Автопортал || Авто - статьи

Сельскохозяйственная техника
Чтение RSS

Двигун внутрішнього згоряння: пристрій, принцип роботи

  1. Як влаштований ДВС
  2. КШМ - кривошипно-шатунний механізм
  3. Система охолодження двигуна
  4. Система змащення ДВС
  5. Система харчування
  6. система випуску

Сучасний двигун внутрішнього згоряння далеко пішов від своїх прабатьків. Він став більший, потужніший, екологічніше, але при цьому принцип роботи, пристрій двигуна автомобіля, а також основні його елементи залишилися незмінними.

Двигуни внутрішнього згоряння, масово застосовуються на автомобілях, відносяться до типу поршневих. Назву свою цей тип ДВС отримав завдяки принципу роботи. Усередині двигуна знаходиться робоча камера, яка називається циліндром. У ній згорає робоча суміш. При згорянні суміші палива і повітря в камері збільшується тиск, а й приймати поршень. Переміщаючись, поршень перетворює отриману енергію в механічну роботу.

Як влаштований ДВС

Перші поршневі мотори мали лише один циліндр невеликого діаметра. В процесі розвитку для збільшення потужності спочатку збільшували діаметр циліндра, а потім і їх кількість. Поступово двигуни внутрішнього згоряння постали у звичному нам вид. Мотор сучасного автомобіля може мати до 12 циліндрів.

Сучасний ДВС складається з декількох механізмів і допоміжних систем, які для зручності сприйняття групують таким чином:

  1. КШМ - кривошипно-шатунний механізм.
  2. ГРМ - механізм регулювання фаз газорозподілу.
  3. Система змазки.
  4. Система охолодження.
  5. Система подачі палива.
  6. Вихлопна система.

Вихлопна система

Також до систем ДВС відносяться електричні системи пуску і управління двигуном.

КШМ - кривошипно-шатунний механізм

КШМ - основний механізм поршневого двигуна. Він виконує головну роботу - перетворює теплову енергію в механічну. Складається механізм з наступних частин:

  • Блок циліндрів.
  • Головка блоку циліндрів.
  • Поршні з пальцями, кільцями і шатунами.
  • Колінчастий вал з маховиком.

ГРМ - газорозподільний механізм

Щоб в циліндр надходило потрібну кількість палива і повітря, а продукти згоряння вчасно віддалялися з робочої камери, в ДВС передбачений механізм, званий газорозподільним. Він відповідає за відкриття і закриття впускних і випускних клапанів, через які в циліндри надходить паливо-повітряна горюча суміш і видаляються вихлопні гази. До деталей ГРМ відносяться:

  • Розподільний вал.
  • Впускні і випускні клапани з пружинами і направляючими втулками.
  • Деталі приводу клапанів.
  • Елементи приводу ГРМ.

ГРМ приводиться від колінчастого вала двигуна автомобіля. За допомогою ланцюга або ременя обертання передається на розподільний вал, який за допомогою кулачків або коромисел через штовхачі натискає на впускний або випускний клапан і по черзі відкриває і закриває їх

Залежно від конструкції і кількості клапанів на двигун може бути встановлений один або два розподільних вала на кожен ряд циліндрів. При двохвальною системі кожен вал відповідає за роботу свого ряду клапанів - впускних або випускних. Одновальна конструкція має англійську назву SOHC (Single OverHead Camshaft). Систему з двома валами називають DOHC (Double Overhead Camshaft). Залежно від конструкції і кількості клапанів на двигун може бути встановлений один або два розподільних вала на кожен ряд циліндрів

Система охолодження двигуна

Під час роботи мотора його деталі стикаються з розпеченими газами, які утворюються при згорянні паливо-повітряної суміші. Щоб деталі двигуна внутрішнього згоряння не руйнувалися через надмірне розширення при нагріванні, їх необхідно охолоджувати. Охолодити мотор автомобіля можна за допомогою повітря або рідини. Сучасні мотори мають, як правило, рідинну схему охолодження, яку утворюють такі частини:

  • Сорочка охолодження двигуна
  • Насос (помпа)
  • термостат
  • радіатор
  • вентилятор
  • Розширювальний бачок

Сорочку охолодження двигунів внутрішнього згоряння утворюють порожнини всередині БЦ і ГБЦ, по яких циркулює охолоджуюча рідина. Вона відбирає надлишкове тепло у деталей двигуна і відносить його до радіатора. Циркуляцію забезпечує насос, привід якого здійснюється за допомогою ременя від колінчастого вала.

