Принцип роботи двигуна внутрішнього згорання

На наших дорогах найчастіше можна зустріти автомобілі, які споживають бензин і дизельної паливо. Час електрокарів поки не настав. Тому розглянемо принцип роботи двигуна внутрішнього згорання (ДВЗ). Відмінною рисою його є перетворення енергії вибуху в механічну енергію.

При роботі з бензиновими силовими установками розрізняють кілька способів формування паливної суміші. В одному випадку це відбувається в карбюраторі, а потім це все подається в циліндри двигуна. В іншому випадку бензин через спеціальні форсунки (інжектори) впорскується безпосередньо в колектор або камеру згоряння.

Зміст

  • 1 Робота двигуна внутрішнього згоряння
  • 2 Робота карбюратора
  • 3 Робота інжекторних двигунів
  • 4 Способи уприскування палива
    • 4.1 Одноточковий варіант впорскування
    • 4.2 Моноточечный варіант подачі палива
    • 4.3 Прямий впорскування в камеру

Робота двигуна внутрішнього згоряння

Для повного розуміння роботи ДВЗ необхідно знати, що існує кілька типів сучасних моторів, які довели свою ефективність в роботі:

  • бензинові мотори;
  • двигуни, які споживають дизельне паливо;
  • газові установки;
  • газодизельные пристрою;
  • роторні варіанти.

Принцип роботи ДВС цих типів практично однаковий.

Принцип роботи двигуна внутрішнього згорання

Такти ДВС

У кожному є паливо, яке вибухаючи в камері згоряння, розширюється і штовхає поршень, встановлений на колінчастому валу. Далі це обертання за допомогою додаткових механізмів і вузлів передається на колеса автомобіля.

В якості прикладу будемо розглядати бензиновий, чотиритактний мотор, так як саме він є найпоширенішим варіантом силової установки в машинах на наших дорогах.

Такти:

  • відкривається впускний отвір і відбувається заповнення камери згоряння підготовленої паливної сумішшю
  • відбувається герметизація камери і зменшення її об’єму в такті стиску
  • вибухає суміш і виштовхує поршень, який отримує імпульс механічної енергії
  • камера згоряння звільняється від продуктів горіння
  • В кожному з цих етапів роботи ДВС закладена своя відбувається кілька одночасних процесів. У першому випадку поршень знаходиться в самій нижній своїй позиції, при цьому всі клапани відкриті, впускающие паливо. Наступний етап починається з повного закриття всіх отворів і переміщення поршня в максимальну верхню позицію. При цьому все стискається.

    Досягнувши знову крайньої верхньої позиції поршня, на свічку надходить напруга, і вона створює іскру, запалюючи суміш для вибуху. Сила цього вибуху штовхає поршень вниз, а в цей час відкриваються випускні отвори і камера очищається від залишків газу. Потім все повторюється.

    Робота карбюратора

    Формування паливної суміші в машинах першої половини минулого століття відбувалося з допомогою карбюратора. Щоб зрозуміти, як працює двигун внутрішнього згоряння, потрібно знати, що автомобільні інженери сконструювали паливну систему так, що в камеру згоряння подавалася вже підготовлена суміш.

    Принцип роботи двигуна внутрішнього згорання

    Пристрій карбюратора

    Її формуванням займався карбюратор. Він в потрібних співвідношеннях перемешивал бензин і повітря і відправляв це все в циліндри. Така відносна простота конструкції системи дозволяла йому довгий час залишатися незамінною частиною бензинових агрегатів. Але пізніше його недоліки стали переважати над достоїнствами і не забезпечувати підвищених вимог до автомобілів в цілому.

    Недоліки карбюраторних систем:

    • немає можливості забезпечувати економні режими при раптових змінах режимів їзди;
    • перевищення лімітів шкідливих речовин у вихлопних газах;
    • низька потужність автомобілів з-за невідповідності підготовленої суміші станом автомобіля.

    Компенсувати ці недоліки спробували прямою подачею бензину через інжектори.

    Робота інжекторних двигунів

    Принцип роботи інжекторного двигуна полягає в безпосередньому впорскуванні бензину у впускний колектор або камеру згоряння. Візуально все схоже з роботою дизельної установки, коли подача виконується дозовано і тільки в циліндр. Різниця лише в тому, що у інжекторних агрегатів встановлені свічки для підпалювання.

    Принцип роботи двигуна внутрішнього згорання

    Конструкція інжектора

    Етапи роботи бензинових двигунів з прямим впорскуванням не відрізняються від карбюраторного варіанти. Різниця лише в місці формування суміші.

    За рахунок цього варіанту конструкції забезпечуються переваги таких двигунів:

    • збільшення потужності до 10% при однакових технічних характеристиках з карбюраторним;
    • помітна економія бензину;
    • поліпшення екологічних характеристик викидів.

    Але при таких перевагах є і недоліки. Основними є обслуговування, ремонтопридатність і налаштування. На відміну від карбюраторів, які можна самостійно розібрати, зібрати і відрегулювати, інжектори потребують спеціального дорогого обладнання та встановленого великого числа різних датчиків в автомобілі.

    Способи уприскування палива

    В ході еволюції подачі палива у двигун відбувалося постійне зближення цього процесу з камерою згоряння. У найбільш сучасних ДВЗ відбулося злиття точки подачі бензину і місця згоряння. Тепер суміш формується вже не в карбюраторі або впускному колекторі, а впорскується в камеру безпосередньо. Розглянемо всі варіанти інжекторних пристроїв.

    Принцип роботи двигуна внутрішнього згорання

    Одноточковий варіант впорскування

    Найбільш простий варіант конструкції виглядає як уприскування палива через одну форсунку у впускний колектор. Різниця з карбюратором в тому, що останній подає готову суміш. У інжекторному варіанті проходить подача палива через форсунку. Вигода полягає в отриманні економії при витраті.

    Моноточечный варіант подачі палива

    Такий спосіб також формує суміш поза камери, але тут задіяні датчики, які забезпечують подачу безпосередньо до кожного циліндра через впускний колектор. Це більш економічний варіант використання палива.

    Прямий впорскування в камеру

    Цей варіант поки що найбільш ефективно використовує можливості інжекторної конструкції. Паливо безпосередньо розпорошується в камері. За рахунок цього знижується рівень шкідливих вихлопів, і автомобіль отримує крім більшої економії бензину збільшену потужність.

    Збільшена ступінь надійності системи знижує негативний фактор, що стосується обслуговування. Але такі пристрої потребують якісному паливі.

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: