Виды двс: Типы двигателей внутреннего сгорания

Различия и особенности автомобильных ДВС

Современный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тепловой вид двигателя, который преобразует энергию взрыва топливной смеси в механическую силу.

Взрыв происходит внутри камеры сгорания, что приводит в действие поршневую группу. Так как наибольшее распространение получили поршневые и комбинированные виды двигателей, далее пойдет речь именно о них.

Содержание

1. Виды двигателей автомобилей по типу топлива
2. Подача смеси для бензинового двигателя
3. Инжекторная система питания
4. Принцип работы дизельного двигателя
5. Роторный двигатель
6. Гибридный двигатель
7. Гибридный двигатель: плюсы и минусы
8. Типы ДВС: Рядный, V образный и оппозитный двигатель. Какой лучше?
9. Рядный двигатель
10. V образный двигатель
11. Оппозитный двигатель
12. Двухтактный и четырёхтактный двигатель
13. Принцип работы четырехтактного двигателя

Виды двигателей автомобилей по типу топлива

Конструкторами разработано большое количество автомобильных двигателей в зависимости от типа смеси, количества тактов, а также физического расположения цилиндров.

Как различаются двигатели внутреннего сгорания по типу питания:

• Бензиновые.
• Дизельные.
• Гибридные.

Бензиновый двигатель — самый популярный вид двигателя среди автомобилей. Это обусловлено простой конструкцией, доступностью и дешевизной деталей на замен. Автомобили с данным видом двигателя чаще остальных встречаются на ДОПах.

Подача смеси для бензинового двигателя

Существует 2 вида доставки топлива в бензиновый мотор. Первый — карбюратор. Смесь из бензина и воздуха готовится в карбюраторе в определенных (зависит от режима) пропорциях и подаётся во впускной коллектор.

Данный вид подачи топлива являлся самым популярным на протяжении многих лет из-за простоты конструкции и возможности ремонта «на месте».

Преимущества карбюраторного ДВС:

• Низкая цена ремонта.
• Прост в конструкции.
• Дешевизна обслуживания.

Но также следует упомянуть что карбюраторная система подачи считается устаревшей ввиду ее не экономичности, трудности обслуживания и настройке.

Недостатки карбюраторного двигателя:

• Сложность настройки.
• Чувствителен к температурным перепадам.
• Низкая экологичность.
• Нестабилен.

Большинство видов двигателей с карбюратором не соответствуют Евро-3 и выше.

Инжекторная система питания

На смену карбюратору пришла инжекторная система впрыска. Она в свою очередь делится на моно впрыск и распределённый впрыск горючей смеси.

На большинстве двигателей внутреннего сгорания используется именно распределённый впрыск. Бензин из бака через магистраль попадает в топливную рампу, далее через форсунки во впускной коллектор, который отдельно ведёт к каждому цилиндру. Таким образом на каждую секцию отведена отдельная форсунка.

Стоит упомянуть, что существуют конструкции, когда форсунка подаёт топливо прямиком в камеру сгорания. Такой вид двигателя внутреннего сгорания является гораздо более точным в плане дозирования смеси, при котором достигается максимальный кпд бензинового ДВС.

Преимущества инжекторного двигателя:

• Высокая стабильность.
• Количество вредных выбросов уменьшается до 70%.
• Экономичность.
• Более мощный.
• Не чувствителен к перепадам температур.

Инжекторная система впрыска имеет большое количество плюсов для автолюбителей из больших городов, где имеются профессиональные СТО или официальные дилеры, которые смогут провести правильную диагностику и ремонт.

Однако за пределами города, если у вас возникнут проблемы с инжектором, скорее всего вы ничего не сможете сделать, в отличие от карбюратора.

Недостатки инжекторного двигателя:

• Трудный ремонт и диагностика.
• Качество бензина должно быть не менее А-92.
• Очень высокая стоимость замены узлов.
• Дефицит квалифицированных специалистов по ремонту.

Принцип работы дизельного двигателя

Главным отличием дизельного вида мотора от бензинового является способ образования зажигательной смеси. В большинстве бензиновых ДВС, смесь попадает через впускной коллектор, тогда как в дизеле смесь всегда подаётся непосредственно в камеру сгорания.

Воспламенение тоже происходит по другому сценарию. В дизельном двигателе внутреннего сгорания, цилиндр сначала втягивает воздух, после поршень путём резкого сжатия доводит температуру воздуха до 700-850 градусов во время сжатия, далее под высоким давлением подаётся дизель и происходит воспламенение.

Температура достигает 2400 градусов. Качество смеси сильно зависит от скорости впрыска. Если скорость впрыска малая, бензин может не полностью испаряться. Система зажигания на дизельных ДВС отсутствует.

Из минусов дизельного двигателя можно выделить:

• Повышенная вибронагруженность.
• Трудность холодного пуска.
• Сложность обслуживания.
• Повышенный вес.

Самым важным отличием дизельного мотора от бензинового является система подачи топлива.

ТНВД (топливный насос высокого давления) работает по следующему принципу: дизель из бака нагнетается в требуемые порции, далее по индивидуальным магистралям поступает через форсунки и подаётся в каждую камеру отдельно.

