Как работает двигатель бензиновый: #читайдома: 8 нестыдных вопросов про то, как работает двигатель внутреннего сгорания

Содержание

Дизельный двигатель и бензиновый двигатель

На базовом уровне все современные двигатели внутреннего сгорания работают по единому принципу, в основе которого – четыре основных шага: всасывание, сильное сжатие, возгорание, выхлоп. Указанный цикл повторяется многократно на протяжении всего времени работы мотора. 

Бензин, дизель – в данном случае тип топлива не важен, ведь главное – создание крутящего момента, передающегося на трансмиссию и уже оттуда поступающего на колеса. Шаги работы движка, повторимся, никак не зависят от его типа, а вот сами моторы в зависимости от используемого топлива заметно друг от друга отличаются.

Существенные отличия есть и в специфике выполнения приведенных выше циклов. О принципиальных различиях между дизельным двигателем и его бензиновым аналогом пойдет речь в нашем сегодняшнем материале.

Как это работает

Вопросом о том, какой мотор лучше – бензиновый или дизельный – задается каждый человек, планирующий покупку своего первого автомобиля. Однозначного ответа на него не существует – все зависит от целого ряда факторов, начиная от типа кузова машины, ее назначения, особенностей эксплуатации и заканчивая предпочтениями потенциального покупателя. 

Ясно одно: у двигателей каждого типа есть как преимущества, так и недостатки, поэтому к выбору необходимо подойти со всей ответственностью, ведь от него зависят столь важные нюансы, как время разгона, максимальная скорость, динамические характеристики, тонкости обслуживания и т.д.

При этом топливо, независимо от того, бензин это или дизель, сгорает в цилиндрах. Однако процесс подготовки топливной смеси и ее возгорание в обоих силовых агрегатах заметно, даже принципиально, рознятся.

Особенности работы дизельного двигателя

Система дизельного двигателя подразумевает попадание топлива в цилиндры не одновременно с воздухом, а отдельно от него. Уже в цилиндрах топливо сжимается, это влечет за собой резкое повышение давления, которое, в свою очередь, приводит к росту температуры и, как следствие – к возгоранию.

Говоря иными словами, в камеру сгорания двигателя на дизтопливе сначала поступает лишь воздух, по направлению движения поршня он сжимается. Вследствие  данного процесса (имеется в виду сжатие) кислород нагревается, и как раз в этот момент начинается подача топлива. От контакта с горячим кислородом оно воспламеняется, и двигатель запускается. 

Получается, что за возгорание топлива в данном случае отвечают форсунки дизельного двигателя, тогда как в бензиновых установках эта роль отводится свечам зажигания. 

Важно отметить, что обе разновидности силовых установок агрегатируются идентичными системами выпуска, контролирующими освобождение камеры сгорания от скопившихся там продуктов горения. Регулируют этот процесс клапаны, которые в требуемый момент открываются и закрываются, направляя отработанные газы в выхлопную систему.

Особенности работы моторов на бензине

В бензиновом двигателе этап пуска представлен процессом всасывания смешанного с топливом воздуха в камеру сгорания и сжатием воздуха непосредственно в самой камере.

Иными словами, формирование топливовоздушной смеси в бензиновой силовой установке происходит за пределами цилиндра, а если быть предельно точными – во впускном коллекторе.

На заключительной стадии сжатия пары бензина и воздуха перемешиваются, температура топливной смеси возрастает до 500 градусов по Цельсию. Учитывая тот факт, что этого недостаточно для самовоспламенения бензина, для того, чтобы произошло возгорание, необходима искра, и ее дают свечи зажигания.

Сравнение показателей бензиновых и дизельных силовых установок

Перед покупкой авто каждый человек задается вопросом о том, купить дизельный двигатель или остановить выбор на бензиновой установке.

При этом в учет берутся эксплуатационные свойства первостепенной важности, к которым во время разговора о ДВС принято относить мощность, расход топлива, ремонтопригодность и стоимость техобслуживания, а также срок службы и влияние на окружающую среду. Поговорим об этих моментах более подробно. 

Мощность

Рабочая смесь в дизельном силовом агрегате сгорает более эффективно. Это объясняется, во-первых, упомянутыми выше особенностями системы бензинового двигателя, а во-вторых, более высокой степенью сжатия – 20 против 10 единиц у дизтоплива и бензина соответственно.

Коэффициент полезного действия у дизеля процентов на 40 выше, чем у аналогов на бензине, расход топлива при этом ниже, однако в плане мощности на выходе бензиновые моторы лучше, они заметно мощнее. 

Расход топлива

Цена бензинового двигателя ниже, чем дизеля, однако в плане расхода топлива дизеля куда более экономичны. Правда, при подсчете уровня экономии важно учитывать несколько факторов. Так, показатели расхода топливной смеси зависят от того, ездит ли машина по городу или по трассе, какую манеру вождения предпочитает водитель, в какое время года и при каких условиях ТС эксплуатируется. 

Чем больший отрезок пути проехало дизельное авто, тем быстрее оно окупится, ведь дизтопливо дешевле бензина, особенно летом. К слову, в мороз экономия будет незначительной, ведь придется заливать «зимнюю» солярку, которая стоит дороже – летняя под воздействием низких температур застывает и превращается в желеобразную смесь. 

Помимо всего прочего, дизельный силовой агрегат работает на более низких оборотах, как следствие — расход топлива снижается в среднем на 20 процентов. Это, в свою очередь, позволяет экономить не только деньги, но и время – расстояние, которое можно будет преодолеть на одном баке, станет длиннее, заезжать на заправку придется реже.

Опытные же автовладельцы говорят, что наиболее заметной экономия будет в случаях, когда годовой пробег составляет не менее 25-ти тыс. км. Если за год машина наматывает меньше, целесообразнее будет купить бензиновый двигатель.

Ремонтопригодность и стоимость техобслуживания

Практика показывает, что ресурс надежности дизельных авто значительно выше. Да, они требовательнее к качеству топлива, однако хорошее топливо, как известно, положительным образом отражается на сроке службы узлов и механизмов. Правда, есть у дизельных моторов и минус — более сложное техническое устройство, следовательно, ремонт дизельных двигателей сложнее, обслуживаться они должны исключительно в сертифицированных сервисных центрах, да и покупка запчастей, комплектующих обходится дороже. 

Собственникам авто на солярке приходится чаще менять масло и, соответственно, масляный фильтр, проверять уровень давления в цилиндрах.

А это тоже влечет за собой дополнительные и зачастую немалые расходы. В общем и целом выходит, что цена дизельных двигателей выше, чтобы затраты окупились, машина должна эксплуатироваться максимально интенсивно.

Срок службы

Теоретически дизельный движок более долговечен, это обусловлено более прочным блоком цилиндров и прочих деталей, однако ключевую роль в длительности эксплуатации играет качество топлива. В этой связи бензиновые моторы проще – они не столь прихотливы, не настолько требовательны к качеству бензина. К тому же в случае с дизелем проблемы могут возникнуть при минусовой температуре. 

Если залить обычную солярку, при -15-ти она загустеет, не сможет пройти через топливный фильтр, и машина попросту не заведется.

Да и прогрев таких моторов происходит дольше, не менее, чем через 10 минут непрерывного движения, поэтому в регионах с суровым климатом эксперты советуют либо долго прогревать машину, либо остановить выбор на автомобилях на бензине.

Загрязнение окружающей среды

Считается, что дизельные моторы характеризуются крайне негативным воздействием на окружающую среду, и когда-то это действительно было так.

Но в последнее время столб густого черного дыма из выхлопной трубы – явление крайне редкое. Мировой автопром неустанно внедряет новые технологии, позволяющие заметно снизить содержание вредных веществ в выхлопах дизельных автомобилей, благодаря чему они становятся куда более экологичными.

Автомобили с какими моторами дороже

Закажите спецтехнику на нашем сайте: Аренда спецтехники в России

Выше мы уже говорили о том, что машины, оснащенные дизельными силовыми установками, стоят дороже, дороже они обходятся также в ремонте и обслуживании. Если планируется покупка т.н. «автомобиля выходного дня», когда транспортное средство используется лишь время от времени, для поездок, например, на дачу или на природу, целесообразнее отдать предпочтение силовым установкам на бензине.

В случаях же более интенсивного использования машины, например в целях осуществления какого-то бизнеса, когда владелец «наматывает» в год по несколько десятков тысяч километров, вложения в дизель будут оправданны.

Вместо заключения

Принимая решение в пользу того или иного силового агрегата, необходимо учитывать индивидуальную ситуацию. Сложно сказать, какое авто – дизельное или бензиновое – лучше, у обоих вариантов есть как преимущества, так и недостатки. Да и предпочтения автомобилистов складываются на основании будущих условий эксплуатации, пожеланий, ожиданий и, конечно же, материальных возможностей. Когда речь идет о покупке надежной «железной лошадки» для повседневного использования, дизель хорош, но когда планируется приобретение динамичного спорткара, то целесообразнее отдать предпочтение бензиновому мотору.

Бензиновый, или дизельный — что лучше?

Поиск запроса «дизельный двигатель и бензиновый двигатель» по информационным материалам и форуму

Почему двигатель стал работать громче? — журнал За рулем

Мотор издает непривычно громкие звуки? Эксперты ЗР насчитали 16 основных причин такого явления.

В стародавние времена было модно писать про то, как человек, стоящий рядом с какой-то диковинной иномаркой, вдруг понимал, что у той работает мотор, а он этого не ощущает… Глотали слюнки, завидовали и сетовали: мол, а у нас не так!..

Материалы по теме

Вообще говоря, поршневой мотор — как наш, так и импортный — является источником сложного шума, поскольку его звуковое поле формируют совершенно независимые источники. Можно считать, что основных видов шума два: аэродинамический и структурный. Аэродинамический порождают процессы впуска и выпуска, а также система охлаждения двигателя. Структурный — это шум от колебаний ДВС на его подвеске, а также шум от колебаний наружных поверхностей мотора. Именно он является наиболее громким, и потому трудноустранимым.

Современный автомобиль издает куда меньше звуков, чем его предок. Тем обиднее для его владельца вдруг услышать излишние децибелы при работе мотора. Перечислить все возможные причины их появления в небольшой статье довольно трудно, поэтому ограничимся лишь основными причинами. Просим не обижаться на то, что к шумам мотора мы добавили звуки системы выхлопа: ну не писать же про них отдельно!

А теперь — наш примерный перечень причин:

  • Детонация. На минимальных оборотах холостого хода ее обычно не слышно, а вот под нагрузкой начинается характерное «позвякивание». Причиной чаще всего является низкое октановое число залитого бензина, которое не позволяет топливу противостоять самовоспламенению под действием волны давления, образующейся в камере сгорания.
  • Стучат клапаны или гидрокомпенсаторы

Причины стука клапанов или гидрокомпенсаторов могут быть разными — от механического износа до неполадок в системе смазки мотора или некачественном моторном масле.

Причины стука клапанов или гидрокомпенсаторов могут быть разными — от механического износа до неполадок в системе смазки мотора или некачественном моторном масле.

  • Система выпуска. Тут возможны варианты — от неисправностей собственно системы выпуска (прогорела, проржавела, механическая деформация и т.п.), приводящих к реву автомобиля при езде, секущим звукам и др., до дефектов, связанных с креплением системы. В последнем случае возможны удары по днищу машины, глухие звуки, постоянное дребезжание и т.п.

Система выпуска способна добавить к звуку двигателя изрядно шума.

Система выпуска способна добавить к звуку двигателя изрядно шума.

  • Люфт коленчатого вала. Стуки подшипников обычно можно отловить и на минимальных оборотах холостого хода при резком нажатии на акселератор. Коренные издают глухой звук, шатунные — более резкий. Повышенный осевой зазор вызывает стук с неравномерными промежутками.
  • Поршневая система. Приглушенный стук поршней вызван биением поршня в цилиндре. Он хорошо прослушивается на малых оборотах.

Биение поршня в цилиндрах хорошо слышно на небольших оборотах мотора.

Биение поршня в цилиндрах хорошо слышно на небольших оборотах мотора.

  • Цепь. Когда цепь вытянута или плохо натянута, то она дает о себе знать эдаким стрекотанием, которое становится тише с ростом частоты вращения коленвала и увеличивается при сбросе газа.
  • Вентилятор системы охлаждения. Причин для шума в данном случае много: разбит подшипник, нет смазки, ослабло крепление, отломилась часть крыльчатки, налипла грязь, нет смазки в электродвигателе.

Вентилятор системы охлаждения может генерировать разный шум. Однако определить источник этого звука несложно, ведь как только вентилятор системы охлаждения выключится, исчезнет и дополнительный шум.

Вентилятор системы охлаждения может генерировать разный шум. Однако определить источник этого звука несложно, ведь как только вентилятор системы охлаждения выключится, исчезнет и дополнительный шум.

  • Генератор. Истошный визг после пуска мотора или при резком увеличении оборотов — это голос изношенного или плохо натянутого ремня генератора. Особенно силен шум, когда аккумуляторная батарея автомобиля разряжена и нагрузка на ремень максимальна.

Изношенные подшипники генератора тоже могут стучать. А еще при замыкании обмоток генератор может издавать эдакое электрическое гудение.

Изношенные подшипники генератора тоже могут стучать. А еще при замыкании обмоток генератор может издавать эдакое электрическое гудение.

  • Гидроусилитель рулевого управления. Поводов для шума много: низкий уровень жидкости, несоответствие типа жидкости рекомендованному, попадание воздуха в систему, неисправность насоса… Отдельный источник дополнительного шума — это поворот руля на максимальный угол: ГУР при этом трудится с максимальной нагрузкой.
  • Кондиционер. Чаще всего в шуме кондиционера виноват компрессор: износ подшипника или самого компрессора.

Компрессор кондиционера тоже добавляет лишнего шума при включении.

Компрессор кондиционера тоже добавляет лишнего шума при включении.

  • Ролики. Речь о роликах ремней ГРМ и привода вспомогательных агрегатов.

Шум от роликов ремня ГРМ — это, как правило, своего рода крик «Караул!» Если они замолчат, то, скорее всего, их уже заклинило…

Шум от роликов ремня ГРМ — это, как правило, своего рода крик «Караул!» Если они замолчат, то, скорее всего, их уже заклинило…

  • Заслонки. Стуки заслонок регулировки длины впускного трубопровода смахивают на шум неисправных гидрокомпенсаторов.
  • Форсунки. Если стрекотание форсунок равномерное и громкость не меняется, то с таким явлением остается только смириться. Такова особенность их работы на данном моторе.

На двигателях некоторых производителей форсунки издают довольно сильное «стрекотание».

На двигателях некоторых производителей форсунки издают довольно сильное «стрекотание».

Материалы по теме

  • Подушки. Опоры крепления двигателя при поломке способны породить устрашающие звуки. При этом перевод селектора автомата из положения D в R и обратно сопровождается заметным ударом.
  • Защита двигателя. Иногда защита из-за механического повреждения входит в соприкосновение с поддоном картера. Кроме того, возможна резонансная вибрация при определенной частоте вращения коленвала. В любом случае возникают вибрации, звон и т.п.
  • Тепловой экран. Тепловой экран выпускного коллектора иногда обретает голос, входя в незапланированный контакт с собственным креплением.
Как обычно, просим всех умудренных опытом читателей дополнять и уточнять предложенный нами перечень, в котором мы наверняка что-то упустили.

Бензиновый двигатель работает как дизельный

Что значит “дизелит бензиновый двигатель”?

Особенная черта дизеления — увеличение рабочего шума двигателя. Автомобиль с такой поломкой лучше оставить в гараже, ездить на нем небезопасно. Обычно дизеление свидетельствует о повреждениях силового агрегата, устранять которые лучше в момент их раннего проявления. Иначе скоро придётся выполнять капитальный ремонт.

Дизельные моторы издают больше шума, чем бензиновые, так как их система зажигания устроена особенным образом. Дизеление бензинового мотора — это появление шума, характерного именно для дизелей. Обычно шумы появляются при работе мотора на холодную или на холостом ходу. Причин этого неприятного явления может быть много, однако все они связаны с узлом ГРМ.

