Силовой агрегат транспортного средства (варианты)

Признаки неисправного силового агрегата

Первый в мире двигатель внутреннего сгорания (ДВС), пригодный для практического использования, был создан в 1878 году. Разработал его немецкий изобретатель Николаус Отто (1832-1891), который опирался в своей работе на исследования французов Этвена Ленуара (1822-1900) и Альфонса Бо де Роша (1815-1893). Именно последний в 1862 году предложил использовать в двигателе четырехтактный рабочий цикл «всасывание – сжатие – горение и расширение – выхлоп». С тех пор прошло уже более 150 лет, однако основополагающий принцип действия ДВС практически не изменился. Остались прежними и характерные неисправности двигателя.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты)

В процессе длительного использования ДВС человечеством накоплен огромный опыт по техническому обслуживанию, диагностированию основных неисправностей и ремонту двигателей.

Признаки неисправного силового агрегата

В процессе эксплуатации автомобиля любой автовладелец должен внимательно следить за состоянием силового агрегата. Любая самая незначительная неисправность, возникающая в моторе, в той или иной мере немедленно сказывается на его работе.

Так, опытные автолюбители, объясняя «чайникам», как проверить двигатель, выделяют несколько основополагающих признаков, свидетельствующих о наличии неисправностей. Среди них:

  1. Появление посторонних звуков во время работы мотора.
  2. Падение мощности силового агрегата.
  3. Повышенный расход моторного масла.
  4. Снижение компрессии в цилиндрах силового агрегата.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если не запускается двигатель автомобиля, то это не значит, что он неисправен. Чаще всего это связано с неисправностями бортовой электросети (перегоревшие предохранители, загрязненные контакты, разряженный аккумулятор и пр.) или навесного оборудования. Однако запуск двигателя возможен только после устранения этих неисправностей.

Причины возникновения неисправностей

Существует много причин, способных вызвать появление различных неисправностей автомобильного мотора. В общем случае даже самые незначительные из них способствуют сокращению срока его службы.

  • наличие пыли на дорогах при забитом воздушном фильтре приводит к ее попаданию непосредственно в цилиндры мотора;
  • некачественное горючее способно засорить топливные фильтры, что также приведет к попаданию в цилиндры нежелательных механических частиц.

Такие незаметные на первый взгляд мелочи, накапливаясь со временем, могут привести к выходу силового агрегата из строя. Большое количество неисправностей возникает также после неправильно проведенного технического обслуживания или ремонта мотора.

Чаще всего причиной, вызывающей основные неисправности двигателя, является его работа в экстремальном режиме эксплуатации. К таким причинам относятся:

  1. Работа силового агрегата при недостаточной смазке.
  2. Перегрев мотора.
  3. Использование несоответствующего горючего.
  4. Гидроудар в цилиндре.

Силовой агрегат-двигатель для ГАЗ 69 «Барс»

Силовой агрегат автомобиля — является источником механической энергии, приводящей автомобиль в движение. Он сжигает поступающее в него топливо и преобразует тепловую энергию сгорания во вращательное движение коленчатого вала. которое передается через трансмиссию на ведущие колеса автомобиля, являющиеся элементом ходовой части автомобиля. Выбор силового агрегата при строительстве джипа нас ничуть не затруднил, так как этот агрегат просто у нас уже был. Откапиталенный двигатель ЗМЗ 402 от списанной «Волги», стоял в углу гаража и терпеливо ждал своей дальнейшей участи. Этот неприхотливый двигатель Заволжского моторного завода, отработанный в эксплуатации, доступный в обслуживании, надежный недорогой двигатель, широко распространен в автомобилях отечественного производства. Он несложен в техническом обслуживании и не требует высокой квалификации обслуживающего персонала. Нас это вполне устраивало, да и заменить его на другой в случае такой необходимости, особых проблем не вызывало. Двигатель Заволжского моторного завода ЗМЗ 402. Двигатель соединен с пятиступенчатой коробкой передач «Expert» Ульяновского 420.3181-1700010 и раздаточной каробкой от УАЗа последнего поколения, мы смело водрузили его на наш автомобиль. Получившийся моноблок уютно устроился на установочные места нашей УАЗкиной рамы, правда с небольшими изменениями крепления раздатки. Моноблок РКПП «Exspert» и раздаточная коробка ГАЗ 69 «Барс». На существующие места крепления установили насос ГУРа, 90-амперный генератор. Крыльчатку вентилятора охлаждения заменили на восьмилопастную, как более эффективную. Стартер установлен редукторный. После недолгих раздумий установили карбюратор ДААЗ 4178-40. предназначенный для установки на двигатели ЗМЗ 402.10 и 4026.10 (рабочим объемом 2.5 литра). Воздухоочиститель тарельчатого типа от последней модификации карбюраторной «Волги». Установлено однодисковое сухое диафрагменное сцепление «KRAFTTECH». Главный цилиндр сцепления от Жигулей класики, рабочий-волговский. Бензиновый насос «PEKAR». Все остальное оборудование двигателя установлено стандартное для ЗМЗ 402. включая безконтактную систему зажигания Именно в этой комплектации автомобиль проходил все основные ходовые испытания. После первых испытаний, в конструкции и комплектации силового агрегата были произведены ряд изменений. Прежде всего, стандартная волговская безконтактная система зажигания была заменена на безконтактную с датчиком Холла. Для этого был установлен датчик-распределитель зажигания (трамблер) 5406.3706-05, катушка зажигания от ВАЗ 2108-27.3705, коммутатор зажигания от ВАЗ 2108-95.3734 (36.3734) Комплект безконтактной системы зажигания с датчиком Холла для ЗМЗ 402. Все было смонтировано в моторном отсеке и соеденено проводами по следующей схеме. Схема подключения ДРЗ с датчиком Холла. После произведенной переделки, двигатель существенно улучшил свою работу, кроме того появилась возможность установить автоматический октан корректор, что очень важно для двигателя ЗМЗ 402. Установлен АОК «СилычЪ», при этом датчик детонации GT305 был установлен на шпильку головки в районе четвертого цилиндра через переходник. Серийные двигатели невозможно спроектировать так, чтобы они выдовали максимально возможные параметры на всех режимах. Каждый экземпляр отличается от соседнего. А, когда зажиганием командует механический трамблер, эти различия только увеличиваются. Вот этот образовавшийся запас (он виден на диаграме между линией штатного трамблера и линией результата от «СилычЪ») и использует АОК «СилычЪ», оперативно регулируя УОЗ (угол опережения зажигания). Выполненные изменения значительно улучшили технико экономические показатели двигателя: снижен расход топлива на 3-5%, повысился тяговый момент на низких оборотах (что важно для джипа), повысился КПД и мощность двигателя, облегчился запуск (особенно зимой), уменьшилась шумность работы и много других приятных «мелочей». Был заменен и масляный фильтр, через переходник на элемент жигулевский. На этом переделки силового агрегата были приостановлены, так как на данный момент удовлетворяли потребность, да и сложно еще что эффективного придумать для такого двигателя.

Диагностика выявленных неисправностей

Диагностирование неисправностей – одна из самых сложных технологических операций, предшествующих ремонту. От качества ее выполнения во многом зависит продолжительность и стоимость ремонта.

