Как работает автомобиль: 3D анимация и примеры

Как работает автомобиль: конструкция и примеры

Если задать вопрос, как работает автомобиль, знающему автомобилисту, он от вас отмахнется. Этот жест будет говорить о том, что не стоит новичку или чайнику заниматься сложными вещами. Но на практике люди, имеющие общие представления об автомобилях, могут стать неплохими автомеханиками. Итак, знания, как работает ваш автомобиль, могут понадобиться для самостоятельного ремонта, тюнинга или сборки машины DIY и просто для общего развития.

Чтобы описание было более понятным, предлагаем вам посмотреть видео в 3D, которое поможет освоить сложный материал. Начнем повествование с того, что современная конструкция легкового транспортного средства и, как принято говорить, архитектура, формировалась постепенно. Первый автомобиль был сделан Карлом Бенцем из велосипедной рамы и самостоятельно сконструированного двигателя внутреннего сгорания или ДВС.

Бензин использовался для заправки, так как он был дешевым и доступным топливом, продававшимся в аптеках. Когда супруге Бенца понадобилась дозаправка в ее знаменитой поездке, она искала именно аптекаря.

Общий принцип работы ДВС состоит в преобразовании энергии при сгорании топлива в механическую, это осуществляется с помощью передачи. В современном понимании устройство называется коробкой передач или трансмиссией.

Общее строение и конструкция автомобиля

Конструкция автомобиля довольно проста, но усложняется в результате развития и эволюции различных механизмов. Она сводится к работе:

• двигателя;
• трансмиссии;
• ходовой части;
• системы управления.

Ходовая часть может рассматриваться как отдельный механизм, дополняющийся несущей конструкцией и кузовом. На практике она отличается еще и системой привода:

• переднеприводной, когда ведущими являются передние колеса – наиболее распространенная версия;
• заднеприводной, с ведущими задними колесами – с повышенной тягловой силой;
• полноприводной – со всеми управляемыми колесами. Причем на некоторых новых престижных автомобилях трансмиссия соединена еще с дополнительными двигателями для каждого колеса. Например, как у гиперкаров

Трансмиссия представляет собой механизм преобразования энергии ДВС в механическую передачу. Она реализована по многоступенчатому принципу, поэтому в рекламе автомобилей часто можно услышать, что установлена 8-ми или 10-ступенчатая коробка передач. Этот узел может быть, в свою очередь, механическим (МКПП), переключаемым водителем, гибридным (довольно редкая версия) и автоматическим (АКПП).

Под системой управления автомобилем понимается именно рулевое управление, а не дополнительное бортовое оборудование. В него входит гидроусилитель руля, система ABS и тормозная система. К бортовому оборудованию относятся подсистемы двигателя, электрооборудование и бортовая электроника, а также климат-контроль.

То, что мы только что описали, также часто называют компоновкой автомобиля. Об этом есть отдельная статья в Wikipediа – Компоновка легкового автомобиля.

Кузов, шасси, монокок и платформа

Автомобиль состоит из несущей системы шасси и кузова. В современных автомобилях кузов совмещен с шасси и является несущим. Он может иметь два вида конструкции:

• рамную;
• безрамную.

Несмотря на то, что шасси – это несущая рама, к которой прикреплены основные узлы любого транспортного средства, существуют вариации в трактовке термина. В современном понимании шасси представляет собой комплект агрегатов в сборе, состоящий из трансмиссии, ходовой части и управления.

Конструкция кузова автомобиля

Причем такое понимание несущей конструкции закрепилось еще с начала XX века. Когда Энцо Феррари приобрел шасси Lancia для гонок, он на самом деле купить ходовую часть с коробкой передач и рулевым управлением.

Шасси автомобиля BMW 3-Series

В понимании же обычных автомобилистов и автомехаников под несущей конструкцией автомобиля больше понимается «ходовая» с рамой. И когда покупается поддержанный автомобиль, уточняется, в каком она состоянии. В данном случае больше подразумевается сохранение несущих характеристик и жесткость конструкции. В частности, не повреждена ли несущая рама ржавчиной или при других событиях (ДТП).

