Содержание
Как работает двигатель автомобиля – устройство, принцип действия + видео » АвтоНоватор
Прежде, чем рассматривать вопрос, как работает двигатель автомобиля, необходимо хотя бы в общих чертах разбираться в его устройстве. В любом автомобиле установлен двигатель внутреннего сгорания, работа которого основана на преобразовании тепловой энергии в механическую. Заглянем глубже в этот механизм.
Как устроен двигатель автомобиля – изучаем схему устройства
Классическое устройство двигателя включает в себя цилиндр и картер, закрытый в нижней части поддоном. Внутри цилиндра находится поршень с различными кольцами, который перемещается в определенной последовательности. Он имеет форму стакана, в его верхней части располагается днище. Чтобы окончательно понять, как устроен двигатель автомобиля, необходимо знать, что поршень с помощью поршневого пальца и шатуна связывается с коленчатым валом.
Для плавного и мягкого вращения используются коренные и шатунные вкладыши, играющие роль подшипников. В состав коленчатого вала входят щеки, а также коренные и шатунные шейки. Все эти детали, собранные вместе, называются кривошипно-шатунным механизмом, который преобразует возвратно-поступательное перемещение поршня в круговое вращение коленчатого вала.
Верхняя часть цилиндра закрывается головкой, где расположены впускной и выпускной клапаны. Они открываются и закрываются в соответствии с перемещением поршня и движением коленчатого вала. Чтобы точно представить, как работает двигатель автомобиля, видео в нашей библиотеке следует изучить также подробно, как и статью. А пока мы попытаемся выразить его действие на словах.
Как работает двигатель автомобиля – кратко о сложных процессах
Итак, граница перемещения поршня имеет два крайних положения – верхнюю и нижнюю мертвые точки. В первом случае поршень находится на максимальном удалении от коленчатого вала, а второй вариант представляет собой наименьшее расстояние между поршнем и коленчатым валом. Для того чтобы обеспечить прохождение поршня через мертвые точки без остановок используется маховик, изготовленный в форме диска.
Важным параметром у двигателей внутреннего сгорания является степень сжатия, напрямую влияющая на его мощность и экономичность.
Чтобы правильно понять принцип работы двигателя автомобиля, необходимо знать, что в его основе лежит использование работы газов, расширенных в процессе нагревания, в результате чего и обеспечивается перемещение поршня между верхней и нижней мертвыми точками. При верхнем положении поршня происходит сгорание топлива, поступившего в цилиндр и смешанного с воздухом. В результате температура газов и их давление значительно возрастает.
Принцип работы двигателя автомобиля – различия в моделях
Существует несколько основных видов двигателей внутреннего сгорания. Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Расположенные в один ряд, они составляют в целом определенный рабочий объем. Но постепенно некоторые производители отошли от такой технологии изготовления к более компактному варианту.
Много моделей используют конструкцию V-образного двигателя. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Во многих конструкциях количество цилиндров составляет от 6 до 12 и более. Это позволяет значительно сократить линейный размер двигателя и уменьшить его длину.
- Автор: Михаил
- Распечатать
Оцените статью:
(28 голосов, среднее: 4. 1 из 5)
Поделитесь с друзьями!
Adblock
detector
Как работает двигатель?
Важно ли понимать устройство двигателя для обычного пользователя автомобиля? Это как минимум необходимо для правильной эксплуатации мотора. Например, знаете ли вы про 9-цилиндровый мотор БМВ или что такое объем двигателя? За пять минут расскажем просто обо всем важном.
Виды моторов
Двигатель внутреннего сгорания представляет собой достаточно сложную конструкцию. Существуют двух- и четырехтактные двигатели. Наиболее распространены 4-тактные моторы в автомобилях и мотоциклах. Двухтактники также могут применяться в транспорте, но чаще их используют для некоторых видов водных и даже воздушных судов. Двухтактные моторы устанавливают в мотокосах, бензопилах и прочем строительном бензоинструменте.
Конструкторы успели придумать такое множество агрегатов, попадающих под определение ДВС. Мы будем рассматривать наиболее привычные варианты. Рассмотрим 4-тактный мотор. Чтобы понять порядок и принципы его работы, разберемся, из чего он состоит:
- цилиндры, в которых располагаются поршни;
- коленчатый вал;
- газораспределительный механизм.
К этому добавим системы зажигания, подачи топлива и отвода отработанных газов, а также смазки и охлаждения двигателя.
Основные подходы к классификации силовых установок:
- По количеству цилиндров.
- По расположению цилиндров.
- По виду топлива.
1. Цилиндров чаще всего бывает от одного до шести. Более мощные автомобили могут использовать, например, 8, 12 или 16 цилиндров.
2. В рядном двигателе цилиндры на коленчатом валу располагаются один за другим в ряд. Увеличить мощность двигателя без существенного изменения размеров можно путем удвоения количества цилиндров. При этом один ряд поршней располагается относительно второго ряда под углом 90 градусов. Такой тип двигателя называется V-образным. Существует еще и оппозитный тип мотора, когда два ряда поршней располагаются под углом 180 градусов. Такие двигатели, например, применяются в автомобилях Subaru. За счет особенностей расположения цилиндров автомобиль получает более низкий центр тяжести и вибрацию при работе, а также минимальную высоту капота.
3. ДВС может работать на бензине и дизтопливе. Отличие заключается в том, что в бензиновом моторе топливо подается смешанное с воздухом и зажигается с помощью искры от свечи. У дизельного мотора топливо и воздух подаются раздельно, воспламенение происходит от высокой температуры сжатого газа. Вместо бензина в двигателе со смешанным топливом может использоваться газ, например, метан.
В одной модели автомобиля часто используется целая линейка двигателей с разными характеристиками на выбор покупателя. Например, в популярной BMW 5-й серии (Е60) может использоваться рядный 4-цилиндровый дизельный двигатель (M47), рядный 6-цилиндровый турбодизель (М57) или мощный 10-цилиндровый бензиновый V-образник (S85).
А вот 9-цилиндровый двигатель БМВ ставили на самолеты, и располагались цилиндры относительно друг друга в виде звезды.
Порядок работы двигателя
Вернемся к двух- и четырехтактным двигателям. Конструкции двухтактных моторов могут сильно различаться и быть как проще, так и намного сложнее четырехтактных собратьев. За счет меньшего количества оборотов мощность двухтактников выше, но экономичность хуже. Маленькие по размерам и мощности моторы не требуют сложной системы охлаждения, масло для смазки добавляется непосредственно с топливом в камеру сгорания.
Один такт – это движение поршня внутри цилиндра вверх или вниз. Работа 4-тактного мотора состоит из:
- впуска;
- сжатия;
- рабочего хода;
- выпуска.
У двухтактной силовой установки впуск происходит во время сжатия (первый такт), а рабочий ход совмещен с выпуском отработанных газов (второй такт).
Теперь подробнее о четырехтактном процессе.
В цилиндре находится поршень, который с помощью шатуна крепится к коленвалу. Сверху цилиндра находятся впускные и выпускные клапаны, а также свеча. Внутренний объем всех цилиндров составляет так называемый объем двигателя.
Поршень может находиться в верхней точке цилиндра (верхняя мертвая точка), нижней (нижняя мертвая точка) или перемещаться между ними.
В первом такте открывается впускной клапан и поршень опускается. Таким образом, цилиндр наполняется либо смесью топлива и воздуха, либо только воздухом (для дизельного мотора).
Во втором такте поршень идет вверх, сжимая содержимое и параллельно увеличивая его давление и температуру. В конце такта свеча зажигания создает искру, в результате чего происходит детонация топливной смеси в бензиновом двигателе. В дизельном же свеча не используется, а топливо подается в последний момент такта, которое возгорается за счет высокого давления и температуры воздуха.
В третьем и основном такте работы мотора высвобождаемая от взрыва энергия двигает поршень вниз. Именно в этот момент создается сила, которая заставляет коленчатый вал вращаться, а от него вращается и маховик двигателя.
На четвертом такте поршень поднимается к верхней мертвой точке при открытом выпускном клапане. При этом удаляются отработанные газы. Далее цикл из четырех тактов повторяется.
Если в двигателе используется несколько цилиндров, движение их поршней управляется газораспределительным механизмом таким образом, чтобы цилиндры одновременно находились на разных тактах. Систем управления газораспределением существует несколько − от механических распредвалов до электронных процессоров.
Все движимые детали обязательно должны охлаждаться и смазываться. Температура в момент детонации достигает нескольких тысяч градусов. Охлаждение, как правило, производится с помощью жидкости, которая отбирает тепло у деталей двигателя. Далее жидкость сама должна охладиться и снова вернуться в мотор. Превышение допустимых температур может привести к практически моментальному разрушению силовой установки.
В легковых автомобилях количество оборотов коленвала может достигать восьми тысяч в минуту. Для минимизации механического износа система смазки должна работать идеально. Поэтому важно следить за уровнем моторного масла и работоспособностью масляного насоса. Системы смазки и охлаждения могут страдать из-за загрязнения, что ведет к сужению или перекрытию каналов движения жидкостей.
Знай свой мозг: моторная кора
Где находится моторная кора?
Моторная кора (выделена красным).
Моторная кора находится в лобной доле, распространяется по области коры, расположенной непосредственно перед большой бороздой, известной как центральная борозда, которая проходит по бокам полушарий головного мозга. Моторную кору часто делят на две основные области: первичную моторную кору, которая находится в извилине, известной как прецентральная извилина, расположенную прямо перед центральной бороздой, и непервичную моторную кору, которая находится впереди первичной моторная кора и содержит две заметные области, известные как премоторная кора и дополнительная моторная кора.
Что такое моторная кора и что она делает?
В 1870 году врачи Густав Теодор Фрич и Эдуард Хитциг, используя собак в качестве испытуемых, электрически стимулировали область мозга, известную сейчас как моторная кора, и обнаружили, что стимуляция заставляет собак двигаться непроизвольно. Кроме того, они обнаружили, что стимуляция моторной коры в разных местах приводит к движению разных мышц. Этот эксперимент привел к идентификации моторной коры как основной области нашего мозга, связанной с планированием и выполнением произвольных движений.
В моторной коре есть несколько отдельных областей. Обнаружено, что наиболее чувствительной к электрической стимуляции областью (в том смысле, что она требует наименьшего количества стимуляции для создания соответствующего мышечного движения) является первичная моторная кора. Первичная моторная кора устроена таким образом, что разные части области связаны с моторным контролем разных частей тела, топографическая организация аналогична, хотя и менее точна, той, что наблюдается в соматосенсорной коре.
Посмотрите это двухминутное видео о нейробиологии, чтобы узнать больше о моторной коре.
Первичная моторная кора содержит крупные нейроны с телами клеток треугольной формы, которые называются пирамидными нейронами; это первичные выходные клетки моторной коры. Аксоны пирамидных клеток выходят из моторной коры, несущей информацию о желаемом движении, и входят в один из трактов пирамидной системы, включающий кортикоспинальный и корково-бульбарный пути. Оба тракта несут информацию о произвольном движении вниз от коры; кортикоспинальный тракт передает такую информацию в спинной мозг, чтобы инициировать движения тела, в то время как кортико-бульбарный тракт передает двигательную информацию в ствол мозга, чтобы стимулировать ядра черепных нервов и вызывать движения головы, шеи и лица. Пирамидные нейроны моторной коры также известны как верхние моторные нейроны. Они образуют связи с нейронами, называемыми нижними двигательными нейронами, которые напрямую иннервируют скелетные мышцы, вызывая движение.
Другие области моторной коры, известные под общим названием непервичная моторная кора, находятся впереди первичной моторной коры и, по-видимому, также играют важную роль в движении. Несмотря на свое название, непервичные моторные области не следует рассматривать как играющие второстепенную роль по отношению к первичной моторной коре. Вместо этого неосновные двигательные области просто участвуют в различных аспектах движения, таких как планирование движений и выбор действий на основе контекста окружающей среды.
