Как устроен двигатель внутреннего сгорания подробно: Устройство и теория двигателя внутреннего сгорания авто (подробно)

ГЛАВА I. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Карбюраторные и дизельные двигатели

В качестве силовой установки на автомобилях используется двигатель внутреннего сгорания.

По виду применяемого топлива двигатели подразделяются на карбюраторные, дизельные и газовые.

Карбюраторные – это двигатели, работающие на жидком топливе (бензине), с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, топливо перемешивается с воздухом в определенной пропорции с помощью карбюратора.

Дизельные — это двигатели, работающие на жидком топливе (дизельном топливе), с воспламенением от сжатия. Подача топлива осуществляется форсункой, а смешивание с воздухом происходит внутри цилиндра.

Газовые — это двигатели, которые работают на пропано-бутановом газе, с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, газ смешивается с воздухом в карбюраторе. По принципу работы такие двигатели практически не отличаются от карбюраторных (бензиновых). Поэтому в объеме этой книги не имеет смысла подробно останавливаться на рассмотрении газовых установок. Однако, если вы переоборудовали свой автомобиль «на газ», то советую внимательно изучить прилагаемую к оборудованию инструкцию.

При работе двигателя внутреннего сгорания из каждых десяти литров использованного топлива, к сожалению, только около двух идет на полезную работу, а все остальные — на «согревание» окружающей среды. Коэффициент полезного действия ныне выпускаемых двигателей составляет всего около 20%. Но мир пока не придумал более совершенного устройства, которое могло бы долго и надежно работать при более высоком КПД.

Карбюраторные поршневые двигатели.

К основным механизмам и системам карбюраторного поршневого двигателя относятся:

• кривошипно-шатунный механизм,
• газораспределительный механизм,
• система питания,
• система выпуска отработавших газов,
• система зажигания,
• система охлаждения,
• система смазки.

Рис. 6 Одноцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания а) «стакан» в «стакане»; б) поперечный разрез 1 — головка цилиндра; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — поршневые кольца; 5 — поршневой палец; 6 — шатун; 7 — коленчатый вал; 8 — маховик; 9 — кривошип; 10 — распределительный вал; 11 — кулачок распределительного вала; 12 — рычаг; 13 — клапан; 14 — свеча зажигания

Для начала, давайте возьмем простейший одноцилиндровый карбюраторный двигатель (рис.6) и разберемся с принципом его работы. Рассмотрим протекающие в нем процессы, и выясним, наконец, откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колеса автомобиля.

Основной частью одноцилиндрового карбюраторного двигателя (рис. 6), является цилиндр с укрепленной на нем съемной головкой. Если продолжить сравнение элементов автомобиля с предметами, всем известными в быту, то цилиндр вместе с головкой, очень похож на обыкновенный стакан, перевернутый вверх дном.

Внутри цилиндра помещен еще один «стакан», также вверх дном, это — поршень. На поршне в специальных канавках находятся поршневые кольца. Именно они скользят по зеркалу внутренней поверхности цилиндра, и они же не дают возможности газам, образующимся в процессе работы двигателя, прорваться вниз. В тоже время кольца препятствуют попаданию вверх масла, которым смазывается внутренняя поверхность цилиндра. 

С помощью пальца и шатуна, поршень соединен с кривошипом коленчатого вала, который вращается в подшипниках, установленных в картере двигателя. На конце коленчатого вала крепится массивный маховик.

Через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь (смесь воздуха с бензином), а через выпускной клапан выходят отработавшие газы. Клапаны открываются при набегании кулачков вращающегося распределительного вала на рычаги. При сбегании же кулачков с рычагов, клапаны надежно закрываются под воздействием мощных пружин. Распределительный вал с кулачками приводится во вращение от коленчатого вала двигателя.

В резьбовое отверстие головки цилиндра ввернута свеча зажигания, которая электрической искрой, проскакивающей между ее электродами, воспламеняет рабочую смесь (это горючая смесь перемешанная с остатками выхлопных газов, о чем более подробно рассказано ранее). 

Думаю, что после знакомства с основными деталями одноцилиндрового двигателя, вы уже начали догадываться о том, как он работает. Но давайте все-таки разберемся с тем, как происходит преобразование возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала. Этим в двигателе занимается шатунно-поршневая группа.

Вспомните теплый летний вечер, когда вы катались на велосипеде и даже не задумывались о том, как он перемещается в пространстве. А сейчас давайте посмотрим на действия велосипедиста со стороны. Нажимая на педаль одной ногой, мы поворачиваем ось педалей на пол-оборота, затем помогает вторая нога, нажимая на вторую педаль и… колесо вращается, велосипед едет! Необходимо отметить, что работа двух ног — это пример двухцилиндрового двигателя. Чтобы не чувствовать себя обманутым, можете привязать одну ногу к педали и использовать только ее для нашего эксперимента.

При дальнейшем изучении работы ноги велосипедиста можно увидеть принцип работы шатунно-поршневой группы двигателя. Роль шатуна выполняет голень ноги, поршнем с верхней головкой шатуна является — колено, ну а нижняя головка шатуна на кривошипе – это ступня на педали.

Колено велосипедиста движется только вверх — вниз (как поршень), а ступня с педалью уже по окружности (как кривошип коленчатого вала). Так это и есть преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное. В двигателе, взаимодействие деталей шатунно-поршневой группы точно такое же, как и в рассмотренном нами примере с ногой велосипедиста. 

 

Рис. 7 Ход поршня и объемы цилиндра двигателя а) поршень в нижней мертвой точке б) поршень в верхней мертвой точке

На рисунке 7 показаны некоторые параметры цилиндра и поршня, которые используются для оценки того или иного двигателя (объемы цилиндра и ход поршня).

Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ). При езде на велосипеде колено вашей ноги, также как и поршень, периодически будет находиться в крайнем верхнем или крайнем нижнем положениях.

Ходом поршня называется путь, пройденный от одной «мертвой» точки до другой — S.

Объемом камеры сгорания называется объем, расположенный над поршнем, находящимся в ВМТ — Vс.

Рабочим объемом цилиндра называется объем, освобождаемый поршнем при перемещении от ВМТ к НМТ — VР.

