Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) являются неотъемлемой частью большинства современных транспортных средств, обеспечивая их движение. Первые прототипы ДВС были разработаны еще в XVIII веке, но настоящая революция произошла в 1880-х годах, когда немецкие инженеры Готтлиб Даймлер и Карл Бенц установили первые бензиновые двигатели на мотоциклы и автомобили. С тех пор принцип работы ДВС кардинально не изменился: он преобразует энергию сгорания топливно-воздушной смеси в механическое вращение, приводящее в движение колеса транспортного средства. Разобраться в устройстве и механизме работы этого автомобильного «сердца» поможет данная статья.
Устройство ДВС
В основе любого двигателя внутреннего сгорания, будь то бу двигатель Форд, например, или совершенно новый, лежат несколько основных компонентов:
Блок цилиндров является базовым элементом, в котором располагаются поршни, совершающие возвратно-поступательные движения.
Сверху блок цилиндров закрывается головкой блока, в которой находятся впускные и выпускные клапаны, а также система распределения газов.
Кривошипно-шатунный механизм преобразует движение поршней в вращение коленчатого вала, который в итоге и передает крутящий момент на ведущие колеса автомобиля.Система питания двигателя играет ключевую роль в его работе.
Исторически первыми были карбюраторные двигатели, в которых топливно-воздушная смесь готовилась в специальном устройстве - карбюраторе. Более современные модели оснащаются системой непосредственного впрыска топлива, так называемыми инжекторными двигателями. Они обладают более высокой экономичностью и точностью дозирования горючего. Например, двигатель Хонда, цена которого более доступна, чем у некоторых других производителей, как раз относится к типу инжекторных моторов.
Внутри камеры сгорания происходит непосредственно процесс сжатия топливно-воздушной смеси и ее последующее воспламенение. В бензиновых двигателях для этого используются свечи зажигания, подающие высоковольтный импульс в нужный момент. А дизельные моторы полагаются на самовоспламенение топлива от высокой температуры и давления в камере сгорания. Независимо от конструкции, выделяющаяся при сгорании энергия заставляет поршни совершать возвратно-поступательные движения, передающиеся на коленчатый вал.
Механизм работы 4-тактного ДВС
Большинство современных автомобильных двигателей работают по 4-тактному циклу Отто. В этом цикле последовательно происходит четыре основные фазы: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.
Первый такт - впуск. Во время этого хода поршень опускается вниз, а открывшийся впускной клапан втягивает в цилиндр свежую топливо-воздушную смесь.
Следующий такт - сжатие. Поршень движется вверх, сжимая смесь в верхней части цилиндра. Под высоким давлением и температурой топливо воспламеняется от электрической искры свечи зажигания.
Начинается рабочий ход - поршень с большой силой устремляется вниз, поворачивая коленвал. Именно на этом такте двигатель развивает крутящий момент.
Последний такт - выпуск. Открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выталкиваются из цилиндра движущимся вверх поршнем. После этого цикл повторяется заново. Таким образом, рабочий ход происходит только на каждом втором обороте коленчатого вала.
Надежные подержанные двигатели могут отлично служить многие годы при правильном обслуживании. Многие автолюбители предпочитают приобретать именно б/у агрегаты, так как они обходятся значительно дешевле новых, а при должном уходе не уступают им в характеристиках.
Подобная 4-тактная схема используется не только в автомобилях, но и во многих других типах двигателей внутреннего сгорания - от небольших садовых мотокос до крупных судовых и промышленных моторов.
Детальное устройство современных двигателей, особенно высокотехнологичных моделей, требует углубленных знаний в области машиностроения. Однако общее понимание принципа работы четырехтактного ДВС доступно каждому. Это позволяет автовладельцам лучше разбираться в своих транспортных средствах и быть более сознательными в их эксплуатации. В конечном счете, знание основ устройства двигателя обогащает общую картину мира и дает ценные практические навыки.