Почему бензиновый двигатель работает как дизель: причины

Производители автомобилей всегда бились над тем, чтобы сделать работу двигателя бесшумной. Это касается и отечественных автомобилестроителей. Моторы заднеприводных ВАЗов сначала работали тихо, но после определенного пробега появлялся сильный шум. Для его устранения приходилось заниматься регулировкой клапанов, ведь “шумная” работа двигателя была причиной увеличения расхода горючего. Причинами возникновения шума были износ конструкций и расширение металла. Приходилось то и дело проводить ручную регулировку.

Но потом появились ГРМ с гидрокомпенсаторами, которые производили регулировку автоматически. Благодаря этому машина долго ездила бесшумно. Для работы механизма требовалось качественное масло, поэтому разработали синтетику. Однако дизеление до сих пор случается с современными моторами. Разберемся в причинах явления по пунктам.

Масло

Это может показаться банальным, но заливка “неродного” или, не дай бог, поддельного масла может стать причиной того, что двигатель начнет рычать. Кстати, проблема может проявиться и при использовании качественной рабочей жидкости – если долго ее не менять. Не следует ездить более 20 000 км на одном масле — так можно вообще “убить” ДВС. Лучше покупать брендовое масло у проверенных продавцов.

Гидрокомпен саторы

Выход гидрокомпенсаторов из строя — не такое уж редкое явление. При их неисправности появляются шумы в районе мотора. Особенно часто это случается с автомобилями российских производителей.

Распредвалы и клапаны

Клапаны равно или поздно вырабатывают ресурс, что и приводит к появлению шума. Обычно поломки возникают в местах соприкосновения распредвала с клапанными механизмами (кулачками, пятачками). Но также дефект возникает и из-за большого пробега — не менее 200 000 км.

Крепление вала (пастель)

На некоторых машинах пастель изначально немного расширена. Из-за этого работа двигателя может сопровождаться сильным рокотом. Правда, слышен он не всегда. При нагревании металла он расширяется, что ведет к уменьшению зазора и, соответственно, к исчезновению шума. Кстати, шум может возникать почти на всех машинах с большим пробегом из-за износа крепления пастели.

Цепь ГРМ

Цепь ГРМ надежнее ременного привода, но и она может растянуться. Особенно это актуально для мощных моторов TSI. У цепи есть натяжители, но если цепь растягивается слишком сильно, они перестают быть эффективными. Отсюда и рокот.

Ремень ГРМ

Сам ремень шуметь не может, да и растягивается не так часто — он просто рвется. Зато шуметь может система натяжения ремня.

Клапанная система

Нередко рокот появляется после капитального ремонта. Дело, вероятно, в том, что мастер некорректно набил зеркало клапана — из-за этого он не может нормально закрыться, так как на его пути преграда. Если в цилиндре пониженная компрессия, неисправность наверняка в этом.

Как устранить проблему

Для каждого конкретного случая – свой алгоритм действий. Если установлено, что рокот —следствие использования некачественного масла, нужно просто перейти на другую ТЖ. Следует помнить о недопустимости использования масла без замены в течение долгого времени. Это же касается сломанных гидрокомпенсаторов, клапанов и распредвалов.

Проблема прослабленной цепи ГРМ решается просто — цепь нужно натянуть. Хотя цепь может растянуться настолько, что подтянуть ее уже не представляется возможным. Тогда цепной привод надо заменить. Если в качестве привода ГРМ используется ремень, его тоже придется поменять, причем сделать это нужно вместе с натяжными роликами. Проблему с клапанами также решают путем замены этих элементов.

Почему дизелит двигатель?

Частенько от водителей или автослесарей старой закалки можно услышать такое словосочетание, как «двигатель дизелит». Так они говорят, когда в работе бензинового мотора слышен дополнительный звук, похожий на тот, что издают дизеля. Бензиновые двигатели в целом тише, чем моторы на солярке, поэтому такое положение дел можно назвать неисправностью. А если есть поломка, то ее нужно ремонтировать. Часто дизеление является первым звоночком более серьезных проблем. В теории все просто, но «дизеление» очень тонкая сфера, где сложно что-то утверждать категорично.

Посторонние звуки Основная проблема в том, что мы пишем словами о звуковом явлении. Попросите описать словами двух разных людей «дизеление» и у них будут совершенно разные описания, может, они вообще разную характеристику дадут. Звук громкий/тихий, мягкий/жесткий, цокающий/булькающий – такими характеристиками всю гамму не описать. Не всегда понятно в чем проблема и где ее искать.

Если почитать форумы, то окажется, что чуть ли не у половины водителей, жаловавшихся на дизеление, проблема оказалась в другом. Слово на слуху, а вот для определения точного звука слуха не всем хватает.

К тому же у некоторых двигателей есть конструктивные особенности, которые приводят к появлению шума. Несколько примеров.

    Моторы GM 1,4; 1,6 и 1,8 литра часто с ростом пробега начинают шуметь из-за особенностей фазовращателей.

У фольсксвагеновского мотора CFNA есть известный баг со стучащими на холодную поршнями.

Двигатель 1.6 CFNA

  1. У «корейцев» Solaris и Rio очень громко «стрекочут» форсунки при работе, что некоторые владельцы считают признаком неисправности.

У Logan с «механикой» на холостом ходу отчетливо слышен фоновый рокот при работе двигателя. А причина даже не в моторе, достаточно выжать педаль сцепления и рокот пропадает – это особенность выжимного подшипника, который устанавливают с завода.

Таких примеров десятки и сотни, все мы не будем перечислять. Если вы услышали при работе мотора посторонний шум, тарахтение, рокот, постукивания, клокотания – поищите в интернете применимо конкретно к вашей модели мотора. Может, это является конструктивной особенностью, которая хоть и не красит производителя, но немедленного ремонта не требует.

Проблемы в моторе

Если за моделью конкретного мотора массовых проблем замечено не было, значит нужно разбираться с конкретным экземпляром. Мы составили список распространенных причин возможного появления дизельного шума при работе. Это не полный список, но самые распространенные моменты он включает.

1. Газораспределительный механизм. В зависимости от конструкции механизма проблема может быть в разных элементах, но часто причиной являются натяжители, причем как в случае цели, так и в случае ремня. Растянутая цепь тоже может давать дизельный призвук, а вот ремень редко является причиной, если он износился, то скорее порвется.

Растянутая цепь двигателя BMW М57Т2

Ремонт в системе ГРМ сводится к замене проблемных и выработавший свой ресурс элементов.

  1. Клапана. «Лишний» звук от клапанов в двигателе бывает даже чаще чем от ГРМ, но обычно он имеет ярко выраженный стук и не очень похож на дизельное «урчание», но в некоторых ситуациях можно перепутать. Клапана стучат либо из-за неправильных зазоров, либо из-за некачественного ремонта (плохой «притирки»). Вышедшие из строя гидрокомпенсаторы тоже будут постукивать. Чаще всего это проявляется на холодную, но не обязательно.

Негерметичность выпускной системы

Самую богатую звуковую гамму способна воспроизводить система выпуска отработанных газов. Благодаря конструктивным мерам разработчики добиваются благородного характера звучания выхлопа.

Однако последствия зимней эксплуатации приводят к тому, что однажды из глушителя вашего авто послышится тарахтение, напоминающее выхлоп прямоточного глушителя. С этого момента все любители уличных гонок будут воспринимать этот звук как приглашение посоревноваться на светофоре.

Причиной того, что двигатель тарахтит как дизель, является негерметичность того или иного элемента выпускной системы. Прогорать могут все ее компоненты: основной и дополнительный глушители, резонатор, каталитический нейтрализатор отработавших газов, гофра, приемная труба (штаны) и прокладка выпускного коллектора.

Прежде чем достичь такого состояния, появляется небольшой свищ, через который выходят газы (прохудившаяся деталь «сечет», как говорят водители). Найти место повреждения часто бывает затруднительно, поэтому дырка постепенно увеличивается, пока слушать львиный рев выхлопа становится невыносимо.

Почему бензиновый мотор работает как дизель: причины неисправности

Любой автомобильный двигатель по определенным причинам может начать работать грубо и шумно, троить, после запуска «на холодную» функционировать неустойчиво. Не менее частой проблемой становится появление подозрительных шумов и стуков уже после прогрева и выхода мотора на рабочую температуру. Если бензиновый двигатель шумно работает, тогда многие автомобилисты сравнивают работу такого двигателя с характерным звуком дизельного агрегата.

Дело в том, что дизель всегда работает грубее бензинового ДВС, создавая своеобразные и хорошо различимые стуки. Это объясняется иным принципом воспламенения смеси в цилиндрах, которое происходит от сжатия, а не от свечи зажигания.

Неисправности той или иной системы двигателя можно с большой долей вероятия локализовать по поведению мотора в разных режимах эксплуатации, определить на слух и т.п. Также можно визуально оценить цвет выхлопных газов, что косвенно укажет на проблему. Если бензиновый двигатель «стучит» как дизель, неровно работает или троит, тогда причины могут заключаться в следующем:

  • низкое качество или несоответствие топлива;
  • износ или неисправности ЦПГ или ГРМ;
  • проблемы в системе топливоподачи;
  • неполадки системы зажигания;
  • неисправности системы охлаждения, смазки и т.д;

Читайте в этой статье

Подводим итоги

Выше перечислены наиболее распространенные причины того, почему бензиновый двигатель работает как дизельный. В списке других возможных причин шумной работы бензинового ДВС стоит отметить неисправности системы охлаждения, особенно когда мотор не может выйти на рабочую температуру. В этом случае тепловые зазоры не достигают оптимальных показателей, что и приводит к повышенному уровню шума. Также проблема может заключаться в неисправностях ЭБУ двигателя или электрических цепей, привода ГРМ, навесного оборудования и т.д.

Стуки в результате детонации

Чтобы определить проблему и ответить на вопрос, почему бензиновый двигатель начал стучать как дизельный мотор, необходимо сразу начать с проверки качества топлива и уровня моторного масла. Бензиновый мотор может работать как дизель по причине заправки горючим с низким октановым числом, которое не подходит для данного типа двигателя. Повышенный шум во время работы мотора на низкооктановом бензине частично проявится при холодном запуске, а также сильно заметен при дальнейшей езде.

Появление детонационных стуков можно отчетливо услышать в тот момент, когда двигатель находится под нагрузкой во время разгона автомобиля. Стуки звонкие, напоминают высокочастотные удары металла об металл. Также к появлению детонации может привести неисправность датчика детонации, езда на повышенной передаче в автомобилях с МКПП при низких оборотах коленчатого вала, плотный нагар на клапанах и в камерах сгорания. К появлению детонации приводит также неверная настройка (слишком позднее зажигание) на автомобилях, где УОЗ выставляется самостоятельно. Рабочая смесь догорает на такте выпуска, заставляя мотор работать ударно и грубо.

Детонацию в обычных условиях слышно тогда, когда авто с механической коробкой поднимается вверх по уклону, но водитель не переключается на пониженную передачу, пытаясь поддерживать заданную скорость путем нажатия до максимума педали газа. Автомобиль движется, но дальше не разгоняется, двигатель не набирает обороты. Получается, ДВС на повышенной передаче под нагрузкой «не тянет». В таких условиях звонкий стук детонации проявляется наиболее отчетливо.

Правильная манера езды, своевременное обслуживание агрегата и езда на подходящем топливе позволят избавиться от детонационных стуков. Если в топливный бак случайно залито горючее с низким октановым числом, тогда простейшим решением будет немедленно разбавить имеющийся бензин более подходящим. Вторым способом станет добавка специальной присадки из группы октан-корректоров, что позволяет повысить октановое число и детонационную стойкость топлива.

Износ деталей ШПГ

Шатунно-поршневая группа во время работы двигателя подвержена значительным нагрузкам. Пока зазоры между трущимися поверхностями не превышают допустимых, мотор, работающий на бензине, гораздо тише своего дизельного собрата.

Однако, с увеличением зазоров в результате естественного износа, на приятный шелестящий фон начинают накладываться металлические стуки различного вида. Бензиновый двигатель при этом работает почти как дизельный. Источники стука в шатунно-поршневой группе:

  • Коренные подшипники, износ которых сопровождается низкочастотными стуками, исходящими от постелей коленчатого вала. Звук меняется в соответствии с нагрузкой и частотой вращения коленвала. Возможной причиной износа является масляное голодание двигателя. Появление подобных звуков требует срочного обращения на автосервис, чтобы свести к минимуму возможные последствия.
  • Шатунные подшипники скольжения. Эти детали издают отчетливые, звонкие металлические стуки, источником которых является середина блока цилиндров. Особенно явственно стуки слышны, когда повышается нагрузка. Для определения их источника поочередно отключают свечи зажигания. Езда при таких симптомах чревата разрушением двигателя.
  • Поршневые пальцы издают звенящие звуки высокого тона, несколько напоминающие детонационные стуки. Это звуковое сопровождение менее опасно стука подшипников коленвала, хотя в любом случае его необходимо устранить. Перед посещением ремонтного сервиса можно некоторое время поездить, не допуская повышения нагрузки и высоких оборотов двигателя. Также следует контролировать работу смазочной системы, а главное — следить за уровнем масла.
  • Износившиеся поршни. Они издают глухие стуки, несколько напоминающие рокот дизеля, которые можно услышать после запуска «на холодную». При нагревании мотора слышимость их уменьшается. Ездить в спокойном режиме можно, но слишком откладывать капитальный ремонт двигателя не стоит.

Внимание: когда стук в моторе появляется внезапно, движение необходимо прекратить и вызвать эвакуатор, чтобы добраться до ближайшего авторемонтного сервиса.

Проблемы с цилиндропоршневой группой

В том случае, если мотор неожиданно и отчетливо застучал, слышны удары, хлопки, трение и хруст, тогда эксплуатировать автомобиль строго запрещено. Необходимо безотлагательно определить причину стуков. В ряде случаев будет предпочтительнее отказаться от решения ехать в автосервис своим ходом и доставить ТС на буксире или эвакуаторе.

Низкий стук в нижней части картера двигателя, который усиливается в момент нагрузки на ДВС и при поднятии частоты оборотов коленвала, может указывать на то, что стучат коренные подшипники. При появлении такого звука работы двигателя мотор необходимо сразу заглушить. Коренные подшипники могут стучать по причине критически низкого давления масла в системе смазки. Дополнительно загорается и не гаснет аварийная лампа на панели приборов. Ехать своим ходом с таким стуком нельзя.

Посторонние звуки по причине неисправностей ГРМ

Неполадки ГРМ также могут заставить бензиновый мотор работать как дизель. Наиболее часто механизм газораспределения начинает явно шуметь по двум причинам:

Что касается гидрокомпенсаторов, то их стук хорошо различим «на холодную» и напоминает по звуку работу хорошо прогретого дизельного мотора. Гидрокомпенсаторы могут немного стучать на полностью исправном бензиновом двигателе в первые минуты после запуска, наслаиваясь таким образом на характерный «стрекочущий» звук работающих форсунок инжекторного ДВС. С наступлением даже незначительного прогрева похожий на работу дизельного мотора звук должен стать менее интенсивным, а на рабочих температурах полностью исчезнуть.

Если этого не происходит, тогда причина может быть в неподходящем моторном масле, проблемах с давлением масла в системе смазки бензинового ДВС и т.д. Выход только одного гидрокомпенсатора из строя проявится отчетливым металлическим стуком «на горячую» в области клапанной крышки. Звук может быть как постоянным, так и возникающим периодически. Чаще всего гидрокомпенсатор стучит одинаково ровно по интенсивности звука, ритмичность будет меняться аналогично изменению частоты вращения коленчатого вала.

ВИДЕО

В заключение от себя добавлю – лейте хорошее масло, чаще его меняйте хотя бы раз в 10 000 километров, наблюдайте и вовремя меняйте цепь и ремень ГРМ. Тогда таких звуков у вас не будет. На этом все, читайте наш АВТОБЛОГ.

(4 голосов, средний: 4,00 из 5)

Даже самый лучший дизельный двигатель не вечен. По достижении определённых значений пробега водитель неизбежно столкнётся с проблемами. Чаще всего начинает стучать форсунка. По какой причине это происходит? Кто может грамотно устранить такую неисправность?