ТНВД делится на:

• Распределительные.
• Многоплунжерные рядные (редко используются на современных авто).

Ремонт и диагностика дизельных двигателей с ТНВД требует наличия инструкций и спец инструментов. С другой стороны, некоторые специалисты утверждают что автомобили концерна VAG (Audi, Skoda, Porsche) легки при настройке.

Роторный двигатель

Принцип работы роторного двигателя заключается в повышенных оборотах и отсутствии привычного для ДВС строения. ДВС Ванкеля (РПД) а именно так зовут изобретателя данного вида мотора, предложил расположить ротор непосредственно в цилиндре.

У РПД отсутствует коленчатый вал и шатуны, что упрощает его конструкцию. Среди преимуществ данного вида мотора — отсутствие большого количества деталей.

Даже в обычном 4-х цилиндровом двигателе минимум 45 движущихся частей: клапанные пружины, масляные колпачки, поршневые кольца, поршни, коленчатый вал, шатуны, т.д.

Роторный двигатель отличается малыми габаритами, и большими мощностями — 1. 3 мотор выдаёт 190-240 л.с.

Из недостатков стоит выделить следующие пункты:

• Ограничение в ресурсе (порядка 65-85 тыс.км.).
• Потребление большого количества бензина.
• Стоимость производства и ремонта.
• Экологичность.

Гибридный двигатель

Как работает гибридный вид двигателя? Стоит начать с того, что автомобиль с гибридным мотором набирает всё большую популярность ввиду своей экологичности. Все автомобильные концерны имеют в своей линейке хотя бы одну модель с гибридным видом двигателя.

Принцип работы гибридного мотора заключается во взаимодействии двух видов двигателей — бензинового и электрического.

Всё работает под управление ЭБУ, который решает когда и какой двигатель использовать именно сейчас. К примеру для города обычно используется электрический, сводя к нулю нужду заправляться.

Однако на трассе, за городом, обычно система переключается на топливный двигатель. Это обусловлено быстрой разрядкой аккумуляторной батареи.

Стоит также упомянуть что во время езды на бензине электрический мотор заряжается. При повышенных нагрузках используются оба вида двигателей.

Гибридный двигатель: плюсы и минусы

Из плюсов можно указать:

• Высокая экономичность (примерно на 25% ниже от топливных ДВС).
• Не уступают в мощности моделям из своего класса.
• Меньше шума.
• Заправка происходит таким же образом как у классических автомобилей.
• При езде по городу с частыми остановками экономия вырастает в разы.

Учитывая географическую зависимость стоит отметить минусы для гибридного авто в условиях стран бывшего СНГ.

Из минусов:

• Очень сложная конструкция.
• Очень дорогой ремонт.
• Коротки срок службы аккумулятора.

Гибридный мотор прекрасно подходит для больших городов где находятся специализированные СТО. В маленьких городах и посёлках смысл владения авто с гибридным двигателем сводится к минимуму.

Типы ДВС: Рядный, V образный и оппозитный двигатель. Какой лучше?

В мире существует большое количество видов моторов не только по виду горючей смеси, но и по типу расположения цилиндров. Ниже приведен перечень самых популярных типов двигателей.

Рядный двигатель

Рядные ДВС считаются классическими, так как именно такой тип был применён впервые в ДВС. Соответственно названию, цилиндры расположены в ряд, и приводят в движение 1 коленчатый вал. Также ГБЦ одна для всех камер сгорания.

Количество цилиндров может колебаться от одного до десяти. На практике десятицилиндровые ДВС оказались очень сложными при производстве, поэтому наибольшее распространение получили следующие:

• Одноцилиндровые.
• Двухцилиндровые.
• Четырехцилиндровые.
• Шестицилиндровые.

К достоинствам рядных типов двигателя можно отнести простоту в обслуживании и малые габариты. Такие моторы не идеально сбалансированы, однако это не мешает им пользоваться огромной популярностью у производителей и автолюбителей.

V образный двигатель

Данный тип ДВС ничем не отличается от рядной четвёрки кроме расположения цилиндров. У V образного двигателя цилиндры находятся друг напротив друга, из-за чего конструктивно он гораздо сложнее рядного.

Здесь две ГБЦ, другая конструкция ГРМ и подача бензина или дизеля. Также, очень большую роль играет угол, под которым расположены цилиндры. В истории встречаются модели как с 1° наклона, так и 180° (как у субару). Как итог, конструкторы пришли к решению что 45°, 60°, 90° градусов самые оптимальные.

Одним из главных достоинств v двигателя является его компактность.

Из минусов можно выделить:

• Сложность конструкции.
• Повышенная вибронагруженность на 2-х и 4-х цилиндровых ДВС.
• Более дорогой ремонт по сравнение с рядной «четвёркой».

V образные моторы очень востребованы в различных отраслях. Существуют концерны, которые выпускают только данный вид двигателей.

Оппозитный двигатель

По факту, оппозитный ДВС принадлежит к семейству v образных имея угол между цилиндрами в 180 градусов. То есть, они расположены друг напротив друга.

Таким решением конструкторы избавили оппозитный мотор от лишних вибраций, и движок стал более плавно работать. Кроме того, благодаря такой форме, центр тяжести снижается и качественно улучшается управляемость.

Оппозитный мотор, как и v образный зачастую имеет два распредвала и вертикально расположенный ГРМ.

Виды оппозитных двигателей:

• ОРОС.
• «Боксер».

ОРОС — В данной конструкции поршни попарно перемещаются по одному цилиндру, двигаясь друг навстречу другу.

«Боксер» — Поршни располагаются друг перед другом, словно боксёры в бою. Когда один поршень находится в ВМТ(верхняя мёртвая точка) его парный поршень находится в НМТ(нижняя мёртвая точка). При работе они словно «обмениваются ударами» из-за чего и получили название.

Из плюсов оппозитного ДВС можно выделить следующее:

• Отсутствие вибрации.
• Низкий центр тяжести.
• Малые габариты.
• Большой ресурс (300-500 тыс. км до первого капитального ремонта).

Минусы оппозитного двигателя:

• Высокая стоимость обслуживания.
• Дефицит СТО, где есть специалисты по оппозитным моторам.
• Сложность обслуживания.
• Дороговизна запчастей.

Двухтактный и четырёхтактный двигатель

В чём разница между этими двумя видами?

Двухтактные моторы почти не используются на автомобилях в силу своих особенностей. Они гораздо легче и проще в своей конструкции из-за отсутствия газораспределительного механизма. Тяга равномернее, литровая мощность выше, а вес меньше.

Из минусов можно выделить крайнюю не экологичность, большее потребление бензина и масла.

В карбюраторном 2-тактнике ещё и придётся готовить смесь из масла и бензина или заказывать специальное масло для двухтактных двигателей.

Использование двухтактного ДВС идеально подходит для негабаритных устройств. К примеру газонокосилки, пилы, снегоуборочные машины. В общем там, где нужны более равномерные обороты.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Название ДВС происходит из количества тактов рабочего цикла. Данный тип используется в большинстве автомобилей из-за своей простоты и лёгкости в обслуживании.

Отличаются высокой экологичностью, равномерной работой, при которой не нужно переживать из-за «жора» масла как на двухтактниках.

Пошагово четыре такта делятся на следующие шаги:

1. Камера сгорания заполняется смесью. Движение поршня в НМТ при котором открывается клапан впуска. Из инжектора или карбюратора топливо всасывается в камеру сгорания. Когда поршень опускается до нижней мертвой точки, впускной клапан закрывается.
2. Сжатие смеси. Поршень возвращается в верхнюю точку, происходит такт сжатия. Доходя до ВМТ следует взрыв
3. Воспламенение топливной смеси. Энергия взрыва толкает поршень вниз, происходит механическая работа.
4. Расширение газа и очищение цилиндра. Коленвал возвращает поршень снова вверх, открывается выпускной клапан и сгоревшие газы поступают в выпускной коллектор. Далее снова следует первый такт.

Виды двигателей – какие есть двигатели авто, все их преимущества и недостатки

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с самого начала эпохи зарождения промышленности прошел огромный путь. Менялись его конструктивные особенности, размеры, масса. В итоге сегодня существует множество его видов, которые мы рассмотрим. Однако определение ДВС остается неизменным – это вид теплового мотора, преобразующего в механическую силу энергию взрыва топливной смеси. В камере сгорания мотора смесь взрывается и передает свою энергию поршневой группе, приводя ее в движение. Именно поршневые моторы наиболее распространены в автомобильном мире, о них мы и поговорим.

Деление ДВС по типу топлива

Конструкторы при разработке двигателей учитывают многие факторы: разное количество тактов, расположение цилиндров, тип смеси. По типу топлива двигатель бывает бензиновый, дизельный, и гибридный.

Бензиновый двигатель

Данный вид мотора наиболее распространен среди автотранспортных средств. Его отличают простота конструкции, доступность, невысокая стоимость деталей при ремонте. 

Топливо в бензиновый двигатель поставляется двумя путями. Один из них — старый добрый карбюратор, это специальный механизм, в котором смешиваются бензин и воздух в некоторых пропорциях. Далее путь этой смеси пролегает к впускному коллектору. Многие десятилетия такой вид подачи топлива был наиболее распространенным, его отличали простое конструкторское решение и возможность провести быстрый ремонт.

Однако время не стоит на месте, и старые решения уступают дорогу новым. Срок карбюратора подошел к концу, ведь и раньше все прекрасно знали его недостатки, среди которых нестабильность в работе, реакция на температурные перепады, вред экологии (его предел Евро-3), трудности при настройке.

Инжектор

Инжекторная система питания стала новым решением, и карбюратору пришлось уступить свое место. Инжекторная система подразделяется на распределенный впрыск и моновпрыск горючего. Первый имеет в двигателях внутреннего сгорания большее распространение. Топливо по магистрали из бака направляется в рампу, распределяется по форсункам к впускному коллектору и далее доводится до каждого цилиндра отдельно. Получается, что у каждой секции есть своя форсунка. 

Есть еще одна конструкция, при которой форсунки сразу подают бензин в камеру сгорания. Подобный ДВС более точен в плане распределения топливной смеси, увеличивая коэффициент полезного действия мотора до максимальных значений.