При этом, диагностирование:

  • механической части проводят, руководствуясь внешними признаками дефекта;
  • систем управления осуществляют с помощью специального диагностического оборудования.

Сложность диагностирования заключается еще и в том, что выявленный дефект часто оказывается только следствием другой, более сложной неисправности. Это связано с тем, что силовой агрегат собран из большого количества самых разнообразных деталей и узлов, дефекты которых проявляются похожими признаками.

Это интересно: Обновился ультра-эксклюзивный суперкар Mazzanti Evantra

Кроме того, на общую картину проявления конкретного дефекта влияет и режим работы мотора. Поэтому опытные мастера, зная как проверить двигатель, проводят его диагностику поэтапно, постепенно сужая круг поиска дефекта. При этом они пользуются типовыми таблицами «Основные неисправности двигателя», составленными для конкретных моделей автомобилей.

Признаки неисправностей двигателя

Нестабильная работа

Одним из первых сигналов, показывающих, что возникла проблема с двигателем является нестабильная работа последнего. Причинами такого поведения мотора могут быть:

  1. загрязненные свечи зажигания;
  2. неисправности в электронном блоке управления (ЭБУ);
  3. забитые воздушный и топливный фильтры;
  4. засорение топливопровода;
  5. использование некачественного горючего и многое другое.

Посторонние звуки

О проблемах с двигателем свидетельствуют и посторонние звуки, вдруг появившиеся во время его работы:

  1. Так постукивания и треск, раздающиеся из мотора, могут быть результатом детонации топлива в цилиндрах. Этот процесс, если не обратить на него внимания, очень скоро приведет к необратимым повреждениям поршней и дорогостоящему ремонту.
  2. Стук, раздающийся из головки блока цилиндров, свидетельствует о необходимости регулировки клапанов газораспределительного механизма (ГРМ).

Посторонние запахи

Еще одним внешним проявлением того, что неожиданно возникли проблемы с двигателем, является появление посторонних запахов топлива, моторного масла, жженой резины и пр.

И если запах резины говорит только о том, что один или несколько резиновых патрубков мотора касаются каких-то горячих его частей, то остальные свидетельствуют о том, что имеет место утечка горюче-смазочных материалов из соответствующих систем силового агрегата.

Если дымит двигатель, т. е. идет густой дым из трубы глушителя, это также свидетельствует о том, что владельцу автомобиля не удалось избежать проблем с двигателем.

В некоторых случаях по цвету дыма можно диагностировать неисправность:

  1. Дым голубого цвета появляется при попадании моторного масла в бензин. Как правило, такой дым сопровождается увеличением расхода масла.
  2. Белый дым показывает, что в бензин попадает охлаждающая жидкость. В этом случае должен уменьшаться объем охлаждающей жидкости в расширительном бачке.
  3. На авто с турбокомпрессором синий дым может говорить о проблемах с турбиной. Дымит двигатель также из-за того, что изношены подшипники и уплотнения ротора турбины. Таким образом, автомасло попадает в выпускную систему через турбокомпрессор и догорает, и при этом образуется дым.
  4. Дымит двигатель синим цветом также, если есть трудности с зажиганием. Чтобы подтвердить такую неисправность, нужно выкрутить свечу зажигания на неисправном цилиндре. Если будет черный нагар, то, действительно, причина в зажигании.

Обнаружив во время эксплуатации автомобиля хотя бы один из признаков, перечисленных выше, необходимо немедленно посетить ближайшую, желательно сертифицированную СТО, специалисты которой знают как проверить двигатель и устранить выявленные неисправности.

Это интересно: Методы устранения сколов и царапин на машине

СИЛОВОЙ АГРЕГАТ

МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Механизм газораспределения предназначен для впуска в цилиндры воздуха и выпуска отработавших газов. Открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов происходит в строго определенных поло­жениях по отношению к верхней и нижней мертвым точкам, которые соответствуют углам поворота шей­ки колечатого вала, указанным в диаграмме фаз газораспределения (см. рис. 21).

Механизм газораспределения двигателя — верхнеклапанный (рис. 27). Кулачки распредели­тельного вала 1 в определенной последовательности приводят в действие толкатели 2. Штанги 4 сообща­ют качательные движения коромыслам 6, которые, преодолевая сопротивление пружин 13, 14, открыва­ют клапаны. Клапаны закрываются под действием силы сжатых пружин. Крутящий момент на распределительный вал пе­редается от коленчатого вала через шестерни приво­да агрегатов.

Головки цилиндров, отлитые из алюминиевого сплава, имеют полости для охлаждающей жидкости, сообщающиеся с рубашкой блока. Стыки головки цилиндра и гильзы, головки и блока уплотнены прокладками. В канавку на привалочной плоскости головки запрессовано кольцо газового стыка, кото­рым головка непосредственно устанавливается на бурт гильзы цилиндра (рис. 28). Герметичность уп­лотнения обеспечивается высокой точностью обра­ботки сопрягаемых поверхностей кольца и гильзы цилиндра и, дополнительно, нанесением на повер­хность кольца свинцовистого покрытия для компен­сации микронеровностей уплотняемых поверхнос­тей. Уплотнение перепускных каналов для охлажда­ющей жидкости осуществляется уплотнительными кольцами из силиконовой резины, устанавливаемы­ми хвостовиками в отверстия головки цилиндра. Подголовочное пространство, отверстие стока мо­торного масла и прохода штанг уплотнены формованной прокладкой головки цилиндра.

Впускные и выпускные каналы расположены на противоположных сторонах головки. Впускной ка­нал имеет тангенциальный профиль для завихрения воздуха в цилиндре.

В головку запрессованы чугунные седла и металло-керамические направляющие втулки клапанов, кото­рые растачиваются после запрессовки. Каждая голов­ка закреплена на блоке четырьмя болтами. Клапан­ный механизм закрыт алюминиевой крышкой, под которой размещена уплотнительная прокладка.

Распределительный вал (рис. 29) стальной, по­верхности кулачков и опорных шеек цементированы и закалены токами высокой частоты. Вал установлен в развале блока на пяти подшипниках скольжения.

Подшипник задней опоры представляет собой втулку, плакированную бронзой и запрессованную в съемный чугунный корпус. Втулки из биметал­лической ленты, запрессованные в поперечные пе­регородки блока, служат подшипниками для ос­тальных опор вала.

Осевое перемещение распределительного вала ограничено корпусом 2 подшипника, в торцы ко­торого упираются с одной стороны ступица ше­стерни 8, с другой — упорный бурт задней опоры шейки вала. Корпус подшипника задней опоры закреплен на блоке тремя болтами.

Толкатели 2 (см. рис. 27) — грибкового типа, пусто­телые, с цилиндрической направляющей частью, изго­товлены холодной высадкой из стали с последующей наплавкой тарелки отбеленным чугуном. Внутренняя цилиндрическая часть толкателя заканчивается сфе­рическим гнездом для упора нижнего конца штанги.

Клапаны впускной и выпускной изготовлены из жаропрочных сталей. Диаметр головки выпускного клапана меньше диаметра головки впускного клапа­на. Стержни обоих клапанов на длине 125 мм от торца покрыты графитом для улучшения приработки.