как работает двигатель с изменяемой степенью сжатия

Второе поколение кроссовера Infiniti QX50 получило кучу новшеств, самым важным из которых стал уникальный мотор — 2,0‑литровая «турбочетверка» VC-Turbo с изменяемой степенью сжатия.

Максим Федоров

Идея создания бензинового мотора, где степень сжатия в цилиндрах была бы величиной непостоянной, не нова. Так, при разгоне, когда требуется наибольшая отдача двигателя, можно на несколько секунд пожертвовать его экономичностью, уменьшив степень сжатия, — это позволит предотвратить детонацию, самопроизвольное возгорание топливной смеси, которое может возникнуть при высоких нагрузках. При равномерном движении степень сжатия, напротив, желательно повысить, чтобы добиться более эффективного сгорания топливной смеси и снижения расхода горючего — в этом случае нагрузка на мотор невелика и опасность возникновения детонации минимальна.

В общем, в теории все просто, однако реализовать эту идею на практике оказалось не так уж легко. И японские конструкторы стали первыми, кто сумел довести замысел до серийного образца.

Суть разработанной корпорацией Nissan технологии в том, чтобы, в зависимости от требуемой отдачи мотора, непрерывно изменять максимальную высоту подъема поршней (так называемую верхнюю мертвую точку — ВМТ), что в свою очередь приводит к уменьшению или росту степени сжатия в цилиндрах. Ключевой деталью этой системы является особое крепление шатунов, которые соединяются с коленчатым валом через подвижный блок коромысел. Блок в свою очередь связан с эксцентриковым управляющим валом и электромотором, который по команде электроники приводит этот хитрый механизм в движение, меняя наклон коромысел и положение ВМТ поршней во всех четырех цилиндрах одновременно. 

Разница степени сжатия в зависимости от положения ВМТ поршня. На левой картинке мотор находится в экономичном режиме, на правой — в режиме максимальной отдачи. A: когда требуется изменение степени сжатия, электромотор поворачивает и перемещает рычаг привода. B: приводной рычаг поворачивает управляющий вал. C: когда вал вращается, он действует на рычаг, связанный с коромыслом, изменяя угол наклона последнего. D: в зависимости от положения коромысла, ВМТ поршня поднимается или опускается, таким образом изменяя степень сжатия.

В результате при разгоне степень сжатия уменьшается до 8:1, после чего мотор переходит в экономичный режим работы со степенью сжатия 14:1. Его рабочий объем при этом меняется от 1997 до 1970 см3. «Турбочетверка» нового Infiniti QX50 развивает мощность 268 л. с. и крутящий момент в 380 Нм — ощутимо больше, чем 2,5‑литровый V6 предшественника (его показатели — 222 л. с. и 252 Нм), расходуя при этом на треть меньше бензина. Кроме того, VC-Turbo на 18 кг легче атмосферной «шестерки», занимает меньше места под капотом и достигает максимума крутящего момента в зоне более низких оборотов.

Кстати, система регулировки степени сжатия не только повышает эффективность работы мотора, но и снижает уровень вибраций. Благодаря коромыслам шатуны при рабочем ходе поршней занимают почти вертикальное положение, в то время как у обычных двигателей они ходят из стороны в сторону (из-за чего шатуны и получили свое название). В результате даже без уравновешивающих валов этот 4‑цилиндровый агрегат работает так же тихо и плавно, как V6.

Но изменяемое положение ВМТ при помощи сложной системы рычагов — не единственная особенность нового мотора. Меняя степень сжатия, этот агрегат также способен переключаться между двумя рабочими циклам: классическим Отто, по которому функционирует основная масса бензиновых двигателей, и циклом Аткинсона, встречающимся в основном у гибридов. В последнем случае (при высокой степени сжатия) из-за большего хода поршней рабочая смесь сильнее расширяется, сгорая с большей эффективностью, в результате растет КПД и снижается расход бензина.

Помимо двух рабочих циклов, этот мотор также использует две системы впрыска: классический распределенный MPI и непосредственный GDI, который повышает эффективность сгорания топлива и позволяет избежать детонации при высоких степенях сжатия. Обе системы работают попеременно, а при высоких нагрузках — одновременно. Положительный вклад в повышение КПД двигателя вносит и особое покрытие стенок цилиндров, которое наносится методом плазменного напыления, а затем закаливается и хонингуется. В результате получается ультрагладкая «зеркальная» поверхность, на 44 % уменьшающая трение поршневых колец.

Еще одна уникальная особенность мотора VC-Turbo — это интегрированная в его верхнюю опору система активного подавления вибраций Active Torque Road, основой которой является возвратно-поступательный актуатор. Эта система управляется датчиком ускорений, фиксирующим колебания двигателя и в ответ генерирует гасящие вибрации в противофазе. Активные опоры в Infiniti впервые использовали в 1998 году на дизельном моторе, но та система оказалась слишком громоздкой, поэтому не получила распространения. Проект пролежал под сукном до 2009 года, пока японские инженеры не взялись за его усовершенствование. На то, чтобы решить проблему избыточного веса и размеров гасителя колебаний, ушло еще 8 лет. Но результат впечатляет: благодаря ATR 4‑цилиндровый агрегат нового Infiniti QX50 работает на 9 дБ тише, чем V6 его предшественника!

Редакция рекомендует:






Хочу получать самые интересные статьи

бензиновый, дизельный, газовый, электрический двигатели и гибридная установка

Основные типы двигателей

В настоящее время на легковые автомобили устанавливают бензиновые, дизельные, газовые и электрические двигатели. Первые три типа являются двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Принцип работы ДВС основан на сжигании топлива внутри цилиндра и преобразовании полученной тепловой энергии в механическую работу. Проще говоря, взрыв паров бензина двигает металлические детали (кривошипно-шатунный механизм) двигателя, которые преобразовывают возвратно-поступательное движение во вращение. Подробнее об этом чуть ниже.

Наращивается выпуск автомобилей с гибридной силовой установкой, которая сочетает в себе двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный) и один или несколько электромоторов.

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель, как следует из названия, работает на бензине. Для поджига топливовоздушной смеси в бензиновом двигателе служит система зажигания. Справедливости ради стоит отметить, что бензиновые двигатели также могут работать на различных спиртах, что с успехом практикуется в ряде стран. В нашей стране использование спирта в качестве топлива для автомобилей не получило распространения, поэтому данную тему оставим пока без внимания.

Дизельный двигатель

Дизельный двигатель, или просто дизель, работает на дизельном топливе и но имеет системы зажигания. Топливо самовоспламеняется от сжатия. Ещё лет двадцать назад дизели уступали бензиновым двигателям по большинству эксплуатационных параметров, важных для легкового автомобиля, но в настоящее время ситуация изменилась. Современный турбодизель с электронным управлением (подробнее будет рассмотрен ниже) практически ни в чем не уступает бензиновому мотору и даже обладает лучшей экономичностью. Благодаря этому в странах Западной Европы дизели уже стали более популярными, чем бензиновые моторы.

Газовый двигатель

Газовый двигатель, в зависимости от исполнения, работает на сжатом или сжиженном газе (метан или пропанобутановая смесь). Его конструкция, за исключением некоторых отличий в системе питания, аналогична бензиновому двигателю. В России легковые автомобили получают газовый двигатель путем переоборудования штатного бензинового мотора. Такие автомобили обычно имеют возможность перехода с газа на бензин. Эксплуатация автомобиля с газовым оборудованием не имеет принципиальных отличий. Всю необходимую информацию при необходимости можно получить из инструкции к установленному на автомобиль газовому оборудованию. Что бы ни случилось, в любой ситуации наши специалисты по выездной тех помощи на дорогах москвы приедут и окажут необходимую помощь.

Электрический двигатель

Электрический двигатель по своим тяговым характеристикам идеально подходит для применения на автомобиле. Фактически он позволяет отказаться от таких узлов трансмиссии, как сцепление и коробка передач. Из следующей главы можно будет узнать описание работы одноцилиндрового двигателя как пример двигателя внутреннего сгорания.

Кроме этого, электромотор практически не оказывает пагубного воздействия на окружающую среду. А в одной из следующих глав можно будет узнать назначение и устройство газораспределительного механизма двигателя, для чего нужен ремень газораспределительного механизма.

Широкое применение таких двигателей в настоящий момент сдерживается только одним фактором. Питание электродвигателя осуществляется от аккумуляторных батарей, которые необходимо заряжать перед выездом. Современные технологии пока не позволяют создать достаточно ёмкий аккумулятор, который мог бы обеспечить автомобилю приемлемый запас электроэнергии.

Сейчас конструкторам удаётся создавать электромобили, способные проехать на одной зарядке 100-200 км. Более ёмкие аккумуляторные батареи получаются либо слишком дорогими, либо чересчур массивными.

Гибридный двигатель или гибридная силовая установка

В результате многочисленных поисков была создана гибридная силовая установка. Такая установка состоит из электромоторов и обычного двигателя внутреннего сгорания. За счёт применения управляющей электроники все рабочие процессы максимально оптимизированы, что позволило сделать работу гибридной установки экономичной и экологичной, без потери динамических параметров автомобиля.

Как уже упоминалось выше, все двигатели предназначены для создания крутящего момента, который в дальнейшем передаётся трансмиссией на ведущие колёса. Принцип работы электродвигателя должен быть вам известен из школьного курса физики. Поэтому ниже рассмотрим только принцип работы двигателей внутреннего сгорания, который, в целом, одинаков для бензинового, дизельного и газового моторов.

Что такое бензиновый двигатель?

Двигатели стали неотъемлемой частью всех транспортных средств. В настоящее время ни одно транспортное средство не может двигаться без двигателя. На рынке представлены различные типы двигателей, и бензиновый двигатель является одним из них. Бензиновый двигатель также известен как двигатель с искровым зажиганием.
В предыдущей статье мы обсуждали дизельные двигатели. Поэтому в этой статье представлено подробное объяснение бензинового двигателя.

Что такое бензиновый двигатель?

Бензиновый двигатель — известный тип двигателя из категории двигателей внутреннего сгорания.Бензиновый двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания (ВС), в котором воздушно-топливная смесь воспламеняется благодаря искре , создаваемой свечой зажигания. Поэтому он также известен как двигатель SI. В 1876 , Николаус Август Отто был разработан первый бензиновый двигатель . Бензиновый двигатель работает по основному принципу цикла Отто .

В свече зажигания двигателя SI для образования искры используется ток высокого напряжения.Эта свеча зажигания устанавливается в верхней части камеры сгорания для быстрого воспламенения воздушно-топливной смеси.

В процессе воспламенения топлива выделяется тепло, которое преобразуется в механическую работу при рабочем ходе поршня. Пока в бензиновом двигателе свечение отвечает за детонацию масла.

В старых версиях SI или бензиновых двигателей воздух и топливо (бензин или бензин) смешиваются перед подачей их в камеру сгорания для сжатия и воспламенения.В то время как в последних двигателях SI используется топливная форсунка, которая впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания, там происходит процесс смешивания. Этот процесс смешивания регулируется электронным способом топливной форсункой.

Бензиновые двигатели имеют высокие температуры самовоспламенения. Следовательно, бензиновый двигатель имеет более низкую степень сжатия, чем дизельный двигатель.

Степень сжатия бензинового двигателя обычно составляет 6:10 . Двигатели SI также могут работать на топливе, отличном от бензина, таком как природный газ (CNG), метанол, автомобильный газ (LPG), сжатый водород, этанол, нитрометан (в дрэг-рейсинге) и биоэтанол.В этом двигателе сгорание топлива всегда происходит после попадания искры в камеру сгорания.

Принцип работы бензинового двигателя

Принцип работы двигателя с искровым зажиганием (SI) аналогичен двигателю с воспламенением от сжатия (CI), но между ними мало отличий. В дизеле или двигателе CI процесс воспламенения происходит за счет высокого сжатия топливовоздушной смеси, в то время как в бензиновом двигателе воспламенение происходит за счет искры.

Бензиновый двигатель работает по циклу O tto .Бензиновый двигатель работает следующим образом:

  • этап всасывания
  • сжатие 1
  • Power Stage
  • этап выхлопных выхлопных выхлопных выхлопных выхлопных выхлопных

1) впускной или всасывающий ход

8

  • Для такта впуска поршень движется вниз. По мере его движения вниз внутри камеры сгорания создается вакуум; за счет этого топливовоздушная смесь начинает поступать извне в камеру сгорания.
  • При этом ходе всасывающий клапан открывается, а выпускной клапан остается закрытым.
2) Такт сжатия
  • Когда процесс всасывания топливно-воздушной смеси завершится в соответствии с требованиями, поршень перемещается вверх для сжатия топливно-воздушной смеси.
  • Когда поршень движется вверх, он нагнетает смесь в камеру сгорания. Во время этого такта впускной клапан и выпускной клапан закрыты.
  • Из-за процесса сжатия температура и давление топливовоздушной смеси становятся очень высокими.
  • В конце процесса сжатия свеча зажигания дает искру и воспламеняет топливовоздушную смесь.
  • За счет предусмотренной искры процесс сгорания топливовоздушной смеси происходит внутри камеры сгорания. За счет этого сгорания поршень еще больше движется вверх, что еще больше повышает температуру и давление смеси. В ходе этого процесса выделяется тепло.
3) Рабочий ход
  • Рабочий ход также известен как рабочий ход.
  • На этом этапе тепло, генерируемое в предыдущем такте (процесс сжатия), заставляет поршень двигаться вниз (от ВМТ к BCD) и вращает коленчатый вал.
  • За счет движения поршня вниз топливно-воздушная смесь расширяется внутри камеры, и давление смеси уменьшается.
4) Такт выпуска
  • В этом такте поршень движется вверх, открывает выпускной клапан и выпускает бесполезные газы из камеры сгорания.
  • После завершения такта выпуска поршень снова движется вниз, и все четыре такта повторяются.

Подробнее: Работа дизельного двигателя

Компоненты бензинового двигателя

Основные части зажигания зажигания приведены ниже:

7
  • Зажигание
  • Цилиндр или камера сгорания
  • CARBURETOR
  • Piston
  • Входной клапан
  • Разъем
  • Разъем
  • Выпускной клапан
  • Выпускной клапан
  • 2

    1) Доза или всасывающий клапан

    Впускной клапан включает в себя в наиболее важных компонентах двигателя зажигания.Топливно-воздушная смесь поступает в цилиндр через впускной клапан.

    2) Выпускной клапан

    Этот клапан используется для выпуска выхлопных газов. Это односторонний клапан. Он также останавливает обратный поток выхлопных газов.

    3) Свеча зажигания

    Так как такт сжатия очень близок к завершению, свеча зажигания производит искру, которая сжигает сжатую смесь воздуха и топлива.

    Свеча зажигания относится к наиболее важным частям, потому что в бензиновом двигателе процесс зажигания не может происходить без нее.Это внешняя часть бензинового двигателя, установленная на верхней части корпуса камеры сгорания.

    4) Камера сгорания

    Это пустой цилиндр с вращающимся поршнем. Поршень имеет движение Туда и обратно внутри камеры сгорания.

    Читайте также: Различные типы двигателей

    5) Поршень

    Поршень представляет собой движущуюся часть бензинового двигателя, которая совершает возвратно-поступательное движение для всасывания воздушно-топливной смеси и вырабатывает мощность во время рабочего такта.После выработки мощности он передает эту мощность на коленчатый вал.

    6) Шатун

    Он также включает в себя наиболее важные компоненты двигателя с искровым зажиганием. Шатун соединяет поршень и коленчатый вал двигателя. Он обеспечивает движение поршня к коленчатому валу.

    Читайте также: Работа шатуна

    7) Коленчатый вал

    Используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное/круговое движение.

    Читайте также: Работа коленчатого вала

    Диаграмма энергетического баланса бензинового двигателя механические потери, тепловые потери в теплоноситель и несгоревшее топливо и др.). Тепловые потери охлаждающей жидкости 4,29 кДж, тепловые потери отработавших газов 2,139 кДж, тепловые потери тормозного усилия 2,86 кВт, механические потери 2.15 кДж и выходная мощность 2,82 кВт.