Платформа

Несущую часть кузова также можно назвать платформой. Этот термин применяется автомобильными компаниями и часто упоминается в рекламе. При этом платформа считается более широким понятием, чем шасси, включающим совокупность основных компонентов, типовые конструктивные элементы и… оборудование. Платформа основана на комплексном технологическом решении. Но в узком понимании – это шасси, но в более сложном конструктивном и техническом исполнении.

Платформа гиперкара Project One Mercedes-Benz Пример модульной платформу EV-автомобиля Mercedes-Benz

Монокок

В современных автомобилях кузов является самонесущей конструкцией, это делает его похожим на другое конструктивное решение – монокок. Он представляет собой пространственную конструкцию, в которой оболочка является единственным и основным несущим элементом.

Монокок Гордана Мюррея, создателя McLaren F1

Подобное решение было применено MCLaren в гоночном автомобиле Формулы 1 и впоследствии стало классическим кузовной конструкцией для спортивных автомобилей. Очевидно, что идея заимствована из авиастроения. Это неудивительно, так как многие компании начинали или взаимодействовали с этой сферой деятельности. Подобный опыт имеет BMW, Nissan и ряд других компаний.

Многоколесные автомобили

Обсуждая ходовую и шасси, стоит затронуть и количество колес. Обычно речь идет о 4 колесах, но есть версии автомобилей с 6 и 8 колесами. Некоторые экспериментальные модели имели ромбовидное расположение ходовой, но они оказались непригодными для массового использования. Тем не менее, в странах Азии можно встретить трехколесные автомобили. Lit Motors разработала сбалансированный двухколесный автомобиль.

Двигатель

Двигатель располагается обычно в моторном отсеке, который находится в передней части автомобиля. Это общепринятая компоновка, но не единственно-возможный вариант. Например, среднее размещение двигателя характерно для Porsche, такое решение является уникальным для этой марки, а также у ряда спорткаров. Переднее размещение двигателя также различают по видам – продольное, как у Ferrari и Lamborghini, и поперечное, как у Honda NSX и Toyota MR2.

Автопроизводители за последнее столетие постоянно фантазировали. Некоторые решения стали общепринятыми, некоторые из них заимствованы у других транспортных средств. Например, переднее расположение двигателя соответствует капотной компоновке – в ней моторный отсек находится перед водителем. Есть и полукапотная компоновка. Это характерно, например, для городских автобусов и автомобиля ВАЗ «Буханка», но не только.

Капотная компоновка

Полукапотная компоновка используется во многих легковых автомобилях с панорамным обзором. Стекло и капот в таких автомобилях сильно наклонены, поэтому складывается впечатление однообъемной компоновки, хотя двигатель имеет традиционное переднее размещение. В продаже, в частности, в минивэнах, можно встретить вагонную и бескапотную.

Электрокар Nissan Leaf – полукапотная компоновка

В современных транспортных средствам могут использоваться разные двигатели. Самые распространенные: ДВС, работающие на бензиновом и дизельном топливе. Однако, это не панацея. Двигатель может работать на газе, с помощью паровой турбины, ртути и даже на дровах (имеется в виду на угарном газе, выделяющемся при сжигании натурального топлива). В последнее время получили распространение гибридные и электродвигатели.

Двигатель в зависимости от выбранного вида топлива может иметь разную и, что самое главное, сложную конструкцию. К моторному агрегату ДВС также относится топливная система, охлаждение, выхлопная система, а также ряд подсистем. По конструкции двигатель ДВС связывают с трансмиссией с помощью маховика, а трансмиссия управляет ведущими колесами автомобиля по соответствующему приводу.

Трансмиссия

Трансмиссия – это особый узел механического оборудования автомобиля, который может иметь уникальную конструкцию, разработанную производителем. Она управляет крутящим моментом и передает механическую работу на ходовую с помощью маховика двигателя.