Все минусы карбюратора в инжекторной системе превращаются в плюсы: стабильная работа, высокая экологичность и экономичность, увеличивается мощность, менее подвержен разнице температур. Все эти плюсы подходят для жителей мегаполисов и крупных городов с многочисленными станциями технического обслуживания, официальными представительствами заводов-производителей. Водитель в любое время может рассчитывать на проведение правильной диагностики и ремонта. Но если трудности с инжекторным мотором возникли на трассе, вдали от населенных пунктов, то, в отличие от карбюратора, ремонт своими силами уже не провести. Отсюда и минусы инжектора — помимо сложностей с ремонтом, дороговизна замены деталей, качество бензина не менее АИ-92. 

Дизельный двигатель

Основное различие дизельного и бензинового моторов заключается в способе возникновения зажигательной смеси. В бензиновом моторе она попадает через впускной коллектор, а в дизельном напрямую в камеру сгорания. По-другому происходит и воспламенение. Сначала цилиндр «втягивает» воздух. Следом быстро сжимается поршень, благодаря чему температура внутри доходит до 800 градусов, сюда под давлением подается топливо и воспламеняется. Температура тут же увеличивается до 2300 градусов. Важный момент — скорость впрыска топлива влияет на качество смеси, при малой скорости топливо испаряется не полностью. В дизельном двигателе нет системы зажигания. Минусы дизельного двигателя уже отмечались многими автомобильными экспертами. Среди них сложности при холодном пуске, большой вес, повышенная вибрация.

Топливный насос высокого давления

Итак, наиболее важное отличие дизельного ДВС от бензинового заключается в системе подачи топлива. В дизельном моторе важная роль отведена для топливного насоса высокого давления (ТНВД). Его работа происходит следующим образом: солярка из топливного бака необходимыми частями через отдельные магистрали поступает в форсунки и далее отдельно в каждую камеру.

ТНВД бывают распределительными и многоплунжерными рядными, которые встречаются очень редко в современных автомашинах. Настроить топливный насос — задача непростая и без наличия специальных инструментов и инструкции выполнить ее нелегко. Тем не менее многие концерны стремятся к конструкторским решениям, которые эту задачу упрощают, в частности автоконцерн Volkswagen Group, выпускающий автомобили марок Audi, Skoda и Porsche.

Роторный двигатель (РД, РДВС, двигатель Ванкеля)

Прежде всего роторный мотор отличается от предыдущих двигателей внутреннего сгорания конструктивно, плюс он работает на повышенных оборотах. РД был изобретен в 60-е годы прошлого столетия двумя немецкими инженерами Вальтером Фройде и Феликсом Ванкелем. Особенности такого вида двигателя заключаются в расположении ротора прямо в цилиндре особой формы. 

В РДВС нет коленчатого вала и шатунов, поэтому конструкция выглядит проще. Отсюда первый плюс — малое количество деталей, у обычного четырехцилиндрового мотора оно доходит до пяти десятков. У роторного двигателя большая мощность, например, мотор объемом 1,3 литра может выдать до 240 лошадиных сил. Кроме того, этот вид двигателя занимает гораздо меньше места ввиду своей компактности.

Минусы тоже существенны: ресурс РД ограничен 70-80 тысячами км. пробега, увеличенный расход топлива, низкие параметры экологичности и большая стоимость производства и ремонта.

Гибридный двигатель

Гибридный двигатель завоевал популярность позже своих собратьев, а пришел он в автомобильную промышленность из железнодорожного транспорта. Впрочем, первые опыты с гибридным двигателем проводил еще Фердинанд Порше в начале прошлого века. Главное преимущество «гибрида» в его экологичности. Сегодня практически каждый уважающий себя автопроизводитель производит хотя бы одну модель подобного типа. Само название «гибридный» предполагает взаимодействие двух видов двигателя — бензинового и электрического.

Гибридным двигателем управляет электроника, она делает выбор в пользу бензина или электричества в зависимости от дорожной ситуации. В городе чаще используется электротяга, что приводит к большой экономии топлива, а вот на трассе в дело вступает топливный мотор, поскольку быстро разряжается аккумуляторная батарея. Следует знать, во время использования бензинового двигателя идет подзарядка электромотора. Гибридный двигатель может работать на полную мощь, используя две своих «половинки», происходит это в условиях повышенных нагрузок.

Итак, очевидные плюсы: экологичность и экономичность, отсутствие шума, мощность на уровне других моторов. В то же время существуют минусы: из-за сложной конструкции ремонт обходится в копеечку, небольшой срок службы аккумуляторной батареи. Если для города этот вид двигателя подходит как никакой другой, то для сельской местности в наших реалиях его выгода практически отсутствует.

Типы двигателя внутреннего сгорания

Кроме видов топлива двигатели внутреннего сгорания отличаются типами расположения цилиндров. Из них можно выделить наиболее популярные: рядные, V-образные и оппозитные.