    В двигателе SI, особенно при средних и низких нагрузках, эффективный тепловой КПД двигателя становится очень низким, и большая часть энергии топлива превращается в отработанное тепло.

    Скорость и эффективность бензинового двигателя

    Бензиновый или бензиновый двигатель работает быстрее, чем дизельный двигатель. Это связано с тем, что эти двигатели имеют легкий коленчатый вал, шатун и поршень (поскольку более низкая степень сжатия повышает эффективность конструкции), а бензин сгорает быстрее, чем дизель.

    Бензиновый двигатель имеет более короткий ход поршня, чем ход поршня дизельного двигателя. По этой причине ход поршня двигателя с искровым зажиганием завершается за более короткое время, чем ход поршня дизельного двигателя. Но бензиновый двигатель имеет низкую степень сжатия, что делает его менее эффективным, чем дизельный двигатель.

    В целом тепловой КПД большинства бензиновых двигателей составляет (в среднем) около 20%, что примерно вдвое меньше, чем у дизельного двигателя. Однако некоторые новейшие бензиновые двигатели более эффективны (тепловой КПД примерно 38%), чем старые двигатели с искровым зажиганием.

    Типы бензиновых двигателей

    бензиновый двигатель имеет два основных типа:

    1. Двухтактный бензиновый двигатель
    2. четырехтактный бензиновый двигатель
    3. 1) 2-ходовой бензиновый двигатель

      Главная артикул: 2-тактный двигатель

      Этот двигатель использует только 2 хода поршня для завершения одного рабочего цикла. Он быстрее четырехтактного двигателя.

      2) 4-тактный бензиновый двигатель

      Основная статья: 4-тактный двигатель

      Он использует 4 хода поршня для завершения рабочего цикла.

      Преимущества и недостатки бензинового двигателя

      Бензиновые двигатели имеют следующие преимущества и недостатки: дизель.

    4. Бензиновый двигатель легче, чем дизельный двигатель.
    5. Двигатель SI производит низкий уровень шума по сравнению с двигателем CI.
    6. Требуется меньше обслуживания.
    7. Двигатель с искровым зажиганием имеет более низкую стоимость по сравнению с двигателем с воспламенением от сжатия.
    8. Легче запустить двигатель CI.
    9. Бензин дешевле дизельного топлива.

    Недостатки двигателей SI
    1. Для запуска этих двигателей требуется искра; в противном случае они не могут начаться.
    2. Бензиновый двигатель имеет больший расход топлива, чем дизельный двигатель.
    3. После сгорания возникает низкое давление.
    4. Свеча зажигания обязательна для процесса зажигания.
    5. Имеет низкий КПД по сравнению с КИ или дизельным двигателем.
    6. У двигателей SI проблемы с детонацией.
    7. Имеет низкую скорость.

    Применение бензинового двигателя

    В настоящее время различные компании используют передовые методы искрового зажигания для улучшения характеристик двигателя, благодаря которым должно происходить полное сгорание топлива, что повышает эффективность двигателя. Ниже приведены наиболее распространенные области применения бензиновых двигателей:

    1. Двигатель SI используется в большегрузных транспортных средствах.
    2. Эти двигатели используются в автомобилях, мотоциклах, грузовиках, автобусах и т. д.
    3. Они используются в авиационной промышленности.
    4. Эти двигатели используются в судостроении.
    5. В настоящее время эти двигатели используются в насосах для перекачки.
    6. Бензиновые двигатели также используются в небольших электрогенераторах.

    Разница между бензиновым двигателем и дизельным двигателем

    Основные различия между бензиновыми и дизельными двигателями приведены ниже:

    бензиновый двигатель дизельный двигатель
    Он использует бензин в качестве топлива. В качестве топлива используется дизельное топливо.
    В бензиновом двигателе зажигание происходит за счет искры, подаваемой свечой зажигания. В дизельном двигателе воспламенение происходит из-за высокой степени сжатия топливно-воздушной смеси.
    Работает по циклу Отто. Работает по дизельному циклу.
    Для зажигания требуется свеча зажигания. Свеча зажигания не нужна.
    Менее эффективен. Это более эффективно.
    Чаще всего они расходуются в небольших транспортных средствах, таких как фургоны, мотоциклы и т. д.  Их расходуется в большегрузных автомобилях, таких как автобусы, тракторы, легковые автомобили и т. д.
    Они имеют низкую стоимость. Это очень дорого.
    В этом двигателе топливно-воздушная смесь сжимается в камере сгорания. При этом сжимается только воздух, а топливо впрыскивается в конце такта сжатия.
    Бензиновый двигатель работает на более дешевом бензине. В дизельном двигателе используется очень дорогое дизельное топливо.
    Имеет относительно низкую степень сжатия. Имеет высокую степень сжатия.
    Эти двигатели имеют низкие затраты на техническое обслуживание и первоначальные затраты. Имеют высокие эксплуатационные и первоначальные затраты.
    Бензин легко воспламеняется. Дизельное топливо труднее воспламеняется.
    В процессе сжатия используется поршень. В дизельном двигателе также используется поршень для сжатия, который совершает возвратно-поступательное движение внутри камеры сгорания.
    Производит меньше шума. Во время работы издает сильный шум.
    Бензиновый двигатель расходует больше топлива. Дизельный двигатель имеет низкий расход топлива.

    FAQ Раздел

    Кто изобрел бензиновый двигатель?

    В 1876 , Николаус Август Отто был разработан первый бензиновый двигатель .

    Бензиновый двигатель по какому циклу работает?

    Что произойдет, если залить бензин в дизельный двигатель

    Если залить бензин в дизельный двигатель, это снизит смазывающую способность двигателя. По этой причине будет происходить сильный стук, который может повредить топливный насос.

    Что такое двигатель СИ?

    Двигатель, в котором сгорание происходит за счет искры, известен как двигатель СИ.

    Что происходит при использовании бензина в дизельном двигателе

    При использовании бензина в дизельном двигателе возникают проблемы со стуком, что приводит к повреждению топливного насоса.

    Заключение

    В двигателе с искровым зажиганием используется процесс опережения зажигания. Это метод, используемый для регулировки времени начала процесса зажигания в камере сгорания (во время такта сжатия) в зависимости от положения поршня и угловой скорости коленчатого вала. Правильная установка угла опережения зажигания важна для работы двигателя и выбросов выхлопных газов.

    Из вышеизложенного мы пришли к выводу, что бензиновые двигатели очень важны для максимальных автомобилей.Бензиновые двигатели или двигатели SI очень распространены во всем мире. Эти двигатели имеют меньшую цену, чем дизельные двигатели, но они менее эффективны. Из-за низкого КПД их нельзя использовать для большегрузных автомобилей. Но они лучше всего подходят для небольших транспортных средств, таких как мотоциклы.

    В конце концов, я надеюсь, что после прочтения вы усвоили все понятия, связанные с этой темой. Если у вас есть какие-либо вопросы, сообщите нам об этом в поле для комментариев.

    Подробнее
    1. Как работает дизельный двигатель?
    2. Различные типы двигателей
    3. ЕС-двигатели (внешнего сгорания)
    4. Типы двигателей внутреннего сгорания
    5. Различные детали автомобильных двигателей

    Прикладная физика бензиновых двигателей, часть 1

    Dwight E.002Нойеншвандер, Университет Южного Назарянина

    См. также: Прикладная физика бензиновых двигателей, часть 2

    В течение последних двух десятилетий на различных курсах я проводил практические занятия под названием «лаборатория трупов двигателей». 1)! Этот опыт неизменно доставлял массу удовольствия. В дополнение к новым открытиям в физике, большинство студентов сообщают, что, выйдя из нее, они стали больше ценить свои автомобили и глубоко восхищаться проницательными умами, которые предвидели, как все эти системы, сделанные из неодушевленной материи, могут быть организованы так, чтобы дать машине жизнь. своего собственного.

    За редкими исключениями, большинство учащихся приступают к этому упражнению, не имея ни малейшего представления о том, что происходит внутри автомобильного двигателя. (Те, у кого есть опыт работы с механикой, получают роли помощников преподавателя.) Большинство взаимодействий учащихся с автомобилем состоит в том, чтобы заправить бак бензином и направить машину на дорогу. Эта небрежность предполагает, что в нашем обществе мы воспринимаем наши машины как должное, довольствуясь тем, что не понимаем, как они работают, даже несмотря на то, что мы все больше зависим от них.Я уверен, что такое отсутствие любопытства совершенно чуждо студентам-физикам.

    В этой статье мы исследуем внутреннюю работу бензинового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, который используется в большинстве автомобилей, легких грузовиков, мотоциклов, легких самолетов и газонокосилок. Базовый дизайн датируется примерно 1890 годом; его долговечность указывает на его надежность. С тех пор четырехтактные бензиновые двигатели стали намного более эффективными и мощными, становясь все более сложными по мере того, как мы предъявляем к ним все более высокие, часто противоречивые требования.Но основная конструкция двигателя Ferrari V12 имеет много общего с двухцилиндровым двигателем Fiat 1899 года выпуска. Основные идеи, лежащие в основе двигателя, можно понять, изучив простейший из двигателей, одноцилиндровый двигатель газонокосилки с воздушным охлаждением и клапанами в блоке, который имеет зажигание от магнето, пусковой механизм и систему смазки разбрызгиванием. Вариации этого двигателя десятилетиями производились такими марками, как Briggs & Stratton, Jacobsen и Tecumseh. В силу своей простоты эти машины без излишеств предлагают всем двигателям уровень понимания, аналогичный по глубине тому, который дает атом водорода для всех атомов.[2]

    На примере двигателя газонокосилки в этой первой части серии, состоящей из двух частей, мы описываем базовую структуру четырехтактного бензинового двигателя, а также его смазку и охлаждение. Мы также определяем термодинамический верхний предел эффективности четырехтактного бензинового двигателя. Попутно отмечаем отличия одноцилиндрового двигателя косилки от более сложных четырехтактных двигателей.

    Часть 2, которая будет опубликована в следующем выпуске журнала, посвящена воздушной и топливной системам двигателя, а также системе зажигания с ее магнето, цепью RLC и свечей зажигания.За этими техническими примечаниями последуют наблюдения о наших отношениях с нашими автомобилями. Они включают в себя признание и уважение к этим чудесным машинам и одновременное осознание высокой цены, которую платит общество и окружающая среда, чтобы поддерживать их огромное количество. Мы закончим кратким обзором отношений между известными физиками и их моторизованными товарищами.

    Анатомия двигателя и четырехтактный цикл

    Двигатель получает энергию путем передачи тепла от источника при одной или нескольких высоких температурах, преобразует часть подводимого тепла в работу и отдает оставшуюся энергию в виде тепла в окружающую среду при низкой температуре.[3] В бензиновом двигателе подвод тепла происходит от периодического взрывного горения порции испарившегося бензина. Энергия каждого взрыва толкает поршень в цилиндр (названия деталей и процессов при первом упоминании выделены курсивом). Вместо того, чтобы вылететь из цилиндра через гараж, линейное движение поршня преобразуется в угловой момент коленчатым валом. Чтобы увидеть коленчатый вал в действии, представьте, что вы едете на велосипеде; линейное движение ваших коленей вверх-вниз преобразуется во вращение педалями, которые смещены относительно оси вращения звездочки.

    Основным корпусом двигателя является экзоскелет, называемый блоком, удивительно сложной отливки, которая поддерживает вращающиеся или скользящие детали на критических поверхностях, обработанных с точностью до тысячной доли дюйма (рис. 2). Доминантой в блоке являются одно или несколько крупных отверстий, упомянутых выше цилиндров. Мотор косилки, который мы здесь разбираем, имеет один цилиндр. Поршень соединен с коленчатым валом шатуном (рис. 3; в аналогии с велосипедом шатуном служит голень).Верхний конец штока крепится внутри поршня поршневым штифтом, от которого шток качается туда-сюда, как маятник. Нижний конец шатуна имеет съемный колпачок, который плотно прилегает к шатунной шейке, смещенной части коленчатого вала. Поскольку массы поршня, шатуна и шатунной шейки лежат вне оси вращения коленчатого вала, в коленчатый вал врезаны противовесы, чтобы сбалансировать весь узел относительно этой оси. Коленчатый вал удерживается на месте коренными подшипниками в блоке под цилиндром.

    В последующем обсуждении мы предполагаем, что цилиндр ориентирован вертикально, а коленчатый вал расположен горизонтально под цилиндром.На многих косилках двигатель устанавливается с горизонтальным цилиндром и вертикальным коленчатым валом, чтобы лезвие вращалось горизонтально. Большинство автомобилей имеют четыре или более цилиндров с коленчатым валом, расположенным горизонтально. Цилиндры могут располагаться вертикально по прямой линии (например, Pontiac «прямая восьмерка» 1954 года выпуска), они могут быть наклонены в два ряда, образуя букву V (например, Corvette «V8»), или они могут располагаться горизонтально или « flat» для снижения центра тяжести (например, Porsche 911 «flat-6»).

    Движение поршня из нижней мертвой точки в цилиндре (нижняя мертвая точка, или НМТ) в верхнюю точку (верхняя мертвая точка, или ВМТ) или в обратном направлении от ВМТ к НМТ является одним тактом работы двигателя.Во время каждого такта коленчатый вал поворачивается на пол-оборота. Термин «ход» также относится к расстоянию между ВМТ и НМТ. Диаметр цилиндра называется отверстием. Объем, определяемый ходом и диаметром цилиндра, объем, вытесняемый верхней поверхностью поршня за один ход, является рабочим объемом этого цилиндра. Рабочий объем всех цилиндров двигателя является одним из показателей его производительности. Если у вас «Корвет 427», рабочий объем его восьми цилиндров равен 427 кубическим дюймам.Разработчики двигателей, использующие метрические единицы измерения, описывают рабочий объем в литрах или кубических сантиметрах.

    Энергетическая плотность бензина составляет около 45 мегаджоулей на килограмм.[4] Чем больше бензина поступает в двигатель за цикл его работы, тем большую мощность он может выдать. Среди двигателей одинаковой конструкции выходная мощность зависит от рабочего объема. Автомобили с бензиновым двигателем первого поколения, построенные в 1890-х годах, производили примерно столько же энергии, сколько двигатель нашей косилки, а машины, на которых они работали, работали примерно так же, как одна из сегодняшних небольших газонокосилок.В первой в мире автогонке 1895 г. из Парижа в Бордо и обратно участвовали 15 автомобилей с бензиновым двигателем (специализированных гоночных автомобилей еще не существовало), один электромобиль и шесть пароходов. Гонку выиграл Эмиль Левассор на своем Panhard-Levassor с двигателем Daimler объемом 1200 куб. См (73 куб. Дюйма) мощностью 3,5 лошадиных силы (1 л.с. = 745,7 Вт). Левассор проехал 723 мили практически без остановок со средней скоростью 14,9 миль в час. Мотор газонокосилки, предназначенный для мотокосы, выдает около 3.75 л.с. при рабочем объеме около 12 куб. дюйм[6] Его столетняя конструкция все еще производится сегодня, потому что для его предполагаемого использования доминирующим достоинством является простота.

    Для увеличения мощности были быстро увеличены рабочие объемы двигателей первого поколения. Первый Гран-при для специализированных гоночных автомобилей состоялся в Ле-Мане, Франция, в 1906 году. Двигатель победившего Renault имел рабочий объем 12,8 л (781 куб. Дюйм), развивал 105 л.с. и разгонял автомобиль до средней скорости 62,88. миль в час, что означает, что он ехал около 100 миль в час на прямых.Но революция в эффективности была не за горами, когда мощность на рабочий объем стала бы столь же важной, как и сам рабочий объем. Peugeot, выигравший Гран-при Франции 1912 года, имел рабочий объем всего 7,6 литра, конкурируя с огромными 14-литровыми Fiat и 15-литровыми Lorraine-Dietrichs. Некоторые из конструктивных изменений, которые привели к более высокому соотношению мощности к рабочему объему, будут описаны ниже, поскольку мы исследуем простую конструкцию двигателя косилки, которая перекликается с автомобильными двигателями первого поколения.

