Детали двигателя внутреннего сгорания с картинками: блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун

блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун

Рассмотрим устройство двигателя автомобиля и его базовые части: блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун.

Для будущего автомобильного механика, диагноста устройство двигателя автомобиля является одной из ключевых тем. Именно двигатель обеспечивает транспортное средство энергией, которая нужна для его движения. 

Чаще всего механизм запуска устройства двигателя автомобиля возможен за счёт применения бензина или дизеля (дизельного топлива). Сгораемое внутри мотора топливо продуцирует тепло, что приводит к увеличению температуры газов внутри цилиндра двигателя и росту давления газов. Подвижные части двигателя под их влиянием вступают в работу, и тепловая энергия преображается в механическую.

Базовые части двигателя

Чтобы хорошо понимать устройство двигателя автомобиля, важно разбираться, что из себя представляет блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун.

Блок 

Металлическую основу мотора, остов называют блоком. Это корпусная деталь. Именно к блоку крепятся механизмы и отдельные части мотора и его систем.

Иногда можно встретиться с термином «блок», иногда – с терминами «блок двигателя», «блок цилиндров». Всё это одно и тоже.
Блок двигателя берёт на себя серьёзные нагрузки. Поэтому контроль качества при его изготовлении должен быть предельно высок. Огромное внимание уделяется как материалу, так и уровню точности изготовления детали. Для производства используются высокоточные станки.

Раньше блоки изготавливали из перлитного чугуна с легирующими добавками. Популярность чугуна при изготовлении блоков легко объяснима тем, что материал износостоек, стабилен по своим свойствам, малочувствителен к перегреву, адаптивен к ремонту. Сейчас некоторые производители также выпускают блоки из алюминиевого, магниевого сплава. В этом случае есть выигрыш, связанный с весом мотора. Это очень актуально для блоков моторов спорткаров.

Цилиндр 

Рядом с понятием «блок» стоит понятие «цилиндр». Под цилиндром подразумевается цилиндрическое отверстие, высверленное в блоке.  То есть это рабочая камера объёмного вытеснения.

Уплотнение верхней стороны цилиндра обеспечивает головка. Именно в ней находятся: 

• Клапаны. Обеспечивают (в процессе открытия-закрытия) поступление в цилиндр воздуха, топливовоздушной смеси. Также среди функций клапанов обеспечивают очистку камеры сгорания цилиндра от отработавших (выхлопных) газов. Закрытие клапанов и удержание их в таком состоянии обеспечивают клапанные пружины.
• Распредвалы (элементы привода клапанов). От них зависит то, как открываются клапаны, сколько времени они находятся в открытом состоянии
• Механизмы привода клапанов. Функция идентична. И, как видно, из названия – это привод клапанов. Но сами механизмы могут быть разными. Всё зависит от мотора: например, бензиновый, дизельный.

Цилиндр играет роль направляющего для поршня.

Поршень, поршневые кольца и шатун

Цилиндрическая деталь или совокупность деталей, которая преобразует энергию горения топливо в механическую энергию, называется поршнем.

В проточках на боковой поверхности поршня вставлены поршневые кольца. Благодаря им между поршнем и стенкой цилиндра создаётся уплотнение. Задача поршневых колец заключается в создании барьера для перетекания из камеры сгорания в картер коленчатого вала газов.

Среди задач поршня:

• Оказание силового воздействия на шатун.
• Отвод тепла от камеры сгорания.
• Герметизация камеры сгорания.

Подвижное соединение между поршнем и коленчатым валом обеспечивает шатун. Именно шатун передаёт силу движущегося поршня к вращающемуся коленчатому валу.

Коленчатый вал 

Коленчатый вал – это важная составляющая кривошипно-шатунного механизма. Кривошип коленчатого вала создает возвратно-поступательное движение поршня через шатун (подвижный элемент), то есть возвратно-поступательное движение поршня превращается в крутящий момент. Физически коленвал расположен в нижней части двигателя. Снизу коленвал прикрыт картером – самой внушительной неподвижной и полой частью двигателя, закреплённой на блоке сбоку. Визуально картер напоминает поддон.

Конструкция коленчатого вала состоит из несколько шеек (коренных и шатунных). Они соединены щеками, соединенных между собой щеками. Место перехода от шейки к щеке всегда является самым нагруженным у коленвала.

На коленчатый вал приходятся переменные нагрузки от сил давления газов.
Для того, чтобы не возникало осевых перемещений коленчатого вала, используется упорный подшипник скольжения. Он устанавливается на одной из шеек (средней или крайней).