В общем случае, как уже говорилось, различается механическая и автоматическая коробка передач. Не так давно МКПП предпочиталась водителями, имеющими большой опыт вождения, она присутствует на дорогих и дешевых автомобилях. Механическая коробка более адаптирована к экстремальному вождению.

АКПП была уделом новичков – передачи такая трансмиссия переключает самостоятельно. Однако за последние годы границы, связанные с автовождением, стерлись. Это связано с переходом на новую модель управления автомобилем и внедрением функций автоматического вождения. Практически все трансмиссии в новых моделях автоматические, но некоторые производители оставляют возможность переключаться на МКПП.

Если в понимании многих автомобилистов, трансмиссия – это и есть коробка передач, на практике это не так. Коробка – это часть механизмов трансмиссии, при МКПП дополнена сцеплением, главной передачей, дифференциалом и полуосями. Когда речь идет об этом, обычно имеется в виду дополнительная дифференциальная передача. В совокупности, двигатель и трансмиссия обеспечивают движение колес в зависимости от вида привода.

У заднеприводных автомобилей главная передача и дифференциал выводятся из корпуса трансмиссии и дополняются карданной передачей. У полноприводных транспортных средств устанавливается еще и раздаточная коробка.

Самая сложная трансмиссия у полноприводных автомобилей. Но такая конструкция улучшает управляемость и проходимость транспортного средства. Обычно полноприводные системы используются в SUV (кроссоверы, внедорожники) и в спорткарах. Каждому виду компоновки соответствуют разные трансмиссионные потери и разный КПД. Компоновки на эксклюзивных автомобилях могут меняться. Например, может отсутствовать распределительный вал, как у Koenigsegg, Spyker и Qoros.

Ходовая часть

Ходовая рассматривается как часть шасси и платформы, но в то же время это отдельный механизм, отвечающий за нормальное передвижение автомобиля. В частности, имеется в виду мягкий ход с минимальными вибрациями, ощущающимися в салоне.

В ходовую входят:

• колеса;
• подвеска.

В комплект колес входят:

• шины;
• диски;
• в отдельных случаях камеры.

• опоры колес;
• пружины;
• амортизаторы;
• направляющие колес;
• стабилизатор поперечной устойчивости;
• элементы крепления подвески к корпусу.

Подвеска имеет довольно сложную конструкцию. Особенности ее конструкции очень важны для каждого конкретного автомобиля, так как обеспечивает управляемость и плавность хода. Подвески могут иметь разную конструкцию. Очень популярна независимая передняя и задняя, соответствующая типу McPherson. Такую организацию подвески также называют качающейся свечой. Задняя подвеска часто делается полунезависимой с торсионной балкой.

Система управления автомобилем

Водитель может управлять описанными системами с помощью рулевой стойки. Это осуществляется с помощью рулевого управления, которое становится более непринужденным благодаря установленному гидроусилителю. К системе управления также относится тормозная система, которая в современных автомобилях дополняется подсистемами курсовой устойчивости.

Управление двигателем и трансмиссией представляют собой другую подсистему. Они не входят в систему управления, но тесно связаны с ней.

В общем случае, можно говорить, что управление автомобиля сводится к нескольким подсистемам:

• рулевому управлению – используется для изменения направления движения;
• тормозной системе – используется для остановки и замедления транспортного средства;
• управлению двигателем – изменению крутящего момента, управляющего трансмиссией;
• управлению трансмиссией, которая регулирует скорость, режим движения и другие задаваемые стилем вождения параметрами.

В современных транспортных средствах, поддерживающих некоторые уровни автономного вождения, все перечисленное управление контролируется электроникой.

Электрооборудование

Под понятием электрооборудования понимаются все узлы и механизмы, потребляющие электроэнергию. Это своеобразная кросс-система со сквозной функциональностью. Чтобы обеспечить нормальную передачу данных и энергообеспечение отдельные устройства подключают к CAN-шине. Но такое решение характерно только для эксклюзивных автомобилей.

• источниками;
• потребителями;
• проводники;
• вспомогательные устройства.