    В верхней части цилиндра находится головка (рис.4), с прокладкой головки, расположенной между блоком и головкой, для обеспечения герметичности при затягивании болтов головки (примерно до 12 футо-фунтов). Пространство между поршнем в ВМТ и выемкой головки над цилиндром образует камеру сгорания. Подача искры на летучую смесь бензина и воздуха в камере сгорания толкает поршень вниз по цилиндру, чтобы раскрутить коленчатый вал благодаря шатуну. Как топливно-воздушная смесь попадает в цилиндр, как из него удаляются продукты сгорания и как подается искра в ответственный момент?

    Двигатель нашей косилки имеет два клапана, которые обеспечивают проход в цилиндр, впускной клапан и выпускной клапан.Рассмотрим двигатель, работающий на скорости (частота вращения двигателя измеряется в об/мин, угловая скорость коленчатого вала — в оборотах в минуту). Начнем с момента, когда оба клапана закрыты и поршень мгновенно находится в ВМТ. Это состояние знаменует собой начало четырехтактного цикла работы двигателя: такты впуска, сжатия, рабочего хода и такта выпуска.

    (1) Такт впуска: при вращении коленчатого вала поршень движется вниз и открывается впускной клапан. Разница давлений внутри цилиндра и наружного воздуха выталкивает воздушно-топливную смесь в цилиндр, когда поршень опускается.Когда поршень достигает НМТ, впускной клапан закрывается.

    (2) Такт сжатия: поршень движется обратно вверх при закрытых обоих клапанах, сжимая топливно-воздушную смесь. Пусть V2 — объем газа внутри цилиндра, когда поршень находится в НМТ, а V1 — объем, при котором поршень находится в ВМТ. Степень сжатия V2/V1 предлагает еще один показатель производительности двигателя. Двигатели, предназначенные для работы в течение длительного времени, такие как двигатели косилок, должны работать с низкой нагрузкой и обычно иметь степень сжатия около 4 или 5; двигатели для соревнований могут иметь степень сжатия 10 или выше.Так как такт сжатия происходит быстро, во время такта во внешний мир отводится незначительное количество тепла («адиабатический» процесс), а температура топливовоздушной смеси повышается.

    (3) Рабочий ход: Когда поршень достигает ВМТ в конце такта сжатия, зажигается свеча зажигания, воспламеняющая топливовоздушную смесь. Пламя стремительно проносится через камеру сгорания, повышая температуру и совершая работу, толкая поршень вниз в рабочем такте.Хотя воспламенение топлива высвобождает огромную внутреннюю энергию в цилиндр, незначительная энергия уходит в виде теплопроводности во время быстрого рабочего такта, поэтому этот такт также является адиабатическим.

    (4) Такт выпуска: когда поршень движется вверх от НМТ, выпускной клапан открывается, и поршень выталкивает выхлопные газы из цилиндра. Они вытекают через глушитель (с перегородками для гашения шума) в атмосферу. Двигатель обменивается теплом с окружающей средой во время тактов выпуска и впуска, выбрасывая горячие выхлопные газы и втягивая относительно холодные впускные газы.В конце такта выпуска поршень возвращается в ВМТ, оба клапана закрыты, и цилиндр готов к повторению четырехтактного цикла.

    Что открывает и закрывает клапаны и дает искру в нужный момент? Параллельно коленчатому валу движется распределительный вал, который имеет выступы или кулачки (рис. 5). Через пару зацепленных зубчатых колес, по одному на конце каждого вала, вращающийся коленчатый вал вращает распределительный вал. В нашем двигателе косилки шестерня коленчатого вала имеет 20 зубьев, а шестерня распределительного вала имеет 40 зубьев, вращая распределительный вал со скоростью, равной половине угловой скорости коленчатого вала.Перпендикулярно распределительному валу и на кулачках расположены толкатели клапанов, а сами клапаны стоят над толкателями. Когда распределительный вал вращается, кулачок поднимает толкатель и клапан, открывая проход в камеру сгорания. Когда кулачок выкатывается из-под толкателя, пружины клапана снова закрывают клапан (рис. 6). На распределительном валу нашего одноцилиндрового двигателя с двумя клапанами кулачки ориентированы на 90 градусов друг от друга, потому что впускной и выпускной клапаны открываются на соседних ходах. Один ход равен половине оборота коленчатого вала и, следовательно, четверти оборота распределительного вала.На обеих зубчатых шестернях есть метки, которые необходимо совместить, чтобы клапаны открывались в нужное время в течение цикла (рис. 7).

    В четырехтактном цикле одноцилиндровый двигатель обеспечивает один рабочий такт на каждые два оборота коленчатого вала.[8] С двумя цилиндрами рабочий ход происходит каждый оборот. Четыре цилиндра производят рабочий ход каждые пол-оборота. Восемь цилиндров обеспечивают один рабочий такт за четверть оборота и так далее. Увеличение числа цилиндров делает машину более сложной, но выигрыш в том, что мощность прикладывается более равномерно.Большинство автомобилей имеют четыре, шесть или восемь цилиндров; у некоторых их 10 (например, Dodge Viper), у некоторых 12 (например, у большинства Ferrari и Lamborghini, а также у Lincoln и Auburn 1930-х годов), а у некоторых 16 (например, у Cadillac 1932 года, Marmon 1933 года и современный Bugatti Veyron).

    Прикрепленный к внешнему концу коленчатого вала на конце, противоположном приводному механизму, находим маховик (рис. 8). Наиболее важной задачей маховика в любом двигателе является создание большого момента инерции для максимально плавного вращения коленчатого вала с его шатунно-поршневым узлом между рабочими тактами.В двигателях косилок маховик также играет роль в системах охлаждения и зажигания, как будет описано ниже.

    Объемный КПД, отношение объема паров воздуха и топлива, поступающих в двигатель во время такта впуска, к рабочему объему цилиндра, предлагает еще один дескриптор характеристик двигателя. Говоря простым языком, это показатель того, насколько хорошо двигатель «дышит». Движущийся воздух обладает инерцией, и при турбулентности сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости воздуха. Размер и расположение клапанов, а также гладкость внутренних поверхностей, через которые проходят газы, существенно влияют на работу двигателя.Двигатель нашего газонокосилки представляет собой конструкцию с плоской или Г-образной головкой, названную так потому, что клапаны проходят через блок параллельно цилиндру, и, таким образом, камера сгорания должна располагаться не только над поршнем, но и над областью в головке к одной стороне цилиндра, где выскакивают клапаны (рис. 8). На протяжении 1940-х годов большинство автомобильных двигателей имели конструкцию с плоской головкой. Примерно в 1950 году производители начали производить конструкции с верхним расположением клапанов (OHV). Перемещение клапанов над поршнем увеличивает эффективность потока и объемную эффективность, поскольку топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания непосредственно над поршнем, а не сбоку.Теперь, когда клапаны нужно нажимать сверху вниз, а коленчатый вал и зубчатые колеса все еще соединены своими зубчатыми колесами, длинные толкатели помещаются над толкателями клапанов и коромыслами, которые качаются вперед и назад на горизонтальном валу, как качели. , теперь сядьте на макушку. Кулачок поднимает толкатель, который поднимает одну сторону коромысла, а другая сторона коромысла давит на клапан, открывая его. Пружины под коромыслами закрывают клапан, когда кулачок выходит из-под толкателя и толкателя.

    Если бы толкатели и коромысла можно было убрать, а распределительный вал расположить на верхней стороне головки, механическая энергия, потребляемая двигателем, приводящим в движение его внутренние части, была бы значительно снижена. Это достигается в двигателях с верхним распределительным валом (OHC). (Логотип «DOHC», который можно увидеть на значках некоторых автомобилей, обозначает двойные верхние распредвалы, один для группы впускных клапанов, а другой для выпускных клапанов.) Когда коленчатый и распределительный валы находятся слишком далеко друг от друга, чтобы быть соединенными синхронизирующими шестернями, коленчатый вал вращает распределительного вала ремнем ГРМ или цепью ГРМ.Ремни ГРМ изготовлены из синтетического каучука, армированного проволокой, и их необходимо менять через регулярные промежутки времени, обычно около 90 000 миль. При обрыве ремня ГРМ открытие клапанов больше не будет зависеть от положения поршня. Столкновение клапана с поршнем приводит к дорогому шуму!

    Для дальнейшего увеличения объемного КПД некоторые двигатели имеют четыре клапана на цилиндр, два впускных и два выпускных клапана. Добавление нагнетателя (или «нагнетателя») значительно увеличивает объемную эффективность.Нагнетатель представляет собой компрессор, приводимый в действие ремнем от шкива коленчатого вала, который нагнетает в двигатель за цикл больше воздуха, чем это было бы возможно только за счет атмосферного всасывания. К началу 1920-х годов нагнетатели использовались на гоночных автомобилях Гран-при. Турбокомпрессор использует поток выхлопных газов для привода небольшого компрессора с той же целью.

    Смазка и охлаждение

    Внутри нашего скромного двигателя косилки, работающего со скромными 800 об/мин, царит оживленная атмосфера. Поршень перемещается между ВМТ и НМТ 1600 раз в минуту; коленчатый вал и распределительный вал вращаются в своих подшипниках со скоростью 800 и 400 об/мин соответственно, вступая в зацепление друг с другом посредством жужжащих зацепленных шестерен; кулачки кулачка открывают клапаны, которые захлопываются пружинами; а пары бензина взрываются 200 раз в минуту.Некоторые спортивные мотоциклы разгоняются до 14 000 об/мин и более! Чтобы выдержать более нескольких секунд, это шоу должно иметь достаточную смазку, которая не дает металлическим поверхностям сплавляться вместе, когда они вращаются или скользят друг относительно друга. Избыточное тепло необходимо отводить для поддержания постоянной температуры.

    В двигателе нашей косилки масло (1 литр 30 Вт) разбрызгивается на движущиеся части внутри картера с помощью маслоотражателя (рис. 7), шестерни, находящейся в зацеплении с шестерней распределительного вала и оснащенной небольшими лопастными колесами по периметру.Несмотря на то, что она примитивна, она обеспечивает достаточную смазку даже в гонках на картах, в которых двигатели испытывают гораздо большую нагрузку, чем при стрижке газонов. В более крупных двигателях масляный насос, приводимый в действие распределительным валом, подает масло непосредственно к подшипникам через каналы в блоке и головке. Масло не только обеспечивает смазку, предотвращающую слипание движущихся частей металла, но и помогает отводить тепло. Масло блокируется от протекания мимо поршня в камеру сгорания (где оно может засорить свечу и образовать сизый дым), а воздушно-топливная смесь не может продавливаться мимо поршня, чтобы разбавить масло в картере с помощью набора поршней. кольца, круги из пружинистого сплава (с небольшим зазором для установки и теплового расширения), которые ездят в канавках у верха поршня (рис.2).

    Двигатель газонокосилки имеет воздушное охлаждение (рис. 2, 4). Головка и блок, выполненные из алюминия, эффективно проводящего тепло, имеют залитые ребра охлаждения, которые обеспечивают большую площадь поверхности для теплообмена с окружающим воздухом. Маховик на двигателе косилки выполняет функцию охлаждающего вентилятора. Окруженный кожухом из листового металла (рис. 1) с проволочной сеткой, позволяющей втягивать воздух внутрь, маховик имеет залитые в него лопасти, которые при вращении обеспечивают циркуляцию воздуха над ребрами охлаждения на блоке (рис.9). Пластмассовая лопасть, называемая регулятором (рис. 9), соединенная пружиной с дроссельной заслонкой, находится между периметром маховика и кожухом, где она поворачивается в ответ на изменения давления воздуха, возникающие при изменении частоты вращения двигателя из-за переменной нагрузки на двигатель. Простой регулятор помогает поддерживать постоянную скорость двигателя при заданной настройке дроссельной заслонки и предотвращает случайное увеличение оборотов двигателя оператором.

    Большинство автомобильных двигателей имеют водяное охлаждение; в блоке и головке залиты каналы, называемые водяными рубашками, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.От двигателя охлаждающая жидкость поступает в радиатор, где проходит по длинным трубкам, окруженным охлаждающими ребрами, прежде чем вернуться в двигатель. В дополнение к движению автомобиля вперед, вентилятор, приводимый в действие либо ремнем вентилятора, либо поликлиновым ремнем, либо электродвигателем, помогает проталкивать воздух через радиатор. Охлаждающая жидкость проходит между двигателем и радиатором через верхний и нижний шланги радиатора и проталкивается водяным насосом, который обычно приводится в действие ремнем вентилятора или зубчатым ремнем. Охлаждающая жидкость обычно состоит на 50 % из дистиллированной воды и на 50 % из этиленгликоля; более низкая температура замерзания этой смеси по сравнению с чистой водой предотвращает растрескивание блоков в холодную погоду (поскольку вода при замерзании расширяется), а также смесь обеспечивает коррозионную стойкость.

    Термодинамическая эффективность

    В контексте двигателей «эффективность» означает отношение выполненной работы (что вы хотите) к подводимой тепловой энергии (сколько это стоит). Второй закон термодинамики говорит, что эффективность никогда не может достичь единицы, что поднимает вопрос о том, насколько большой она может быть, ограничиваясь только вторым законом. Паровые двигатели получают свою энергию от перегретого пара, впрыскиваемого при температуре TH в цилиндр. Они совершают работу и выбрасывают отработавший пар в окружающий воздух при температуре ТС.Цикл Карно был изобретен Сади Карно (1796-1832) в 1824 году для концептуализации идеализированной версии парового двигателя. При этом достигается максимальная эффективность, в принципе достижимая двухтемпературным двигателем. В каждом цикле двигатель Карно изотермически получает энергию в виде тепла от горячего резервуара при абсолютной температуре TH, совершает работу и изотермически отдает тепло в холодный резервуар при температуре TC. Два изотермических теплообмена связаны адиабатическими процессами. Обычное упражнение по общей физике требует показать, что эффективность двигателя Карно равна 1 – TC/TH.

     

    Концептуальный цикл, называемый циклом Отто (ок. 1880 г.), выполняет те же теоретические функции для четырехтактного бензинового двигателя. Этот идеализированный цикл назван в честь Николауса Отто (1832-1891), который построил первые коммерчески успешные четырехтактные двигатели. Как и цикл Карно, цикл Отто термодинамически обратим (т. е. отклонения от равновесия пренебрежимо малы), а рабочим телом служит идеальный газ. Но шаги в цикле отличаются от шагов Карно.Давайте продумаем их и отобразим изменения их состояния на диаграмме давление-объем (рис. 10), начиная с рабочего хода, который мы разобьем на две части. Начнем с события, срабатывания свечи зажигания в точке а на PV-диаграмме, которое происходит при объеме V1 с поршнем в ВМТ. Это событие повышает температуру и давление с точки а до точки b на PV-диаграмме, в то время как объем остается равным V1. Остальная часть рабочего хода моделируется адиабатическим давлением поршня вниз до НМТ (от b до c) по мере увеличения объема газов от V1 до V2.Затем такт выпуска выбрасывает горячие выхлопные газы, когда поршень движется от НМТ к ВМТ, а такт впуска вводит более холодную топливно-воздушную смесь, когда поршень возвращается в НМТ. В пространстве PV чистый эффект тактов выпуска и впуска заключается в падении температуры и давления при постоянном объеме V2, переходя от цикла с к d. Такт сжатия адиабатически уменьшает объем от V2 до V1, повышая температуру и давление и возвращая представление цикла на диаграмме PV из d обратно в точку a.

    Эффективность этого цикла, как вы могли показать на вводном курсе термодинамики, равна 1 – (V2/V1)1−γ. V2/V1 — степень сжатия, а γ — отношение удельной теплоемкости при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме. Для воздуха γ ≈ 1,4. Двигатели косилок имеют степень сжатия около 5, что соответствует теоретическому верхнему пределу эффективности 0,47. Напротив, двигатель для соревнований со степенью сжатия 15 имеет верхний предел эффективности 0,66. Реальный двигатель менее эффективен, чем его идеальный верхний предел, поскольку в нем присутствуют не только диссипативные воздействия, такие как трение, но и теплообмены, выходящие за рамки требований второго закона, потери работы при перемещении его внутренних масс и т. д., не говоря уже о качении. и сопротивление воздуха, работающее против движения машины.Как правило, автомобиль работает хорошо, если четверть выходной мощности, измеренной на маховике, преобразуется в кинетическую энергию всего центра масс автомобиля.[9]

    Теперь, когда мы вступаем в сезон покоса, проявите уважение к двигателю вашей косилки, побаловав его заменой масла и промытым или новым воздушным фильтром, очистив от грязи охлаждающие ребра и взаимодействуя с вашей машиной с увлечением!