Несколько важных терминов, касающихся устройства двигателя автомобиля

Камера сгорания –замкнутое пространство, где осуществляется воспламенение и горение топливовоздушной смеси. Сверху камера сгорания ограничена нижней поверхностью головки цилиндра, сбоку – стенками цилиндра, снизу –днищем поршня.
Толкатели клапанов, подъёмники –промежуточное звено, необходимое для передачи движения от распределительного вала к остальным частям механизма привода клапанов.
Коромысла (рокеры). Детали двигателя, функции которых заключаются в передаче движения от распределительного вала к клапанам.

Маховик. Деталь, ответственная за обеспечение равномерного вращения коленчатого вала. На цилиндрической устанавливается зубчатый венец. Он помогает провести пуск электростартера.

На схеме представлено расположение основных частей двигателя при рассмотрении его со стороны его задней части. На фланце коленчатого вала видны отверстия под болты, с помощью которых к фланцу крепится маховик с зубчатым венцом, или платина привода гидравлического трансформатора автоматической трансмиссии. Источник: Ford.

Автомобильные двигатели

Большинство двигателей автомобилей многоцилиндровые. Это значит при работе используется два или несколько цилиндров и два или несколько поршней.   

Автопром выпускает машины с 2-; 3-; 4-; 5-; 6; 8-; 10- и 12-цилиндровыми двигателями. 
Чем больше цилиндров у мотора, тем больше возможностей для увеличения мощности двигателя. Если нужен двигатель, предназначенный для езды по бездорожью либо машина, развивающая сверхвысокие скорости, актуально именно устройство двигателя автомобиля, ориентированное на большое количество цилиндров. Устройство двигателя с большим количеством цилиндров обеспечивает отличную равномерность вращения коленчатого вала, ведь угол поворота коленчатого вала при 10, 12 цилиндрах – очень небольшой.

Но у 2-х цилиндровых двигателей есть другое преимущество: самые лучшие показатели топливной эффективности.

Циклы двигателя

Устройство двигателя автомобиля всегда рассматривается в купе с его рабочим циклом.
Физически цикл – это периодически повторяющиеся процессы в каждом его цилиндре. Достаточно подробно разница между работой четырёхтактного и двухтактного двигателя отражена в нашей статье о двигателе внутреннего сгорания.

Сегодня мы остановимся на работе четырёхтактных моторов. Именно по четырёхтактному циклу работает большинство современных автодвигателей. Хотя сам принцип двигателя был изобретён Николаусом Отто в 19-м веке.

Поршень четырёхтактного двигателя совершает нисходящее и восходящее движение. Эта работа укладывается в один оборот коленчатого вала. При втором обороте коленчатого вала вновь повторяют эти движения.

1. Такт впуска (всасывания). Поступление в цилиндр двигателя свежего заряда: воздуха- от дизельного мотора бензинового двигателя с прямым вспрыском или топливовоздушной смеси, от газово-топливного двигателя, мотора с распределенным или центральным впрыском топлива, или газо-топливные двигатели). В результате разрежения, созданного поршнем, перепад давления между давлением в цилиндре и давление окружающего воздуха, заряд втягивается непосредственно в цилиндр.

2. Такт сжатия. Шатун толкает поршень. Поршень сжимает газообразный свежий заряд в цилиндре. Устройство дизельного двигателя настроено на то, чтобы температура сжатых газов должна достигла температуры воспламенения топлива. Если же речь идёт об устройстве газо-топливного, бензинового двигателя температура в конце такта сжатия достигать температуры воспламенения топлива не должна. Воспламенение производится от электроискрового разряда свечи зажигания.

3. Такт рабочего хода. Температура газов в цилиндре снижается, энергия горящих газов преобразуется в механическую энергию.

4. Такт выпуска отработавших газов. Поршень движется снизувверх. Отработавшие газы выходят из цилиндра через выпускной клапан.

Устройство двигателя автомобиля устроено так, что четыре такта повторяются циклично. Посредством маховика механическая энергия превращается во вращательное движение коленвала.

Модульное обучение автоосновам доступно при изучении электронных программ по профессиям. Удобный дистанционный формат обучения.

Двигатель внутреннего сгорания

26. 07.2014 /
30.03.2019

  •  

62292 /
13106

ДВС или двигатель внутреннего сгорания — это механизм, который принадлежит к тепловым машинам. Принцип действия двигателя внутреннего сгорания — преобразование тепловой энергии, получаемой от сгорания жидкого топлива, в механическую.

Поршни и шатуны

Простейший ДВС состоит из блока двигателя — чугунной или алюминиевой детали, в которой вырезается рабочий цилиндр. По цилиндру, совершая возвратно-поступательные движения движется поршень. Поршень, как правило, сделан из легкого и прочного сплава, поскольку должен длительное время выдерживать значительные нагрузки и температуры, при этом не разрушаясь и не деформируясь.