Источником электроэнергии выступает аккумулятор, который, в свою очередь, заряжается от двигателя ДВС. Аккумуляторы могут заряжаться напрямую от сети, это характерно для гибридных и EV-автомобилей. Они являются источником энергии и для двигателя. Также в системе могут присутствовать различные рекуператоры энергии. Например, у Koenigsegg, Magneti Marelli имеются системы рекуперации при торможении.

К вспомогательным устройствам относят реле и предохранители, препятствующие выходу из строя всей системы при замыканиях.

В итоге

В совокупности автомобиль представляет собой устройство, сочетающий различные преобразователи энергии в механическую работу, которая и приводит транспортное средство в движение. Более подробное разъяснение по работе узлов и механизмов позволит для себя разобраться не только в строении и ремонте, но и в создании собственных транспортных средств в результате проведения глубокого тюнинга. Это очень интересное хобби со впечатляющим результатом, стоит того, чтобы разобраться, как работает автомобиль.

Если вам нужны запчасти на автомобиль, независимо от марки или решения, обращайтесь в “Элит-Авто”, мы всегда подберем самое выгодное решение.

Строение двигателя автомобиля — как работает и из чего состоит?

Все мы передвигаемся на автомобилях совершенно разных марок и моделей. Но, немногие из нас даже задумываются над тем, как устроен двигатель нашего автомобиля. По большому счёту, знать на все 100% устройство двигателя автомобиля и не обязательно. Ведь мы все пользуемся, например, мобильными телефонами, но это не означает, что мы обязаны быть гениями радиоэлектроники. Есть кнопка «Вкл», нажал и говори. Но с автомобилем немного другая история.

Ведь неисправный телефон – это всего лишь отсутствие связи с друзьями. А неисправный двигатель автомобиля – это наша жизнь и здоровье. От правильного обслуживания двигателя автомобиля зависят многие моменты движения автомобиля вообще и безопасности людей в частности. Поэтому, скорее всего, будет правильно уделить десять минут, чтобы понять из чего состоит двигатель автомобиля и принцип работы двигателя.

Пара шагов в историю создания двигателя автомобиля

Мотор (двигатель) в переводе с латыни motor, значит – приводящий в движение. В современном понимании, двигатель – это устройство, которое преобразует какую-либо энергию в механическую. В автомобилестроение наиболее распространенными двигателями являются ДВС (двигатели внутреннего сгорания) различных типов. Годом рождения первого ДВС считается 1801 г. тогда француз Филипп Лебон запатентовал первый двигатель, работающий на светильном газе. Затем были Жан Этьен Ленуар и Август Отто. Именно Август Отто в 1877 г. получил патент на двигатель с четырёхтактным циклом работы. И до сегодняшнего дня работа двигателя автомобиля, в основе своей работает по этому принципу.

В 1872 г. американцем Брайтоном был представлен первый двигатель на жидком топливе – керосине. Попытка была неудачной. Керосин не хотел активно взрываться внутри цилиндров. А в 1882 г. появился двигатель Готлиба Даймлера, бензиновый и работоспособный.

А теперь давайте разберемся какие все таки бывают типы двигателя автомобиля и к какому типу, прежде всего, можно отнести ваш автомобиль.

Какой у вас тип двигателя автомобиля?

С учетом того, что наиболее массовым в автомобилестроении является ДВС, рассмотрим, какие же типы двигателей установлены на наших автомобилях. ДВС не является самым совершенным типом двигателя, но благодаря своей 100% автономности, именно он и применяется в большинстве современных авто. Традиционные типы двигателей автомобиля:

• Бензиновые двигатели. Делятся на инжекторные и карбюраторные. Существуют разные типы карбюраторов и системы впрыска. Вид топлива – бензин.
• Дизельные двигатели. Дизельное топливо попадает в цилиндры через форсунки. Преимуществом дизельных двигателей является то, что им не нужно электричество для работы. Только для запуска двигателя.
• Газовые двигатели. Топливом может служить, как сжиженные и сжатые природные газы, так и генераторные газы, полученные путем преобразования твердого топлива (уголь, дерево, торф) в газообразное.