Полным объемом цилиндра является сумма объемов камеры сгорания и рабочего объема: Vп = VР + Vс.

Рабочий объем двигателя, это сумма рабочих объемов всех цилиндров и измеряется он в литрах. Пока мы с вами рассматриваем только одноцилиндровый двигатель, а вообще двигатели современных легковых автомобилей имеют, как правило — 4, 6, 8 и даже 12 цилиндров. Соответственно, чем больше рабочий объем — тем более мощным будет двигатель. Измеряется мощность в киловаттах или в лошадиных силах (кВт или л.с.).

Например, рабочий объем двигателя ВАЗ 2105 — 1,3 литра, его мощность 46,8 кВт (63,7 л.с.). А рабочий объем двигателя ВАЗ 21083 — 1,5 литра и его мощность 51,5 кВт (70 л.с.).

 

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.

 

Двигатели внутреннего сгорания отличаются друг от друга рабочим циклом, по которому они работают.

Рабочий цикл — это комплекс последовательных рабочих процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре при работе двигателя.

Рабочий процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом.

По числу тактов, составляющих рабочий цикл, двигатели делятся на два вида:

• четырехтактные — в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня,
• двухтактные — в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня.

На легковых автомобилях отечественного производства применяются четырехтактные двигатели, а на мотоциклах и моторных лодках – двухтактные. О путешествиях по водным просторам поговорим как-нибудь потом, а вот с четырьмя тактами работы автомобильного двигателя разберемся сейчас.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя состоит из следующих тактов:

• впуск горючей смеси,
• сжатие рабочей смеси,
• рабочий ход,
• выпуск отработавших газов.

Рис. 8 Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя а) впуск; б) сжатие; в) рабочий ход; г) выпуск

Первый такт – впуск горючей смеси (рис. 8а).

Горючей смесью называется смесь мелко распыленного бензина с воздухом в определенной пропорции. Приготовлением смеси в двигателе занимается карбюратор, о чем мы с вами поговорим чуть позже. А пока следует знать, что соотношение бензина к воздуху 1:15 считается оптимальным для обеспечения нормального процесса горения.

При такте впуска поршень от верхней мертвой точки перемещается к нижней мертвой точке. Объем над поршнем увеличивается. Цилиндр заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Иными словами, поршень всасывает горючую смесь.

Хочется посоветовать читателю, почаще включать свое воображение, сравнивая сложное с простым. Если вам удастся почувствовать, как бы ощутить на себе те процессы, которые протекают в двигателе, да и в автомобиле в целом, то многие из «секретов» машины станут для вас «открытой книгой».

Например, наверняка каждый из вас видел, как медицинская сестра, готовясь сделать укол, набирает шприцем лекарство из ампулы. За счет перемещения поршня шприца, над ним создается разряжение, которое и засасывает из ампулы то, что позже «вольется» в «мягкое место» пациента. Почти то же самое происходит и в цилиндре двигателя в процессе такта впуска.

Впуск смеси продолжается до тех пор, пока поршень не дойдет до нижней мертвой точки. За первый такт работы двигателя кривошип коленчатого вала поворачивается на пол-оборота.

В процессе заполнения цилиндра горючая смесь перемешивается с остатками отработавших газов и меняет свое название, теперь эта смесь называется – рабочая.

Второй такт — сжатие рабочей смеси (рис. 8б).

При такте сжатия поршень от нижней мертвой точки перемещается к верхней мертвой точке.

Оба клапана плотно закрыты и поэтому рабочая смесь сжимается. Из школьной физики всем известно, что при сжатии газов их температура повышается. Так и здесь. Давление в цилиндре над поршнем в конце такта сжатия достигает 9 — 10 кг/см2, а температура 300 — 400^оС.

В заводской инструкции к автомобилю можно увидеть один из параметров двигателя, имеющий название – степень сжатия (например 8,5). А что это такое? Надеюсь сейчас это станет понятно.

Степень сжатия показывает во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания (Vп/Vс — см. рис.7). У карбюраторных двигателей в конце такта сжатия, объем над поршнем уменьшается в 8 — 10 раз.

В процессе такта сжатия коленчатый вал двигателя поворачивается на очередные пол-оборота. А в сумме, от начала первого такта и до окончания второго, он повернется уже на один оборот.

Третий такт — рабочий ход (рис. 8в).

Во время третьего такта происходит преобразование выделяемой при сгорании рабочей смеси энергии в механическую работу. Давление от расширяющихся газов передается на поршень и затем, через шатун и кривошип, на коленчатый вал. Вот откуда берется та сила, которая заставляет вращаться коленчатый вал двигателя и, в конечном итоге, ведущие колеса автомобиля.

В самом конце такта сжатия, рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания. В начале такта рабочего хода, сгорающая смесь начинает активно расширяться. А так как впускной и выпускной клапаны все еще закрыты, то расширяющимся газам остается только один единственный выход — давить на подвижный поршень. Поршень под действием этого давления, достигающего 40 кг/см2, начинает перемещаться к нижней мертвой точке. При этом на всю площадь поршня давит сила 2000 кг и более, которая через шатун передается на кривошип коленчатого вала, создавая крутящий момент. При такте рабочего хода, температура в цилиндре достигает 2000 градусов и выше.

Коленчатый вал при рабочем ходе поршня делает очередные пол-оборота.

Позднее мы вернемся к этим огромным цифрам, похожим на температуры в доменной печи. А пока следует отметить для себя, что процесс рабочего хода происходит за очень короткий промежуток времени, по сравнению с которым, удивленное «хлопание» ресницами ваших глаз после прочтения этого сюжета, длится целую вечность.

Четвертый такт — выпуск отработавших газов (рис.8г)

При движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, открывается выпускной клапан (впускной все еще закрыт) и отработавшие газы с огромной скоростью выбрасываются из цилиндра двигателя. Вот почему слышен тот сильный грохот, когда по дороге едет автомобиль без глушителя выхлопных газов, но об этом позже. А пока обратим внимание на коленчатый вал двигателя — при такте выпуска он делает еще пол-оборота. И всего, за четыре такта рабочего цикла, он сделал два полных оборота.

После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, и все повторяется: впуск – сжатие – рабочий ход – выпуск… и так далее.