Во время работы двигателя стержни клапанов смазываются маслом, вытекающим из сопряжений коромысел с осями и разбрызгиваемым пружинами клапанов. Для предотвращения попадания масла в цилиндр по зазору стержень клапана — направ­ляющая втулка на втулке впускного клапана уста­новлена резиновая манжета. Направляющие толкателей, отлитые из серого чугуна, выполнены съемными для повышения ре-монтоспособности и технологичности блока. На двигатель установлены четыре направляющие, в ко­торых перемещаются по четыре толкателя. Каждая направляющая установлена на двух штифтах и прикреплена к блоку цилиндров двумя болтами. Болты застопорены отгибными шайбами.

Штанги толкателей—стальцые, трубчатые, с зап­рессованными и обжатыми наконечниками. Нижний наконечник имеет выпуклую сферическую поверх­ность, верхний—выполнен в виде сферической ча­шечки для упора регулировочного винта коромысла.

Коромысло 6 клапана (см. рис. 27)—стальное, кованое, с бронзовой втулкой, представляет собой двуплечий рычаг, имеющий передаточное отноше­ние 1,55. В короткое плечо коромысла для регули­рования зазора в клапанном, механизме ввернут регулировочный винт 8 с контргайкой 7. Коромысла впускного и выпускного клапанов установлены кон-сольно на осях, выполненных заодно со стойкой коромысел; стойка установлена на штифт и закреп­лена на головке двумя шпильками. Осевое переме­щение коромысел ограничено пружинным фиксато­ром. К каждому коромыслу через отверстия в стойке коромысла подводится смазка.

Пружины клапанов цилиндрические с равно­мерным шагом витков и разным направлением на­вивки. На каждом клапане установлены две пру­жины. Нижними торцами пружины опираются на головку через стальную шайбу 16, верхними — в тарелку 12. Тарелки упираются во втулку, которая соединена со стержнем клапана двумя конусными сухарями. Разъемное соединение втулка —тарелка дает возможность клапанам проворачиваться от­носительно седла.

Рис. 27. Механизм газораспреде­ления: 1

— вал распределительный; 2 — толкатель; 3 — направляющая толкателей; 4 — штанга; 5-про-кладка крышки головки; 6 — коро­мысло; 7 — гайка; 8 — винт регули­ровочный; 9 — болт крепления крышки головки; 10 — сухарь; 11 -втулка тарелки; 12 — тарелка пружины; 13 — пружина наруж­ная; 14 — пружина внутренняя; 15-направляющая клапана; 16- шай­ба; 17- клапан; А — зазор тепловой

Рис. 28. Стыки головки цилиндра и гильзы, го­ловки и блока цилиндров:

1 — кольцо стопорное;

2 — головка цилиндра;

3 — прокладка; 4-блок цилиндров; 5 — кольцо уплотнительное гильзы; 6-гильза цилиндров

Рис. 29. Распределительный вал в сборе: 1 — вал распреде­лительный; 2 — корпус заднего подшипника; 3 — шестерня; 4 — шпонка; 5 — подшипник

Силовой агрегат транспортного средства (варианты)
Рис. 30. Схема системы смазывания: 1 — компрессор; 2 — насос топливный высокого давления; 3 — включатель гидромуфты; 4 — гидромуфта; 5, 12 — клапаны предохранительные; 6 — клапан системы смазывания; 7 — насос масляный; 8 — клапан перепускной центробежного фильтpa; 9 — клапан сливной центробежного фильтра; 10 — кран включения масляного радиатора; 11 — фильтр центробежный; 13 — лампа сигнальная засоренности фильтра очистки масла; 14 -клапан перепускной фильтра очистки масла; 15 — фильтр очистки масла; 16 — маслоприемник; 17 — картер; 18 -магистраль главная; А — в радиатор

Основные неисправности моторов

Существуют неисправности силового агрегата, при выявлении которых запуск двигателя, и эксплуатация автомобиля категорически запрещается. Некоторые из них определяются непосредственно при запуске двигателя или во время поездки. О таких неисправностях водителю сообщают специальные индикаторы неисправностей, расположенные на приборной панели транспортного средства.

К ним относятся:

  1. Контрольная лампочка аварийного давления масла (Oil pressure lov).
  2. Индикатор Check engine (с англ. – «проверьте двигатель»).
  3. Современные автомобили оснащаются также контрольной лампой Check oil/Oil level lov (с англ. – «проверьте масло/низкий уровень масла»).

В случае появления предупреждающих сигналов от аварийных индикаторов, необходимо незамедлительно проверить все системы автомобиля, работоспособность которых они контролируют.

Так, при появлении сигналов о низком уровне и/или недостаточном давлении моторного масла, нельзя запускать двигатель или, если индикаторы загорелись во время движения автомобиля, продолжать движение.

Работа при неисправностях системы смазки может привести к серьезным поломкам автомобильного мотора, вплоть до заклинивания. Поэтому даже доставка транспортного средства на место ремонта должна осуществляться с помощью эвакуатора.

Запуск двигателя и дальнейшая эксплуатация автомобиля допускается только после того, как будут устранены неисправности системы смазки.

Что касается сигнала от индикатора Check engine, то здесь не все так однозначно. Сигнализируя о том, что появились проблемы с двигателем, индикатор не дает однозначного ответа на вопрос: «Как проверить двигатель?».

При этом ошибка двигателя, о которой сообщает ЭБУ, может быть вызвана неисправностями:

  • датчика кислорода (лямбда-зонда);
  • катализатора выхлопных газов;
  • датчика массового расхода топлива;
  • высоковольтных проводов;
  • свечей зажигания.

Кроме того ЭБУ выдает на индикатор Check engine информацию об ошибке двигателя и при разгерметизации топливной системы автомобиля, одной из причин которой могут быть даже трещины в крышке, закрывающей горловину топливного бака.

Силовой агрегат, основные узлы шасси автомобилей

Юные инженеры >
Автор: Дмитрий Якимов (все работы автора)

К силовому агрегату относятся: двигатель, сцепление, коробка передач, система охлаждения.

Силовой агрегат заканчивается там, где начинается трансмиссия: фланцем карданного вала на коробке передач в автомобилях классической компоновки или в местах выхода полуосей из дифференциала в переднеприводных, средне или заднемоторных автомобилях.

Рисунок 1. Силовой агрегат, состоящий из двигателя, сцепления и коробки передач, оканчивающийся в том месте, где начинается трансмиссия. На изображенном силовом агрегате «Опель Кадетт» границей служат посадочные места полуосей, передающих крутящий момент на колеса.

Шасси автомобиля может быть разделено на следующие конструктивные группы: рама или подрамник (при несущем кузове); подвеска колес; колеса и шины; упругие и демпфирующие элементы; рулевое управление; тормоза; педали и рычаги управления; подвеска силового агрегата. На рисунке 2 изображены основные элементы шасси автомобиля «Рено 11» с передним подрамником. С точки зрения автоматизации производства и эффективной изоляции кузова от передачи шумов и вибраций со стороны шасси подрамникам, как конструктивным элементам придается все большее значение (например, в модели Фольксваген Гольф 2 спереди, Мерседес 190 сзади).