Разбираем устройство и принцип работы двигателя автомобиля

Как работает двигатель автомобиля? При первом взгляде на разрез двигателя, несведущему человеку хочется убежать. Настолько всё кажется сложным и запутанным. На самом деле, при более глубоком изучении, строение двигателя автомобиля просто и понятно для того, чтобы знать принцип его работы. Знать, и при необходимости применять эти знания в жизни.

• Блок цилиндров – его можно назвать рамой или корпусом двигателя. Внутри блока устроена система каналов для смазки и охлаждения двигателя. Он служит основой для навесного оборудования: головка блока цилиндров, картер и т.д.
• Поршень – пустотелый металлический стакан. Верхняя часть поршня (юбка) имеет специальные канавки для поршневых колец.
• Поршневые кольца. Верхние кольца – компрессионные, для обеспечения высокой степени сжатия воздушно-топливной смеси (компрессия). Нижние кольца – маслосъёмные. Кольца выполняют две функции: обеспечивают герметичность камеры сгорания и играют роль уплотнителей для того, чтобы масло не попадало в камеру сгорания.
• Кривошипно-шатунный механизм. Передаёт возвратно-поступательную энергию движения поршня на коленвал.
• Принцип работы ДВС достаточно прост. Из форсунок топливо подается в камеру сгорания и обогащается там воздухом. Искра от свечи зажигания воспламеняет воздушно-топливную смесь и происходит взрыв. Образовавшиеся газы толкают поршень вниз, тем самым заставляя его передавать своё поступательное движение коленвалу. Коленвал, в свою очередь, передаёт вращательное движение трансмиссии. Далее система шестерён передаёт движение колесам.

А уже колеса автомобиля везут несущий кузов вместе с нами в том направлении, куда нам необходимо. Вот такой принцип работы двигателя, мы уверены, будет вам понятен. И вы будете знать, что ответить, когда в автосервисе недобросовестные работники скажут, что вам нужно поменять компрессию, но на складе осталась одна, и та — импортная. Удачи вам в понимании устройства и принципа работы двигателя автомобиля.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Изобретение двигателя внутреннего сгорания позволило человечеству в развитии шагнуть значительно вперед. Сейчас двигатели, которые используют для выполнения полезной работы энергию, выделяемую при сгорании топлива, используются во многих сферах деятельности человека. Но самое большее распространение эти двигатели получили в транспорте.

Все силовые установки состоят из механизмов, узлов и систем, которые взаимодействуя между собой, обеспечивают преобразование энергии, выделяемой при сгорании легковоспламеняемых продуктов во вращательное движение коленчатого вала. Именно это движение и является его полезной работой.

Чтобы было понятнее, следует разобраться с принципом работы силовой установки внутреннего сгорания.

Принцип работы

При сгорании горючей смеси, состоящей из легковоспламеняемых продуктов и воздуха, выделяется больше количество энергии. Причем в момент воспламенения смеси она значительно увеличивается в объеме, возрастает давление в эпицентре воспламенения, по сути, происходит маленький взрыв с высвобождением энергии. Этот процесс и взят за основу.

Если сгорание будет производиться в закрытом пространстве – возникающее при сгорании давление будет давить на стенки этого пространства. Если одну из стенок сделать подвижной, то давление, пытаясь увеличить объем замкнутого пространства, будет перемещать эту стенку. Если к этой стенке присоединить какой-нибудь шток, то она уже будет выполнять механическую работу – отодвигаясь, будет толкать этот шток. Соединив шток с кривошипом, при перемещении он заставит провернуться кривошип относительно своей оси.

В этом и заключается принцип работы силового агрегата с внутренним сгоранием – имеется закрытое пространство (гильза цилиндра) с одной подвижной стенкой (поршнем). Стенка штоком (шатуном) связана с кривошипом (коленчатым валом). Затем производится обратное действие – кривошип, делая полный оборот вокруг оси, толкает штоком стенку и так возвращается обратно.

