Пристрій двигуна

1. Загальна будова двигуна, Двигун , Каталог деталі, Авто світ

04.08.2015

Каталог деталі

Пристрій автомобіля почнемо вивчати з головного агрегату двигуна, або мотора. Схематичний розріз двигуна можна подивитися на малюнку 2.

1. Загальна будова двигуна, Двигун , Каталог деталі, Авто світ

А тепер зупинимося трохи на основних принципах роботи автомобільного двигуна. На всіх автомобілях встановлені двигуни внутрішнього згоряння. Так вони називаються тому, що суміш бензину і повітря згорає всередині двигуна.

В основі роботи кожного двигуна внутрішнього згоряння лежить рух поршня в циліндрі під дією тиску газів, які утворюються при згорянні бензинової суміші, що іменується в подальшому робочої.

Саме по собі паливо не пально. Горять тільки його пари, перемішані з повітрям. Це і є «їжею» для автомобільного двигуна або, висловлюючись технічно грамотно, робочою сумішшю. Якщо підпалити цю суміш, то вона миттєво згоряє, багаторазово збільшуючись в обсязі. А якщо суміш помістити в замкнутий об’єм, а одну стінку зробити рухомий, то на цю стінку буде впливати величезний тиск, який буде рухати стінку.

1. Загальна будова двигуна, Двигун , Каталог деталі, Авто світ

Розглянемо схему одноциліндрового двигуна, зображену на малюнку. В автомобільному двигуні замкнутим об’ємом з міцним і стінками, про який ми говорили вище, є циліндр, а рухомою стінкою поршень. Поршень під дією тиску від згоряння робочої суміші переміщується вниз, тисне на шатун, який з’єднує його з колінчастим валом.

«Колінчастим» вал названий тому, що у нього є виступи «коліна». До цих племен і кріпиться шатун. Так як вісь кріплення шатуна розташовується на деякій відстані від осі колінчастого вала, виникає крутний момент, який повертає весь колінчастий вал.

За принципом приготування робочої суміші всі автомобільні двигуни поділяються на дві категорії: з зовнішнім сумішоутворенням, або карбюраторні, і з внутрішнім сумішоутворенням, або дизельні.

У карбюраторних двигунах повітря і пари палива змішуються в спеціальному пристрої — карбюраторі. звідти суміш поступає в циліндр, де запалюється свічкою запалення. У дизельних двигунах суміш «готується» безпосередньо в циліндрі, тому вони і називаються із внутрішнім сумішоутворенням. Через спеціальний пристрій форсунку. В циліндр під величезним тиском впорскується паливо, перемішується з попередніми повітрям і самозаймається від сильного стиснення. На відміну від карбюратора на освіту суміші залишається мало часу, тому не встигає відбутися хороше перемішування, і горіння виходить нерівномірним. Звідси голосно «гарчать» двигуни вантажівок. Цей шум в основному і відбувається від нерівномірного згоряння робочої суміші.

Як видно зі схеми, в циліндрі, крім рухомого поршня, є два отвори, які закриваються спеціальними тарілочками на довгих ніжках клапанами, і пристрій для запалювання робочої суміші — свічка. Назва «свічка» відноситься до невеликої деталі з металу і термостійкої кераміки. В свічці утворюється електрична іскра, яка і підпалює суміш в циліндрі. А докладніше на конструкції свічок ми зупинимося пізніше, коли будемо розглядати систему запалювання. Впускні і випускні канали, а також свічка запалювання необхідні для нормальної роботи двигуна.

За впускного каналу в циліндр надходить свіжа робоча суміш, яка підпалюється свічкою. А через випускний канал відводяться утворюються після згоряння суміші гази. При цьому в кожному окремому випадку поршень здійснює певне переміщення в циліндрі. Це носить назву «такт двигуна». Тактів в автомобільному двигуні чотири. Звідси й назва «чотиритактний двигун».

1. Загальна будова двигуна, Двигун , Каталог деталі, Авто світ
Тепер докладніше розглянемо всі такти, так як це дуже важливо для подальшого розуміння тобою процесу роботи автомобільного двигуна. Спочатку поясню ряд понять, без яких неможливе наше подальше знайомство з двигуном. Розглянемо малюнок 4.