С одной стороны поршень соединен с шатуном. Это узел, обеспечивающий связь поршня с коленчатым валом. Представляет из себя цельнолитую деталь со сквозным неразъемным отверстием со стороны поршня и сквозным разъемным кольцом со стороны коленчатого вала. Шатун, соединенный с поршнем называется поршневой группой, поскольку сами по себе они практически бесполезны.

Коленчатый вал

Коленчатый вал — это вторая по массивности деталь двигателя. Представляет собой сложный вал, разбитый на условные сектора, некоторые из которых смещены относительно центра вращения вала. Каждый такой сектор отполирован до зеркальной поверхности и называется шейкой. Каждая шейка коленчатого вала — создана для того, чтобы работать в скользящей паре «шейка — шатун» или «шейка — опорный подшипник». Подшипники, на которых лежит коленвал, как правило скольжения. Он отполирован до зеркального состояния. На противоположной стороне колена, называемого шейкой, обычно делается наплыв для балансировки вала. Такая система называется кривошипно-шатунный механизм (КШМ).

Вал, соединенный с поршнем через шатун, создает жесткую структуру, которая обеспечивает преобразование вращательных движений коленвала в возвратно-поступательные движения поршня в цилиндре и наоборот.

Сверху блок цилиндров закрывается головкой двигателя, в которой находится распределительнй вал, клапана и каналы впуска-выпуска. Распредвал жестко связан с коленвалом посредством цепной или ременной передачи. Распредвал открывает и закрывает впускные и выпускные клапана. Такая конструкция применяется в четырехтактном двигателе Отто. Этот механизм ДВС называется газораспределительный механизм (ГРМ). Он обеспечивает отвод выхлопных газов из цилиндра, впуск топливовоздушной смеси в цилиндр перед тактом сжатия, обеспечивает герметичность камеры во время сжатия и сгорания топливной смеси.

Система запускается с помощью стартера. Стартер представляет собой либо механический привод, например педаль в мопедах и некоторых мотоциклах, или шнур в мотопилах или газонокосилках. В четырехтактных двс используется, как правило электрический стартер, который приводится в движение с помощью аккумуляторной батареи.

Двигатель внутреннего сгорания может быть двух, четырех и даже шести тактным.

Такты ДВС

Каждый такт поршневого двигателя внутреннего сгорания обозначает завершенное действие. Например в двухтактном двигателе тактов два — первый — рабочий, когда топливо засасывается, одновременно с выходом наружу отработанных газов, второй — когда топливо сжимается и происходит его сгорание. В двухтактном двигателя каналы впуска и выпуска входят прямо в цилиндр, но расположены на разному ровне, что позволяет отработанным газам выходить раньше, чем поршень открывает второй, впускной канал.

Четырехтактный двигатель, соответственно, имеет четыре этапа действия.

Первый — поршень идет вниз, при этом открыт впускной клапан открыт — в рабочий объем засасывается порция топливно-воздушной смеси (ТВС).

Второй такт — оба клапана закрыты, поршень идет вверх, сжимая ТВС. Когда поршень доходит до верхней мертвой точки (ВМТ), второй такт заканчивается.

Начинается третий такт — поршень проходит ВМТ, коленвал при этом поворачивается примерно на два-три градуса и происходит запал ТВС путем мощной искры из свечи зажигания. ТВС воспламеняется и начинает расширяться, активно сгорая. Поршень уходит вниз. В нижней мертвой точке НМТ, заканчивается третий такт.

Четвертый такт — поршень идет вверх, открывается выпускной клапан цилиндра — отработанные газы выходят в выхлопной коллектор.

01:4025.12.2007

Work cycle of 4-stroke internal combustion engine 3D

Рабочий цикл 4-х тактного двигателя внутреннего сгорания

03:1311.10.2006

Deutz engine 1

mechanical engineering is really interesting! Dont judge a book by its cover.

Преимуществом четырехтактного двигателя является высокий коэффициент наполнения во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала, низкая чувствительность к падению давления в выпускной системе, возможность управления кривой наполнения путем подбора фаз газораспределения и конструкцией впускной системы. Почти все автомобильные двигатели это четырехтактные поршневые двигатели внутреннего сгорания. Они обладают множеством характеристик – такие как крутящий момент, мощность, степень сжатия, расход топлива, выброс вредных веществ и т. д., которые во многом зависят от их конструктивных особенностей.

Любой ДВС — это по сути насос, который способен черпать энергию из прокачиваемого топлива, сгораемого в нем в процессе прокачки.

Из чего состоит двигатель?

Названия групп автозапчастей

Предлагаем услуги:

Где Вы предпочитаете обслуживать двигатель?

На специализированной СТО

На фирменной СТО

По рекомендации

Где дешевле

Несложные работы — сам

Обслуживаю полностью сам

Компоненты двигателя внутреннего сгорания

Чтение и знание того, как работает двигатель внутреннего сгорания , это нормально, но незнание его компонентов делает его бесполезным. Связанный компонент двигателя автомобиля заставляет волшебство работать под капотом, ну, для некоторых людей это выглядит как волшебство.