Рисунок 2. Основные узлы шасси на примере автомобиля Рено 11: 1 – передняя подвеска типа Макферсон; 2 – тормозные механизмы (спереди дисковые, сзади барабанные); 3 – передний подрамник; 4 – задняя подвеска на продольных рычагах; 5 – амортизаторы; 6 – колеса и шины.

Рисунок 3. Бортовая электронная система контроля важнейших система автомобилей БМВ 7-ой серии: 1 – клавиша «Тест»; 2 – индикатор уровня охлаждающей жидкости; 3 – индикатор уровня масла в двигателе; 4 – индикатор уровня тормозной жидкости; 5 – контроль целостности ламп стоп-сигнала; 6 – индикатор уровня жидкости в бачке стеклоомывателя; 7 – контроль целостности ламп света заднего хода; 8 – индикатор износа тормозных колодок. Рисунок 4. Гидравлическая централизованная система усилителя рулевого управления и усилителя тормозов автомобилей БМВ 7-ой серии.

Это интересно:

Если вы изучаете азы профессионального видеомонтажа , то вам помогут видео уроки sony vegas на блоге videovegas.ru. Вы узнате как создавать и редактировать видео, добавлять спецэффекты и многое другое.

. Вы можете ПОДПИСАТЬСЯ НА RSS

Юные инженеры >

Еще полезно почитать по теме Теория автомобиля следующее:

1. Премущества пневматических регулируемых подвесок 2. Компактность и пассивная безопасность автомобилей 3. Регулятор положения кузова автомобиля высокой проходимости. 4. Ездовые свойства заднеприводных автомобилей (Часть 3) 5. Собственные колебания силового агрегата (часть 2)

Двигатель внутреннего сгорания: устройство и принцип работы

Силовой агрегат транспортного средства (варианты)

Вот уже около ста лет повсюду в мире основным силовым агрегатом на автомобилях и мотоциклах, тракторах и комбайнах, прочей технике является двигатель внутреннего сгорания. Придя в начале двадцатого века на смену двигателям внешнего сгорания (паровым), он и в веке двадцать первом остаётся наиболее экономически эффективным видом мотора. В данной статье мы подробно рассмотрим устройство, принцип работы различных видов ДВС и его основных вспомогательных систем.

Определение и общие особенности работы ДВС

Главная особенность любого двигателя внутреннего сгорания состоит в том, что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. В процессе работы химическая и тепловая энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую работу. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, которое образуется в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

В процессе эволюции ДВС выделились следующие, доказавшие свою эффективность, типы данных моторов:

  • Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на
  • карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;

Технику с прочими видами ДВС можно вносить в Красную книгу. В наше время автомобили с роторно-поршневыми двигателями делает только «Mazda». Опытную серию автомашин с газотурбинным двигателем выпускал «Chrysler», но было это в 60-х годах, и более к этому вопросу никто из автопроизводителей не возвращался. В СССР газотурбинными двигателями оснащались танки «Т-80» и десантные корабли «Зубр», но в дальнейшем решено было отказаться от данного типа моторов. В связи с этим, подробно остановимся на «завоевавших мировое господство» поршневых двигателях внутреннего сгорания.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Корпус двигателя объединяет в единый организм:

  • блок цилиндров, внутри камер сгорания которых воспламеняется топливно-воздушная смесь, а газы от этого сгорания приводят в движение поршни;
  • кривошипно-шатунный механизм, который передаёт энергию движения на коленчатый вал;
  • газораспределительный механизм, который призван обеспечивать своевременное открытие/закрытие клапанов для впуска/выпуска горючей смеси и отработанных газов;
  • система подачи («впрыска») и воспламенения («зажигания») топливно-воздушной смеси;
  • система удаления продуктов горения (выхлопных газов).

Силовой агрегат транспортного средства (варианты)

Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания в разрезе

При пуске двигателя в его цилиндры через впускные клапаны впрыскивается воздушно-топливная смесь и воспламеняется там от искры свечи зажигания. При сгорании и тепловом расширении газов от избыточного давления поршень приходит в движение, передавая механическую работу на вращение коленвала.

Работа поршневого двигателя внутреннего сгорания осуществляется циклически. Данные циклы повторяются с частотой несколько сотен раз в минуту. Это обеспечивает непрерывное поступательное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала.

Принципы работы ДВС

— Принцип работы двухтактного двигателя

Когда происходит запуск двигателя, поршень, увлекаемый поворотом коленчатого вала, приходит в движение. Как только он достигает своей нижней мёртвой точки (НМТ) и переходит к движению вверх, в камеру сгорания цилиндра подаётся топливно-воздушную смесь.

В своём движении вверх поршень сжимает её. В момент достижения поршнем его верхней мёртвой точки (ВМТ) искра от свечи электронного зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь. Моментально расширяясь, пары горящего топлива стремительно толкают поршень обратно к нижней мёртвой точке.

В это время открывается выпускной клапан, через который раскалённые выхлопные газы удаляются из камеры сгорания. Снова пройдя НМТ, поршень возобновляет своё движение к ВМТ. За это время коленчатый вал совершает один оборот.

При новом движении поршня опять открывается канал впуска топливно-воздушной смеси, которая замещает весь объём вышедших отработанных газов, и весь процесс повторяется заново. Ввиду того, что работа поршня в подобных моторах ограничивается двумя тактами, он совершает гораздо меньшее, чем в четырёхтактном двигателе, количество движений за определённую единицу времени. Минимизируются потери на трение. Однако выделяется большая тепловая энергия, и двухтактные двигатели быстрей и сильнее греются.

В двухтактных двигателях поршень заменяет собой клапанный механизм газораспределения, в ходе своего движения в определённые моменты открывая и закрывая рабочие отверстия впуска и выпуска в цилиндре. Худший, по сравнению с четырёхтактным двигателем, газообмен является главным недостатком двухтактной системы ДВС. В момент удаления выхлопных газов теряется определённый процент не только рабочего вещества, но и мощности.

— Принцип работы четырёхтактного двигателя

Данных недостатков лишены четырёхтактные ДВС, которые, в различных вариантах, и устанавливаются на практически все современные автомобили, трактора и прочую технику. В них впуск/ выпуск горючей смеси/выхлопных газов осуществляются в виде отдельных рабочих процессов, а не совмещены со сжатием и расширением, как в двухтактных. При помощи газораспределительного механизма обеспечивается механическая синхронность работы впускных и выпускных клапанов с оборотами коленвала. В четырёхтактном двигателе впрыск топливно-воздушной смеси происходит только после полного удаления отработанных газов и закрытия выпускных клапанов.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты)

Процесс работы двигателя внутреннего сгорания

Каждый такт работы составляет один ход поршня в пределах от верхней до нижней мёртвых точек. При этом двигатель проходит через следующие фазы работы:

  • Такт первый, впуск. Поршень совершает движение от верхней к нижней мёртвой точке. В это время внутри цилиндра возникает разряжение, открывается впускной клапан и поступает топливно-воздушная смесь. В завершение впуска давление в полости цилиндра составляет в пределах от 0,07 до 0,095 Мпа; температура — от 80 до 120 градусов Цельсия.
  • Такт второй, сжатие. При движении поршня от нижней к верхней мёртвой точке и закрытых впускном и выпускном клапане происходит сжатие горючей смеси в полости цилиндра. Этот процесс сопровождается повышением давления до 1,2—1,7 Мпа, а температуры — до 300-400 градусов Цельсия.
  • Такт третий, расширение. Топливно-воздушная смесь воспламеняется. Это сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии. Температура в полости цилиндра резко возрастает до 2,5 тысяч градусов по Цельсию. Под давлением поршень быстро движется к своей нижней мёртвой точке. Показатель давления при этом составляет от 4 до 6 Мпа.
  • Такт четвёртый, выпуск. Во время обратного движения поршня к верхней мёртвой точке открывается выпускной клапан, через который выхлопные газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод, а затем и в окружающую среду. Показатели давление в завершающей стадии цикла составляют 0,1-0,12 Мпа; температуры — 600-900 градусов по Цельсию.