    В части 2 мы обсудим, как топливо смешивается с воздухом перед сгоранием и как в эту смесь подается искра в критический момент между тактом сжатия и рабочим тактом.Эта статья также будет включать несколько заметок об обслуживании, и мы увидим некоторых известных исторических физиков, взаимодействующих со своими автомобилями и мотоциклами. //

    Подтверждение

    Большое спасибо Девину Пауэллу за внимательное редактирование этой статьи.

    Ссылки и примечания

    [1] Лаборатория трупов двигателей с фотографиями студентов, работающих над двигателями, описана в «Техническое обслуживание мотоциклов и оценка физики», Radiations (осень 2007 г.), стр.5-11. Веб-сайт с интерактивным моделированием всех видов двигателей можно найти по адресу http://www.animatedengines.com/index.html.
    [2] Тот факт, что мы вообще можем понять атомы благодаря существованию простейшего из них, водорода, элегантно изложен Джоном Ригденом в книге «Водород, основной элемент» (издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс, 2002).
    [3] Выработка работы обязательно должна быть меньше подводимой теплоты, что является утверждением второго закона термодинамики. См. «Второй закон термодинамики и несохранение энтропии», Информационный бюллетень SPS (июнь 1998 г.), стр.9-13.
    [4] Гленн Элерт, изд., Справочник по физике, http://hypertextbook.com/facts/2003/ArthurGolnik.shtml.
    [5] Брэд Кинг, All Color Book of Racing Cars (Crescent Books, New York, NY, 1972), стр. 5-7.
    [6] Объем одноцилиндровых двигателей Brigg & Stratton варьируется от 5 до 32 кубических дюймов; эта и другие спецификации двигателя косилки из книги Пола Демпси, «Как ремонтировать двигатели Briggs & Stratton» (Tab Books, Blue Summit, PA, 1978), с. 9.
    [7] Чтобы двигаться быстрее, рабочий объем ранних гоночных автомобилей становился все больше.Fiat S79 1910 года имел, возможно, самый большой 4-цилиндровый двигатель из когда-либо существовавших: 28,3 литра от дирижабля и развил скорость 132,37 миль в час в 1913 году. Кинг, исх. 5, стр. 5-7, 22.
    [8] В двухтактных двигателях поршень используется в качестве клапана с отверстиями или портами, выточенными в боковых сторонах цилиндра, впуск и выпуск на противоположных сторонах. Для смазки поршня-клапана масло необходимо предварительно смешать с бензином. Эти двигатели дымные и шумные, но развивают большую мощность для своего размера, с одним рабочим тактом на оборот.Дизельные двигатели работают в четырехтактном режиме без свечи зажигания. Степень сжатия достаточно высока, чтобы температура достигала температуры вспышки менее летучего дизельного топлива в конце такта сжатия.
    [9] Колин Кэмпбелл, Двигатель спортивного автомобиля: его настройка и модификация (Robert Bentley Inc., Кембридж, Массачусетс, 1965, старая, но добрая книга, загруженная прикладной физикой и написанная с юмором), стр. 4-7.

    Исследование и влияние угла опережения зажигания на работу бензинового двигателя и выбросы | European Transport Research Review

    Первая корректировка данных о производительности была проведена при изменении положения дроссельной заслонки.Изменяя положение дроссельной заслонки, давление во впускном коллекторе изменялось до 100 кПа в положении полностью открытой дроссельной заслонки. Скорость поддерживалась на уровне 3400 об/мин, а коэффициент эквивалентности оставался равным единице.

    Результаты показывают, что среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP) имеет тенденцию увеличиваться с увеличением угла опережения зажигания до 31° перед верхней мертвой точкой (ВМТ), а затем падает. Наилучшие характеристики будут достигнуты при максимальном зажигании 31° до ВМТ. Если угол опережения зажигания недостаточно опережен, первоначальная часть максимального давления будет создаваться в такте расширения, и в этом случае мы теряем полезную эффективность и снижаем производительность.

    Максимальный BMEP достигается при моменте зажигания 31°ВМТ. Минимальное опережение для максимального тормозного момента (МВТ) определяется как наименьшее опережение, при котором достигается 99 % максимальной мощности.

    Следует отметить, что MBT будет изменяться как в зависимости от положения дроссельной заслонки, так и от частоты вращения двигателя при большем количестве дроссельной заслонки; плотности заряда в цилиндре на менее плотных смесях потребуется не очень большое опережение зажигания. В этом случае воспламенение происходит и дает соответствующие характеристики (рис.2).

    Рис. 2

    Взаимосвязь между IMEP и BMEP и опережением зажигания — Широко открытый дроссель; Соотношение эквивалентности одного

    На приведенном выше рисунке показано, что указанное среднее эффективное давление (IMEP) имеет тенденцию к увеличению с опережением опережения зажигания между 21 и 41° до ВМТ. Ожидается, что IMEP должен увеличиваться с увеличением угла синхронизации до определенной точки, а затем уменьшаться. Наилучшие характеристики достигаются, когда большая часть сгорания происходит вблизи верхней мертвой точки.Если момент зажигания недостаточно опережен, поршень уже будет двигаться вниз, когда происходит большая часть сгорания. В этом случае мы теряем возможность расширять эту порцию газа на весь диапазон, снижая производительность. Если угол опережения зажигания будет слишком опережать, слишком много газа сгорит, пока поршень все еще поднимается. Работа, которую необходимо совершить для сжатия этого газа, уменьшит произведенную чистую работу. Эти конкурирующие эффекты приводят к тому, что IMEP достигает максимума в зависимости от опережения зажигания.

    Как видно на рис. 3, пиковое давление увеличивается с увеличением угла опережения зажигания перед верхней мертвой точкой. Максимальное давление будет достигнуто, если весь газ сгорит к моменту достижения поршнем ВМТ. Но давление уменьшается с менее опережающим опережением зажигания, потому что; газ не сгорает полностью, пока поршень не опустится на такте расширения.

    Рис. 3

    Зависимость между температурой выхлопных газов и пиковым давлением в цилиндре в зависимости от момента зажигания при полностью открытой дроссельной заслонке; коэффициент эквивалентности одного

    На приведенном выше рисунке также показано, что температура выхлопных газов снижается по мере приближения к ВМТ и ВМТ.IMEP представляет собой работу, совершаемую поршнем. Температура выхлопных газов представляет собой энтальпию выхлопных газов для идеальных газов. Энтальпия является функцией только температуры, и энергия, выделяемая при сгорании топлива, должна идти на работу расширения. Температура выхлопных газов также снижается, если необходимо сохранить энергию (рис. 4).

    Рис. 4

    Зависимость между BMEP и опережением зажигания. Частота вращения двигателя 3400 об/мин, давление во впускном коллекторе 100 кПа

    Результаты показывают, что BMEP увеличивается с опережением опережения зажигания.Это ожидало, что BMEP уменьшится с закрытием времени зажигания до верхней мертвой точки. Если зажигание недостаточно опережающее, поршень уже будет двигаться вниз, когда происходит большая часть сгорания. В этом случае мы теряем возможность расходовать эту порцию газа и снижаем производительность. Если зажигание слишком раннее, большая часть газа сгорит, пока поршень еще поднимается; работа, которую необходимо совершить, чтобы сжать этот газ, уменьшит произведенную чистую работу. Кроме того, результаты показывают, что максимальное значение BMEP находится в диапазоне от −21° до 41°, а максимальное значение BMEP для даты имеет момент зажигания при 31° до ВМТ.

    Рисунок 5 показывает, что удельный расход топлива при торможении (BSFC) имеет тенденцию улучшаться с увеличением угла опережения зажигания до верхней мертвой точки. Следует отметить, что при увеличении BMEP обратно пропорционально увеличивается BSFC.

    Рис. 5

    Взаимосвязь между BSFC и опережением зажигания при 3400 об/мин и коэффициентом эквивалентности, равным единице

    На рисунке 6 показана концентрация O 2 и HC в зависимости от угла опережения зажигания. Угол опережения зажигания вызывает более высокое пиковое давление в цилиндре. Это более высокое давление выталкивает больше топливно-воздушной смеси в щели (в первую очередь пространство между днищем поршня и стенками цилиндра), где пламя гасится, а смесь остается несгоревшей.Кроме того, температура в конце цикла, когда смесь выходит из этих щелей, ниже при более раннем зажигании. Более поздняя температура означает, что углеводороды и кислород не реагируют. Это увеличивает концентрацию кислорода в выхлопных газах и несгоревших углеводородов.

    Рис. 6

    Зависимость между O 2 и концентрацией углеводородов в зависимости от угла опережения зажигания при 3400 об/мин и давлении во впускном коллекторе 100 кПа

    Рис. момент зажигания, давление во впускном коллекторе 100 кПа и коэффициент эквивалентности, равный единице

    На приведенном выше рисунке концентрации угарного газа, кислорода и углекислого газа очень мало изменяются с изменением угла опережения зажигания в исследуемом диапазоне (рис.7).

    Здесь отношение эквивалентности поддерживалось постоянным и равным единице, поэтому кислорода было достаточно, чтобы превратить большую часть углерода в CO 2 . Концентрация CO увеличилась, а концентрация CO 2 уменьшилась, когда не хватает кислорода. Некоторое количество угарного газа действительно появляется в выхлопных газах из-за замороженной равновесной концентрации CO, O 2 и CO 2 .

    Рис. 8

    Зависимость между концентрациями NO и моментом зажигания.Частота вращения двигателя при 3400 об/мин и давлении во впускном коллекторе 100 кПа

    На рисунке показана зависимость концентрации NO в отработавших газах от момента зажигания. Образование NO зависит от температуры. С увеличением угла опережения зажигания пиковое давление в цилиндре увеличивается. Закон идеального газа гласит, что увеличение пикового давления должно соответствовать увеличению пиковой температуры, а более высокая температура приводит к увеличению концентрации NO (рис. 8).

    Рис. 9

    Взаимосвязь между мощностью и крутящим моментом в зависимости от момента зажигания

    Результаты показывают, что мощность имеет тенденцию к увеличению с опережением зажигания между 17 и 35°CA до ВМТ.Ожидается, что мощность должна увеличиваться с продвижением искры до точки, а затем падать. Наилучшие характеристики достигаются, когда большая часть сгорания происходит вблизи верхней мертвой точки. Если искра недостаточно развита, поршень уже будет двигаться вниз, когда происходит большая часть сгорания. В этом случае мы теряем возможность расширять эту порцию газа на весь диапазон, снижая производительность. Если зажигание слишком раннее, слишком много газа сгорит, пока поршень все еще поднимается.В результате работа, которую необходимо совершить для сжатия этого газа, уменьшит произведенную чистую работу. Эти конкурирующие эффекты приводят к тому, что максимальная мощность зависит от опережения зажигания.

    Также показывает, что крутящий момент увеличивается с увеличением опережения зажигания. Это связано с увеличением давления в такте сжатия и, следовательно, с увеличением полезной работы. Необходимо отметить, что при дальнейшем увеличении опережения зажигания крутящий момент не будет увеличиваться в основном из-за пикового давления в цилиндре в период сжатия и снижения давления в такте расширения.По этой причине определение оптимального угла опережения зажигания является одной из наиболее важных характеристик двигателя SI (рис. 9).

    На рисунке 10 представлены прогнозируемые результаты теплового КПД в сравнении с экспериментальными данными. Тепловой КПД — это работа, деленная на потребляемую энергию. Видно, что чистая работа увеличивается с увеличением опережения зажигания до точки, а затем несколько уменьшается. Это происходит из-за увеличения трения при высоких значениях опережения зажигания и, следовательно, уменьшения полезной работы.Согласно рис. 6, наибольшее количество сети происходит при 31° СА до ВМТ.

    Рис. 10

    Зависимость эффективности от момента зажигания

    Как работает автомобильный двигатель

    Я никогда не увлекался автомобилями. У меня просто не было никакого интереса копаться под капотом, чтобы понять, как работает моя машина. За исключением замены моих воздушных фильтров или замены масла время от времени, если бы у меня когда-либо возникала проблема с моей машиной, я бы просто отнес ее к механику, и когда он вышел, чтобы объяснить, что случилось, я вежливо кивнул и сделал вид, что будто я знал, о чем он говорил.

    Но в последнее время мне не терпелось узнать основы работы автомобилей. Я не планирую становиться полным жирным мартышкой, но я хочу иметь общее представление о том, как все в моей машине на самом деле приводит ее в движение. Как минимум, эти знания позволят мне иметь представление о том, о чем говорит механик, когда я в следующий раз возьму свою машину. Плюс мне кажется, что человек должен уметь понимать основы технологии, которую он использует. ежедневно. Когда дело доходит до этого веб-сайта, я знаю, как работает кодирование и SEO; пришло время мне изучить более конкретные вещи в моем мире, например, что находится под капотом моей машины.

    Я полагаю, что есть и другие взрослые мужчины, похожие на меня — мужчины, которые не разбираются в автомобилях, но им немного любопытно, как работают их машины. Поэтому я планирую поделиться тем, что я узнаю в ходе собственного исследования и экспериментирую, в периодических сериях, которые мы назовем Gearhead 101. Цель состоит в том, чтобы объяснить самые основы того, как работают различные части автомобиля, и предоставить ресурсы о том, где вы можете это сделать. узнать больше самостоятельно.

    Итак, без лишних слов, мы начнем наш первый урок Gearhead 101 с объяснения всех тонкостей сердца автомобиля: двигателя внутреннего сгорания.

    Двигатель внутреннего сгорания

    Двигатель внутреннего сгорания называется «двигателем внутреннего сгорания», потому что топливо и воздух сгорают внутри двигателя, создавая энергию для перемещения поршней, которые, в свою очередь, приводят в движение автомобиль (мы покажем как это происходит подробно ниже).

    Сравните это с двигателем внешнего сгорания, где топливо сжигается вне двигателя, и энергия, создаваемая при этом сгорании, приводит его в действие. Паровые двигатели являются лучшим примером этого.Уголь сжигается вне двигателя, который нагревает воду для производства пара, который затем приводит двигатель в действие.

    Большинство людей думают, что в мире механизированного движения паровые двигатели внешнего сгорания появились раньше двигателей внутреннего сгорания. Реальность такова, что двигатель внутреннего сгорания появился первым. (Да, древние греки возились с паровыми двигателями, но ничего практического из их экспериментов не вышло). поршней.На самом деле их двигал не порох. Принцип работы этого раннего двигателя внутреннего сгорания заключался в том, что вы набивали поршень до верхней части цилиндра, а затем воспламеняли порох под поршнем. После взрыва образовался вакуум, который засасывал поршень в цилиндр. Поскольку этот двигатель полагался на изменения давления воздуха для перемещения поршня, его назвали атмосферным двигателем. Это было не очень эффективно. К 17 веку паровые двигатели были многообещающими, поэтому от двигателя внутреннего сгорания отказались.

    Только в 1860 году был изобретен надежный работающий двигатель внутреннего сгорания. Бельгийский парень по имени Жан Жозеф Этьен Ленуар запатентовал двигатель, который впрыскивал природный газ в цилиндр, который впоследствии воспламенялся постоянным пламенем возле цилиндра. Он работал аналогично пороховому атмосферному двигателю, но не слишком эффективно.

    Основываясь на этой работе, в 1864 году два немецких инженера по имени Николаус Август Отто и Ойген Ланген основали компанию, которая производила двигатели, подобные модели Ленуара.Отто отказался от управления компанией и начал работать над конструкцией двигателя, над которой он играл с 1861 года. Его конструкция привела к тому, что мы теперь знаем как четырехтактный двигатель, и эта базовая конструкция до сих пор используется в автомобилях.

