Устройство двигателя внутреннего сгорания

Благодаря своей производительности, эффективности и экономичности ДВС уже более
сотни лет устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, спецтехнику, мотоциклы
и т.д. Устройство двигателя внутреннего сгорания не предполагает работы сторонних
носителей для полноценного функционирования. Это полностью самостоятельный
агрегат, обеспечивающий технику необходимой для движения или работы энергией.

Типы двигателей внутреннего сгорания

На сегодняшний день существует 4 основных типа ДВС:
1. Поршневые. Работают посредством кривошипно-шатунного механизма,
перемещение которого приводит в действие коленвал. В карбюраторных моделях
воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, затем импульс передается
на цилиндр. В инжекторных топливоподачей руководит электронный блок
управления, раздачей – впускной коллектор, куда оно поступает через форсунки.
2. Роторно-поршневые. Работают от ротора, выполняющего функцию
газораспределителя, коленвала и поршней.
3. Газотурбинные. Тоже функционируют от ротора, который приводит в действие
турбинный вал.
4. Дизельные. Для впрыска смеси используются форсунки, при этом воспламенение
осуществляется под действием нагретого сжатого воздуха, температура которого
выше температуры горения топлива.

Как устроен ДВС

В комплекс механизмов и деталей ДВС входят:

  • цилиндры, соединенные в блок;
  • комплекс вывода выхлопных газов;
  • распределитель газов;
  • кривошипно-шатунный механизм;
  • система впрыска и распределения воздушно-топливной смеси.
  • несколько равнозначных циклов, заставляя коленвал непрерывно вращаться.

Основа функционирования ДВС – цикличность. За одну минуту двигатель проходит
несколько равнозначных циклов, заставляя коленвал непрерывно вращаться. Цикл – ход
поршня вверх и вниз, постоянно повторяющиеся такты. На сегодняшний день
существуют:

  • двухтактные моторы используются на маломощной технике, поскольку при
    выводе отработанных газов теряют часть мощности;
  • четырехтактные – основа любой современной машины, трактора, спецтехники и
    т.д.

Двухтактный работает посредством передвижения поршня сначала книзу, затем вверх.
Касаясь точки отсчета, движется обратно, а в камеру поступает горючее. При следующем
такте оно сжимается, а от свечей образуется искра. При достижении верхней точки
топливо воспламеняется, а горячие пары вынуждают двигаться поршень вниз.

Действие четырехтактного двигателя гораздо проще. В этой системе впуск и выпуск
топливной смеси и отработанных газов не связаны со сжатием и расширением топливной
смеси. Каждый процесс индивидуален и не забирает мощность у мотора. Четырехтактный
двигатель внутреннего сгорания работает по схеме: впуск, сжатие, расширение, выпуск.

Предпусковой подогреватель двигателя — что это и когда он нужен

Еще одно незаменимое устройство для автолюбителей, бережно относящихся к своим
авто — предпусковой подогреватель двигателя. По сути, это небольшой прибор, размером
не больше буханки хлеба, обладающий рядом характеристик и свойств, значительно
облегчающих пуск и работу двигателя в неблагоприятных условиях.

Необходимость предпускового подогревателя

Основная функция предпускового подогревателя – пропускание через себя охлаждающей
моторной жидкости и нагрева ее до нужной температуры. Это помогает подогреть весь
контур двигателя и подготовить его к запуску. Огромный плюс системы – отсутствие
нагрузки при пуске мотора при минусовых температурах. Кроме того, в это время
прогревается салон, оттаивают стекла и зеркала.

Предпусковое устройство подключается напрямую к топливному баку, при запуске
потребляет минимальное количество бензина или солярки, однако потребность в них все
равно присутствует. Запускается устройство как с таймера, размещенного в салоне, так и с
ПДУ. Существует возможность программирования запуска, что значительно сокращает
время на предварительный прогрев машины. То есть, программа самостоятельно включает
предпусковой подогреватель в указанное время, а вы планируете свой выход из дома так,
чтобы сесть в уже теплую машину.

Разница между предпусковым подогревателем и системой автозапуска

В первую очередь подогреватель не запускает двигатель, а только подготавливает его к
работе. К сведению, поворот ключа в минусовую температуру по разрушающему
воздействию на мотор сравни пробегу автомобиля в несколько сотням километров.
Из других плюсов подогревателя стоит перечислить:

  • гораздо меньшие затраты на приобретение и установку системы;
  • легкий пуск двигателя;
  • гораздо более простой запуск дизельного мотора за счет изменения принципа
    воспламенения топливной смеси.

В свою очередь, система автозапуска – это скорее комфорт для водителя, нежели для
самой машины. Точно также в минусовые температуры она запускает непрогретый мотор.
Предпусковой обогреватель размещают под капотом, к нему всегда открыт доступ. Кроме
того, многие производители программируют устройство на автоматическую работу при
достижении температуры воздуха +5ºС.

Как измерить мощность двигателя?

Многие автовладельцы, пользующиеся машиной несколько лет подряд, замечают хоть и
незначительную, но заметную потерю мощности двигателя. Особенно этот факт этот
нюанс чувствуется в дальних поездках по трассе, когда можно прислушаться и
присмотреться к работе своего автомобиля в постоянном режиме движения. О том, как
измерить мощность двигателя вам расскажут только в сервисе, в домашних условиях
сделать это невозможно.

Что нужно для проведения измерений

1 вариант

В автосервисах мощность двигателя измеряют при помощи системы из следующих
устройств:

  • специального компьютера с программой, позволяющей считывать показания
    других приборов;
  • кабеля;
  • динамического стенда.

Стоит помнить, что любая из существующих методик измерения не дает предельно
точных данных, существует некоторая погрешность.

Для проверки дорогостоящих спортивных авто применяют специализированное
оборудование, стоящее немалых денег. Этот способ используют преимущественно в
мастерских для гоночных болидов. Он заключается в комплексной оценке показателей
системы при запущенном двигателе.

Одним из самых точных признан способ с установкой машины на динамометрический
стенд. Автомобиль загоняют передней частью к вентилятору на стенд, а ведущую ось
располагают между двумя валиками на платформе. Машину крепят ремнями к основе, на
выхлопную трубу надевают гофру. После этого включают зажигание и разгоняют авто до
максимума. Делается несколько попыток, после каждой из которых компьютер выдает
распечатку с показателями мощности. Выводится среднее значение, которое и считается
оптимальным.

2 вариант

Замер показателя по потребляемому автомобилем току. Для этого применяют
токоизмерительные захваты. Принцип исследования простой:

  • отключить поступление тока на мотор;
  • снять колпаки с клеммного короба и расправить провода, чтобы открыть
    беспрепятственный доступ;
  • подать ток на двигатель и дать покрутить в режиме номинальной нагрузки пару
    минут;
  • установить лимит измерений 200А и при помощи токовых клещей выполнить
    замеры тока на одной фазе;
  • замерить напряжение на обмотках;
  • перевести тумблер выбора режимов на позицию 750В;
  • красный щуп присоединить к точке измерения, темный – к точке COM;
  • замерить ток между клеммами V1-W1.

Искомый показатель рассчитать по формуле S=1.73*I*U, где S – сама мощность в
киловаттах, I – измеренная сила тока, U – стандартное напряжение (220В).

Зачем двигателю масло?

Подавляющее большинство автолюбителей знают, зачем двигателю машины моторное
масло. Его основная функция – смазывание соприкасающихся между собой узлов и
механизмов с целью снижения силы трения. Как следствие – уменьшение износа
поверхностей деталей и продление срока их службы. Однако моторное масло выполняет и
ряд других задач.

Другие задачи моторного масла

В те времена, когда автомобили только создавались, смазкой пользовались для обработки
шеек коленвала, плюс для активного устранения избытков тепла и продуктов износа в
картер мотора. Далее масло стали добавлять в ГРМ, а также смазывать им цилиндры.
Сегодня моторное масло больше является гидравлической жидкостью для всех без
исключения узлов и поверхностей двигателя внутреннего сгорания. Оно защищает
трущиеся друг об друга детали, формируя своеобразную пленку, усиливающую
скольжение. Кроме того, пленка предотвращает:

  • образование коррозии;
  • снижает воздействие агрессивных химических сред на узлы и механизмы;
  • продлевает срок службы всех без исключения деталей.

Помимо перечисленных, базовые функции моторного масла заключаются в следующем:

  • минимализация потерь на трение, в результате чего значительная экономия энергии;
  • понижение температуры трущихся поверхностей;
  • устранение из зон соприкосновения механического мусора в виде стружки и пыли;
  • устранение нагара, сажи и других продуктов, образующихся после сжигания
    топлива в цилиндрах.

