Більшість водіїв поняття не мають, яким є пристрій двигуна автомобіля. А знати це необхідно, адже не дарма при навчанні в багатьох автошколах учням розповідають принцип роботи ДВЗ. Мати уявлення про роботу двигуна повинен кожен водій, адже ці знання можуть стати в нагоді в дорозі.
Звичайно, існують різні типи і марки двигунів автомобілів, робота яких відрізняється між собою в дрібницях (системи впорскування палива, розташування циліндрів тощо). Однак основний принцип для всіх типів ДВЗ залишається незмінним.
Пристрій двигуна автомобіля в теорії
Пристрій ДВЗ завжди доречно розглядати на прикладі роботи одного циліндра. Хоча найчастіше легкові автомобілі мають 4, 6, 8 циліндрів. У будь-якому випадку, головна деталь мотора - це циліндр. У ньому розташовується поршень, який може рухатися вгору-вниз. При цьому існують 2 межі його пересування - верхня і нижня. Професіонали їх називають ВМТ і НМТ (верхня і нижня мертві точки).
Сам поршень поєднаний з шатуном, а шатун - з колінчастим валом. При русі поршня вгору-вниз шатун передає навантаження на колінчастий вал, і той обертається. Навантаження від валу передаються на колеса, в результаті чого автомобіль починає рух.
Але головне завдання - змусити працювати поршень, адже саме він є головною рушійною силою цього складного механізму. Робиться це за допомогою бензину, дизельного палива або газу. Крапля палива, що займається в камері згоряння, відкидає поршень з великою силою вниз, тим самим приводячи його в рух. Потім поршень за інерцією повертається у верхню межу, де знову відбувається вибух бензину і такий цикл повторюється постійно, поки водій не заглушить мотор.
Так виглядає пристрій двигуна автомобіля. Однак це лише теорія. Розгляньмо більш детально цикли роботи мотора.
Чотирьохтактний цикл
Практично всі двигуни працюють за 4-тактним циклом:
- Впуск палива.
- Стиснення палива.
- Згорання.
- Виведення відпрацьованих газів за межі камери згоряння.
Схема
Нижче на малюнку показана типова схема пристрою двигуна автомобіля (одного циліндра).
На цій схемі чітко показані основні елементи:
A - Розподільчий вал.
B - Кришка клапанів.
З - Випускний клапан, через який відводяться гази з камери згоряння.
D - Вихлопний отвір.
E - Головка циліндра.
F - Порожнина для охолоджувальної рідини. Найчастіше там знаходиться антифриз, який охолоджує корпус мотора, що нагрівається.
G - Блок мотора.
H - Маслосборник.
I - Поддон, куди стікає все масло.
J - Свічка запалювання, що утворює іскру для підпалу паливної суміші.
K - Впускний клапан, через який в камеру згоряння потрапляє паливна суміш.
L - Пускний отвір.
М - Поршень, який рухається вгору-вниз.
N - Шатун, з 'єднаний з поршнем. Це основний елемент, який передає зусилля на колінчастий вал і трансформує лінійний рух (вгору-вниз) у обертальний.
О - Підшипник шатуна.
P - Колінчастий вал. Він обертається за рахунок руху поршня.
Також варто виділити такий елемент, як поршневі кільця (їх ще називають маслозйомними кільцями). Їх немає на малюнку, однак вони є важливою складовою системи двигуна автомобіля. Дані кільця огинають поршень і створюють максимальне ущільнення між стінками циліндра і поршня. Вони запобігають потраплянню палива в олійний піддон і масла в камеру згоряння. Більшість старих двигунів автомобілів ВАЗ і навіть мотори європейських виробників мають зношені кільця, які не створюють ефективне ущільнення між поршнем і циліндром, через що олія може потрапляти в камеру згоряння. У такій ситуації буде спостерігатися підвищена витрата бензину і "" жор "" масла.
Це основні елементи конструкції, які мають місце у всіх двигунах внутрішнього згоряння. Насправді елементів набагато більше, але тонкощів ми торкатися не будемо.
Як працює двигун?
Почнемо з початкового положення поршня - він знаходиться вгорі. В даний момент впускний отвір відкривається клапаном, поршень починає рух вниз і засмоктує паливну суміш в циліндр. При цьому всього лише невелика крапля бензину надходить в ємність циліндра. Це перший такт роботи.
Під час другого такту поршень досягає найнижчої точки, при цьому впускний отвір закривається, поршень починає рух вгору, в результаті чого паливна суміш стискається, так як їй в закритій камері нікуди діватися. При досягненні поршнем максимальної верхньої точки паливна суміш стиснута до максимуму.
Третій етап - це підпалювання стисненої паливної суміші за допомогою свічки, яка випускає іскру. В результаті пальний склад вибухає і штовхає поршень з великою силою вниз.
На заключному етапі деталь досягає нижньої межі і за інерцією повертається до верхньої точки. У цей час відкривається випускний клапан, відпрацьована суміш у вигляді газу виходить з камери згоряння і через вихлопну систему потрапляє на вулицю. Після цього цикл, починаючи з першого етапу, повторюється знову і триває протягом усього часу, поки водій не заглушить двигун.
В результаті вибуху бензину поршень рухається вниз і штовхає колінчастий вал. Той розкручується і передає навантаження на колеса автомобіля. Саме так і виглядає пристрій двигуна автомобіля.
Відмінність у бензинових моторах
Описаний вище спосіб є універсальним. За таким принципом побудована робота практично всіх бензинових моторів. Дизельні двигуни відрізняються тим, що там немає зволікань - елемента, який підпалює паливо. Детонація дизельного палива здійснюється завдяки сильному стисненню паливної суміші. Тобто на третьому циклі поршень піднімається вгору, сильно стискає паливну суміш, і та вибухає природним чином під дією тиску.
Альтернатива ДВЗ
Зазначимо, що останнім часом на ринку з 'являються електрокари - автомобілі з електричними двигунами. Там принцип роботи мотора зовсім інший, оскільки джерелом енергії є не бензин, а електрика в акумуляторних батареях. Але поки що автомобільний ринок належить автомобілям з ДВЗ, а електричні двигуни не можуть похвалитися високою ефективністю.
Декілька слів на закінчення
Такий пристрій ДВЗ є практично досконалим. Але з кожним роком розробляються нові технології, що підвищують ККД роботи мотора, здійснюється поліпшення характеристик бензину. При правильному технічному обслуговуванні двигуна автомобіля він може працювати десятиліттями. Деякі успішні мотори японських і німецьких концернів "" пробігають "" мільйон кілометрів і непридатні виключно через механічне застарівання деталей і пар тертя. Але багато двигунів навіть після мільйонного пробігу успішно проходять капремонт і продовжують виконувати своє пряме призначення.