Саме верхнє і саме нижнє положення поршня в циліндрі двигуна називаються «мертвими точками». Їх дві верхня мертва точка (ВМТ) і нижня мертва точка (НМТ). Простір, яке обмежене поршнем і стінками циліндра, коли поршень знаходиться у верхньому положенні, називається камерою згоряння. При русі від свого найвищого до найнижчого положення поршень проходить відстань, зване ходом поршня. Якщо помножити це відстань на площу поршня, то отримаємо робочий об’єм циліндра. Сума робочого об’єму циліндра і обсягу камери згоряння називається повним об’ємом циліндра.

Якщо повний обсяг циліндра розділити на об’єм камери згоряння, то отримаємо дуже важливу характеристику — ступінь стискування двигуна. Вона показує, у скільки разів зменшується, стискаючись в обсязі, робоча суміш перед тим, як зайнятися. Це дуже важливо. У двигуні чим сильніше ми стиснемо робочу суміш, тим з більшою силою вона тисне на поршень після займання і тим більшу потужність розвине двигун.

Але нескінченно стискати суміш не можна. Чим більше ми стискаємо суміш, тим вище ймовірність вибуху суміші в циліндрі при займанні свічкою. Це явище носить назву детонації. Детонація дуже шкідлива для двигуна. Вона його швидко руйнує. Щоб її уникнути, у сучасних двигунів з високим ступенем стиснення застосовують високоякісні або високооктанові сорти бензину. Цифри і букви, які можна бачити на бензоколонках, якраз і позначають стійкість палива проти детонації Літера «А» це те, що бензин автомобільний, а цифра октанове число.

Октанове число умовна одиниця, яка позначає стійкість палива до сильного стиску. Чим більше число, тим сильніше можна стиснути суміш палива з повітрям. Значить, цей бензин можна застосовувати в двигунах з більшою ступенем стиснення.

А тепер розглянемо наступну схему (малюнок 5).

1. Загальна будова двигуна, Двигун , Каталог деталі, Авто світ

На ній зображені чотири різних моменту роботи циліндра, або, як ми вже говорили, такту.

Ще раз зазначу, що тактів чотири, і разом вони складають робочий цикл кожного циліндра двигуна внутрішнього згоряння Тому він і називається чотиритактним.

Є, правда, ще і двотактні двигуни внутрішнього згоряння, але на них ми зупинятися не будемо, так як вони застосовуються в основному на мотоциклах.

Перший такт носить назву такту впуску. До початку цього такту, як і всього робочого циклу, поршень знаходиться у верхньому положенні (ВМТ). Впускний і випускний канали закриті. З початком просування поршня вниз, до нижнього положення (НМТ), відкривається впускний клапан, і в циліндр, під дією розрідження, создаваемо го поршнем, за впускного каналу надходить робоча суміш. По мірі наближення поршня до НМТ канал поступово перекривається і повністю закритий, коли поршень перебуває у НМТ. Протягом всього цього такту циліндр наповнюється робочою сумішшю, яка, як ми зазначили вище, є «їжею» для двигуна.

Отже, циліндр, заповнений робочою сумішшю. Тепер треба її стиснути. Для цього і існує другий такт — такт стиснення. Обидва клапани закриті, і поршень при русі від НМТ до ВМТ починає стискати, як пружину, робочу суміш. При досягненні поршнем ВМТ вся робоча суміш стиснута і перебуває в камері згоряння.

Тепер суміш потрібно підпалити. Цим і займається наступний, третій такт — такт робочого ходу. Обидва канали раніше закриті, а стиснена суміш підпалюється іскрою, створюваної свічкою запалення. Суміш швидко запалюється і з величезною силою тисне на поршень, який переміщується вниз, до НМТ. Віддавши при розширенні свою енергію, суміш згоряє і перетворюється в відпрацьовані гази, які заповнюють тепер весь об’єм циліндра.