Рядный двигатель

Рядные двигатели это классика автомобилестроения, именно им принадлежит первенство появления. В соответствии с названием цилиндры располагаются в одном ряду и приводят в движение один коленвал. Головка блока цилиндров одна на все камеры сгорания. Бывает разное число цилиндров, вплоть до десяти, но такие варианты встречаются очень редко из-за сложностей производства. Наиболее распространенные одно-, двух-, четырех- и шестицилиндровые двигатели.

Рядные двигатели не занимают много места в подкапотном пространстве, просты в обслуживании, но при этом сбалансированы не идеально. Впрочем, этот недостаток нельзя назвать существенным, поэтому такой тип двигателей очень популярен как у производителей, так и у автовладельцев.

V-образный двигатель

Тип V-образного двигателя похож на рядный, но цилиндры в нем располагаются иначе — друг против друга, мотор более компактен. Здесь две головки блока цилиндров, отличный от рядного ДВС газораспределительный механизм и подача топлива. Буква «V» находится в названии не просто так, поскольку показывает, что цилиндры расположены под углом друг другу, причем угол имеет важное значение. Угол наклона варьируется, но самыми оптимальным вариантом признан наклон в 45, 60 и 90 градусов. 

Несмотря на сложность конструкции, довольно высокую вибронагруженность и недешевый ремонт V-образные популярны в разных отраслях. Некоторые автоконцерны заняты выпуском исключительно таких моторов.

Оппозитный двигатель

Данный тип двигателя является родственным по отношению к V-образному, поскольку цилиндры здесь располагаются под углом 180 градусов, иначе говоря, друг против друга. Также здесь два распределительных вала и газораспределительный механизм расположен вертикально. Такое расположение лишает оппозитный мотор лишних вибраций, он работает более плавно. Снижен центр тяжести, следовательно, улучшается управляемость автомобиля. Ресурс выработки такого мотора достигает 500 тысяч километров до капремонта. 

Оппозитные двигатели бывают двух видов: со встречным движением поршней (ОРОС) и так называемый «боксер», когда поршни расположены друг перед другом как боксеры на ринге. Когда один поршень находится внизу его «напарник» достигает высшей точки и наоборот. Таким образом происходит своеобразный «обмен ударами».

Минусы заключаются в дороговизне и сложности обслуживания. К тому же не на каждой СТО можно найти специалиста механика, разбирающегося в оппозитных моторах.

Двухтактные и четырехтактные двигатели

О двухтактных моторах сегодня можно говорить как об элементе ретро. В прежние времена они использовались чаще, но требования к автомобилям с тех пор повысились, в первую очередь, в части экологии. Автомашины с двухтактными моторами потребляют большое количество бензина, масла и крайне неэкологичны. В то же время конструкция двухтактного двигателя очень проста (отсутствует газораспределительный механизм) и у него небольшой вес.

С автомобилями двухтактные моторы распрощались, но из повседневной жизни не исчезли. Их легко обнаружить в газонокосилках, снегоуборочных машинах, циркулярных пилах и других механизмах, где требуются равномерные обороты.

Работа четырехтактного двигателя

Как вы понимаете, различие этих двух двигателей в количестве тактов рабочего цикла Четырехтактные двигатели продолжают использоваться в автомобилях, их работа равномерна, бензина потребляют меньше, просты в обслуживании, а экологичность их выше. Работа четырехтактного мотора делится на четыре этапа или такта.

На первом смесью наполняется камера сгорания. Поршень в это время движется в нижнюю точку, и открывается клапан впуска. Топливная смесь поступает в камеру, поршень достигает нижней точки и клапан закрывается.

На втором происходит сжатие топливной смеси: поршень возвращается наверх и при достижении высшей точки происходит взрыв топливной смеси.

Не третьем этапе топливная смесь воспламеняется и сила взрыва толкает поршень вниз, механизм работает.

На четвертом газ расширяется и очищается цилиндр. Поршень поднят вверх коленвалом, открыт выпускной клапан, и сгоревший газ поступает в выпускной коллектор. Далее идет возврат к первому такту.

В своем обзоре мы не затронули такой вид двигателя как электрический, который приобретает все большую популярность у автолюбителей, но конструктивно он кардинально отличается от всех перечисленных, к нему совершенно иные требования, и рассказ о нем заслуживает отдельной статьи.

Двигатель внутреннего сгорания | Работа, типы и усовершенствования

под редакцией Editorial Team | Теплотехника

Путь человека изменился после изобретения двигателя внутреннего сгорания в 19 веке. От кораблей и самолетов до автомобилей, они повсюду. Несмотря на то, что прошло столетие, они по-прежнему вездесущи. Этот пост в блоге покажет подробную работу этих движков, их типы и последние достижения.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания, как следует из названия, относится к типу тепловых двигателей, в которых зажигание или сгорание происходит внутри, т. е. топливо воспламеняется внутри корпуса двигателя для выполнения работы. В отличие от внешнего сгорания, такого как паровой двигатель, где сгорание происходит вне двигателя.

Выработка работы может осуществляться двумя способами либо с помощью поршневого цилиндра (т.е. поршневых двигателей), либо с помощью турбина . Первый тип является наиболее распространенным типом, который вы можете увидеть на своем велосипеде, скутере или автомобиле.