Вспомогательные системы двигателя внутреннего сгорания

— Система зажигания

Система зажигания является частью электрооборудования машины и предназначена для обеспечения искры, воспламеняющей топливно-воздушную смесь в рабочей камере цилиндра. Составными частями системы зажигания являются:

  • Источник питания. Во время запуска двигателя таковым является аккумуляторная батарея, а во время его работы — генератор.
  • Включатель, или замок зажигания. Это ранее механическое, а в последние годы всё чаще электрическое контактное устройство для подачи электронапряжения.
  • Накопитель энергии. Катушка, или автотрансформатор — узел, предназначенный для накопления и преобразования энергии, достаточной для возникновения нужного разряда между электродами свечи зажигания.
  • Распределитель зажигания (трамблёр). Устройство, предназначенное для распределения импульса высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам каждого из цилиндров.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты)

Система зажигания ДВС

— Впускная система

Система впуска ДВС предназначена для бесперебойной подачи в мотор атмосферного воздуха, для его смешивания с топливом и приготовления горючей смеси. Следует отметить, что в карбюраторных двигателях прошлого впускная система состоит из воздуховода и воздушного фильтра. И всё. В состав впускной системы современных автомобилей, тракторов и прочей техники входят:

  • Воздухозаборник. Представляет собою патрубок удобной для каждого конкретного двигателя формы. Через него атмосферный воздух всасывается внутрь двигателя, посредством разницы в показателях давления в атмосфере и в двигателе, где при движении поршней возникает разрежение.
  • Воздушный фильтр. Это расходный материал, предназначенный для очистки поступающего в мотор воздуха от пыли и твёрдых частиц, их задержки на фильтре.
  • Дроссельная заслонка. Воздушный клапан, предназначенный для регулирования подачи нужного количества воздуха. Механически она активируется нажатием на педаль газа, а в современной технике — при помощи электроники.
  • Впускной коллектор. Распределяет поток воздуха по цилиндрам мотора. Для придания воздушному потоку нужного распределения используются специальные впускные заслонки и вакуумный усилитель.
  • Топливный бак — ёмкость для хранения бензина или дизтоплива, с устройством для забора горючего (насосом).
  • Топливопроводы — комплекс трубок и шлангов, по которым к двигателю поступает его «пища».
  • Устройство смесеобразования, то есть карбюратор или инжектор — специальный механизм для приготовления топливно-воздушной смеси и её впрыска в ДВС.
  • Электронный блок управления (ЭБУ) смесеобразованием и впрыском — в инжекторных двигателях это устройство «отвечает» за синхронную и эффективную работу по образованию и подаче горючей смеси в мотор.
  • Топливный насос — электрическое устройство для нагнетания бензина или солярки в топливопровод.
  • Топливный фильтр — расходный материал для дополнительной очистки топлива в процессе его транспортировки от бака к мотору.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты)

Схема топливной системы ДВС

— Система смазки

Предназначение системы смазки ДВС — уменьшение силы трения и её разрушительного воздействия на детали; отведение части излишнего тепла; удаление продуктов нагара и износа; защита металла от коррозии. Система смазки ДВС включает в себя:

  • Поддон картера — резервуар для хранения моторного масла. Уровень масла в поддоне контролируется не только специальным щупом, но и датчиком.
  • Масляный насос — качает масло из поддона и подаёт его к нужным деталям двигателя через специальные просверленные каналы-«магистрали». Под действием силы тяжести масло стекает со смазанных деталей вниз, обратно в поддон картера, накапливается там, и цикл смазки повторяется снова.
  • Масляный фильтр задерживает и удаляет из моторного масла твёрдые частицы, образующиеся из нагара и продуктов износа деталей. Фильтрующий элемент всегда меняется на новый вместе с каждой заменой моторного масла.
  • Масляный радиатор предназначен для охлаждения моторного масла, с помощью жидкости из системы охлаждения двигателя.

— Выхлопная система

Выхлопная система ДВС служит для удаления отработанных газов и уменьшения шумности работы мотора. В современной технике выхлопная система состоит из следующих деталей (по порядку выхода отработанных газов из мотора):

  • Выпускной коллектор. Это система труб из жаропрочного чугуна, которая принимает раскалённые отработанные газы, гасит их первичный колебательный процесс и отправляет далее, в приёмную трубу.
  • Приёмная труба — изогнутый газоотвод из огнестойкого металла, в народе именуемый «штанами».
  • Резонатор, или, говоря народным языком, «банка» глушителя — ёмкость, в которой происходит разделение выхлопных газов и снижение их скорости.
  • Катализатор — устройство, предназначенное для очистки выхлопных газов и их нейтрадизации.
  • Глушитель — ёмкость с комплексом специальных перегородок, предназначенных для многократного изменения направления движения потока газов и, соответственно, их шумности.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты)

Выхлопная система ДВС

— Система охлаждения

Если на мопедах, мотороллерах и недорогих мотоциклах до сих пор применяется воздушная система охлаждения двигателя — встречным потоком воздуха, то для более мощной техники её, разумеется, недостаточно. Здесь работает жидкостная система охлаждения, предназначенная для забирания излишнего тепла у мотора и снижения тепловых нагрузок на его детали.

  • Радиатор системы охлаждения служит для отдачи избыточного тепла в окружающую среду. Он состоит из большого количества изогнутых аллюминиевых трубок, с рёбрами для дополнительной теплоотдачи.
  • Вентилятор предназначен для усиления охлаждающего эффекта на радиатор от встречного потока воздуха.
  • Водяной насос (помпа) — «гоняет» охлаждающую жидкость по «малому» и «большому» кругам, обеспечивая её циркуляцию через двигатель и радиатор.
  • Термостат — специальный клапан, обеспечивающий оптимальную температуру охлаждающей жидкости путём запуска её по «малому кругу», минуя радиатор (при холодном двигателе) и по «большому кругу», через радиатор — при прогретом двигателе.

Слаженная работа данных вспомогательных систем обеспечивает максимальную отдачу от двигателя внутреннего сгорания и его надёжность.

В заключение необходимо отметить, что в обозримом будущем не предвидится появления достойных конкурентов двигателю внутреннего сгорания. Есть все основания утверждать, что в своём современном, усовершенствованном виде, он ещё несколько десятилетий останется господствующим видом мотора во всех отраслях мировой экономики.