Під час останнього, четвертого такту відбувається очищення циліндра від відпрацьованих газів і підготовка його до прийому нової чистої робочої суміші. Цей такт так і називається — такт випуску. По мірі підйому поршня від НМТ відкривається випускний канал, і поршень, як з насоса, видавлює відпрацьовані гази з циліндра через випускний отвір. Випускний клапан закривається по мірі наближення поршня до ВМТ і повністю закритий, коли поршень досяг ВМТ

Так закінчується повний робочий цикл двигуна. За тактом випуску слід такт впуску, і все повторюється знову.

Повернемося до тактів і робочого циклу двигуна. Тільки один такт з чотирьох дає двигуну необхідну для роботи енергію. Ти, напевно, вже здогадався, що це робочий хід. Всі інші три такту є підготовчими або, як їх називають, «холостими». Вони, як дбайливі няньки наповнюють циліндр сумішшю, стискають її, очищають циліндр. І все це для Того, щоб під час робочого ходу отримати якомога більше енергії.

Але якщо чотиритактний двигун буде складатися з одного циліндра, то на ньому далеко не заїдеш. Для додання працездатності на колінчастому валу двигуна розташовується маховик. Це дуже масивне колесо, яке отримує енергію для обертання при робочому ході поршня. Потім, обертаючись, вона переміщує поршень при холостих ходах. Але і цієї енергії недостатньо, і двигун працює нечітко, з перебоями. Для того, щоб отримати відмінно працюючий двигун, збільшують кількість циліндрів.

У сучасних автомобільних двигунах кількість циліндрів може бути чотири, вісім і навіть дванадцять. А щоб було зрозуміло, для чого так роблять, розглянемо просту діаграму (рисунок 6).

1. Загальна будова двигуна, Двигун , Каталог деталі, Авто світ

З цієї таблиці добре видно порядок роботи чотирициліндрового чотиритактного двигуна внутрішнього згоряння. У верхній горизонтальній рядку написані номери циліндрів з першого по четвертий. А у вертикальних стовпцях виписані такти, які відбуваються в кожному циліндрі. Це робочий хід, випуск, впуск, стискання.

Ми маємо як би чотири одноциліндрових двигуна, поршні яких обертають один колінчастий вал. Тільки такт робочого ходу надає двигуну необхідну енергію. Клітинки з цим тактом позначені червоним кольором. Вийшла цікава картина: як тільки закінчився робочий хід в першому циліндрі, починається той же такт у другому, потім у четвертому і, нарешті, в третьому. Потім все повторюється спочатку.

Виходить, що кожний поршень, віддавши свою енергію колінчастого валу, як би «передає естафету іншому. Так що на вал двигуна постійно надходить необхідна для обертання енергія. Циліндри, як дружні брати, допомагають один одному подолати холості, підготовчі такти. Послідовність чергування робочих тактів в циліндрах носить назву порядку роботи двигуна. Так, в нашому випадку це 1-2-4-3. Чим більше циліндрів в двигуні, тим стабільніший потік енергії, повідомлюваний колінчастого валу, тим рівномірніше обертання вала й стійкіше працює двигун автомобіля. Але, правда, і тим складніше пристрій двигуна.

Кілька слів скажемо про дизельному двигуні. В принципі в його циклі присутні ті ж такти, що і в карбюраторному, але з невеликими змінами.

В такті впуску в циліндр надходить не робоча суміш, а чисте повітря, і стискається в такті стиску. А після стиснення відбувається не займання суміші іскрою, а впорскування в циліндр палива під великим тиском. Для цього замість свічки запалювання форсунка встановлюється. Це ніби маленький насос. Відбувається перемішування палива з повітрям і миттєве займання отриманої суміші. Потім відбувається робочий хід.

А тепер, отримавши знання з теорії роботи двигуна, переходимо до його пристрою.

Всі автомобільні двигуни складаються з двох механізмів і чотирьох систем: кривошипно-шатунного механізму, газорозподільного механізму, системи живлення, системи запалювання, системи мастила і системи охолодження.

Короткий опис статті: пристрій двигуна

Джерело: 1. Загальна будова двигуна — Двигун — Каталог деталі — Авто світ

Також ви можете прочитати