Работа двигателя внутреннего сгорания

Сгорание, химический процесс высвобождения энергии в форме тепла из топливной смеси , является первичным этапом этих двигателей. Из термодинамики известно, что повышение температуры газов увеличивает их давление. Теплота, образующаяся при сгорании, повышает температуру газов, что, в свою очередь, расширяется и оказывает -е воздействие.0008 давление .

Это повышенное давление используется для создания работы либо с помощью системы поршень-цилиндр , либо с помощью турбины .

В поршне-цилиндровом двигателе это вызывает движение поршня, который вращает прикрепленный к нему коленчатый вал . Таким образом, часть подводимой энергии топлива преобразуется в полезную работу поршня.

В то время как в газотурбинном двигателе это заставляет лопасти турбины вращаться, когда на них попадает высокотемпературный газ. Это приводит к непрерывному производству работы.

Двигатели внутреннего сгорания: поршневой двигатель и газотурбинный двигатель.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания (двигатель внутреннего сгорания) — это общий термин, охватывающий широкий спектр двигателей, от поршневых двигателей прерывистого действия до турбинных двигателей непрерывного действия в подаче энергии.

Классификация двигателей внутреннего сгорания по мощности:

• Прерывистый (поршневой цилиндр): Выходная мощность таких двигателей является прерывистой, поэтому требуется большой маховик для снижения вибрации двигателя и обеспечения плавной подачи мощности от двигателя.
• Непрерывный (турбина): Выходная мощность таких двигателей непрерывна, что обеспечивает большую мощность без значительной вибрации.

Несмотря на прерывистую подачу мощности, цилиндро-поршневые двигатели часто чрезвычайно отзывчивы и экономичны по топливу . Это делает их оптимальными для использования в транспортных средствах, двигателях локомотивов или кораблях.

Наоборот, газотурбинный двигатель имеет более высокую удельную мощность , а отсутствие прерывистых волн давления также значительно снижает вибрацию .

Все двигатели внутреннего сгорания также можно классифицировать на основе термодинамических циклов, в которых они работают:

• Цикл Отто: Это идеализированный цикл для двигателя с искровым зажиганием (SI), такого как бензиновый двигатель или двигатель, работающий на сжатом природном газе. Он состоит из двух изоэнтропических процессов и двух изохорных процессов.
• Дизельный цикл: Идеально подходит для двигателей с воспламенением от сжатия (CI), таких как дизельный двигатель. Он состоит из двух изоэнтропических процессов, одного изохорного и одного изобарического.
• Цикл Брайтона: Это идеализированный цикл для газотурбинных двигателей, таких как реактивные двигатели. Он состоит из двух изоэнтропических процессов и двух изобарических процессов.

Все эти циклы можно увидеть на рисунке ниже.

Различные термодинамические циклы двигателя внутреннего сгорания.

Поршневой двигатель можно далее классифицировать как:

• Двухтактный двигатель: Те двигатели, в которых поршень совершает 2 хода для завершения одного термодинамического силового цикла.
• Четырехтактный двигатель: Те двигатели, в которых поршень выполняет 4 такта для завершения одного термодинамического силового цикла.

Исследования и разработки двигателей внутреннего сгорания

За последние несколько десятилетий исследования и разработки в области материаловедения и проектирования помогли производителям сократить выбросы парниковых газов и повысить производительность и эффективность этих двигателей. Технологии как переменная фаза газораспределения (VVT) включает ускорение клапана в зависимости от частоты вращения двигателя. Добавление ребер вокруг цилиндра улучшает рассеивание тепла, а включение электронного блока управления позволяет точно контролировать время воспламенения и топливно-воздушную смесь.

Но тенденция роста электромобилей (EV) такими производителями, как Tesla, Volkswagen и BYD, создает большие трудности для применимости двигателей внутреннего сгорания. Но он также расширяет границы современной конструкции двигателей внутреннего сгорания, чтобы соответствовать технологическому прогрессу и устойчивости. Гибрид или 9Транспортные средства 0007 на основе метанола — это такие попытки сохранить жизнь этим двигателям.

Выводы

От лошадей к двигателям внешнего сгорания и, наконец, к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) — так мир видел развитие транспортных средств. На уровне ядра в двигателях внутреннего сгорания почти ничего не изменилось, но в целом они намного более продвинуты, чем раньше. Что будет дальше в их развитии, пока не видно.

Некоторые важные выводы из поста:

• Двигатель внутреннего сгорания: Те типы тепловых двигателей, в которых воспламенение или сгорание происходит внутри.
• Термодинамические циклы двигателя внутреннего сгорания: Существуют три основных термодинамических цикла, по которым работают эти двигатели: цикл Отто, цикл Дизеля и цикл Брайтона.

Приложения для Android

⭐️ ⭐️ ⭐️ ⭐️ ⭐️ 1000+ | 400 000 + загрузок (всего)

Наша цель в eigenplus — научить студентов-строителей анализу конструкций и проектированию, начиная с фундаментальных принципов. Мы делаем это с помощью интерактивных приложений для Android и сопутствующих веб-статей и видео.