Термостат забезпечує необхідний температурний режим двигуна автомобіля, перенаправляючи потік рідини в радіатор або в обхід нього. Радіатор, в свою чергу, покликаний охолоджувати нагріту рідину. Вентилятор підсилює потік, що набігає повітря, тим самим збільшуючи ефективність охолодження. Розширювальний бачок необхідний сучасним моторам, так як застосовуються охолоджуючі рідини сильно розширюються при нагріванні і вимагають додаткового обсягу.

Розширювальний бачок необхідний сучасним моторам, так як застосовуються охолоджуючі рідини сильно розширюються при нагріванні і вимагають додаткового обсягу

Система змащення ДВС

У будь-якому моторі є безліч деталей, що труться, які необхідно постійно змащувати, щоб зменшити втрати потужності на тертя і уникнути підвищеного зносу і заклинювання. Для цього існує система мастила. Попутно з її допомогою вирішується ще кілька завдань: захист деталей двигуна внутрішнього згоряння від корозії, додаткове охолодження деталей двигуна, а також видалення продуктів зносу з місць зіткнення труться. Систему мастила двигуна автомобіля утворюють: У будь-якому моторі є безліч деталей, що труться, які необхідно постійно змащувати, щоб зменшити втрати потужності на тертя і уникнути підвищеного зносу і заклинювання

  • Масляний картер (піддон).
  • Насос подачі масла.
  • Масляний фільтр з редукційним клапаном .
  • Мастилопроводи.
  • Масляний щуп (індикатор рівня масла).
  • Покажчик тиску в системі.
  • Маслоналивная горловина.

Насос забирає масло з масляного картера і подає його в мастилопроводи і канали, розташовані в БЦ і ГБЦ. За ним масло надходить в місця зіткнення, що труться.

Система харчування

Система подачі для двигунів внутрішнього згоряння із запалюванням від іскри та від стиснення відрізняються один від одного, хоча і мають ряд загальних елементів. Спільними є:

  • Паливний бак.
  • Датчик рівня палива.
  • Фільтри очищення палива - грубої і тонкої.
  • Паливні трубопроводи.
  • Впускний колектор.
  • Повітряні патрубки.
  • Повітряний фільтр.

В обох системах є паливні насоси, паливні рампи, форсунки подачі палива, але в силу різних фізичних властивостей бензину і дизельного палива конструкція їх має суттєві відмінності. Сам принцип подачі однаковий: паливо з бака за допомогою насоса через фільтри подається в паливну рампу, з якої потрапляє в форсунки. Але якщо в більшості бензинових двигунів внутрішнього згоряння форсунки подають його у впускний колектор двигуна автомобіля, то в дизельних воно подається безпосередньо в циліндр, і вже там змішується з повітрям. Деталі, які забезпечують очистку повітря і надходження його циліндри - повітряний фільтр і патрубки - теж відносяться до паливної системи. В обох системах є паливні насоси, паливні рампи, форсунки подачі палива, але в силу різних фізичних властивостей бензину і дизельного палива конструкція їх має суттєві відмінності

система випуску

Система випуску призначена для відводу відпрацьованих газів з циліндрів двигуна автомобіля. Основні деталі, її складові:

  • Випускний колектор.
  • Приймальна труба глушника.
  • Резонатор.
  • Глушник.
  • Вихлопна труба.

У сучасних двигунах внутрішнього згоряння вихлопна конструкція доповнена пристроями нейтралізації шкідливих викидів. Вона складається з каталітичного нейтралізатора і датчиків, сполучених з блоком управління двигуном. Вихлопні гази з випускного колектора через приймальню трубу потрапляють в каталітичний нейтралізатор, потім через резонатор в глушник. Далі через вихлопну трубу вони викидаються в атмосферу. У сучасних двигунах внутрішнього згоряння вихлопна конструкція доповнена пристроями нейтралізації шкідливих викидів

На закінчення необхідно згадати системи пуску і управління двигуном автомобіля. Вони є важливою частиною двигуна, але їх необхідно розглядати разом з електричною системою автомобіля, що виходить за рамки цієї статті, що розглядає внутрішній устрій двигуна.