Что такое двигатель и какой его принцип работы?

Силовой агрегат транспортного средства (варианты)

Называть двигатель сердцем автомобиля – сравнение банальное, но точное. Можно сколько угодно перебирать подвеску, настраивать рулевое управление или совершенствовать тормоза – если мотор не в порядке, всё это превращается в пустую трату времени.

Сегодня на дорогах можно встретить автомобили разных поколений: и со старенькими карбюраторными ДВС, и с мощными дизельными моторами, управляемыми электроникой, и даже новейшие водородные двигатели, которые еще только начинают совершенствоваться. И во всём этом разнообразии довольно сложно сориентироваться, если не знать основ и принципов работы двигателя внутреннего сгорания.

  1. Что такое ДВС и для чего он нужен?
  2. Устройство двигателя внутреннего сгорания
  3. Принцип работы двигателя
  4. Принцип работы четырехтактного двигателя
  5. Принцип работы двухтактного двигателя
  6. Классификация двигателей
  7. По рабочему циклу
  8. По типу конструкции
  9. По количеству цилиндров
  10. По расположению цилиндров
  11. По типу топлива
  12. По принципу работы ГРМ
  13. По принципу подачи воздуха
  14. Преимущества и недостатки ДВС
  15. Заключение

Что такое ДВС и для чего он нужен?

Чтобы транспорт ехал, что-то должно приводить его в движение. В разные времена это были запряженные животные, затем на смену пришли паровые и электродвигатели (да, прародители современных автомобилей появились даже раньше, чем традиционные ДВС), затем моторы, работающие на горючем топливе.

Современный двигатель внутреннего сгорания – это механизм, преобразующий энергию вспышки топлива (тепла) в механическую работу. Несмотря на достаточно громоздкую конструкцию, на сегодняшний день ДВС остается самым удобным источником энергии.

Электротранспорт, конечно, всё больше входит в обиход, но время его «заправки» сводит на нет все преимущества – канистру с электричеством в багажник не положишь.

Свое применение ДВС нашел во многих сферах: по одинаковому принципу работают автомобили, мотоциклы и скутеры, сельскохозяйственная и строительная техника, водный транспорт, двигатели самолетов, военная техника, газонокосилки… То есть, практически всё, что ездит или летает.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Несмотря на разнообразие типов и конструкций ДВС, принцип его устройства остается практически неизменным на любой технике. Конечно, отдельные элементы конструкции могут сильно отличаться на разных двигателях, но основные узлы и компоненты очень похожи между собой.

Итак, двигатель внутреннего сгорания состоит из таких конструктивных узлов.

    Блок цилиндров (БЦ) – «оболочка» ЦПГ и всего двигателя в целом, в том числе с рубашкой системы охлаждения.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Блок цилиндров
Кривошипно-шатунный механизм, он же КШМ – узел, в котором происходит преобразование прямолинейного движения поршня во вращательное. Состоит из коленвала, поршней, шатунов, маховика, а также подшипников скольжения (вкладышей), на которые опирается коленвал и крепления шатунов.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Кривошипно-шатунный механизм: 1 — цилиндр; 2 — маховик; 3 — шатунный подшипник; 4 — коленчатый вал; 5 — колено; 6 — коренной подшипник; 7 — шатун.
Газораспределительный механизм (ГРМ) – это система подачи в цилиндры топливно-воздушной смеси и отвода выхлопных газов. Состоит из распредвалов, клапанов с коромыслами или штангами, ремня ГРМ, благодаря которому вся система работает синхронно с оборотами коленвала.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Газораспределительный механизм
Система питания – это узел, в котором происходит подготовка топливно-воздушной смеси, которая затем подается в камеры сгорания. В зависимости от конструкции система подачи топлива может быть карбюраторной (одна форсунка на двигатель), инжекторной (форсунки установлены перед впускным клапаном каждого цилиндра), с непосредственным впрыском (форсунка установлена внутри камеры сгорания). Включает в себя топливный бак с фильтром и насосом, карбюратор (опционально), впускной коллектор, форсунки, ТНВД (в дизельных двигателях), воздухозаборника с воздушным фильтром.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Система питания
Система смазки двигателя – обеспечивает подачу смазки в каждый из узлов трения, а также на участки, требующие дополнительного охлаждения (например, на нижнюю часть поршней). Состоит из масляного насоса, подключенного к коленвалу, системы трубок и каналов, выходящих на пары трения, масляного фильтра, масляного поддона. В зависимости от конструкции различаются двигатели с «сухим» и «мокрым» картером. У первых емкость для сбора моторного масла расположена отдельно, во вторых – непосредственно под двигателем.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Система смазки двигателя: 1 – масляный насос; 2 – пробка сливного отверстия картера; 3 – маслоприемник; 4 – редукционный клапан; 5 – отверстие для смазывания распределительных шестерен; 6 – датчик сигнальной лампы аварийного давления масла; 7 – датчик указателя давления масла; 8 – кран масляного радиатора; 9 – масляный радиатор; 10 – масляный фильтр.
Система зажигания – нужна для поджига топливной смеси в камере сгорания. Применяется только на бензиновых двигателях, поскольку дизтопливо воспламеняется само от сжатия. Включает в себя свечи зажигания, высоковольтные провода, катушки зажигания, а также распределитель (трамблер) на двигателях старого типа. В современных моторах система зажигания обходится без трамблера и даже без проводов: используется конструкция «катушка на свече».

Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Система зажигания двигателя: 1 – генератор; 2 – выключатель зажигания; 3 – распределитель зажигания; 4 – кулачок прерывателя; 5 – свечи зажигания; 6 – катушка зажигания; 7 – аккумуляторная батарея.
Система охлаждения – заботится о поддержании заданной рабочей температуры двигателя. Жидкостная система охлаждения состоит из теплоносителя (охлаждающей жидкости, антифриза), рубашки охлаждения (сеть камер и каналов внутри блока цилиндров), теплообменника (радиатор охлаждения), водяного насоса и термостата.

Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Система охлаждения

  • Электросистема – это источники энергии, необходимой для старта двигателя и поддержания его работы. К электросистеме относится аккумуляторная батарея, генератор, стартер, проводка и датчики работы двигателя.
  • Выхлопная система – отводит продукты сгорания из двигателя, выполняет функцию доочистки выхлопных газов, регулирует звук работы мотора. Состоит из выпускного коллектора, катализатора и сажевого фильтра (опционально), резонатора, глушителя.
  • Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Выхлопная система

    Каждая их этих частей постепенно развивается и совершенствуется в зависимости от запросов времени. Стремление к росту мощности сменилось поиском самых надежных и долговечных решений, затем на первое место вышла экономия топлива, а сегодня – забота о природе.

    Принцип работы двигателя

    Во всех ДВС, какой бы конструкции они ни были, используется один и тот же принцип работы. Это преобразование энергии теплового расширения при сгорании топлива сначала в прямолинейное, а затем во вращательное движение.