Непервичную моторную кору часто делят на две основные области: дополнительную моторную кору и премоторную кору. Точные функции этих областей не очень хорошо изучены. Считается, что дополнительная моторная кора может быть важна для выполнения последовательностей движений, приобретения двигательных навыков и исполнительного контроля движения, что может включать такие вещи, как принятие решений о переключении на другие движения на основе поступающей сенсорной информации. Премоторная кора вносит большой вклад (около 30%) в нейроны, которые войдут в корково-спинномозговой тракт, но, по-видимому, она более активна, чем первичная моторная кора, во время планирования, а не выполнения движений. Нейроны в премоторной коре, по-видимому, также участвуют во включении сенсорных сигналов (например, местонахождение объекта, который нужно схватить) в движение, чтобы обеспечить его правильное выполнение, а также в выборе действий на основе поведенческого контекста (например, выбор поднять чашку, чтобы убрать ее со стола, а не взять чашку, чтобы выпить из нее). Есть также популяции нейронов, иногда называемых зеркальными нейронами, в премоторной коре, которые активируются, когда наблюдают, как кто-то другой выполняет движение; эти клетки могут помогать нам понимать и/или имитировать действия других.
Ссылки (в дополнение к приведенному выше тексту):
Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, Hall WC, Lamantia AS, McNamara JO, White LE. Неврология . 4-е изд. Сандерленд, Массачусетс. Синауэр Ассошиэйтс; 2008.
Физиология, корковая моторика — PubMed
Сохранить цитату в файл
Формат:
Резюме (текст)PubMedPMIDAbstract (текст)CSV
Добавить в коллекции
- Создать новую коллекцию
- Добавить в существующую коллекцию
Назовите свою коллекцию:
Имя должно содержать менее 100 символов
Выберите коллекцию:
Невозможно загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку
Добавить в мою библиографию
- Моя библиография
Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку
Ваш сохраненный поиск
Название сохраненного поиска:
Условия поиска:
Тестовые условия поиска
Эл. адрес:
(изменить)
Который день?
Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый будний день
Который день?
ВоскресеньеПонедельникВторникСредаЧетвергПятницаСуббота
Формат отчета:
SummarySummary (text)AbstractAbstract (text)PubMed
Отправить максимум:
1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.
Отправить, даже если нет новых результатов
Необязательный текст в электронном письме:
Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием
Полнотекстовые ссылки
StatPearls [Интернет]
Книжная полка NCBI
Полнотекстовые ссылки
Книга
Дерек В. Йип
1
, Форшинг Луи
2
Источник: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2022 9 января0005
.
Принадлежности
Принадлежности
- 1 Университет Северного штата Калифорния
- 2 CA Northstate Uni, Медицинский колледж
PMID:
31194345
Идентификатор книжной полки:
НБК542188
Бесплатные книги и документы
Книга
Дерек В. Йип и др.
Бесплатные книги и документы
Источник: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2022 янв.
.
Авторы
Дерек В. Йип
1
, Форшинг Луи
2
Принадлежности
- 1 Университет Северного штата Калифорния
- 2 CA Northstate Uni, Медицинский колледж
PMID:
31194345
Идентификатор книжной полки:
НБК542188
Выдержка
Основная функция моторной коры — генерировать сигналы, управляющие движением тела. Это часть лобной доли, расположенная впереди центральной борозды. Она состоит из первичной моторной коры, премоторной коры и дополнительной моторной области. Не все участки моторной коры имеют зернистый клеточный слой. Первичная моторная кора, расположенная в области Бродмана 4, посылает большую часть электрических импульсов, исходящих из моторной коры. Эти волокна напрямую синапсируют с двигательными нейронами спинного мозга. Стоит отметить, что корково-спинномозговые волокна отходят как от лобной, так и от теменной коры. Перед первичной моторной корой премоторная кора расположена непосредственно перед первичной моторной корой в области Бродмана 6. Ее функция заключается в подготовке к движению, особенно проксимальной мускулатуры. Дополнительная моторная зона находится на медиальной поверхности продольной щели, непосредственно перед представительством ног в первичной моторной коре. Хотя это не совсем понятно, предлагаемые функции включают стабилизацию положения тела и координацию.