Наши приложения помогли более чем 400 тысячам студентов по всему миру понять и изучить концепции проектирования конструкций. Ознакомьтесь с нашими приложениями в магазине Google Play.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Теги цикл Брайтона, дизельный двигатель, тепловой двигатель, двигатель внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания, цикл Отто, бензиновый двигатель, термодинамика, турбина

Что такое двигатель внутреннего сгорания? и его тип — GaugeHow

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором воспламенение и сгорание топлива происходит внутри двигателя. Он работает по принципу воспламенения заряда внутри камеры сгорания под очень высоким давлением.

ОСНОВЫ И.К. ДВИГАТЕЛЬ

В первобытные времена мышцы человека были основным источником силы для работы. Затем животных дрессировали и использовали их силу для выполнения определенных работ. Позже было введено преобразование энергии из одной формы в другую с использованием машины, называемой «двигателем».

Двигатель представляет собой механический компонент, который преобразует один вид энергии (особенно тепловую энергию) в механическую энергию. Эти типы двигателей широко известны как «тепловые двигатели». В основном двигатели бывают двух типов, т. Е. Двигатель EC и двигатель IC. Двигатель. И двигатели внутреннего сгорания, и двигатели ЕС бывают двух типов: поршневые и роторные.

I.C.Engine, аббревиатура от двигателя внутреннего сгорания, представляет собой двигатель, в котором воспламенение и сгорание топлива происходит внутри двигателя. Он работает по принципу воспламенения заряда внутри камеры сгорания под очень высоким давлением.

Узнайте больше в онлайн-курсе по двигателю внутреннего сгорания Нажмите здесь

Примером такого двигателя является дизельный двигатель, в котором рабочим телом является воздух. Этот двигатель широко применяется в автомобилестроении, авиации, энергетике и т. д. Двигатель состоит из различных компонентов, а именно. цилиндр, свеча зажигания, клапаны, поршень, поршневые кольца, шатун, коленчатый вал и масляный поддон (поддон).

 Основная классификация двигателей внутреннего сгорания

 (на основе типов зажигания): бензиновый двигатель с искровым зажиганием и дизельный двигатель с воспламенением от сжатия. В двигателе с искровым зажиганием топливо смешивается с воздухом и подается в цилиндр в процессе впуска.

Узнайте больше в онлайн-курсе по двигателю внутреннего сгорания

Когда поршень сжимает смесь, зажигается искра, которая приводит к процессу сгорания. во время рабочего такта газы сгорания расширяются и толкают поршень. Тогда как в дизельном двигателе вводится только воздух, а затем сжимается. После этого двигатель распыляет топливо в горячий сжатый воздух, что вызывает воспламенение.

(на основе числа тактов): двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель. В большинстве двигателей используется четырехтактный двигатель, что означает, что для завершения цикла требуется четыре хода поршня. Этот цикл включает в себя четыре процесса: впуск, сжатие, сгорание, рабочий ход и выпуск.

В настоящее время предпринимаются различные усовершенствования, такие как усовершенствование конструкции двигателя, системы впрыска топлива, используемых материалов и т. д., направленные на повышение эффективности использования топлива, уменьшение веса транспортного средства, уменьшение загрязнения окружающей среды и сокращение выбросов.

Присоединяйтесь к нашему онлайн-курсу по двигателю внутреннего сгорания

ТИПЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Двигатель внутреннего сгорания имеет очень разнообразную классификацию на основе различных критериев.

Ниже приведены основные критерии и их подразделения, по которым классифицируются двигатели внутреннего сгорания:

1. КОЛИЧЕСТВО ХОДОВ ЗА ЦИКЛ:

A) ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:

Этот двигатель совершает четыре такта поршня, т.е. впуск, сжатие , мощность и выхлоп для завершения рабочего цикла. Рабочий цикл требует двух оборотов коленчатого вала (720 градусов). Это наиболее распространенный тип двигателя, используемый в автомобилестроении.

B) ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:

Как следует из названия, для завершения рабочего цикла этому двигателю требуется два хода поршня. Это такты сжатия и расширения. Требуется только один оборот коленчатого вала.

C) ШЕСТИТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:

 Этот двигатель введен для некоторых улучшений в обычных двухтактных и четырехтактных двигателях. Это увеличивает эффективность использования топлива, снижает выбросы и т. д. В этом двигателе один из цилиндров совершает два такта, а другие — четыре такта, всего шесть тактов за цикл.

2. ПРИРОДА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ЦИКЛА:

A) ДВИГАТЕЛЬ С ЦИКЛОМ ОТТО

Цикл Отто представляет собой идеализированный цикл для двигателей SI.

Он состоит из двух квазистатических и изоэнтропических процессов и двух изохорных процессов. Двигатель, который следует этому термодинамическому циклу для работы, известен как двигатель с циклом Отто.

B) ДИЗЕЛЬНЫЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ

Дизельный цикл представляет собой идеализированный цикл дизельного двигателя, состоящий из двух изоэнтропических процессов, одного изобарического и одного изохорного.

C) ДВУХЦИКЛНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Двойной цикл или смешанный цикл или цикл ограниченного давления представляет собой комбинацию двухтактного и дизельного циклов. Подвод тепла частично осуществляется за счет процесса постоянного объема и постоянного давления. Двигатель внутреннего сгорания, работающий по этому циклу, называется двухтактным двигателем.