А теперь, интересно, кто из вас обратил внимание на то, что полезная механическая работа совершается двигателем только в течение одного такта — рабочего хода! Остальные три такта называются подготовительными (выпуск, впуск и сжатие) и совершаются они за счет кинетической энергии маховика, вращающегося по инерции.

Рис. 9 Коленчатый вал двигателя с маховиком 1 — коленчатый вал двигателя; 2 — маховик с зубчатым венцом; 3 — шатунная шейка; 4 — коренная (опорная) шейка; 5 — противовес

Маховик (рис. 9) — это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. Во время рабочего хода, поршень, через шатун и кривошип, раскручивает коленчатый вал двигателя, который и передает запас инерции маховику.

Запасенная в массе маховика инерция позволяет ему, в обратном порядке, через коленчатый вал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикла двигателя. То есть, поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз (при такте впуска), именно за счет отдаваемой маховиком энергии. Если же двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик конечно тоже помогает.

В далеком детстве у вас наверняка была игрушка, которая называлась «Волчок». Вы раскручивали его энергией своей руки (рабочий ход) и радостно наблюдали за тем, как долго он вращается. Точно также и массивный маховик двигателя — раскрутившись, он запасает энергию, но только значительно большую, чем детская игрушка, а затем эта энергия используется для перемещения поршня в подготовительных тактах.

Дизельные двигатели

Главной особенностью работы дизельного двигателя является то, что топливо подается форсункой или насос-форсункой непосредственно в цилиндр двигателя под большим давлением в конце такта сжатия. Необходимость подачи топлива под большим давлением обусловлена тем, что степень сжатия у таких двигателей в несколько раз больше, чем у карбюраторных. И так как давление и температура в цилиндре дизельного двигателя очень высоки, то происходит самовоспламенение топлива. А это означает, что искусственно поджигать смесь не надо. Поэтому у дизельных двигателей отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания.

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя.

Первый такт — впуск, служит для наполнения цилиндра двигателя только воздухом.

При движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, происходит всасывание воздуха через открытый впускной клапан.

Второй такт — сжатие, необходим для подготовки к самовоспламенению дизельного топлива.

При своем движении к верхней мертвой точке, поршень сжимает воздух в 18 — 22 раза (у карбюраторных в 8 — 10 раз). Поэтому в конце такта сжатия, давление над поршнем достигает 40 кг/см2, а температура поднимается выше 500 градусов.

Третий такт — рабочий ход, служит для преобразования энергии сгораемого топлива в механическую работу.

В конце такта сжатия, в камеру сгорания, через форсунку под давлением подается дизельное топливо, которое самовоспламеняется за счет высокой температуры сжатого воздуха.

При сгорании дизельного топлива (взрыве), происходит его расширение и увеличение давления. При этом возникает усилие, которое перемещает поршень к нижней мертвой точке и через шатун проворачивает коленчатый вал. Во время рабочего хода давление в цилиндре достигает 100 кг/см2, а температура превышает 2000^о.

Четвертый такт – выпуск отработавших газов, служит для освобождения цилиндра от отработавших газов.

Поршень от нижней мертвой точки поднимается к верхней мертвой точке и, через открытый выпускной клапан, выталкивает отработавшие газы.

При своем последующем движении вниз, поршень засасывает свежую порцию воздуха, происходит такт впуска и рабочий цикл повторяется.

В дизельном двигателе, нагрузки на все механизмы и детали значительно больше, чем в карбюраторном бензиновом, и это закономерно приводит к увеличению его массы, размеров и стоимости. Однако дизельный двигатель имеет и неоспоримые преимущества — меньший расход топлива, чем у его карбюраторного «брата» (приблизительно на 30%), а также отсутствие системы зажигания, что значительно уменьшает количество возможных неисправностей при эксплуатации.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ).

 

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

Ранее рассматривалась работа одноцилиндрового двигателя. Это было необходимо для простоты восприятия протекающих в нем процессов. Однако на большинстве легковых автомобилей, как отечественных, так и зарубежных, устанавливаются четырехцилиндровые двигатели. Конечно, существуют варианты и с другим количеством цилиндров (от двух до восьми), но в объеме этой книги мы с вами ограничимся знакомством именно с четырехцилиндровым двигателем, так как именно он является самым распространенным.

Рис. 10 Общий вид четырехцилиндрового двигателя на примере автомобиля ВАЗ 2106 (для увеличения изображения кликните по рисунку) а) продольный разрез; б) поперечный разрез 1 — блок цилиндров; 2 — головка блока цилиндров; 3 — поддон картера двигателя; 4 — поршни с кольцами и пальцами; 5 — шатуны; 6 — коленчатый вал; 7 — маховик; 8 — распределительный вал; 9 — рычаги; 10 — впускные клапаны; 11 — выпускные клапаны; 12 — пружины клапанов; 13 — впускные и выпускные каналы

У четырехцилиндрового двигателя кривошипно-шатунный механизм состоит из (см. рис. 10):

• блока цилиндров с картером,
• головки блока цилиндров,
• поддона картера двигателя,
• поршней с кольцами и пальцами,
• шатунов,
• коленчатого вала,
• маховика.

Блок цилиндров объединяет в себе не только уже известные нам цилиндры и шатунно-поршневую группу, но и другие системы двигателя. Он является основой двигателя, в которой есть множество литых каналов и сверлений, подшипников и заглушек. Именно в блоке цилиндров вращается (на подшипниках) коленчатый вал. Во внутренних полостях блока циркулирует жидкость системы охлаждения, там же проходят и масляные каналы системы смазки двигателя. Большая часть из навесного оборудования двигателя монтируется, опять же, на блоке цилиндров. Нижняя часть блока называется картером.

 

Головка блока цилиндров является второй по значимости и по величине составной частью двигателя. В головке расположены камеры сгорания, клапаны и свечи цилиндров, в ней же на подшипниках вращается распределительный вал с кулачками. Так же, как и в блоке цилиндров, в его головке имеются водяные и масляные каналы и полости. Головка крепится к блоку цилиндров и, при работе двигателя, составляет с блоком единое целое.

Устройство и взаимодействие основных деталей кривошипно-шатунного механизма — шатунно-поршневой группы мы с вами уже разобрали выше, при изучении ног велосипедиста и рабочего цикла двигателя (см. стр. 9-11).