Но это только принцип работы с пояснением на простых составляющих. На деле же процесс выглядит несколько сложнее, ведь надо же вначале обеспечить поступление смеси в цилиндр, сжать ее для лучшего воспламенения, а также вывести продукты горения. Эти действия получили название тактов.

Всего тактов 4:

• впуск (смесь поступает в цилиндр);
• сжатие (смесь сжимается за счет уменьшения объема внутри гильзы поршнем);
• рабочий ход (после воспламенения смесь из-за своего расширения толкает поршень вниз);
• выпуск (отведение продуктов горения из гильзы для подачи следующей порции смеси);

Такты поршневого двигателя

Из этого следует, что полезное действие имеет только рабочий ход, три других – подготовительные. Каждый такт сопровождается определенным перемещением поршня. При впуске и рабочем ходе он движется вниз, а при сжатии и выпуске – вверх. А поскольку поршень связан с коленчатым валом, то каждый такт соответствует определенному углу проворота вала вокруг оси.

Реализация тактов в двигателе делается двумя способами. Первый – с совмещением тактов. В таком моторе все такты выполняются за один полный проворот коленвала. То есть, пол-оборота колен. вала, при котором выполняется движение поршня вверх или вниз сопровождается двумя тактами. Эти двигатели получили название 2-тактных.

Второй способ – раздельные такты. Одно движение поршня сопровождается только одним тактом. В итоге, чтобы произошел полный цикл работы – требуется 2 оборота колен. вала вокруг оси. Такие двигатели получили обозначение 4-тактных.

Блок цилиндров

Теперь само устройство двигателя внутреннего сгорания. Основой любой установки является блок цилиндров. В нем и на нем располагаются все составные.

Конструктивные особенности блока зависят от некоторых условий – количества цилиндров, их расположения, способа охлаждения. Количество цилиндров, которые объедены в одном блоке, может варьироваться от 1 до 16. Причем блоки с нечетным количеством цилиндров встречаются редко, из выпускающихся ныне двигателей можно встретить только одно- и трехцилиндровые установки. Большинство же агрегатов идут с парным количеством цилиндров – 2, 4, 6, 8 и реже 12 и 16.

Силовые установки с количеством от 1 до 4 цилиндров обычно имеют рядное расположение цилиндров. Если количество цилиндров больше, их располагают в два ряда, при этом с определенным углом положения одного ряда относительно другого, так называемые силовые установки с V-образным положением цилиндров. Такое расположение позволило уменьшить габариты блока, но при этом изготовление их сложнее, чем рядным расположением.

Существует еще один тип блоков, в которых цилиндры располагаются в два ряда и с углом между ними в 180 градусов. Эти двигатели получили название оппозитных. Встречаются они в основном на мотоциклах, хотя есть и авто с таким типом силового агрегата.

Но условие количеством цилиндров и их расположением – необязательное. Встречаются 2-цилиндровые и 4-цилиндровые двигатели с V-образным или оппозитным положением цилиндров, а также 6-цилиндровые моторы с рядным расположением.

Используется два типа охлаждения, которые применяются на силовых установках – воздушное и жидкостное. От этого зависит конструктивная особенность блока. Блок с воздушным охлаждением менее габаритный и конструктивно проще, поскольку цилиндры не входят в его конструкцию.

Блок с жидкостным же охлаждением более сложен, в его конструкцию входят цилиндры, а поверх блока с цилиндрами расположена рубашка охлаждения. Внутри ее циркулирует жидкость, отводя тепло от цилиндров. При этом блок вместе рубашкой охлаждения представляют одно целое.

Сверху блок накрывается специальной плитой – головкой блока цилиндров (ГБЦ). Она является одной из составляющих, обеспечивающих закрытое пространство, в котором производится процесс горения. Конструкция ее может быть простая, не включающая дополнительные механизмы, или же сложная.