3. ТИПЫ ИСПОЛЬЗУЕМОГО ТОПЛИВА

A) БЕНЗИНОВЫЙ ИЛИ БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Этот двигатель вырабатывает энергию за счет сжигания бензина (или другого летучего жидкого топлива с аналогичными свойствами), воспламеняемого от электрической искры. Как правило, в качестве заряда используется смесь топлива и воздуха.

B) ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

В этом двигателе в качестве топлива используется дизельное топливо, воспламенение которого происходит само по себе, без искры. Следовательно, происходит сжатие впускной воздушной смеси и последующий впрыск топлива.

C) ДВИГАТЕЛЬ НА ДВУХТОПЛИВНЫХ МАТЕРИАЛАХ

Этот двигатель представляет собой более совершенную версию двигателя otto. Этот двигатель может работать как на природном газе, так и на бензине, что означает, что он работает как на природном газе, так и на бензиновой системе, то есть на двойной топливной системе. Следовательно, эти виды двигателей известны как двухтопливные или двухтопливные двигатели.

4. СПОСОБ ЗАЖИГАНИЯ

A) ДВИГАТЕЛЬ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ

В двигателях S.I зажигание происходит с помощью свечи зажигания. Это механическое устройство, называемое свечой зажигания, воспламеняет смесь воздуха и топлива (заряд), которая сжимается и сгорает в камере сгорания.

B) ДВИГАТЕЛЬ С ЗАЖИГАНИЕМ ОТ СЖАТИЯ

В двигателе с воспламенением от сжатия используется процесс самовоспламенения или самовоспламенения, при котором заряд топлива воспламеняется за счет собственной теплоты сжатия. Здесь воздух подается в камеру сгорания и сжимается до очень высокого давления. Отсюда и степень сжатия у этого двигателя высокая (до 22).

5. КОЛИЧЕСТВО ЦИЛИНДРОВ

A) ОДНОЦИЛИНДРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Это базовая поршневая конфигурация двигателя, в которой используется только один цилиндр двигателя. Конструкция этого двигателя компактна и проста.

B) МНОГОЦИЛИНДРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Здесь используется более чем одноцилиндровая система. Он используется для обеспечения более непрерывного потока мощности. Популярный многоцилиндровый двигатель содержит четыре, шесть и восемь двигателей в различных конфигурациях.

6. УСТРОЙСТВО ЦИЛИНДРА

A) ДВИГАТЕЛЬ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ РАЗМЕЩЕНИЕМ:

Цилиндры этих двигателей расположены в два ряда по обе стороны от одного коленчатого вала. Это означает, что они имеют общий коленчатый вал. Другие названия этого цилиндра — плоские двигатели или «оппозитные» двигатели.

B) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Вертикальный двигатель — это двигатель, в котором движение поршня является вертикальным, а именно. вертикально вверх и вниз, а расположение коленчатого вала ниже цилиндра.

C) V-ОБРАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:

В данной конструкции двигателя цилиндры расположены под некоторым углом. Из-за наличия угла между ними он образует «v-образную форму». Этот угол варьируется от 60 градусов до 90 градусов. Обычно в этой конструкции используется четное количество цилиндров. Они используются в спортивных мотоциклах высокого класса, автомобилях высокого класса и т. д.

D) РАДИАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Это поршневой двигатель внутреннего сгорания. Конфигурация похожа на «колесо и спицы», в которой цилиндры размещены наружу от центрального картера. Он напоминает звезду, поэтому его называют «звездным двигателем».

E) РЯДНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:

В этом двигателе цилиндры расположены по прямой линии, поэтому его также называют «прямым двигателем». Эти двигатели могут иметь 2,3,4,5,6 или до 8 цилиндров. Эта конструкция двигателя традиционна и довольно проста.

F) ДВИГАТЕЛЬ X:

Когда два V-образных двигателя соединяются одним коленчатым валом, мы получаем X-двигатель. Таким образом, этот двигатель сделан из двух V-образных двигателей. Этот двигатель имеет свое историческое значение, поскольку они использовались в самолетах во время Второй мировой войны.

G) ДВИГАТЕЛЬ С ОППОЗИТНЫМИ ПОРШНЯМИ:

В этом двигателе пары поршней расположены соосно и имеют общую камеру сгорания. Головка цилиндра отсутствует, а цилиндр имеет поршень на обоих концах.

H) ДВИГАТЕЛЬ W:

Как и двигатель V, двигатель W напоминает свое название, т.е. похож на букву W, если смотреть спереди. Двигатель W — это тип двигателя, в котором используется более одного (обычно три или четыре) ряда цилиндров с общим коленчатым валом.

7. СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

A) ДВИГАТЕЛЬ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Этот тип двигателя с охлаждением зависит от объема воздушного потока, проходящего через внешнюю поверхность двигателя для предотвращения рассеивания тепла. Мы делаем тонкие ребра охлаждения, чтобы увеличить площадь поверхности.

B) ДВИГАТЕЛЬ С ВОДЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Если в качестве охлаждающей жидкости в двигателе внутреннего сгорания используется вода, то такой двигатель называется двигателем с водяным охлаждением.