная форсунка используется для контроля и измерения количества топлива, которое поступает двигатель в любой момент времени. Пока двигатель находится под нагрузкой и больше мощности необходима команда для большего количества топлива дается автомобилем компьютер (ПКМ). Топливная форсунка является частью топливо система впрыска. На изображении ниже представлен комплект с непосредственным впрыском топлива. форсунки, которые впрыскивают топливо прямо в камеру сгорания во время зажигание в отличие от традиционных топливных форсунок, которые распыляют во впускное отверстие сразу за впускным клапаном.

11. Катушка зажигания

После сжатия топливно-воздушной смеси катушка зажигания подает высокое напряжение с малой силой тока на свеча зажигания. Этот процесс также контролируется компьютером автомобиля, который получает ссылку на каждый поршень положение с помощью датчик угла поворота коленвала.

12. Масляный насос

Масляный насос используется для забора масла из масляного поддона и перекачки его по всей внутренние подвижные части двигателей.Этот насос может приводиться в действие различными способами, этот конкретный насос приводится в действие цепью в передней части коленчатого вала. То Масляный насос определяет величину давления масла в двигателе при использовании нажимная пружина, установленная в предохранительном клапане насоса.

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

Охлаждающая жидкость двигателя используется для охлаждения двигателя. во время бега с помощью система охлаждения. Эта охлаждающая жидкость циркулирует внутри блока цилиндров и головок цилиндров, чтобы поддерживать перегрева двигателя из-за внутренних повреждений.Водяной насос используется для подачи охлаждающей жидкости в радиатор охлаждаться, а затем возвращаться в двигатель, чтобы процесс мог начаться снова.

Есть вопросы?

Если у вас есть двигатель пожалуйста, посетите наш форум. Если тебе нужно подскажите пожалуйста по ремонту авто спросите, наше сообщество механиков будет радо помочь вам, и это всегда 100% бесплатно.

Мы надеемся, что вам понравилось это руководство и видео. Мы создаем полный комплект руководства по ремонту автомобилей.Пожалуйста подписывайтесь на наши 2CarPros Канал YouTube и часто проверяйте наличие новых загруженных видео. почти каждый день.

СПОНСОРСКИЕ ССЫЛКИ

Статья опубликована 08.08.2021

Пикапы 101: Как работают двигатели

Автор: Марк Уильямс | 12 октября 2017 г.

Мэтью Барнс

Большинство продаваемых сегодня пикапов оснащены двигателями внутреннего сгорания. Легковые автомобили приводятся в движение двумя основными типами двигателей: компрессорным, он же дизель, и искровым зажиганием, он же бензиновый.Помимо типа топлива, которое они сжигают, в чем разница между бензиновым двигателем и дизельным двигателем?

Искровое зажигание

Как двигатели с искровым зажиганием, так и двигатели с воспламенением от сжатия могут работать в двух- или четырехтактном цикле. Наиболее распространенным из двух двигателей для автомобилей и, конечно же, пикапов является четырехтактный. Если мы проследим путь воздуха, поступающего в четырехтактный двигатель, тактов (или стадий) по порядку будет:

.

1. Впуск: Поршень движется от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке при открытом впускном клапане(ах).Если топливо впрыскивается в корпус дроссельной заслонки или впускной коллектор, то оно втягивается в цилиндр вместе с воздухом. Если топливо впрыскивается напрямую, то оно может впрыскиваться в конце такта впуска и в начале такта сжатия.
2. Компрессия: Все клапаны закрываются, и поршень движется от нижней к верхней мертвой точке. Ближе к концу такта сжатия срабатывает свеча зажигания, воспламеняющая топливно-воздушную смесь.
3. Мощность: Поршень перемещается из верхней мертвой точки в нижнюю при закрытых клапанах.Воздух внутри цилиндра расширяется от сгорания воздушно-топливной смеси. Это обеспечивает движущую силу для двигателя.
4. Выхлоп: Поршень перемещается из нижней мертвой точки в верхнюю с открытым выпускным клапаном (клапанами), выталкивая выхлоп.

В двигателях с искровым зажиганием топливо может впрыскиваться во впускной коллектор непосредственно перед впускным клапаном или непосредственно в цилиндры, но оно всегда впрыскивается до срабатывания свечи зажигания.Сгорание происходит от свечи зажигания, воспламеняющей топливовоздушную смесь, когда поршень находится очень близко к верхней мертвой точке в цилиндре. Головка поршня и головка цилиндра обычно имеют форму, специально предназначенную для потока воздуха в цилиндр и из него, а также для максимально равномерного горения по всему цилиндру.

Двигатели с искровым зажиганием используют дроссель для ограничения количества воздуха, поступающего в двигатель. Ограничение подачи воздуха также ограничит количество топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания, и, следовательно, уменьшит выходную мощность. Современные двигатели имеют датчики на выхлопе и впуске, чтобы увидеть, сколько воздуха поступает в двигатель и сколько топлива необходимо для полного сгорания в камере сгорания. Компьютер двигателя также контролирует момент срабатывания свечи зажигания. Как вы могли догадаться, эти переменные меняются в зависимости от высоты (различное давление окружающего воздуха), нагрузки двигателя, оборотов двигателя и погодных условий.