 

Для тех из вас, кто уже вернулся обратно на эту страницу, предлагаю небольшой экскурс в мир цифр. На холостом ходу двигателя, его коленчатый вал вращается со скоростью приблизительно 800 — 900 оборотов в минуту (13 — 15 об/сек). На средней и большой скорости движения автомобиля число оборотов коленчатого вала в минуту составляет уже от 2000 до 4000. А в ходе автомобильных соревнований, у специально подготовленных автомобилей, двигатель «раскручивается» до 12000 об/мин (200 оборотов в секунду) и даже более того. А, что поршни? Они движутся в цилиндре с огромной скоростью! Ведь за один оборот коленчатого вала каждый поршень успевает подняться вверх, «развернуться» и опуститься вниз (или наоборот – сначала вниз, потом вверх). Свой путь от одной мертвой точки до другой, поршни «пролетают» за сотые доли секунды! А если вспомнить еще и об огромных температурах и давлении в цилиндрах в это время! Вот в таких непростых, мягко выражаясь, условиях работает двигатель вашего автомобиля.

Мы с вами разобрались с очень сложным и уникальным процессом, происходящим внутри двигателя с одним цилиндром. Многоцилиндровый двигатель принципиально ни чем не отличается от простейшего одноцилиндрового. Однако, когда цилиндров много, представьте, как они работают и в каких условиях (температуры, давление, трение…), при этом безотказно и продолжительное время, доставляя нам только удовольствие ничего не требуя взамен, кроме лишь «кормления» двигателя бензином и периодического его обслуживания.

Основные неисправности кривошипно-шатунного механизма.

Стуки в двигателе могут быть по причине износа поршневых пальцев, шатунных и коренных подшипников.

Для устранения неисправности необходимо заменить изношенные детали.

Повышенная дымность выхлопных газов и (или) падение компрессии (давление в конце такта сжатия) случается из-за износа поршневых колец, поршней, цилиндров, залегания поршневых колец в канавках поршней.

Для устранения неисправности следует заменить изношенные детали.

Эксплуатация кривошипно-шатунного механизма двигателя.

Правильная эксплуатация двигателя крайне необходима, так как его ремонт достаточно трудоемкий и дорогостоящий процесс. И к кривошипно-шатунному механизму, это относится в первую очередь.

Ресурс работы двигателя — это продолжительность нормальной работы двигателя без его капитального ремонта. Для отечественных автомобилей ресурс двигателя составляет приблизительно 150 — 200 тысяч километров пробега, и несколько больше для иномарок.

Для многих из вас эти цифры покажутся недосягаемо большими, но это не означает, что можно забывать о своевременной смене масел, жидкостей, фильтров и других расходных материалов. Плюс к этому, двигатель также требует периодических регулировок. Необходимо соблюдать сроки обслуживания его механизмов и систем, как этого рекомендует завод–изготовитель вашего автомобиля. А иначе, через удивительно короткий промежуток времени, вам может понадобиться именно капитальный ремонт двигателя.

Факторы, влияющие на продолжительность работы двигателя.

Первый фактор, уменьшающий ресурс двигателя — частые перегрузки автомобиля. Если загрузка салона, багажника и прицепа превышает все разумные пределы, то, двигаясь на такой перегруженной машине продолжительное время, вы рискуете выработать ресурс двигателя ранее вышеуказанного срока.

Водители, полагающие, что металл выдержит все – очень сильно ошибаются. Попробуем «примерить» это утверждение на себя.

Если сумка, с которой вы идете по улице, весит 1,5 — 2 кг, то можно долго не ощущать усталости. А теперь давайте возьмем на прогулку свой любимый телевизор с диагональю 51 см и, «погуляв» по набережным часика этак два, оценим свое состояние. А ведь в отличие от нашего с вами организма, металл претерпевает необратимые изменения.

Вторым фактором, влияющим на срок службы вашего двигателя, является движение с максимально возможной скоростью длительное время.

Если на трехкилометровой дистанции по кроссу, вы будете бежать также быстро, как и на 100 метров, то вам не избежать быстрого уставания и потери сил. Сразу вспоминается фраза из песни В. Высоцкого: «Он на десять тыщ, рванул как на пятьсот… и… спекся!». Последствия для человеческого организма могут быть плачевными. То же самое происходит и с двигателем автомобиля. Жаль, что многие начинают понимать это слишком поздно.

Мы с вами не так далеко ушли от тех «страшно» больших цифр (температуры, давление, скорости…), характеризующих условия, в которых работают механизмы двигателя, чтобы вы успели их забыть. Согласитесь, что количество «взрывов» в цилиндрах, периодичность колебаний температуры и давления за одну секунду, не могут не влиять на продолжительность «жизни» деталей двигателя.

Третий фактор, ускоряющий износ двигателя — экология. Грязный воздух и грязные дороги укорачивают жизнь не только человеку, но и разрушающе действуют на структуру металла, уменьшая ресурс двигателя. Поэтому не забывайте вовремя производить замену фильтров, по мере возможности применяйте чистые масла и бензин, следите за внешним видом двигателя своего автомобиля. Хотя бы пару раз в год, его следует очищать от грязи и мыть с использованием специальных жидкостей.

Двигатель внутреннего сгорания

26.07.2014 / 30.03.2019   •   61052 / 12691

Кратко мы разберем основные характеристики и отличия поршневых автомобильных двигателей внутреннего сгорания.

• Тип ( код) двигателя.
Каждый производитель автомобилей присваивает своим силовым агрегатам буквенно-цифровые коды, позволяющие подобрать запасные части в зависимости от комплектации конкретной модели автомобиля. Тип двигателя наносится методом выдавливания на отфрезерованный, технологический отлив блока цилиндров или выдавливается на специальной табличке, которая прикрепляется к блоку цилиндров. Как правило, там же содержится информация и о номере двигателя. Некоторые производители наносят эти данные на головку блока цилиндров (например, AUDI двигатель AAN). В подавляющем большинстве случаев можно прочесть нанесенные данные о типе двигателя, без подъемных механизмов или снятия агрегата с автомобиля.

