Автопортал || Авто - статьи

Сельскохозяйственная техника
Чтение RSS

Загальний пристрій двигуна внутрішнього згоряння.

  1. Кривошипно-шатунний механізм двигуна
  2. Газорозподільний механізм двигуна
  3. Система харчування двигуна
  4. Система запалювання
  5. Система пуску двигуна
  6. Система охолодження двигуна
  7. Система змащення двигуна

Аналіз розвитку енергетичних установок для автомобільного транспорту показує, що в даний час двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) є основним силовим агрегатом, і його подальше вдосконалення має великі перспективи.

Автомобільний поршневий двигун внутрішнього згоряння являє собою комплекс механізмів і систем, що служать для перетворення теплової енергії згорає в циліндрах палива в механічну роботу.

Основу механічної частини будь-якого поршневого двигуна складають кривошипно-шатунний механізм (КШМ) і газорозподільний механізм (ГРМ).
Крім того, теплові двигуни оснащені спеціальними системами, кожна з яких виконує певні функції щодо забезпечення безперебійної роботи двигуна.
До таких систем відносяться:

  • система харчування;
  • система запалювання (в двигунах з примусовим займанням робочої суміші);
  • система пуску;
  • система охолодження;
  • система мастила (мастильна система).

Кожна з перерахованих систем складається з окремих механізмів, вузлів і пристроїв, а також включає спеціальні комунікації (трубопроводи або електропроводу).

***

Кривошипно-шатунний механізм двигуна

Кривошипно-шатунний механізм (КШМ) двигуна перетворює зворотно-поступальний рух поршня в обертальний рух колінчастого вала. Очевидно, що передавати обертальний рух між окремими механізмами, агрегатами і вузлами автомобіля значно простіше, ніж циклічне поступальний рух, яке описує поршень, переміщаючись в циліндрі.
Крім того, кінцева ланка трансмісії автомобіля - його колеса - переміщують автомобіль за допомогою обертання, тому призначення КШМ цілком зрозуміло.
Можна припустити, що для транспортного засобу, що переміщається по дорозі за допомогою, наприклад, крокуючих пристроїв або циклічних рушіїв, перетворення поступального руху в обертальний не є обов'язковим. Але автомобіль - колісний транспортний засіб (за визначенням), що обумовлює присутність кривошипно-шатунного механізму в конструкції автомобільного двигуна.

***

Газорозподільний механізм двигуна

Газорозподільний механізм (ГРМ) забезпечує надходження в циліндри двигуна заряду робочої суміші (в двигунах із зовнішнім сумішоутворенням) або повітря (в двигунах з внутрішнім сумішоутворенням), а також для видалення (випуску) відпрацьованих газів і продуктів згоряння палива.
При цьому газорозподільний механізм повинен забезпечувати обмін газів в циліндрах в строго певний час, відповідно тактам роботи двигуна, і в необхідній кількості, що забезпечує якісний склад робочої суміші для повного згоряння палива і отримання максимального ефекту від виділеної при цьому теплоти.

***

Система харчування двигуна

В циліндрах автомобільного двигуна згорає суміш повітря (точніше - кисню, що міститься в повітрі) і пального, в якості якого найчастіше використовуються дизельне паливо (солярка), газове паливо, або бензин. Система харчування призначена для подачі палива і повітря в циліндри двигуна в потрібній кількості і певних пропорціях.
Розрізняють два основних типи систем живлення двигунів: системи з зовнішнім сумішоутворенням, в яких повітря і паливо змішуються поза циліндра двигуна, а також з внутрішнім сумішоутворенням, в яких паливо і повітря подаються в циліндри окремо і змішуються усередині циліндра.

До першого типу можна віднести системи харчування, оснащені спеціальним пристроєм змішувача - карбюратором , Що забезпечує розпил палива в повітряному струмені і перемішування компонентів суміші, яка потім надходить в циліндри двигуна. До двигунів із зовнішнім сумішоутворенням відносяться деякі типи двигунів з уприскуванням бензину (інжекторні двигуни з центральним або розподіленим уприскуванням у впускний колектор), а також багато типів газових двигунів.

До другого типу відносяться дизельні і інжекторні системи харчування з безпосереднім уприскуванням, що забезпечують наповнення циліндрів двигуна атмосферним повітрям з наступним уприскуванням палива за допомогою спеціальних пристроїв безпосередньо в камеру згоряння, де і відбувається змішування палива з киснем повітря. При цьому займання суміші в дизельних двигунах здійснюється за допомогою сильного стиснення самозаймання, а в інжекторних - примусово, від іскри.
Деякі типи газових двигунів теж використовують внутрішнє сумішоутворення.