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм, входящий в конструкцию мотора, обеспечивает преобразование возвратно-поступательного перемещения поршня в гильзе во вращательное движение коленвала. Основным элементом этого механизма является коленвал. Он имеет подвижное соединение с блоком цилиндров. Такое соединение обеспечивает вращение этого вала вокруг оси.

К одному из концов вала прикреплен маховик. В задачу маховика входит передача крутящего момента от вала дальше. Поскольку у 4-тактного двигателя на два оборота коленвала приходится только один полуоборот с полезным действием – рабочий ход, остальные же требуют обратного действия, которое и выполняется маховиком. Имея значительную массу и вращаясь, за счет своей кинетической энергии он обеспечивает провороты колен. вала во время подготовительных тактов.

Окружность маховика имеет зубчатый венец, при помощи его выполняется запуск силовой установки.

С другой стороны вала размещается приводная шестерня масляного насоса и газораспределительного механизма, а также фланец для крепления шкива.

Этот механизм также включает шатуны, которые обеспечивают передачу усилия от поршня к коленвалу и обратно. Крепление к валу шатунов тоже производится подвижно.

Поверхности блока цилиндров, колен. вала и шатунов в местах соединения напрямую между собой не контактируют, между ними находятся подшипники скольжения – вкладыши.

Цилиндро-поршневая группа

Состоит данная группа из гильз цилиндров, поршней, поршневых колец и пальцев. Именно в этой группе и происходит процесс сгорания и передача выделяемой энергии для преобразования. Сгорание происходит внутри гильзы, которая с одной стороны закрыта головкой блока, а с другой – поршнем. Сам поршень может перемещаться внутри гильзы.

Чтобы обеспечить максимальную герметичность внутри гильзы, используются поршневые кольца, которые предотвращают просачивание смеси и продуктов горения между стенками гильзы и поршнем.

Поршень посредством пальца подвижно соединен с шатуном.

Газораспределительный механизм

В задачу этого механизма входит своевременная подача горючей смеси или ее составляющих в цилиндр, а также отвод продуктов горения.

У двухтактных двигателей как такового механизма нет. У него подача смеси и отвод продуктов горения производится технологическими окнами, которые проделаны в стенках гильзы. Таких окон три – впускное, перепускное и выпускное.

Поршень, двигаясь производит открытие-закрытие того или иного окна, этим и выполняется наполнение гильзы топливом и отвод отработанных газов. Использование такого газораспределения не требует дополнительных узлов, поэтому ГБЦ у такого двигателя простая и в ее задачу входит только обеспечение герметичности цилиндра.

У 4-тактного двигателя механизм газораспределения имеется. Топливо у такого двигателя подается через специальные отверстия в головке. Эти отверстия закрыты клапанами. При надобности подачи топлива или отвода газов из цилиндра производится открывание соответствующего клапана. Открытие клапанов обеспечивает распределительный вал, который своими кулачками в нужный момент надавливает на необходимый клапан и тот открывает отверстие. Привод распредвала осуществляется от коленвала.

ГРМ с ременным и цепным приводом

Компоновка газораспределительного механизма может отличаться. Выпускаются двигатели с нижним расположением распредвала (он находится в блоке цилиндров) и верхним расположением клапанов (в ГБЦ). Передача усилия от вала к клапанам производится посредством штанг и коромысел.

Более распространенными являются моторы, у которых и вал и клапана имеют верхнее расположение. При такой компоновке вал тоже размещен в ГБЦ и действует он на клапана напрямую, без промежуточных элементов.

Система питания

Эта система обеспечивает подготовку топлива для дальнейшей подачи его в цилиндры. Конструкция этой системы зависит от используемого двигателем топлива. Основным сейчас является топливо, выделенное из нефти, причем разных фракций – бензин и дизельное топливо.

У двигателей, использующих бензин, имеется два вида топливной системы – карбюраторная и инжекторная. В первой системе смесеобразование производится в карбюраторе. Он производит дозировку и подачу топлива в проходящий через него поток воздуха, далее уже эта смесь подается в цилиндры. Состоит такая система и топливного бака, топливопроводов, вакуумного топливного насоса и карбюратора.