• Диаметр цилиндра. ( D )
Диаметр цилиндра это размер отверстия в блоке цилиндров (гильзе цилиндра), в котором поступательно двигается поршень. Это конструктивный параметр блока цилиндров влияющий на рабочий объем двигателя. Помимо этого, от диаметра цилиндра зависит общая габаритная ширина и длина двигателя. Размер указывается, как правило, в миллиметрах или дюймах с точностью до сотых долей. Данные размере номинального диаметра цилиндра указываются при комнатной температуре (+20 градусов Цельсия). Измерения производятся нутромером или аналогичным по точности инструментом.
• Ход поршня. ( S )
Ход поршня это расстояние между положением любой точки поршня в верхней мертвой точке (В. М.Т. Верхняя Мертвая Точка – крайнее верхнее положение, достигаемое поршнем в цилиндре ДВС ) и положение поршня в нижней мертвой точке (Н.М.Т). Это конструктивный параметр коленчатого вала, влияющий на рабочий объем двигателя. Размер указывается, как правило, в миллиметрах или дюймах с точностью до сотых долей. Измерения производятся штангель-циркулем или аналогичным по точности инструментом. Как правило, измерения производятся непосредственно на коленчатом валу. От размера, хода поршня зависит габаритная высота двигателя .

• Количество цилиндров двигателя. ( z )
Количество цилиндров является важнейшей конструктивной характеристикой двигателя. В зависимости от количества цилиндров рассчитывается и проектируется и система охлаждения двигателя. Количество цилиндров самым прямым образом влияет на общие габаритные размеры и вес автомобиля. Например: c увеличением количества цилиндров при одном и том же литраже двигателя размеры его цилиндров уменьшаются. Это уменьшение вследствие увеличения отношения внутренней поверхности цилиндра к его объему сопровождается усилением охлаждения двигателя. Уменьшение диаметра цилиндра позволяет создавать камеру сгорания улучшенной формы и вместе с обстоятельством усиления охлаждения позволяет производителем создавать более экономичные двигатели. Но есть и обратная сторона, увеличение количества цилиндров ведет к общему удорожанию силового агрегата. В современном автомобильном моторостроении получили распространение 2-х, 3-х , 4-х , 5-и , 6-и , 8-и , 10-и , 12-и , 16 –и цилиндровые двигатели.

• Объем двигателя. ( V )
Как правило, в справочниках и каталогах указывается рабочий объем двигателя.
Рабочий объем двигателя ( V_H ) (литраж двигателя) складывается из рабочих объемов всех цилиндров. То есть, это произведение рабочего объема одного цилиндра на количество цилиндров.


V_H = V_p * Z

Рабочий объем цилиндра ( V_p ) — это пространство, которое освобождает поршень при перемещении из верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точки (НМТ).

Объем камеры сгорания ( V_k )— объем полости цилиндра и камеры сгорания в головке блока цилиндров над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке (ВМТ) — т.е. в крайнем положении и в наибольшем удалении от коленчатого вала. Параметр, прямо влияющий на степень сжатия двигателя. В гаражных условиях измерение камеры сгорания производится с помощью измерения объема жидкости заполняющего камеру.
Полный объем цилиндра ( V_o ) это сумма рабочего объема одного цилиндра + объем одной камеры сгорания в головке блока.


V_o = V_p + V_k

• Количество клапанов на один цилиндр.
В современном автомобилестроении все чаще и чаще применяются двигатели с мульти клапанным газораспределительным механизмом. Увеличение количества клапанов является важнейшим параметром позволяющим получать большую мощность при одном и том же объеме двигателя, за счет увеличения объема смеси или воздуха попадающего в цилиндры на такте впуска. Увеличение количества клапанов позволяет получать, лучшее наполнение цилиндров свежей рабочей смесью и быстрее освобождать камеру сгорания от отработанных газов.
• Тип топлива.
По типу топлива двигатели разделяются на следующие группы:. Бензиновые двигатели ( Petrol ) — имеют принудительное зажигание топливовоздушной смеси искровыми свечами. Принципиально различаются по типу системы питания:
В карбюраторных системах питания смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей практически прекращено из-за высокого расхода топлива и несоответствия предъявляемым современным экологическим требованиям.
Во впрысковых ( инжекторных ) двигателях топливо может распылятся одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя (распределенный впрыск). В этих двигателях, возможно, небольшое увеличение максимальной мощности и снижение расхода топлива и уменьшение токсичности отработавших газов за счет рассчитанной дозировки топлива блоком электронного управления двигателем;
Двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания , который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно максимально уменьшается расход бензина и выброс вредных веществ в атмосферу.
Дизельные двигатели (Diesel) — поршневые двигатели внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием, в которых воспламенение смеси дизельного топлива с воздухом происходит от возрастания ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми, дизельные двигатели обладают лучшей экономичностью (примерно на 15-20%) благодаря более чем в два раза большей степени сжатия, значительно улучшающей процессы горения топливо — воздушной смеси. Неоспоримым достоинством дизелей является конструктивное отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и в связи с этим увеличивает расход топлива. Максимальный крутящий момент дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала.
Гибридные двигатели. Двигатели совмещающие характеристики дизеля и двигателя с искровым зажиганием.
• Компоновка поршневых двигателей (тип расположения).
Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.

Компоновка и порядок работы цилиндров (схемы, описание):

• Тип привода ГРМ.
В современной мировой практике для уточнения типа клапанного механизма применяются следующие сокращения:
OHV обозначает верхнее расположение клапанов в двигателе.
OHC обозначает верхнее расположение распредвала.
SOHC обозначает один распределительный вал верхнего расположения.
DOHC обозначает конструкцию газораспределительного механизма с двумя распределительными валами расположенными сверху.

• Степень сжатия двигателя, компрессия.
Понятие степени сжатия не следует путать с понятием «компрессия», которое указывает максимальное давление создаваемое поршнем в цилиндре при данной степени сжатия (например: степень сжатия для двигателя 10:1, значение «компрессии» при этом соответствует значению в 14 атмосфер.).

