5.0 0.5 3 13

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Юлия Чмыхало
Юлия Чмыхало
8 апреля 2013
266
Оцените:
Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания обязан своим появлением предприимчивому французскому изобретателю Филиппу Лебону. В 1799 году он открыл светильный газ, а спустя два года взял патент на конструкцию газового двигателя. Именно с этого момента и началось их стремительное развитие. Рассмотрим, что из себя представляет и как работает двигатель внутреннего сгорания.

Характеристики ДВС

В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является самым распространенным типом двигателей. Можно до бесконечности перечислять транспортные средства, в которые он устанавливается. Обнаружить данный тип двигателя можно на автомобилях, танках, вертолетах, катерах, тракторах и т.д. Двигатель внутреннего сгорания представляет собой тепловой двигатель, внутри которого происходит преобразование в механическую энергию части химической энергии сгорающего топлива. Принято разделять двигатели на категории, происходит это в соответствии с рабочим циклом. Так двигатели внутреннего сгорания бывают 2-х и 4-х тактные. Кроме этого, ДВС делятся и по способам приготовления горючей смеси: с внутренним и с внешним (в частности карбюраторные) смесеобразованием. А по виду преобразователя энергии двигатели разделяют на турбинные, поршневые, комбинированные и реактивные.

Принцип двигателя внутреннего сгорания

В основе работы ДВС лежит эффект взрывного сгорания топливно-воздушной смеси. Выглядит это следующим образом:

  • Смесь, подожженная с помощью искры, воспламеняется и начинает стремительно увеличиваться в объеме. Это дает возможность использовать для выполнения полезной работы силу расширяющихся газов.
  • Обычный двигатель внутреннего сгорания может иметь как один, так и несколько цилиндров, как правило, всего их четыре.
  • В этих цилиндрах расположены поршни, а в верхней части головки блока находятся клапаны, которые обеспечивают подачу топливовоздушной смеси, а также выпуск отработанных газов.

Следует отметить, что работа поршней и клапанов синхронизирована, что в свою очередь позволяет производить подачу горючей смеси и выпускать четко в нужные моменты отработанные газы. Поршни соединяются шатунами с коленчатым валом. Именно на него при движении и передается крутящий момент. Поскольку поршни имеют верхнюю и нижнюю мертвые точки, то на валу предусмотрен маховик. Он позволяет проходить эти точки за счет поршневой группы, стабилизирующей работу, и силы инерции. В нижней части коленвал закрывается картером.

Подготовка топливной смеси

В карбюраторе создается горючая смесь необходимого состава. Во время нажатия на педаль газа данная смесь становится наиболее богатой, а при отпускании педали – более бедной. Таким образом и увеличивается либо уменьшается развиваемая двигателем сила. Для того чтобы исключить попадание пыли в цилиндры двигателя, поступающий воздух проходит через специальный фильтр. Затем работа двигателя внутреннего сгорания происходит следующим образом:

  • При помощи подачи высокого напряжения на свечи зажигания, вкручиваемые в верхнюю часть цилиндров, поджигается горючая смесь.
  • Поскольку работа зажигания и поршней точно синхронизирована, то поджог топливовоздушной смеси осуществляется в верхней мертвой точки в строго определенный момент.
  • Далее поршень, за счет давления воспламенившейся смеси, начинает двигаться вниз, совершая при этом полезную работу.
  • Когда происходит его обратное движение, начинается выдавливание отработавших газов, которые проходят через открывшийся выпускной клапан. После этого поршень снова идет вниз, и цилиндр заполняется топливовоздушной смесью.
  • Следующий ход поршня вверх начинает нагревать и сжимать горючую смесь, которая поджигается, и четырехтактный цикл вновь повторяется.

Дизельные ДВС

Надо заметить, что на современных двигателях применяется впрыск топлива в цилиндры через форсунки, подачу которого контролируют электроника. В свою очередь это позволяет вести экономный расход топлива и увеличить надежность двигателя.  Дизели, не имеющие свечей зажигания, являются одной из разновидностей двигателей внутреннего сгорания. В них воспламенение топлива осуществляется за счет сжатия поршнем в цилиндре топливной смеси. Чтобы запустить такой двигатель следует прокрутить его. Это достигается использованием бензинового или электрического стартера.  Также, одним из преимуществ дизельного двигателя является его «не переборчивость» к топливу. Он может работать даже на очень некачественной солярке, а иногда и на другом виде топлива (например керосине), но при этом двигатель должен быть разогретым, иначе о заглохнет.

Его основным минусом является сложность в настройке и регулировке форсунок, впрыскивающих топливо, а также высокая температура замерзания самого топлива, которое может застыть при -10.

Подписывайтесь на наши группы в социальных сетях - смешные статьи, картинки и факты!