Существуют важные отличия корковых проекций от корковых мотонейронов. Волокна, исходящие из первичной моторной коры (область 4), оканчиваются в основном в спинном мозге, образуя синапсы непосредственно на двигательных нейронах. Ростральные лобные двигательные области не заканчиваются непосредственно в спинном мозге. Они посылают волокна, которые заканчиваются в различных областях ствола мозга. Поэтому они контролируют движения косвенно через ствол мозга, например, через покрышечно-спинномозговой и ретикулоспинальный тракты. Также более понятно, что они будут больше контролировать проксимальные и осевые мышцы и движения.
Корковые афференты к лобной моторной коре возникают из трех источников: теменной соматосенсорной коры, префронтальной коры и поясной коры. Теменно-лобные связи представляют собой различные сенсомоторные цепи. Поясная кора посылает волокна в премоторные и дополнительные моторные области для лимбической информации, мотивации и принятия решений. Наконец, префронтальная кора посылает волокна в моторную кору, выполняющую важные функции планирования и выполнения движений.
Авторское право © 2022, StatPearls Publishing LLC.
Разделы
Вступление
Проблемы, вызывающие озабоченность
Сотовый
Разработка
Задействованные системы органов
Функция
Механизм
Связанное тестирование
Патофизиология
Клиническое значение
Обзорные вопросы
использованная литература
Похожие статьи
Происхождение корково-спинномозговых проекций из премоторных областей лобной доли.
Дум РП, Стрик ПЛ.
Дум РП и др.
Дж. Нейроски. 1991 март; 11 (3): 667-89. doi: 10.1523/JNEUROSCI.11-03-00667.1991.
Дж. Нейроски. 1991.PMID: 1705965
Бесплатная статья ЧВК.Сравнение ипсилатеральных корковых проекций с дорсальными и вентральными подразделениями премоторной коры макаки.
Гош С., Гаттера Р.
Гош С. и др.
Соматосенс Мот Рез. 1995;12(3-4):359-78. дои: 10.3109/089509093668.
Соматосенс Мот Рез. 1995.PMID: 8834308
Топографическая организация корково-спинномозговых проекций от лобной доли: двигательные зоны на медиальной поверхности полушария.
He SQ, Dum RP, Strick PL.
He SQ и др.
Дж. Нейроски. 1995 г., май; 15 (5, часть 1): 3284–306. doi: 10.1523/JNEUROSCI. 15-05-03284.1995.
Дж. Нейроски. 1995.PMID: 7538558
Бесплатная статья ЧВК.Моторные зоны в лобной доле примата.
Дум РП, Стрик ПЛ.
Дум РП и др.
Физиол Поведение. 2002 декабрь; 77 (4-5): 677-82. doi: 10.1016/s0031-9384(02)00929-0.
Физиол Поведение. 2002.PMID: 12527018
Обзор.
Моторные зоны на медиальной стенке полушария.
Стрик Л.П., Дум Р.П., Пикард Н.
Стрик П.Л. и др.
Novartis обнаружила Symp. 1998;218:64-75; обсуждение 75-80, 104-8. doi: 10.1002/9780470515563.ch5.
Novartis обнаружила Symp. 1998.PMID: 9949816
Обзор.
Посмотреть все похожие статьи
использованная литература
Мейер Д. Д., Афлало Т.Н., Кастнер С., Грациано М.С. Сложная организация первичной моторной коры человека: исследование фМРТ с высоким разрешением. J Нейрофизиол. 2008 г., октябрь; 100 (4): 1800-12.
—
ЧВК
—
пабмед
He SQ, Дум RP, Стрик PL. Топографическая организация корково-спинномозговых проекций от лобной доли: двигательные зоны на медиальной поверхности полушария. Дж. Нейроски. 1995 г., май; 15 (5, часть 1): 3284–306.
—
ЧВК
—
пабмед
de Brouwer EJM, Kockelkoren R, De Vis JB, Dankbaar JW, Velthuis BK, Takx RA, De Jonghe A, Emmelot-Vonk MH, Koek HL, de Jong PA, голландские исследователи острого инсульта (DUST) Распространенность и сосудистые факторы риска кальцификаты базальных ганглиев у пациентов с риском цереброваскулярных заболеваний.