Бензиновые двигатели обычно имеют степень сжатия около 10:1, что составляет примерно половину от того, что работает в большинстве дизельных двигателей.Более низкая степень сжатия помогает предотвратить преждевременное зажигание, когда топливовоздушная смесь воспламеняется от сжатия, а не от свечи зажигания. Преждевременное зажигание может снизить эффективность и выходную мощность, а когда дела пойдут совсем плохо, это может серьезно повредить двигатель. Вот почему использование правильного октанового числа для вашего автомобиля так важно для надлежащего состояния и долговечности двигателя.

Двигатели с искровым зажиганием обычно достигают максимальной выходной мощности при более высоких оборотах по сравнению с двигателями с воспламенением от сжатия.Поскольку мощность зависит от крутящего момента и частоты вращения двигателя, газовые двигатели обычно лучше способны развивать более высокую мощность, чем дизельные двигатели. Они также вращаются быстрее из-за более быстрого выделения энергии и более легкой (менее тяжелой) вращающейся массы. Более быстрое выделение энергии происходит за счет искрового зажигания и использования бензина вместо дизельного топлива. По сравнению с дизельным топливом бензин также более очищен и легче воспламеняется — он также сгорает чище и быстрее. Это одна из причин, по которой в большинстве высокопроизводительных автомобилей используются двигатели с искровым зажиганием.

Зажигание от сжатия

Двигатели с воспламенением от сжатия также чаще всего работают по четырехтактному циклу; однако двигатели с воспламенением от сжатия во многом отличаются от двигателей с искровым зажиганием. Например, у компрессионных двигателей нет традиционной дроссельной заслонки, степень сжатия значительно выше, они используют другое топливо, топливо впрыскивается в другое время и в другом месте, а топливо воспламеняется совершенно другим способом.

Для двигателей с воспламенением от сжатия дроссельная заслонка, ограничивающая поток воздуха во время работы двигателя, отсутствует.Это значит, что какая бы нагрузка ни была на двигатель, в цилиндры будет поступать одинаковое количество воздуха. Это также приводит к тому, что двигатель проводит значительную часть своего срока службы в состоянии обеднения топлива, из-за чего двигатель работает более горячим, но компрессионные двигатели сконструированы так, чтобы компенсировать это.

Двигатели с воспламенением от сжатия воспламеняют воздушно-топливную смесь за счет тепла и сжатия, а не воспламенителя свечи зажигания бензинового двигателя. Чтобы это работало эффективно, двигатель должен иметь высокую степень сжатия; многие дизельные двигатели имеют степень сжатия в диапазоне 20:1. Как вы можете себе представить, это создает гораздо большую нагрузку на компоненты двигателя, но также позволяет двигателю иметь более высокий выходной крутящий момент.

Поскольку двигателям с воспламенением от сжатия для воспламенения требуется тепло, они подвержены затрудненному запуску в холодных условиях; однако технологии дизельных двигателей прошли долгий путь, и большинство современных дизельных двигателей можно запускать даже при экстремально низких температурах без использования подогревателя блока цилиндров.

Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры.Чтобы избежать преждевременного зажигания, впрыск топлива начинается в конце такта сжатия, когда поршень находится очень близко к верхней мертвой точке, и продолжается, когда большая часть топлива впрыскивается во время рабочего такта. Форсунки также должны впрыскивать топливо под очень высоким давлением, чтобы преодолеть более высокую степень сжатия. Топливные форсунки двигателей с искровым зажиганием работают в диапазоне от 20 до 50 фунтов на квадратный дюйм, в то время как современные топливные форсунки двигателей с воспламенением от сжатия работают в диапазоне от 30 000 до 50 000 фунтов на квадратный дюйм. Впрыск под высоким давлением также помогает лучше распылять топливо, обеспечивая более чистое и полное сгорание.

Зажигание начинается сразу после впрыска топлива в цилиндр и продолжается до прекращения впрыска топлива. Теоретически искровое зажигание можно рассматривать как мгновенное зажигание, при котором все топливо сгорает за очень короткий промежуток времени. При воспламенении от сжатия все наоборот, топливо сгорает медленнее в течение более длительного периода времени.

Дизельные двигатели

, как правило, имеют высокий выходной крутящий момент при низких оборотах. Этот крутящий момент возникает из-за более длительного времени сгорания топлива, дизельного топлива с большей объемной энергией и высокой степенью сжатия.Чтобы выдерживать дополнительную нагрузку на двигатель, многие компоненты дизельного двигателя имеют большие размеры или изготовлены из более прочных материалов. Это делает дизельные двигатели идеальными для тяжелых рабочих нагрузок, особенно когда они работают с постоянными оборотами. Электрогенераторы, корабли, поезда (в современных поездах используются дизельные генераторы для питания электродвигателей) и тяжелое оборудование используют дизельные двигатели из-за высокого выходного крутящего момента при более низких оборотах двигателя. Еще одним преимуществом дизельного двигателя является то, что более высокая степень сжатия способствует торможению двигателем.Для пикапов дизельные двигатели отлично подходят для буксировки тяжелых грузов на большие расстояния и обычно обеспечивают более длительный срок службы.

Последние мысли

Существуют преимущества и недостатки двигателей с искровым и компрессионным зажиганием для пикапов. Дизельные двигатели состоят из более прочных компонентов и работают с меньшей скоростью, что способствует их долговечности. Дизельные двигатели также весят значительно больше, чем газовые двигатели аналогичного размера. Бензиновые двигатели будут стоить дешевле, но дизельные двигатели сохранят свою ценность в течение более длительного периода времени.