***

Система запалювання

Призначення цієї системи - примусове займання робочої суміші в бензинових і газових двигунах. Дизельні двигуни не потребують системи запалювання - запалення робочої суміші в них здійснюється завдяки високому ступеню стиснення повітря в циліндрах, який в буквальному сенсі стає розпеченим.

У сучасних двигунах найчастіше використовується займання суміші іскровим електричним розрядом, однак, це - не єдине можливе технічне рішення - так, наприклад, в конструкціях перших теплових двигунів внутрішнього згоряння застосовувалися запальні трубки, воспламеняющие робочу суміш горючою речовиною.
Можливі й інші способи підпалювання суміші, однак, найбільш зручною для практичного застосування в даний час вважається електроїськровая система запалювання.

***


Система пуску двигуна

Система пуску забезпечує обертання колінчастого вала двигуна при його запуску. Це необхідно для початку функціонування механізмів і систем, що забезпечують роботу двигуна - кривошипно-шатунного і газорозподільного механізмів, систем живлення і запалювання.

Для запуску сучасних автомобільних двигунів найчастіше застосовуються системи пуску за допомогою приводу від спеціального електричного двигуна - стартера. Цей спосіб запуску двигуна внутрішнього згоряння є зручним, надійним і легко здійсненним. Однак, існують і інші технічні рішення цього завдання, наприклад, за допомогою пневматичного мотора, що працює на запасі стисненого повітря в ресіверах (спеціальних балонах) автомобіля або отриманого від невеликого компресора з електроприводом.

Найпростіша система пуску двигуна - заводна рукоятка, за допомогою якої водій (або його помічник) провертають колінчастий вал, забезпечуючи тим самим початок роботи механізмів і систем двигуна. В недалекому минулому заводна рукоятка була неодмінною приналежністю, яку водій брав з собою в дорогу. Однак, при безсумнівною простоті цього «пристрою», комфорту і зручності використання автомобіля такий метод пуску двигуна не додає, тому в кабіні сучасного автомобіля заводну рукоятку (або, як її називали в жарт водії - «кривий стартер») ви знайдете навряд чи.
Крім того, за допомогою ручного пуску складно запустити дизель - не дозволяє висока ступінь стиснення і ймовірність травмування водія при запуску.

***

Система охолодження двигуна

Як і випливає з назви, ця система призначена для підтримки балансу температури працюючого двигуна. Спалювання робочої суміші в циліндрах супроводжується сильним нагріванням вузлів і деталей двигуна, які потребують постійного охолодження, щоб уникнути перебоїв в роботі і поломок, обумовлених, наприклад, температурними розширеннями металу або навіть прогоранням деталей і елементів конструкцій.
Найбільш поширені два типи систем охолодження, що застосовуються в автомобільних двигунах - рідинна і повітряна; про принципи їх дії можна здогадатися з назви.

З теплотехніки відомо, що для ефективного охолодження двигуна необхідний теплообмінник, який має велику площу поверхні для передачі тепла. У двигунах з рідинним охолодженням в якості такого теплообмінника використовується радіатор, що складається з великої кількості трубок, крізь які переміщається нагріта рідина, віддаючи тепло стінок. Сумарна площа поверхні трубок в радіаторі дуже велика, а ефективність відведення тепла підвищується спеціальним вентилятором, встановленим поруч з радіатором.

У двигунах з повітряним охолодженням для цих цілей застосовують ребра поверхонь найбільш нагріваються деталей (циліндрів і їх головок), в результаті чого площа теплообміну значно збільшується.
Повітряні системи охолодження на сучасних швидкохідних двигунах застосовуються рідко через низьку ефективність (в порівнянні з рідинною системою охолодження). Найчастіше охолодження повітрям використовують в низькими обертами, мотоциклетних або невеликих двигунах внутрішнього згоряння, не призначених для виконання важкої механічної роботи, а також для роботи в умовах гарного обдування (літакові ДВС).

***

Система змащення двигуна

Система змащення призначена для зменшення втрат механічної енергії на подолання сил тертя, що виникають між сполучаються рухливими деталями в кривошипно-шатунного і газорозподільному механізмах.
Крім того, змазування деталей сприяє зменшенню їх зносу і часткового охолодження.

Найчастіше в конструкції автомобільних двигунів застосовується мастило деталей під тиском, коли з окремого резервуара масло подається по трубопроводах і каналах за допомогою насоса до деталей, які потребують мастилі.
Деякі деталі механізмів змащуються завдяки розбризкуванню олії або за допомогою періодичного занурення в масляну ванну.

***

Представлений нижче відеоролик допоможе краще зрозуміти загальне пристрій поршневого двигуна внутрішнього згоряння.

***

Кривошипно-шатунний механізм