• Степень сжатия ( ε ) — отношение полного объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем цилиндра при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку. Для бензиновых двигателей степень сжатия определяет октановое число применяемого топлива. Для бензиновых двигателей значение степени сжатия определяется в пределах от 8:1 до 12:1, а для дизельных двигателей в пределах от 16:1 до 23:1. Общая мировая тенденция в двигателестроении это увеличение степени сжатия как у бензиновых так и у дизельных двигателей, вызванное ужесточением экологических норм.


• Компрессия (давление в цилиндре в конце такта сжатия) ( p _c ) является одним из показателей технического состояния (изношенности) цилиндропоршневой группы и клапанов. У двигателей с серьезным пробегом, как правило, уже имеется неравномерный износ гильзы цилиндра и поршневых колец, в связи, с чем поршневое кольцо не плотно прилегает к поверхности цилиндра. Также изнашивается клапанный механизм, а точнее стержень клапана и направляющая втулка клапана. Вследствие перечисленных причин возникают потери герметичности камеры сгорания. p _c = p₀ * ε ⁿ
  Где:
  p₀ — это начальное давление в цилиндре в начале такта сжатия.
  ε— степень сжатия двигателя.
  
• Мощность двигателя. ( P )
Мощность — это физическая величина, равная отношению произведенной работы или произошедшего изменения энергии к промежутку времени, в течение которого была произведена работа или происходило изменение энергии.
Обычно мощность измеряется в Лошадиных силах ( Horse Power – англ).
Значение 1 л.с.( HP) = 0,735 кВт) или в Киловаттах ( 1 кВт = 1,36 л.с.( (HP)). Максимальное значение мощности и максимальный крутящий момент достигаются при различных оборотах двигателя.


P = M * ω = 2 * π * M * n

Где:
M – это крутящий момент ( Н * м ).
ω — угловая скорость ( рад / сек ).
n — частота вращения коленчатого вала двигателя. ( мин ^-1)


Как правило, во всех справочных автомобильных источниках, а также технических документации на транспортное средство указывается эффективная мощность.
Эффективная мощность двигателя – это мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя. Не путать с номинальной мощностью двигателя.


P _eff = V_H * p_e * n / K

Где:
V_H – рабочий объем двигателя ( см ³).
p_e — среднее эффективное давление ( бар ).
n — частота вращения коленчатого вала двигателя. ( мин ^-1)
K — тактовый коэффициент. ( K=1 для двухтактного ; K= 2 для четырехтактного двигателя )

Номинальная мощность двигателя это гарантируемая изготовителем мощность двигателя в режиме полного дросселя и заданной частоты вращения, то есть, при работе двигателя на номинальной частоте вращения при полной подаче топлива.

Для оценки экономичности ДВС используется показатель “Удельный расход топлива” обозначающий расход единицы топлива на единицу мощности в час. Который измеряется в г/(кВт·ч) и составляет;

250- 325 г/(кВт×ч) для бензиновых двигателей.

200–270 г/(кВт×ч) для дизельных.

Предлагаем услуги:

Где Вы предпочитаете обслуживать двигатель?

На специализированной СТО

На фирменной СТО

По рекомендации

Где дешевле

Несложные работы — сам

Обслуживаю полностью сам

Как работает двигатель внутреннего сгорания / Поделки за 5 минут

Современный мир сложно представить без двигателя внутреннего сгорания. Это помогает нам добраться до работы утром или путешествовать по миру с комфортом. Но несмотря на то, что эти двигатели очень популярны, мало кто знает, как они работают.

5-Minute Crafts хотел бы рассказать вам о том, что такое двигатель внутреннего сгорания и как он работает.

Простое определение двигателя внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это машина, преобразующая топливо в механическую энергию. Он относится к тепловым двигателям, то есть сжигает топливо для производства энергии, необходимой для работы.

ДВС используются в самолетах, кораблях, железнодорожных локомотивах и большинстве автомобилей, а также в газонокосилках, цепных пилах, воздушных компрессорах и т. д.

Двигатель внутреннего сгорания назван так потому, что внутри него воспламеняется и сгорает топливо. В настоящее время ДВС являются наиболее широко используемыми в мире устройствами для выработки энергии.

Бензиновые и дизельные ДВС

Наиболее распространенными двигателями внутреннего сгорания являются бензиновые и дизельные.

Они в основном одинаковы. Оба двигателя работают благодаря топливу, воздуху и зажиганию.

И все же между ними есть разница.

• В бензиновом двигателе топливо смешивается с воздухом, затем сжимается поршнем внутри цилиндра и воспламеняется искрой от свечи зажигания.
• В дизельном двигателе поршень сначала сжимает воздух, и только потом впрыскивается топливо. Свеча зажигания здесь не используется. Воздух очень горячий при сжатии, что приводит к воспламенению топлива.

Детали двигателя внутреннего сгорания

Наиболее распространенным двигателем внутреннего сгорания является 4-тактный бензиновый двигатель.

It consists of the following components:

1. Exhaust camshaft
2. Exhaust valve bucket
3. Spark plug
4. Intake valve bucket
5. Intake camshaft
6. Exhaust valve
7. Intake valve
8. Cylinder head
9. Piston
10. Piston штифт
11. Подключающий стержень
12. Блок двигателя
13. Коленчатый вал

• TDC — верхний мертвый центр
• BDC — нижний мертвый центр

. перемещение компонентов:

• звездочка распределительного вала
• поршень
• коленчатый вал
• шатун
• клапан

принцип работы ДВС

Выше мы рассмотрели компоненты 1-цилиндрового двигателя внутреннего сгорания. В автомобильных двигателях часто используются от 4 до 8 цилиндров. Есть автомобили с 16 цилиндрами. А у поршневых авиадвигателей их целых 28. Чем больше цилиндров у двигателя, тем он мощнее.

Цилиндр — это силовая установка двигателя. Как правило, двигатели с большим количеством цилиндров производят больше мощности, а двигатели с меньшим количеством цилиндров лучше экономят топливо.

Баллон не всегда имеет 2 клапана. Для увеличения мощности двигателя часто используют по 4 клапана на цилиндр.

Во всех двигателях внутреннего сгорания топливо сгорает внутри. Камера сгорания состоит из цилиндра, в котором движется плотно прилегающий поршень. Он перемещается внутри цилиндра от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ). Движение поршня между этими точками является ходом. Поршень прикреплен к шатуну, который соединен с коленчатым валом. Благодаря этому движения поршня вверх и вниз преобразуются во вращательные движения.