То же делается и в инжекторных авто, но у них дозировка более точная. Также топливо в инжекторах добавляется в поток воздуха уже во впускном патрубке через форсунку. Эта форсунка топливо распыляет, что обеспечивает лучшее смесеобразование. Состоит инжекторная система из бака, насоса, расположенного в нем, фильтров, топливопроводов, и топливной рампы с форсунками, установленной на впускном коллекторе.

У дизелей же подача составляющих топливной смеси производится раздельно. Газораспределительный механизм через клапаны подает в цилиндры только воздух. Топливо же в цилиндры подается отдельно, форсунками и под высоким давлением. Состоит данная система из бака, фильтров, топливного насоса высокого давления (ТНВД) и форсунок.

Недавно появились инжекторные системы, которые работают по принципу дизельной топливной системы – инжектор с непосредственным впрыском.

Система отвода отработанных газов обеспечивает вывод продуктов горения из цилиндров, частичную нейтрализацию вредных веществ, и снижение звука при выводе отработанного газа. Состоит из выпускного коллектора, резонатора, катализатора (не всегда) и глушителя.

Система смазки

Система смазки обеспечивает снижение трения между взаимодействующими поверхностями двигателя, путем создания специальной пленки, предотвращающей прямой контакт поверхностей. Дополнительно осуществляет отвод тепла, защищает от коррозии элементы двигателя.

Состоит система смазки из масляного насоса, емкости для масла – поддона, маслозаборника, масляного фильтра, каналов, по которым масло движется к трущимся поверхностям.

Система охлаждения

Поддержание оптимальной рабочей температуры во время работы двигателя обеспечивается системой охлаждения. Используется два вида системы – воздушная и жидкостная.

Воздушная система производит охлаждение путем обдува цилиндров потом воздуха. Для лучшего охлаждения на цилиндрах сделаны ребра охлаждения.

В жидкостной системе охлаждение производится жидкостью, которая циркулирует в рубашке охлаждения с прямым контактом с внешней стенкой гильз. Состоит такая система из рубашки охлаждения, водяного насоса, термостата, патрубков и радиатора.

Система зажигания

Система зажигания применяется только на бензиновых двигателях. На дизелях воспламенение смеси производится от сжатия, поэтому такая система ему не нужна.

У бензиновых же авто, воспламенение выполняется от искры, проскакивающей в определенный момент между электродами свечи накаливания, установленной в головке блока так, что ее юбка находится в камере сгорания цилиндра.

Состоит система зажигания из катушки зажигания, распределителя (трамблера), проводки и свечей зажигания.

Электрооборудование

Обеспечивает это оборудование электроэнергией бортовую сеть авто, в том числе и систему зажигания. Этим оборудование также производится и запуск двигателя. Состоит оно из АКБ, генератора, стартера, проводки, всевозможных датчиков, которые следят за работой и состоянием двигателя.

Это и все устройство двигателя внутреннего сгорания. Он хоть и постоянно совершенствуется, однако принцип работы его не меняется, улучшаются лишь отдельные узлы и механизмы.

Современные разработки

Основной задачей, над которой бьются автопроизводители – это снижение потребление топлива и выбросов вредных веществ в атмосферу. Поэтому они постоянно улучшают систему питания, результатом является недавнее появление инжекторных систем с непосредственным впрыском.

Ищутся альтернативные виды топлива, последней разработкой в этом направлении пока является использование в качестве топлива спиртов, а также растительных масел.

Также ученые пытаются наладить производство двигателей с совершенно иным принципом работы. Таковым, к примеру, является двигатель Ванкеля, но особых успехов пока нет.

Источник Источник Источник Источник http://blogavto.com/kak-rabotaet-avtomobil-3d-animaciya-i-primery/
Источник Источник http://cartore.ru/9-kak-rabotaet-i-ustroen-dvigatel-avtomobilya.html
Источник Источник http://autoleek.ru/dvigatel/dvs/ustrojstvo-dvs.html