Виды масел для двигателей

Любое масло для ДВС изготавливается на специальной масляной основе. Далее в нее
добавляются различные присадки, отвечающие за разные качества итогового продукта:

  • стабильность пленки;
  • вязкость консистенции;
  • способность к очистке деталей и т.д.

За счет присадок, их количества и качества и получают разные по назначению и
свойствам масла.

Масляная основа делится на три вида:

  • Минеральная. Изготавливается из нефти, имеет самую высокую вязкость при
    отрицательных температурах, быстрее окисляется и стареет.
  • Синтетическая. Маловязкая, в свою очередь делится на поверхностноактивную
    синтетику и гидрокрекинг. Первая считается более практичной, потому что
    изготавливается из нефти, а технология производства отличается трудоемкостью и
    сложностью. Оба варианта масел имеют стабильную вязкость, отличаются
    продолжительными сроками службы.
  • Полусинтетическая. В минеральную основу добавляют синтетическую. Масло
    получает все положительные качества от двух перечисленных выше основ.

Бытующего в среде автолюбителей понятия «сезонное масло» просто не существует. Если
вы бережно относитесь к своему автомобилю, следует перед зимними холодами заливать
в двигатель синтетику, чтобы облегчить пуск, а весной – минеральное масло, значительно
снижающее трение и улучшающие работу двигателя при высоких нагрузках. В остальном
современные масла предназначены для всесезонного использования.

В чем разница между атмосферным и турбированным моторами

Главное различие между турбированным и атмосферным двигателем заключается в
способе подачи воздуха. Если в атмосферном топливная смесь устремляется туда, где
давление ниже, то в турбированном в тот отсек, куда ее направляет вентилятор.
Разберемся подробнее в возможностях, функциональности и способах работы.

Для чего нужен наддув

Основная задача автоконструирования – повысить мощность мотора, при этом облегчить
его конструкцию, упростить ее. Для увеличения мощности требуется большое количество
топлива. Для создания горючей смеси воздух соединяется с топливом в пропорции около
1 м. куб. на 1 л. Чтобы максимально приблизиться к этому значению либо увеличивают
объем двигателя, либо подачу воздуха.Первый вариант в машиностроении использовался много лет подряд. Именно он
считается родоначальников мощнейших авиадвигателей. Однако вскоре габариты и масса
мотора стала превышать все разумные пределы, тогда и появился второй вариант –
турбонаддув. На сегодняшний день особенно популярны два способа нагнетания воздуха:

  • Механический. Работает посредством компрессора, который приводит в движение
    коленвал. Это надежная, простая конструкция, однако от регулярного
    использования нагнетатель теряет мощность.
  • Турбокомпрессорный. Работает от энергии отработанных газов. Корпус мотора
    сдвоенный, в каждом отсеке работают крыльчатки, одну из которых раскручивают
    выхлопные газы, вторую – воздух, засасываемый в горловину коллектора. За счет
    турбонаддува увеличивается количество сжигаемого топлива, а как следствие – в
    разы повышается мощность агрегата. При этом габариты и вес самого двигателя
    остаются прежними.

Еще один плюс двигателя с турбонаддувом – сбалансированный крутящий момент, в
котором нет скачков из-за разницы давления в цилиндрах. Сгорание смеси происходит в
оптимальном режиме, что достигается электронной начинкой, контролируемой турбиной.
Дополнительным преимуществом является и то, что при равных показателях мощности
атмосферного и турбированного двигателя расход топлива при езде без использования
турбины (в спокойном режиме) во втором значительно меньше.

Несмотря на массу преимуществ большинство производителей всего мира
придерживаются позиции выпуска традиционных моторов. И этому есть свои объяснения:

  • Турбина отличается непродолжительным сроком службы. То есть при пробеге 120-
    150 тысяч километров на бензиновом топливе она приходит в негодность.
  • Турбонаддув повышает нагрузку на все узлы и механизмы мотора, поэтому изнашиваются они гораздо быстрее.
  • Турбомоторы старого образца не сразу отзывались на старт, что приводило к
    нестабильности тяги.

Выбрать автомобиль с атмосферным или турбомотором – решение каждого. Для кого-то
важны мощь двигателя, но не принципиален срок службы. Кому-то машина нужна на
долгое время.