    Анатомия автомобильного двигателя

    Двигатель V-6

    Чуть позже я покажу вам, как работает четырехтактный двигатель, но прежде чем я это сделаю, я подумал, что было бы полезно пройтись по различным части двигателя, чтобы у вас было представление о том, что происходит в четырехтактном процессе.В этих объяснениях используется терминология, основанная на других терминах в списке, поэтому не беспокойтесь, если вы сначала запутаетесь. Прочитайте все это, чтобы получить общее представление, а затем прочитайте еще раз, чтобы у вас было общее представление о каждой части, о которой идет речь.

    Блок двигателя (блок цилиндров)

    Блок двигателя является основой двигателя. Большинство блоков двигателей отливают из алюминиевого сплава, но некоторые производители все же используют железо.Блок двигателя также называют блоком цилиндров из-за большого отверстия или труб, называемых цилиндрами, которые отлиты в единой конструкции. Цилиндр — это место, где поршни двигателя скользят вверх и вниз. Чем больше цилиндров у двигателя, тем он мощнее. Помимо цилиндров в блок встроены другие воздуховоды и проходы, позволяющие маслу и охлаждающей жидкости поступать к различным частям двигателя.

    Почему двигатель называется V6 или V8?

    Отличный вопрос! Это связано с формой и количеством цилиндров двигателя.В четырехцилиндровых двигателях цилиндры обычно устанавливаются по прямой линии над коленчатым валом. Эта компоновка двигателя называется рядным двигателем .

    Другая четырехцилиндровая компоновка называется «плоская четверка». Здесь цилиндры расположены горизонтально в два ряда, а коленчатый вал проходит посередине.

    Когда двигатель имеет более четырех цилиндров, они делятся на два ряда цилиндров — по три цилиндра (или более) на каждую сторону. Разделение цилиндров на два ряда делает двигатель похожим на V.V-образный двигатель с шестью цилиндрами = двигатель V6. V-образный двигатель с восемью цилиндрами = V8 — по четыре в каждом ряду цилиндров.

    Камера сгорания

    В камере сгорания двигателя происходит волшебство. Именно здесь топливо, воздух, давление и электричество объединяются, чтобы создать небольшой взрыв, который двигает поршни автомобиля вверх и вниз, тем самым создавая энергию для движения автомобиля. Камера сгорания состоит из цилиндра, поршня и головки цилиндра.Цилиндр действует как стенка камеры сгорания, верхняя часть поршня — как пол камеры сгорания, а головка цилиндра — как потолок камеры сгорания.

    Головка блока цилиндров

    Головка блока цилиндров представляет собой кусок металла, надетый на цилиндры двигателя. В головке блока цилиндров отлиты небольшие округлые углубления, чтобы создать пространство в верхней части камеры сгорания. Прокладка головки блока цилиндров герметизирует соединение между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров.Впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания и топливные форсунки (об этих деталях будет рассказано позже) также крепятся к головке блока цилиндров.

    Поршень

    Поршни перемещаются вверх и вниз по цилиндру. Они похожи на перевернутые банки из-под супа. Когда топливо воспламеняется в камере сгорания, сила толкает поршень вниз, который, в свою очередь, приводит в движение коленчатый вал (см. ниже). Поршень крепится к коленчатому валу через шатун, также известный как шатун. Он соединяется с шатуном через поршневой палец, а шатун соединяется с коленчатым валом через шатунный подшипник.

    В верхней части поршня вы найдете три или четыре канавки, отлитые в металле. Внутрь канавок вставлены поршневые кольца . Поршневые кольца являются той частью, которая непосредственно касается стенок цилиндра. Они сделаны из железа и бывают двух видов: компрессионные кольца и маслосъемные кольца. Компрессионные кольца являются верхними кольцами и давят наружу на стенки цилиндра, обеспечивая прочное уплотнение камеры сгорания. Маслосъемное кольцо — это нижнее кольцо поршня, которое предотвращает просачивание масла из картера в камеру сгорания.Он также смывает излишки масла со стенок цилиндров и обратно в картер.

    Коленчатый вал

    Коленчатый вал преобразует движение поршней вверх и вниз во вращательное движение, которое позволяет автомобилю двигаться. Коленчатый вал обычно вставляется в блок двигателя по длине в нижней части. Он простирается от одного конца блока цилиндров до другого. В передней части двигателя коленчатый вал соединяется с резиновыми ремнями, которые соединяются с распределительным валом и передают мощность на другие части автомобиля; в задней части двигателя распределительный вал соединяется с трансмиссией, которая передает мощность на колеса.На каждом конце коленчатого вала вы найдете сальники или «уплотнительные кольца», которые предотвращают утечку масла из двигателя.

    Коленчатый вал находится в так называемом картере двигателя. Картер расположен под блоком цилиндров. Картер защищает коленчатый вал и шатуны от посторонних предметов. Область в нижней части картера называется масляным поддоном, и именно здесь хранится моторное масло. Внутри масляного поддона вы найдете масляный насос, который прокачивает масло через фильтр, а затем это масло разбрызгивается на коленчатый вал, шатунные подшипники и стенки цилиндра, чтобы обеспечить смазку движения поршня.В конечном итоге масло стекает обратно в масляный поддон только для того, чтобы начать процесс снова.

    Вдоль коленчатого вала вы найдете балансировочные кулачки, которые действуют как противовесы для балансировки коленчатого вала и предотвращения повреждения двигателя из-за биения, возникающего при вращении коленчатого вала.

    Также вдоль коленчатого вала вы найдете коренные подшипники. Коренные подшипники обеспечивают гладкую поверхность между коленчатым валом и блоком цилиндров для вращения коленчатого вала.

    Распредвал

    Распредвал — это мозг двигателя.Он работает вместе с коленчатым валом через зубчатый ремень, чтобы впускные и выпускные клапаны открывались и закрывались в нужное время для оптимальной работы двигателя. В распределительном валу используются яйцевидные лепестки, которые проходят через него, чтобы контролировать время открытия и закрытия клапанов.

    Большинство распределительных валов проходит через верхнюю часть блока цилиндров, непосредственно над коленчатым валом. В рядных двигателях один распределительный вал управляет как впускными, так и выпускными клапанами. На V-образных двигателях используются два раздельных распределительных вала.Один управляет клапанами на одной стороне V, а другой управляет клапанами на противоположной стороне. Некоторые V-образные двигатели (например, тот, что показан на нашем рисунке) даже имеют по два распределительных вала на ряд цилиндров. Один распределительный вал управляет одной стороной клапанов, а другой распределительный вал управляет другой стороной.

    Система газораспределения

    Как упоминалось выше, распределительный вал и коленчатый вал координируют свое движение с помощью зубчатого ремня или цепи. Цепь ГРМ удерживает коленчатый и распределительный валы в одном и том же положении относительно друг друга в течение всего времени работы двигателя.Если распределительный вал и коленчатый вал по какой-либо причине рассинхронизированы (например, цепь ГРМ пропускает зубчатое колесо), двигатель не будет работать.

    Клапанный механизм

    Клапанный механизм — это механическая система, установленная на головке блока цилиндров и управляющая работой клапанов. Клапанный механизм состоит из клапанов, коромысла, толкателей и толкателей.

    Клапаны

    Существует два типа клапанов: впускные клапаны и выпускные клапаны. Впускные клапаны подают смесь воздуха и топлива в камеру сгорания, чтобы создать сгорание для питания двигателя.Выпускные клапаны выпускают выхлопные газы, образующиеся после сгорания, из камеры сгорания.

    Автомобили обычно имеют один впускной клапан и один выпускной клапан на цилиндр. Большинство высокопроизводительных автомобилей (Jaguar, Maserati и т. д.) имеют четыре клапана на цилиндр (два впускных и два выпускных). Хоть Honda и не считается «высокоэффективной» маркой, она также использует в своих автомобилях четыре клапана на цилиндр. Есть даже двигатели с тремя клапанами на цилиндр — два впускных, один выпускной. Многоклапанные системы позволяют автомобилю лучше «дышать», что, в свою очередь, улучшает работу двигателя.

    Коромысел

    Коромысел — это маленькие рычаги, которые касаются выступов или кулачков распределительного вала. Когда лепесток поднимает один конец коромысла, другой конец коромысла давит на шток клапана, открывая клапан, чтобы впустить воздух в камеру сгорания или выпустить выхлопные газы. Это работает как качели.

    Толкатели/толкатели

    Иногда кулачки распределительного вала непосредственно касаются коромысла (как вы видите в двигателях с верхним расположением распределительного вала), таким образом открывая и закрывая клапан.В двигателях с верхним расположением клапанов кулачки распределительного вала не соприкасаются напрямую с коромыслами, поэтому используются толкатели или толкатели.

    Топливные форсунки

    Чтобы создать сгорание, необходимое для движения поршней, нам нужно топливо в цилиндрах. До 1980-х годов автомобили использовали карбюраторы для подачи топлива в камеру сгорания. Сегодня все автомобили используют одну из трех систем впрыска топлива: непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива или впрыск топлива через дроссельную заслонку.

    При непосредственном впрыске топлива каждый цилиндр получает собственную форсунку, которая впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания в нужный момент для воспламенения.

    При распределенном впрыске топлива топливо впрыскивается не непосредственно в цилиндр, а во впускной коллектор сразу за клапаном. Когда клапан открывается, воздух и топливо поступают в камеру сгорания.

    Системы впрыска топлива с корпусом дроссельной заслонки работают так же, как карбюраторы, но без карбюратора. Вместо того, чтобы каждый цилиндр имел свою собственную топливную форсунку, есть только одна топливная форсунка, которая идет к корпусу дроссельной заслонки. Топливо смешивается с воздухом в корпусе дроссельной заслонки, а затем распределяется по цилиндрам через впускные клапаны.

    Свеча зажигания

    Над каждым цилиндром находится свеча зажигания. Когда он искрит, он воспламеняет сжатое топливо и воздух, вызывая мини-взрыв, толкающий поршень вниз.

    Четырехтактный цикл

     

    Итак, теперь, когда мы знаем все основные части двигателя, давайте посмотрим на движение, которое на самом деле заставляет нашу машину двигаться: четырехтактный цикл.

    На приведенном выше рисунке показан четырехтактный цикл с одним цилиндром. Это происходит и в других цилиндрах.Повторите этот цикл тысячу раз в минуту, и вы получите машину, которая движется.

    Ну вот. Основы работы двигателя автомобиля. Загляните сегодня под капот вашего автомобиля и посмотрите, сможете ли вы указать детали, которые мы обсуждали. Если вам нужна дополнительная информация о том, как работает автомобиль, ознакомьтесь с книгой «Как работают автомобили». Это очень помогло мне в моих исследованиях. Автор прекрасно излагает вещи языком, понятным даже новичку.

    Теги: Автомобили

    Как работают двигатели внутреннего сгорания — зачем двигателям нужен воздух

    Я полагаю, что любой достаточно просвещенный будущий историк будет оглядываться на сегодняшний день как на «Бесстыдную Эру».«Нас всех сегодня учат, что стыд — это плохо. Я в этом не уверен. Многие люди в прошлом выполняли необходимые задачи, такие же разнообразные, как дойка коров перед рассветом и вынос японского пулеметного гнезда из желание избежать позора.

    Те дни, как любит говорить моя будущая третья жена Эсте Хаим, прошли. Мы все бесстыжие в наши дни. как гигантские мохнатые существа, плачут из-за эмоциональных проблем, отступают от драк, владеют «спортивными автомобилями» с автоматической коробкой передач.Итак, пришло время признаться себе в чем-то постыдном, и это выглядит примерно так: долгое время, когда мне было около двадцати, я немного не понимал, как работает двигатель внутреннего сгорания.

    О, конечно, я мог идентифицировать четыре цикла двигателя Отто, и я мог повторять различные вещи, которые Патрик Бедард написал в «Машина и водитель», , но я в корне неправильно понимал, как и почему двигатели производят энергию. Я думал, что все инжекторные машины были с непосредственным впрыском.Я не понимал, почему ограничительные выхлопы лишали двигатели мощности, и я действительно, действительно не понимал, как на это влияют акустические длины волн. Я также не мог с готовностью объяснить вам разницу между традиционным выпускным коллектором и коллектором.

    У меня не было для этого оправдания. Я работал в отделе запчастей. Я лично обработал все
    детали, из которых состоит бензиновый двигатель. И я был опытным веломехаником,
    работал в дилерских центрах Schwinn с 14 лет, а
    в конце концов стал владельцем собственного магазина велосипедов по почте, когда я был подростком.Я даже починил
    несколько автомобилей, в том числе вытащил распредвалы из Fiat Spider и заменил прокладки. Я
    просто толком не знал как все работает под капотом.

    Что мне действительно было нужно, так это своего рода Великая унифицированная теория характеристик двигателя, которая
    дала бы мне основу для понимания и усвоения новой информации. В конце концов я нашел этот G.U.T.E.P, когда начал работать с настройщиком ECU на особенно дрянном автомобиле
    , на который я потратил около 41 000 долларов еще в 2001 году.Предполагалось, что
    будет выдавать 180 лошадиных сил из 2,0-литрового Zetec; это фактически сделало 89 на
    колесах. Я был не единственным человеком, которого обманул «зарегистрированный сборщик
    » этих автомобилей, и в конце концов 10 или 11 из нас собрались вместе, и
    заплатил кому-то за перенастройку наших автомобилей. Я получил что-то около 137 л.с. на
    задних колесах благодаря тому кому-то.

    Двигатель — это не что иное, как воздушный насос.

    Это то, что сказал мне наш тюнер послепродажного обслуживания, и то, что я говорю вам: Двигатель
    не что иное, как воздушный насос.
    Я уверен, что вы это слышали, но я хочу, чтобы вы
    действительно уделили время тому, чтобы понять это. Чем больше воздуха может обработать двигатель, тем на
    больше мощности он может выдать.

    Это сразу объясняет несколько вещей: почему 8,2-литровый V10 в Viper ACR развивает больше мощности, чем 0,05-литровый (50 куб.см) двигатель в TopKart моего сына. Но это также объясняет, почему 1,0-литровый двигатель Kawasaki ZX-10 развивает больше мощности, чем 2,0-литровый двигатель Hyundai Elantra; ZX-10 может развивать скорость до 14 500 об / мин, а
    Elantra красная линия составляет 6750 об / мин.Когда они оба находятся в красной зоне, ZX-10
    на самом деле всасывает больше воздуха каждую минуту, потому что он втягивает вдвое меньше
    воздуха более чем в два раза чаще. Эффективное увеличение красной зоны двигателя
    увеличивает его рабочий объем.

    Как замена распредвала в автомобиле увеличивает мощность? Что ж, это может увеличить продолжительность
    открытия впускных клапанов, что позволит более эффективно
    заполнить цилиндр воздухом. Это также может увеличить продолжительность, в течение которой выпускные клапаны
    открыты, удаляя больше плохого воздуха и увеличивая вакуумный эффект
    следующего такта впуска.

    Воздухозаборники втягивают более холодный воздух снаружи моторного отсека в двигатель.
    Холодный воздух плотнее горячего. Это также увеличивает рабочий объем двигателя
    . (Отказ от ответственности: большинство воздухозаборников довольно бесполезны, по моему опыту
    . Однако они делают звук автомобиля прохладным.) Напорные воздухозаборники
    слегка сжимают поступающий воздух, что означает, что больше воздуха попадает в двигатель
    . Чем прямее воздухозаборник, тем лучше он работает, потому что быстротекущий воздух
    не любит прямые углы больше, чем мотоциклы.

    Нагнетатели и то, что мы раньше причудливо называли турбонагнетателями (но теперь просто называем
    турбокомпрессорами), нагнетают в двигатель больше воздуха. 2,0-литровый двигатель, форсированный
    с дополнительным давлением в 1 бар, фактически является 4,0-литровым двигателем. Это не так просто с
    , потому что нагнетаемый воздух — это горячий воздух, а горячий воздух не такой плотный, как
    холодный воздух, но вы поняли идею. С другой стороны, ограничительные пластины
    не позволяют двигателю получать больше определенного количества воздуха, тем самым снижая
    мощность, которую может развивать двигатель.

