Принцип работы ДВС

Мы уже писали более подробно об устройстве двигателя автомобиля. Если вкратце, поршневой двигатель состоит из корпуса, отдельных механизмов, а также впускной, выпускной, топливной систем и систем зажигания, охлаждения, смазки и управления. Итак, как работает сочетание поршня, шатуна, цилиндра, коленчатого вала и других деталей двигателя?

Рабочий цикл ДВС

Рабочим циклом любого мотора является ряд процессов, которые последовательно происходят в каждом его цилиндре.

Разберем принцип действия на четырехтактном бензиновом двигателе.

Процесс, который осуществляется за время, когда поршень движется от верхней мертвой точки по направлению к нижней, называют тактом. Полный рабочий цикл происходит за два полных оборота коленчатого вала, что составляет четыре такта.

1. Впуск.
   В первом такте «впуска» поршень из максимальной верхней точки опускается вниз – к нижней. Объем пространства в цилиндре над поршнем возрастает (увеличивается), создается разрежение, впускной клапан одновременно открывается и в пространство цилиндра из впускного канала засасывается горючая смесь.
2. Сжатие.
   В рамках второго такта двигающийся поршень (за счет работы других цилиндров) поднимается к ВМТ, канал закрывается впускным клапаном и горючая смесь сжимается.
3. Рабочий ход (расширение).
   В такте расширения между электродами, размещенной в головке цилиндра, свечи зажигания, проскакивает искра. Она воспламеняет горючую смесь, из-за чего образуется волна давления, которая отталкивает поршень, заставляя его воздействовать на шатун и передавать механическое усилие шатунной шейке коленвала.
4. Выпуск.
   В последнем такте выпуска поршень возвращается к исходному состоянию, т.е. движется опять вверх. Открывается выпускной клапан, а отработанные газы по соответствующему каналу выходят из цилиндра.

Этим завершается один рабочий цикл двигателя. И в этой точке начинается следующий.

Кроме четырехтактных, существуют также двухтактные двигатели. В них рабочий цикл проходит за счет такта сжатия и последующего рабочего хода. В сфере автомобилестроения в наше время они не применяются.

Чем отличаются дизельные моторы?

В дизельных двигателях отсутствует электромагнитная форсунка. Горючее воспламеняется без дополнительных поджигающих устройств, а именно, без свечей зажигания. Вместо системы зажигания в головке цилиндра находится форсунка высокого давления.

На такте «впуска» поршень, двигаясь вниз, втягивает в цилиндр не горючую смесь, а просто чистый воздух.

В такте сжатия воздух настолько сильно сжимается поршнемю что его температура превышает 700 °С. При такой температуре дизельное горючее, которое впрыскивается форсункой (в момент максимального сжатия воздуха), воспламеняется. Аналогично предыдущему варианту, взрыв формирует волну, которая отталкивает поршень к нижней мертвой точке. Этот процесс и есть тактом «расширения» (или рабочим ходом). Такт «выпуска» полностью воспроизводит вышеописанный такт в бензиновом моторе. Один рабочий цикл двигателя завершен, затем все такты повторяются, формируя следующий цикл.

Последовательность рабочих процессов в цилиндрах двигателя

В каждый момент времени в разных цилиндрах происходят разные такты. Чередование или последовательность одних и тех же тактов в разных цилиндрах называют порядком работы двигателя. Как правило, он определяется по такту «рабочего хода». Например, четырехцилиндровый двигатель с порядком работы 1-3-4-2 – это вид мотора, рабочий ход (расширение) в цилиндрах которого происходит сначала в первом цилиндре, потом в третьем, в четвертом и наконец – во втором.

Есть 4-цилиндровые двигатели с порядком работы 1-2-4-3, 6-цилиндровые – с порядком работы 1-5-3-6-2-4, 8-цилиндровые – с порядком работы 1-5-4-8-6-3-7-2 и другие.

Особенности компоновки цилиндров

Если цилиндры располагаются в один ряд, такие двигатели называются рядными.

Если на одной шатунной шейке коленчатого вала разместить (закрепить нижнюю разъемную головку) по два шатуна под углом 90° один к другому, такой вид мотора называется V-образным. Он будет в два раза короче. А если по два поршня на одной шатунной шейке разместить напротив друг друга, то получим оппозитный двигатель.

На самом деле, рабочий цикл двигателя и вращение коленчатого вала происходят не так уж медленно. На панели приборов, есть шкала тахометра, которая показывает, с какой частотой в одну минуту вращается коленвал (значение, которое видим на шкале, нужно умножить на 100). На прогретом моторе это частота вращения порядка 700-900 оборотов в минуту. Если двигатель не прогрет, частота вращения составляет около 1300-1400 (так называемые, прогревочные обороты). По мере прогревания она падает до нормы. Для того, чтобы переключить передачи с меньших на большие, мотор раскручивается от 2500-3500 оборотов. Если же нажимать на педаль газа, так, чтобы стрелка тахометра заходила на красную линию, то на форсунку просто прекращается подача топлива.

На этом о принципе работы – всё. Послушных Вам автомобилей и добрых дорог! Ознакомьтесь с полным спискомоборудования для СТО в нашем каталоге.