    Принцип работы четырехтактного двигателя

    Четырехтактные двигатели используются во всех автомобилях, крупной технике, авиации. Это так называемый классический вид ДВС, которому конструкторы уделяют всё свое внимание. Условно работу каждого цилиндра в ЦПГ можно разделить на 4 этапа (такта). Это впуск, сжатие, сгорание, выпуск. На видео, ниже, наглядно показано работу 4-тактного двигателя в 3Д анимации.

    1. На такте впуска поршень в цилиндре движется вниз, от клапанов к нижней мертвой точке (НМТ). Когда он начинает опускаться, открывается впускной клапан и в цилиндр поступает топливно-воздушная смесь (или только воздух, если двигатель с непосредственным впрыском). При движении поршень сам «накачивает» нужный объем воздуха в камеру сгорания, если двигатель атмосферный, или воздух поступает под напором, если установлен турбонаддув.
    2. Дойдя до нижней мертвой точки поршень начинает подниматься. При этом впускной клапан закрывается, и при движении поршень сжимает воздух с распыленным в нём топливом до критического давления.
    3. Как только поршень условно доходит до верхней мертвой точки и компрессия становится максимальной, срабатывает свеча зажигания и топливо вспыхивает (дизтопливо зажигается при сжатии само, без искры). Микровзрыв от вспышки толкает поршень снова вниз, к НМТ.
    4. И на четвертом такте открывается выпускной клапан. Поршень снова движется вверх, выдавливая из камеры сгорания выхлопные газы в выпускной коллектор.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа четырехтактного двигателя

    По сути, полезной работы в двигателе только один такт из четырех, когда при сгорании топлива создается избыточное давление, толкающее поршень. Остальные три такта нужны как вспомогательные, которые не дают импульса к движению, но на них расходуется энергия.

    При таких условиях двигатель мог бы остановиться, когда кривошипно-шатунный механизм (КШМ) приходит к энергетическому равновесию. Но чтобы этого не произошло, используется большой маховик, соединенный с системой сцепления, и противовесы на коленвале, уравновешивающие нагрузки от работы поршней.

    Принцип работы двухтактного двигателя

    Двухтактные двигатели используются не слишком широко. В основном это моторы скутеров и мопедов, легких моторных лодок, газонокосилок. Весь рабочий процесс такого двигателя можно разделить на два основных этапа:

    1. В начале движения поршня снизу вверх (от нижней мертвой точки к верхней) в камеру сгорания поступает топливно-воздушная смесь. Поднимаясь, поршень сжимает ее до критической компрессии, и когда он находится в верхней мертвой точке, происходит поджиг.
    2. Сгорая, топливо толкает поршень вниз, при этом одновременно открывается доступ к выпускному коллектору и продукты сгорания выходят из цилиндра. Как только поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ), повторяется первый такт – впуск и сжатие одновременно.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа двухтактного двигателя

    Казалось бы, двухтактный двигатель должен быть вдвое эффективней четырехтактного, ведь здесь на полезное действие приходится половина работы. Но в реальности мощность двухтактного двигателя намного ниже, чем хотелось бы, и причина этого кроется в несовершенном механизме газораспределения.

    При сгорании топлива часть энергии уходит в выпускной коллектор, не выполняя никакой работы кроме нагрева. В итоге, двухтактные двигатели применяются только в маломощном транспорте и требуют особых моторных масел.

    Классификация двигателей

    Поскольку ДВС растут и совершенствуются уже более 100 лет, набралось довольно много их разновидностей. Классифицируют двигатели по разным признакам и свойствам.

    По рабочему циклу

    Это уже известное нам деление двигателей на двухтактные и четырехтактные.

    1. Двухтактные – один полный рабочий цикл состоит из двух этапов, при этом коленвал совершает один оборот;
    2. Четырехтактные – за один полный рабочий цикл проходит четыре этапа, а коленвал делает два оборота.

    По типу конструкции

    Есть два основных типа ДВС: поршневой и роторный.

    1. Поршневой – это тот самый привычный нам двигатель с поршнями, цилиндрами и коленвалом, который стоит практически в любом транспорте;
    2. Роторно-поршневой, он же двигатель Ванкеля – особый вид ДВС, в котором вместо поршня используется трехгранный ротор, а камера сгорания имеет овальную форму. Двигатель Ванкеля использовался в некоторых моделях автомобилей, но сложность производства и обслуживания заставила инженеров отказаться от применения этой конструкции.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа роторного двигателя

    По количеству цилиндров

    В ЦПГ двигателя может устанавливаться от 1 до 16 цилиндров, для легковых автомобилей это обычно 3-8. Как правило, конструкторы предпочитают четное количество цилиндров, чтобы уравновесить циклы их работы. Самое известное исключение из правил – двигатель Ecoboost, разработанный концерном Ford, во многих моделях которого ставится как раз три цилиндра.

    По расположению цилиндров

    Компоновка ЦПГ не всегда рядная (хоть рядный двигатель – самый простой в ремонте и обслуживании). В зависимости от фантазии инженеров, двигатели делятся на несколько типов компоновки:

      Рядные – все цилиндры выстроены в один ряд и на один коленвал.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа рядного двигателя
    V-образные – два ряда цилиндров, установленные под углом от 45 до 90 градусов на один коленвал.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа V-образного двигателя
    VR-образные – два ряда цилиндров с маленьким углом развала, 10-20 градусов, установленные на один коленвал.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа VR-образного двигателя
    W-образные – представляют собой блок из 3 или 4 рядов цилиндров, установленных на один коленвал.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа W-образного двигателя
    U-образные – два параллельных ряда цилиндров, установленные на два коленвала, объединенных в один силовой блок.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа U-образного двигателя
    Оппозитные – с двумя рядами цилиндров, установленными горизонтально под 180 градусов друг к другу на один коленвал.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа оппозитного двигателя
    Встречные – особая конструкция двигателя, в котором на каждый цилиндр приходится два поршня, движущихся во встречных направлениях. По сути, это одна цилиндро-поршневая группа, установленная на два коленвала.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа встречного двигателя

  • Радиальные – с круговым размещением ЦПГ, установленной на коленвал, расположенный в центре.
  • Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа радиального двигателя

    В легковых автомобилях используются рядные, V-, VR-, W- и U-образные двигатели, а в некоторых моделях и оппозитные. А вот радиальные применяются в авиационной технике.

    По типу топлива

    Классика жанра здесь – бензиновые и дизельные двигатели. Набирают популярность газовые, постепенно совершенствуются гибридные и водородные.