    Вы заметили, что я еще не говорил о топливе. Это потому, что отношение топлива
    к воздуху в двигателе в основном зафиксировано наукой — оно называется стехиометрическим отношением
    , и оно составляет 14,7 частей воздуха на каждую часть топлива. Эта
    правильная смесь топлива и воздуха является основной причиной того, что современные двигатели развивают на
    больше мощности, чем их предшественники до тысячелетия. Без компьютеров и
    датчиков невозможно правильно подать нужное количество топлива на все
    раза.Карбюраторы не особенно хороши для этой задачи. Топливные форсунки
    лучше, потому что ими можно точно управлять с помощью компьютера.

    Двигатель General Motors LT4 V8 в разрезе.

    Дженерал Моторс

    Можно немного повозиться с соотношением воздух/топливо, обедняя его для более быстрого сгорания. Вы также можете
    использовать дополнительное топливо сверх надлежащего соотношения, чтобы немного охладить двигатель
    с турбонаддувом, трюк, который есть в учебнике каждого, кто когда-либо
    получил 1000 лошадей от Nissan GT-R.Однако, по большому счету, правильное количество подачи топлива
    определяется количеством воздуха, которое вы можете наполнить цилиндром
    , а не наоборот. Итак, когда у вас есть компьютер для выполнения математических расчетов
    и топливная система, которая может выполнять все запросы, вы сделали всю дополнительную мощность
    , которую вы собираетесь получить по этому пути, и вы вернулись к основной задаче:
    поступление воздуха в двигатель.

    Используя модель «двигатель как воздушный насос», легко понять три основных способа увеличения мощности
    .Мы можем увеличить рабочий объем двигателя, заставив его потреблять на
    больше воздуха за каждый оборот. Мы можем увеличить красную черту двигателя,
    , что позволит ему чаще всасывать такое же количество воздуха. Или мы можем повысить давление
    в двигателе, позволяя ему каждый раз подавать больше воздуха в цилиндр.

    Каждый из этих методов имеет свои недостатки. Двигатели большого объема тяжелые и громоздкие. Они
    потребляют много топлива даже на холостом ходу. Высокооборотистые двигатели также являются высоконагруженными двигателями
    , а это означает, что вы должны либо согласиться с более коротким сроком службы (см.: DOHC Neon,
    GM Quad 4), либо использовать более дорогие материалы, которые могут выдержать нагрузку (см.:
    Ferrari 458 Speciale, Ямаха Р1).Им также не хватает крутящего момента на низких оборотах,
    , потому что они просто не обрабатывают столько воздуха. Вышеупомянутый ZX-10
    может быть сильнее, чем Elantra на красной черте, но если вы крутите оба двигателя
    на 2500 об / мин, вы получите гораздо больше мощности от Hyundai.
    Вот почему Suzuki никогда не присылала нам Justy с двигателем GSX-R. (Я думаю.)

    Турбокомпрессор — нынешняя красавица, куда бы вы ни посмотрели.

    Турбокомпрессор — нынешняя красавица, куда бы вы ни посмотрели.В то время как я люблю олдскульные мега-мощные турбодвигатели
    , такие как те, что вы получаете в McLaren 675LT или Porsche GT2, я должен признать, что нынешний урожай низконапорных, низкооборотистых, малозахватывающих турбодвигателей
    появляется везде от БМВ до Вольво оставь меня равнодушным. Я думаю, что причина этого
    в том, что управляемые компьютером турбины разрушают то точное соотношение между
    положением дроссельной заслонки, оборотами двигателя и мощностью двигателя, которое большинство из нас привыкло ожидать от
    и наслаждаться им. Современные турбодвигатели, такие как электродвигатели в автомобильных приложениях
    , сильнее всего чувствуют себя на низких оборотах и ​​разваливаются на правой стороне
    тахометра.

    Причина этого проста: вы можете оптимизировать турбонагнетатель, чтобы обеспечить целую кучу
    воздуха , в конечном итоге , как это было в случае с Porsche 930 Turbo старой школы, или
    , вы можете оптимизировать его, чтобы обеспечить достаточно эффективную количество дополнительного воздуха
    почти сразу. Последнее, как почти все делают это сейчас. Нет, сэр, мне это не нравится. Хотел бы я объяснить, почему. Может быть, это потому, что люди
    естественным образом ассоциируют быстрое дыхание с активностью. Мы естественно аспирированы.
    У некоторых из нас легкие больше, чем у других, но всем нам приходится дышать быстро и
    тяжело, чтобы пробежать милю или грести на лодке.

    Люди тоже воздушные насосы. Может быть, это объясняет, почему в свои сорок я начинаю ностальгировать по машинам семидесятых годов. Будучи подростком-велогонщиком, я был похож на этот
    458 Speciale, тяжело и быстро дыша большими глотками. Теперь я как Cutlass Supreme 77-го года выпуска
    года, медленно и медленно набирающий обороты по пути в продуктовый магазин. Я
    довольно бессовестно об этом, я полагаю.


    Родившийся в Бруклине, но изгнанный в Огайо, Джек Барут выиграл гонки на четырех разных велосипедах и семи разных автомобилях. Все, что он пишет, вероятно, должно сопровождаться предупреждением о триггере. Его колонка Избегаемый контакт выходит два раза в неделю.

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на фортепиано.ио

    Как работает автомобильный двигатель (с анимацией)

    Автомобильная техника прошли долгий путь с тех пор, как Генри Форд выпустил свой первый Модель Т 1908 года.

    Рисунок 1- Форд Модель Т

    Сегодня у нас есть электронное управление двигателем, подушки безопасности, автоматические коробки передач и даже проигрыватель компакт-дисков, который можно использовать как телефон. Но единственное, что объединяет Model T и современные автомобили, — это двигатель внутреннего сгорания .

    Рисунок 2 – Двигатель внутреннего сгорания

    Хотя элементы управления, которые используются, чтобы заставить его работать, кардинально изменилась работа базового двигателя остался прежним.

    Конечная цель автомобильного двигателя — заставить коленчатый вал провернуться . Сила, приводящая автомобиль в движение, начинается с коленчатого вала.

    Рисунок 3 – Коленчатый вал

    Чтобы понять, как коленчатый вал работает, представьте себе велосипед, крутящий педали по дороге. Педали смещение от центра передней звездочки. При нажатии на правую педаль звездочка поворачивается, и левая педаль перемещается в положение, в которое ее также можно нажимать. Так как нажимается левая педаль, она продолжает вращать звездочку, перемещая правую педаль в рабочее положение.Этот цикл повторяется непрерывно, вращая звездочку и двигая велосипед вперед.

    Рисунок 4

    Принцип работы коленчатого вала. Вместо педалей коленчатый вал приводится в движение поршнями . Поршни двигаются вверх и вниз, каждый из которых поднимает другой в положение, чтобы быть следующим в очереди, чтобы провернуть коленчатый вал.

    Рисунок 5 – Коленчатый вал приводится в движение поршнями

    Чтобы понять, что заставляет поршни двигаться, вы должны сначала понять конфигурацию двигателя внутреннего сгорания .


    Рисунок 6. На этом изображении показаны все основные компоненты двигателя без блока цилиндров. В рабочем состоянии каждый поршень будет находиться внутри цилиндра . Обратите внимание на шестерни в передней части распределительных валов. Ремень ГРМ входит в зацепление с этими шестернями и с коленчатым валом, чтобы распредвал поворачивался синхронно с поршнями.

    Блок двигателя отливается из металла, обычно из железа или алюминия. В блок встроены цилиндры. Цилиндры обычно имеют диаметр от трех до пяти дюймов и длину от пяти до десяти дюймов.Эти цифры сильно различаются в зависимости от рабочего объема двигателя. Автомобильные двигатели могут иметь от двух до двенадцати цилиндров в одном блоке цилиндров. В этой статье мы обсудим рядный четырехцилиндровый двигатель .

    Рисунок 7 – 4-цилиндровый двигатель

    Четырехцилиндровый двигатель разработан со всеми четырьмя цилиндрами в прямой линии. Коленчатый вал расположен под цилиндрами так, чтобы каждый поршень, двигаясь вверх и вниз в своей цилиндр, может крутить коленвал, как педали на велосипеде.

    Поршни с помощью гибких колец идеально входят в цилиндры. Крайне важно, чтобы воздух не проходил мимо поршней во время их движения в цилиндре. Поршни соединены с коленчатым валом шатунами. Поршень толкает шток, шток толкает коленчатый вал, и коленчатый вал вращается. Так же, ну, вы поняли.

    Верх цилиндров плотно закрыт головкой цилиндров. Внутри головки находятся два клапана на цилиндр, впускной клапан и выпускной клапан.Также в головку вкручивается одна свеча зажигания на цилиндр. Головка настолько хорошо герметизирует цилиндр, что при закрытых клапанах воздух не может попасть в область над поршнем и под головкой. Это пространство называется камерой сгорания.

    Так что же заставляет поршень перемещаться по цилиндру и вращать коленчатый вал в автомобильном двигателе внутреннего сгорания? Ответ: внутреннее сгорание .

    Каждый поршень совершает последовательность из четырех ходов. Ход определяется как перемещение поршня по длине цилиндра, будь то ход вверх или ход вниз. Четыре такта: впуск, сжатие, мощность и выпуск . После выполнения этих четырех ударов последовательность начинается заново.

    Во время такта впуска поршень движется вниз. Так как воздух не может попасть в область над поршнем (камера сгорания) вакуум создается, когда поршень движется вниз. Впускной клапан открывается, и вакуум, создаваемый поршнем, всасывает воздух/топливо. смесь в цилиндр через впускной клапан. Топливно-воздушная смесь должна быть около 14.7 частей воздуха на 1 часть бензина. К тому моменту, когда поршень дойдет до В нижней части такта впуска цилиндр заполняется топливно-воздушной смесью.

    Рисунок 8 – Ход впуска

    Впускной клапан закрывается, и поршень начинает движение вверх на такте сжатия. Поскольку оба клапаны закрыты, и ничего не может пройти мимо поршней, там нет места для смесь воздух/топливо идет, поэтому она раздавливается. Это называется сжатием. То топливно-воздушная смесь прижимается к головке блока цилиндров, затем свеча зажигания пожары.

    Рисунок 9 – Такт сжатия

    Свеча зажигания создает искра, воспламеняющая смесь сжатого воздуха и топлива. Расширяющиеся газы равномерно сгорающая воздушно-топливная смесь толкает поршень вниз, прикладывая крутящий момент к коленчатый вал, заставляя его вращаться. Это силовой ход.

    Рисунок 10 – Рабочий ход

    Вы, наверное, слышали ожог в цилиндре называется взрывом. Это не взрыв. Ан Взрыв в камере сгорания называется детонацией и является очень плохим предмет.Топливно-воздушная смесь сгорает равномерно и полностью.

    Когда поршень достигает В нижней части рабочего такта в цилиндре остается сгоревшее топливо и воздух. Эти газы должны быть удалены из цилиндра, когда поршень движется вверх на такт выхлопа. Когда поршень движется вверх по цилиндру, выпускной клапан открывается, и поршень выталкивает все выхлопные газы из цилиндра через открыть выпускной клапан и выпустить выхлопную трубу.

    Вот и твоя четверка ударов:

    Ход впуска : Впускной клапан открывается, поршень втягивает воздушно-топливную смесь в цилиндр.

    Такт сжатия : Поршень сжимает топливо в камере сгорания

    Power Stroke : Свеча зажигания воспламеняет смесь, расширяющиеся газы толкают поршень вниз  , чтобы провернуть коленчатый вал.

    Такт выпуска : Выхлопные газы удаляются из цилиндра

    Важно, чтобы на такта выпуска все газы удаляются из цилиндра. это было бы невозможно для такта впуска, который следует за ним, для создания вакуума, если есть ничего в цилиндре.Вакуум, по определению, это пространство, абсолютно лишенное материи.

    Пока коленчатый вал при вращении все цилиндры в любой момент времени находятся на разном ходе. В четыре цилиндровый двигатель, два поршня находятся вверху одновременно, один на такт сжатия и один на такте выпуска. На том же коленчатом валу положение, два других поршня находятся внизу, один на рабочем такте, а другой на такте впуска.

    Клапаны открываются распределительный вал. Когда распределительный вал вращается, эксцентриковые кулачки давят на клапан, заставляя его открытым.Распределительный вал приводится в движение зубчатым ремнем или цепью ГРМ. приводится в движение коленчатым валом. Синхронизация распределительного вала по отношению к положение поршней, имеет важное значение для работы всего этого.

    Итак, это основы работы автомобильного двигателя. Мы даже не коснулись систем зажигания, систем подачи топлива и электронного управления двигателем. Может быть в следующий раз. Но пока я надеюсь, что эта статья поможет вам понять, как это работает.

    Вам также может понравиться:

    Источники

    Фрэнк Лумена — независимый писатель, специализирующийся на автомобильных технологиях.Он любит автомобили, грузовики, мотоциклы и почти все, что идет вразнос. Его любимые люди, с которыми он общается, это его жена и три его больших сумасшедших пса.

    Интересная история двигателя внутреннего сгорания

    Если у вас есть автомобиль, работающий на газе или дизельном топливе, то у вас также есть двигатель внутреннего сгорания. По сути, этот двигатель заставляет транспортное средство двигаться. Большинство людей не думают об инженерной мысли, стоящей за этим впечатляющим механизмом. Мы знаем, что двигатель является жизненно важной частью автомобиля, но многие люди не понимают, почему именно этот тип является лучшим выбором.История двигателя внутреннего сгорания довольно интересна.

    Как работает двигатель внутреннего сгорания?

    Существует два различных типа двигателей внутреннего сгорания: двигатель внутреннего сгорания и двигатель внешнего сгорания. В последнем случае топливо, как и уголь, сжигается вне двигателя. Горящее топливо нагревает жидкость, находящуюся внутри двигателя, чтобы дать ему энергию, необходимую для работы. Так работает паровая машина.

    Двигатель внутреннего сгорания работает немного иначе.Вместо того, чтобы нагревать топливо снаружи, в двигатель впрыскивается смесь топлива и кислорода, и искра воспламеняет топливо, что вызывает его крошечные взрывы (или возгорания). Вот почему важно всегда заменять неисправную свечу зажигания.

    Автомобильный двигатель состоит из движущихся поршней и неподвижных цилиндров. Как только топливо воспламеняется, небольшой взрыв заставляет поршни пройти через цилиндр, который затем приводит в движение коленчатый вал. Затем коленчатый вал преобразует энергию во вращательную энергию, которая позволяет колесам автомобиля вращаться.

    Когда был изобретен двигатель внутреннего сгорания?

    С начала 17 века несколько ученых вплотную подошли к созданию двигателя внутреннего сгорания. Однако в 1860 году человек по имени Жан Жозеф Этьен Ленуар запатентовал первый коммерческий двигатель внутреннего сгорания. В то время двигатель имел только один цилиндр, что приводило к его перегреву. Но он был способен привести в движение трехколесный автомобиль, который мог развивать скорость около двух миль в час.

    Это была огромная веха для двигателей внутреннего сгорания, потому что Ленуар доказал, что этот тип может работать непрерывно.Двигаясь вперед, другие изобретатели создали более эффективные двигатели внутреннего сгорания. В 1878 году Николаус А. Отто построил первый в мире четырехтактный двигатель. В том же году сэр Дуглас Клерк успешно создал первый двухтактный двигатель.

    Как развивался двигатель внутреннего сгорания?

    Благодаря великому уму нескольких изобретателей 19-го века двигатель внутреннего сгорания является одним из самых популярных и эффективных двигателей. Он продолжал развиваться на протяжении 20 века, чтобы стать более эффективным.В 1955 году были добавлены топливные форсунки, которые помогли двигателям работать более плавно и избавили от необходимости регулировать воздушную заслонку для запуска автомобиля.

    Примерно десять лет спустя в автомобильной промышленности появились двигатели с турбонаддувом. Позже к двигателям были добавлены другие функции, такие как степень сжатия и отключение цилиндров, чтобы сделать их более мощными и эффективными. Двигатель внутреннего сгорания прошел долгий путь. Однако с учетом того, как технологии меняют автомобильную промышленность, мы не сомневаемся, что двигатель внутреннего сгорания будет продолжать развиваться.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.