Редакция нашего журнала, хочет рассказать своим читателя лишь о самых базовых вещах, связанных с двигателем внутреннего сгорания.

Начнем с самого главного, для чего нужен двигатель?

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – по праву считается одним из основных устройств в автомобиле и служит для преобразования различных видов энергии в механическую с целью выполнения полезной работы, необходимой для приведение авто в движение.

А теперь немного элементарной физики. Необходимо поместить небольшой объем высокоэнергичного топлива в закрытый сосуд и воспламенить его.  В результате высвободится огромное количество энергии в виде расширяющегося газа.

Принцип работы ДВС построен на том, что топливо соединяется  с воздухом, попадает в камеру сгорания и взрывается под огромным давлением, которое давит на поршень и заставляет вращаться коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм, а образованная энергия передается сначала на трансмиссию, а через оную на ведущие колеса автомобиля через систему шестерней.

Рассмотрим устройство двигателя, для того, чтобы понять принцип работы:

ДВС такты работы A — Впускной клапан и пружина
B — Клапанная крышка
C — Впускной канал
D — Головка цилиндра
E — Полость с охлаждающей жидкостью
F — Блок цилиндров
G — Картер (поддон двигателя )
H — Маслосборник
I — Распределительный вал (распедвал)
J — Выпускной клапан и пружина
K — Свеча зажигания
L — Выпускной канал
M — Поршень и поршневые кольца с маховиком
N — Шатун
O — Шатунный подшипник
P — Коленчатый вал (коленвал)

Изучив картинку, мы понимаем, что через впускной канал (C), топливо попадает внутрь цилиндра сжимается поршнем (М) и поджигается электрическим разрядом от свечи зажигания* (K) в следствии чего, топливо взрывается и его тепловая энергия преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре. После того как энергия израсходована, из камеры необходимо удалить отработавшие газы, заполнить ее воздухом и бензином, и подготовить к новой вспышке. Выпускной клапан (L) — обеспечивает выпуск отработавших газов из камеры сгорания. ДВС важно охлаждать (E) т.к. при работе, он очень сильно нагревается!

* — В дизельном двигателе, свечи не используются (происходит самовоспламенение)

Далее рассмотрим картер (поддон двигателя)  (G) — это корпус двигателя, который содержит всё масло двигателя(пока ДВС не заведен) и кривошипно-шатунный механизм (КШМ) который преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение (М)  коленчатого вала (P). 

В состав основных подвижных элементов КШМ входят:

  • Поршень (М) – является одним их основных элементов при работе ДВС. Направляющая часть поршня, имеет неглубокие отверстия, предназначенные для фиксации в них поршневых колец которые служат в качестве уплотнителя.                                               Поршневые кольца бывают двух видов:
    • Компрессионные — обеспечивают герметичность надпоршневого пространства и соответственно располагаются сверху
    • Маслосъемные — предотвращает попадание моторного масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство (соответственно располагаются снизу
  • Шатун (N)  служит для передачи возвратно-поступательных движений поршня (М) к коленчатому валу (P для преобразования во вращательное движение
  • Коленчатый вал (P)  деталь имеющая шейки для крепления шатунов (N), от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент, который передается на трансмиссию и далее через на ведущие колес через систему шестерней.

С устройством двигателя все понятно, расскажите подробнее о принципе работы ДВС:

Почти все автомобили в настоящее время используют четырёхтактный цикл сгорания преобразования бензина в движение. Четырёхтактный цикл также известен как цикл Отто — в честь Николая Отто, который изобрел его в 1867 году. Цикл называется четырёхтактным благодаря тому, что работу ДВС можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайнем нижнем(верхняя мертвая точка (ВМТ)) или верхнем положении(нижняя мертвая точка (НМТ)).

Рассмотрим такты работы ДВС:

1. Такт впуска топлива
Первый такт, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливно-воздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска.

2. Такт сжатия топлива
Второй такт начинается с НМТ — клапан начинает подниматься, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее.

3. Такт сгорания топлива
Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ, клапаны находятся в закрытом состоянии, в работу вступает система зажигания – свеча создает искру, топливо загорается и происходит взрыв в следствии чего, заставляет поршень двигаться вниз.

4. Такт выпуска отработавших газов
Четвертый такт работы двигателя, последний. Достигнув НМТ, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его.