    1. Бензиновые двигатели требуют поджига топливно-воздушной смеси. Для этого используются свечи и катушки зажигания, работающие синхронно с движением коленвала. Особенность бензиновых двигателей – способность развивать большую скорость;
    2. Дизельные двигатели работают по принципу самовоспламенения топливно-воздушной смеси. В них нет свечей зажигания, зато есть система прямого впрыска, требующая подачи топлива под большим давлением. Для запуска двигателя используются свечи накаливания, которые предварительно подогревают воздух и отключаются после прогрева камеры сгорания. Дизельные двигатели способны развивать большую мощность, но не скорость, поэтому используются в тяжелой технике;
    3. Газовые установки популярны за счет низкой стоимости сжиженного газа (по сравнению с бензином). Газовые двигатели работают при более высоких температурах, чем бензиновые или дизельные, что, в свою очередь, требует качественной работы системы охлаждения и особого моторного масла;
    4. Гибридные – это комбинация ДВС и электромотора. В стандартном режиме вождения задействован только электрический мотор, а ДВС задействуется при необходимости повысить нагрузку или подзарядить аккумуляторы;
    5. Водородные двигатели до недавнего времени были довольно опасны: кислород и водород, выработанные из воды путем электролиза, сгорали нестабильно и с риском детонации. Сравнительно недавно был найден другой способ использования водородно-кислородного соединения: водород заправляется в баки (причем заправка длится около 3 минут), кислород захватывается из воздуха, после чего они поступают на электрогенератор, а не в ДВС. По сути, получается процесс, обратный процессу электролиза, в результате которого образуется электроэнергия и вода. Первым автомобилем с водородной силовой установкой стала Toyota Mirai.

    По принципу работы ГРМ

    Ключевой элемент газораспределительного механизма – распредвал, объединенный с коленвалом двигателя с помощью ремня или цепи ГРМ. Распредвал за счет своей конструкции регулирует работу клапанов, и вся система работает синхронно с частотой оборотов двигателя. Обрыв ремня ГРМ – почти всегда путь на капремонт.

    В зависимости от компоновки ЦПГ в двигателе может стоять 1 распредвал, если двигатель рядный, или 2-4 распредвала, если это V-образная компоновка.

    Однако стандартная система ГРМ перестала отвечать современным требованиям к мощности и экономичности двигателей. И теперь, кроме стандартной механической системы, есть адаптивные системы, такие как Honda i-VTEC, VTEC-E и DOHC, Toyota VVT-i, Mitsubishi MIVEC, разработки компаний Volkswagen и Eco-Motors, а также пневматическая система ГРМ, установленная на Koenigsegg Regera и в перспективе добавляющая 30% мощности двигателю.

    По принципу подачи воздуха

    Еще одна классификация, которая часто встречается в обиходе: деление двигателей на атмосферные и турбированные.

    1. Атмосферный двигатель – это тот самый ДВС, который затягивает порцию воздуха при движении поршня в цилиндре вниз. Подача кислорода идет стандартным способом;
    2. Турбина (турбокомпрессор) – это дополнительная подкачка воздуха в камеру сгорания. Турбокомпрессор работает за счет потока выхлопных газов, вращающих турбину, которая, в свою очередь, нагнетает крыльчаткой воздух во впускной коллектор.

    Силовой агрегат транспортного средства (варианты) Работа двигателя с турбиной

    Турбированные двигатели имеют свои преимущества и недостатки: с одной стороны, чем больше воздуха, тем больше мощности может развить двигатель. С другой – эффект турбоямы способен серьезно попортить нервы любителю спортивной езды. Да и лишний узел – лишнее слабое место, так что турбированные двигатели (или битурбо, как называют мотор с двумя турбинами) нравятся далеко не всем. Иногда хорошо собранный атмосферник может «заткнуть за пояс» любой наддув.

    Преимущества и недостатки ДВС

    1. Если говорить о преимуществах двигателей внутреннего сгорания, то на первое место выйдет удобство для пользователя. За столетие бензиновой эпохи мы обросли сетью АЗС и даже не сомневаемся, что всегда будет возможность заправить машину и ехать дальше. Есть риск не встретить заправочную станцию – не беда, можно взять с собой бензин в канистрах. Именно инфраструктура делает использование ДВС таким комфортным.
    2. С другой стороны, заправка двигателя топливом занимает пару минут, проста и доступна. Залил бак – и едь себе дальше. Это не идет ни в какое сравнение с подзарядкой электромобиля.
    3. Способность служить долго при грамотном обслуживании – то, чем могут похвастаться знаменитые двигатели-миллионники. Регулярное своевременное ТО способно сохранить работоспособность мотора на очень долгий срок.
    4. И, конечно, не будем забывать про милый сердцу рев мощного мотора. Настоящий, честный, совершенно не похожий на озвучку современных электрокаров. Не зря же некоторые автоконцерны специально настраивали звук двигателей своих машин.

    Какой же основной недостаток у ДВС?

    1. Конечно, это низкий КПД — в пределах 20-25%. Самый высокий на сегодняшний день показатель КПД среди ДВС – 38%, который выдал двигатель Toyota VVT-iE. По сравнению с этим электромоторы смотрятся гораздо выигрышней, особенно с системами рекуперативного торможения.
    2. Второй значительный минус – это общая сложность всей системы. Современные двигатели давно перестали быть такими «простачками», как описывается в схеме классического ДВС. Наоборот, требования к моторам становятся всё выше, сами моторы – более точными и сложными, появляются новые технологии и инженерные решения. Всё это дополнительно усложняет конструкцию двигателя, и чем она сложней, тем больше в ней слабых мест.

    Так что, если раньше сосед дядя Вася перебирал двигатель своей «копейки» самостоятельно, но на новеньких современных машинах вряд ли кто-то полезет в тонкую систему ДВС без специального оборудования и инструментов.

    И, наконец, нефтяная эра сама по себе отходит в прошлое. Не зря же растут требования к экологической безопасности транспорта, а заодно и эффективность солнечных батарей. Да, бензиновые и дизельные моторы еще не скоро исчезнут с улиц, но уже Европа борется за внедрение электромобилей, благодаря которым человечество когда-нибудь забудет слово «бензиновый смог».

    Заключение

    Несмотря на любые недостатки, ДВС остается «главным по транспорту». Химики придумывают новые моторные масла, инженеры разрабатывают новые системы ГРМ, а производители бензина не спешат снижать цены. Всё потому, что с удобством и автономностью привычных нам двигателей пока не может сравниться ни один вид транспорта.

    Источник Источник http://iga-motor.ru/ustrojstvo-avto/silovye-agregaty-avtomobilya-goda.html
    Источник http://tractorreview.ru/dvigateli/ustroystvo/dvigatel-vnutrennego-sgoraniya-ustroystvo-i-printsip-rabotyi.html
    Источник Источник http://vaznetaz.ru/dvigatel-dvs

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Похожее

    ГБО редукторы 4 поколения

    ГБО редукторы 4 поколения

    Каждый год происходит возрастание бензина. К тому же дорожает и солярка. И по этим причинам множество автовладельцев переходят на газовые виды оборудования. Ими пользоваться не только комфортно, но и выгодно. Если подсчитать средний процент экономии топлива обычно достигает 50 процентов. Сюда может входить окупаемость продукции. Плюс сюда обязательно входит ее стоимость и поставка на уровень […]

    Прокладки, ремни, ролики и прочие девайсы для двигателей

    Прокладки, ремни, ролики и прочие девайсы для двигателей

    Мало что может так огорчить, как выход из строя незначительной запчасти двигателя. Даже, если стоимость такой детали минимальна, последствия будут катастрофическими, если не заменить вовремя прокладку двигателя, натяжные ролики или ремень ГРМ. Вот уж воистину говорят в народе: «Мал золотник, до дорог». Двигатель автомобиля довольно сложное устройство, которое имеет свой ресурс. И для того чтобы […]

    X

    Яндекс.Метрика