Мощность ДВС достигается путем сжигания смеси топлива и воздуха в небольшом замкнутом пространстве. При сгорании топлива на воздухе образуется горячий газ, объем которого расширяется. Он толкает поршень, который вращает коленчатый вал. Если взять автомобиль в качестве примера, это движение передается на колеса, которые двигают автомобиль через систему шестерен в трансмиссии.

4 такта работы двигателя

Двигатель, который мы разобрали выше, называется 4-тактным, потому что один цикл работы завершается за 4 такта.

1. Впуск
2. Компрессия
3. Мощность
4. Выпуск

Для совершения одного рабочего цикла поршень делает 2 полных прохода в цилиндре, а коленвал делает 2 оборота.

Впуск

• В начале первого такта поршень находится близко к ВМТ.
• Впускной клапан открывается, и поршень перемещается вниз до НМТ. В этот момент в цилиндр всасывается топливовоздушная смесь или просто воздух, если речь идет о дизеле.

Такт впуска заканчивается, когда поршень достигает НМТ. Во время первого такта двигатель потребляет энергию.

Компрессия

• В начале второго такта поршень находится вблизи НМТ.
• Впускной и выпускной клапаны закрыты во время этого хода.
• Поршень начинает продвигаться к ВМТ. В этот момент он сжимает смесь воздуха и топлива в бензиновых двигателях или просто воздух в дизельных двигателях. Максимальное давление достигается, когда поршень находится близко к ВМТ. Примерно в то же время в бензиновом двигателе возникает искра, а в дизельном двигателе впрыскивается топливо.

Во время такта сжатия двигатель все равно потребляет энергию — даже больше, чем в такте впуска.

Мощность

• В начале третьего такта поршень находится в ВМТ.
• Впускной и выпускной клапаны закрыты.
• Сгорание топливовоздушной смеси начинается в конце такта сжатия. Этот процесс приводит к резкому увеличению давления внутри цилиндра, что толкает поршень вниз к НМТ.

В этот момент поршень через шатун приводит во вращение коленчатый вал. Сила, приложенная к коленчатому валу, называется крутящим моментом.

Во время рабочего такта двигатель вырабатывает энергию.

Выхлоп

• В начале четвертого такта поршень находится в НМТ, куда его толкнуло давление, возросшее после сгорания топлива.
• Во время такта выпуска выпускной клапан открыт.
• Поршень начинает движение от НМТ к ВМТ, выталкивая большую часть выхлопных газов из цилиндра в выхлопные трубы.

Во время такта выпуска двигатель снова потребляет энергию.

КПД двигателя внутреннего сгорания

Не все топливо, поступающее в двигатель, преобразуется в полезную энергию. Большая часть энергии преобразуется в тепло, которое нейтрализуется системой охлаждения.

КПД 4-тактных двигателей 20–25 %. Только этот процент энергии топлива преобразуется в механическую энергию. Остальное уходит в систему охлаждения и выхлоп.

Дизельные двигатели более экономичны. У крупных КПД достигает 42%. Однако для двигателей легковых и грузовых автомобилей диапазон составляет всего 25–30%.

Краткая история

Первый коммерческий двигатель внутреннего сгорания был изобретен инженером Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром. В 1860 году Ленуар установил газовый одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания на трехколесную повозку и запатентовал его.

Первый двигатель внутреннего сгорания работал неплохо, но был слишком шумным и часто перегревался. Пришлось охлаждать водой. Кроме того, изобретение Ленуара нельзя было назвать экономичным.

В 1863 году инженер изобрел трехколесную повозку, работавшую на бензине. Во время демонстрации в Париже он преодолел 7 миль за 3 часа. И хотя повозка двигалась очень медленно, но производила довольно сильное впечатление, потому что двигалась не на лошади и не на муле, а на двигателе.

Двигатели Ленуара были весьма популярны. Всего было построено около 500 из них.

В 1876 году Николаус Отто изобрел эффективный газовый двигатель. Это был первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Двигатель сразу же встроили в мотоцикл. В двигателе цикла Отто использовался принцип впуска, сжатия, мощности и выпуска. Именно так работают большинство современных двигателей внутреннего сгорания в автомобилях или мотоциклах.

В 1885 году Карл Бенц построил первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, работавшим на бензине, и запатентовал его в 1886 году. Бенц разработал свой двигатель на основе работы Отто, в то время как Отто использовал газовый двигатель Ленуара в качестве образца. .

Как работает двигатель мотоцикла?

Выглядит запутанно. Это сбивает с толку. Так что давайте не будем начинать с 1800-кубовой оппозитной шестерки.

Современные велосипедные двигатели оснащены множеством технологий — иногда вам нужен словарь только для того, чтобы перевести руководство. Но если вы не знаете, как работает двигатель, это может быть немного сложно.

   

Во всем виноват он.

Но хорошая новость заключается в том, что современные двигатели по-прежнему работают почти по тому же принципу, что и в 1876 году, когда немец Николас Отто построил первый (возможно, знал). И это уже больше, чем знают многие эксперты по пабам, так что мы прочь к хорошему началу.

Основы двигателя мотоцикла

История начинается со взрыва в маленьком замкнутом пространстве. Взрыв — это не взрыв; это контролируемое сжигание смеси бензина и воздуха — бензин попал в пространство, выдавливаясь из форсунки, а воздух поступал, э-э, из атмосферы. Взрыв/сгорание также называется сгоранием, как в «двигателе внутреннего сгорания». А небольшое замкнутое пространство называется камерой сгорания.

 

Самое важное — ваш базовый движок

В верхней части камеры сгорания находится свеча зажигания, которая искрит или воспламеняет топливно-воздушную смесь и начинает горение. Этот бит называется зажиганием.

Газы, горящие в небольших помещениях, быстро расширяются. Пол камеры сгорания на самом деле является верхней частью поршня, и, к счастью, он скользит внутрь стенок цилиндра, называемого «цилиндром». Что ни говори об инженерах, но они логичны.

Поршень соединен со штоком, который называется «шатун» (видите?) – сокращенно до шатуна или просто штока. Стержень соединен с большой штукой в ​​виде оси, называемой кривошипом. Когда сгорание толкает поршень и шатун вниз, они поворачивают кривошип.

Импульс в кривошипе (который сравнительно тяжелый) теперь снова качает шатун и поршень вверх по цилиндру. Это полезно, потому что при этом он выталкивает весь сгоревший выхлопной газ из цилиндра через пару маленьких клапанов, которые только что открылись, в, э-э, выхлоп. Умный момент здесь — синхронизация открытия и закрытия клапанов контролируется цепью, идущей от кривошипа обратно к шпинделю (или распределительному валу) над клапанами и открывающему их точно тогда, когда это необходимо.

Фух, пока все хорошо. Но дело сделано наполовину. Нам нужно получить больше бензина и воздуха в камеру сгорания.

 

Полный четырехтактный цикл. Это гипнотически.

Теперь поршень снова находится в верхней точке своего хода. Но кривошип все еще имеет импульс и все еще вращается, и он начинает тянуть поршень обратно в цилиндр, что является идеальной возможностью открыть еще одну пару клапанов (управляемых другим распределительным валом) и позволить низкому давлению опускающегося поршня. свежий импульс топливно-воздушной смеси в цилиндр, немного похожий на взятие крови в шприце.

Поршень снова достигает нижней точки своего хода, а цилиндр над ним заполнен бурлящей топливно-воздушной смесью. По-прежнему движимый импульсом кривошипа, поршень снова начинает подниматься во второй раз, что сжимает смесь. Когда поршень достигает верхней точки, свеча зажигания снова дает искру, воспламеняя смесь и снова толкая поршень обратно в цилиндр.

Итак, это полный цикл двигателя внутреннего сгорания. Если вы считаете, то поймете, что поршень на самом деле совершал два хода вверх и два хода вниз за цикл — поэтому он называется четырехтактным двигателем (существует много других типов двигателей — двухтактные, ванкелевые, дизели и т. д., но почти все современные мотоциклетные двигатели четырехтактные).

Четыре штриха часто сокращаются до запоминающихся глаголов: в порядке, описанном выше, это будет хлопать, дуть, сосать, сжимать (но чаще заказывают сосать, сжимать, хлопать, дуть, потому что он лучше слетает с языка ).

Итак, теперь у нас есть поршень, летающий вверх и вниз, и вращающаяся рукоятка. Как это заставляет велосипед двигаться вперед?

Как вы понимаете, четырехтактный цикл, описанный выше, происходит очень и очень быстро. Невероятно быстро. Когда ваш велосипед крутится, кривошип будет вращаться со скоростью около 1200 оборотов в минуту. Это 600 отсосов, 600 сжатий, 600 хлопков и 600 ударов каждую минуту (потому что каждый из них — это половина оборота рукоятки). И это на цилиндр.

Итак, кривошип крутится очень быстро, но если вы затем просто соедините его цепью с задним колесом, у него будет достаточно силы только для очень-очень медленного вождения мотоцикла, и он будет крутить свои гайки, чтобы сделать это. Если представить, что вы выбираете первую передачу на самокате, а затем пытаетесь крутить педали на спуске; то же самое.

Что нам нужно сделать, так это каким-то образом выбрать более высокую передачу на нашем самокате. Нам нужна система зубчатых колес, чтобы замедлить скорость вращения кривошипа и которая затем — из-за явления, называемого механическим преимуществом, — фактически увеличивает силу силы (также называемую крутящим моментом) до такой степени, что мы можем управлять автомобилем. мотоцикл вперед с приличной скоростью, но с более ощутимыми оборотами двигателя. Мы хотим заменить высокую скорость вращения коленчатого вала и низкий крутящий момент на низкую скорость вращения коленчатого вала и высокий крутящий момент.

Ах, как насчет коробки передач? Таким образом, на конце кривошипа есть зубчатое колесо или шестерня, которая вращает множество других шестерен разных размеров — и мы можем выбрать, какую из них мы хотим, используя хитроумный механизм, называемый рычагом переключения передач — до того, как появится привод, медленнее, но гораздо мощнее, на выходной передаче — и откуда мы можем зацепить ее цепью и привести в движение заднее колесо.

Теперь у вашего велосипеда работает двигатель, и он движется. Ура!

 

Это чертеж двигателя Triumph Trophy. Вы можете видеть три поршня в ряд, каждый на конце шатуна и вращающий кривошип под ним. Вы также можете увидеть два впускных и выпускных распределительных вала в верхней части двигателя, которые приводят в действие клапаны. Большая шестерня сразу за корзиной сцепления принимает привод от кривошипа и передает его в коробку передач — группу шестерен. Выход привода представляет собой косозубую коническую шестерню внизу справа. У Trophy есть карданный вал, и вы можете видеть, как его коническая шестерня передает выходную мощность редуктора.

Конечно, все вышесказанное описывает только процесс одного поршня, штока и цилиндра. Вы знаете, что велосипеды могут иметь один, два, три, четыре, реже пять, но иногда и до шести цилиндров. Их можно расположить причудливым и чудесным образом – рядом друг с другом (параллельные двойники или рядные тройки, четверки или шестерки), в форме буквы V (V-образная двойка или V-четыре) или лицом друг к другу (плоская двойная, плоская четыре, даже шесть).

Количество цилиндров и их расположение играют огромную роль не только в характере вашего двигателя (как он вибрирует и как он выдает мощность при открытии дроссельной заслонки), но и в управлении – и размер – вашего велосипеда. Из-за этого некоторые конфигурации цилиндров подходят для определенных типов езды — поэтому одиночные цилиндры хорошо работают на мотоциклах для бездорожья, но не так хорошо на туристических велосипедах. Из V-образных четверок получаются хорошие двигатели для спортбайков, но паршивые двигатели для бездорожья.

Конечно, это только самое общее описание того, как работает двигатель вашего мотоцикла. У каждого двигателя есть свои сильные стороны и свои конструктивные особенности; он может быть с наддувом, с регулируемым клапаном или полуавтоматической коробкой передач.

Прекрасная вещь в четырехтактном двигателе — это когда вы смотрите на его рисунок или анимацию на Youtube и вдруг впервые понимаете волшебную взаимосвязь поршня, штока, кривошипа, распределительного вала и клапанов.