Автомобильный двигатель состоит из различных компонентов разных размеров, выполняющих различные функции. Эта статья ориентирована на распространенный тип автомобильного двигателя « двигатель внутреннего сгорания ».

Современный вариант деталей двигателя сочетает в себе как механические, так и электрические компоненты. Прочтите несколько важных статей о двигателях внутреннего сгорания…

Подробнее: Типы автомобильных двигателей

Автомобильные двигатели заключены в герметичный упругий металлический цилиндр. Он содержит целых шестнадцать цилиндров, но большинство современных автомобилей имеют от четырех до восьми цилиндров. Читая мои предыдущие статьи, вы поняли, что функция цилиндра заключается в том, чтобы открывать и закрывать по времени, позволяя топливу и воздуху поступать в камеру сгорания и выпускать выхлопные газы. ну, это уже объясненное содержание. Проверьте это по ссылке выше!

В этой статье я распространил список основных частей двигателя внутреннего сгорания и их схемы и их функции.

Подробнее: Понимание работы автомобильного мозга

Содержание

• • 042

  Ниже приведены общие детали двигателя внутреннего сгорания:

  1. Цилиндр :

  Эти детали автомобильного двигателя расположены в блоке цилиндров, также известном как блок цилиндров. Он содержит вкладыш или рукава вокруг него. Этот вкладыш изнашивается при работе и может быть легко заменен. Цилиндры имеют часть или пространство для движения поршня вверх и вниз, в результате чего происходит сгорание.

  Цилиндры характеризуются диаметром диаметра и ходом. Отверстие — это внутренний диаметр, а ход — это эффективная длина вдоль поршня, совершающего возвратно-поступательное движение, т. Е. Движение поршня от ВМТ до НМТ, они являются самой верхней и самой нижней точкой хода.

  Как работает двигатель внутреннего сгорания…

  Пожалуйста, включите JavaScript

  Как работает двигатель внутреннего сгорания?!

  В блоке цилиндров также имеется некоторое пустое пространство вокруг и между отдельными цилиндрами, эти полые части известны как кожухи. Он позволяет охлаждающей жидкости поступать и циркулировать, обеспечивая эффективное рассеивание тепла в случае двигателей с жидкостным охлаждением.

  2. Поршень :

  Поршень представляет собой цилиндрическую деталь, которая движется вверх и вниз в цилиндре, обеспечивая полный цикл сгорания (впуск, сжатие, сгорание, выпуск). Посмотрите, как этот процесс работает ниже.

  Диаметр поршня немного меньше диаметра цилиндра во избежание быстрого износа поверхности поршня. В круглых выемках на поверхностях поршня установлены три кольца, известные как поршневые кольца. Эти кольца изготовлены из алюминия, имеют непосредственный контакт с гильзой цилиндра, что препятствует износу поршня.

  Два первых кольца являются компрессионными кольцами, они имеют фаску на внешней части, помогающую вызвать эффект картерных газов (предотвращение попадания отработавших газов внутри камеры сгорания в картер). Третье кольцо известно как маслосъемное кольцо, предотвращает попадание масла в камеру сгорания и обеспечивает правильное распределение масла по стенкам цилиндра.

  3. Коленчатый вал :

  Эти детали двигателя помогают преобразовывать скользящее движение поршня во вращательное движение через шатун. Он расположен под блоком цилиндров внутри кожуха, называемого картером. Коленчатый вал имеет изогнутые и смещенные относительно оси вала выступы. В многоцилиндровом двигателе каждый цилиндр снабжен собственной шатунной шейкой, предназначенной для прикрепления поршня к шатуну.

  Часть коленчатого вала, называемая подшипником скольжения шейки коленчатого вала, известна как шатун и имеет подшипник скольжения. Другая его часть называется противовесом. Он предназначен для противодействия вибрациям растяжения, испытываемым коленчатым валом из-за возвратно-поступательного дисбаланса движущегося поршня в процессе сгорания. балансир кривошипа либо прикручен болтами к корпусу кривошипа, либо составляет его неотъемлемую часть.

  Коленчатые валы изготавливаются либо по частям, либо как единое целое. Цельная конструкция более предпочтительна, поскольку она не оставляет места для вибрации и обеспечивает лучший поток волокон и хорошую устойчивость к нагрузкам.

  Наконец, коленчатые валы обычно изготавливают из стали методом ковки или литья из ковкой стали. в то время как цельные коленчатые валы изготавливаются из термостойких углеродистых сталей. Некоторые другие стали, такие как микролегированные ванадием стали, также используются из-за более высокой прочности, которую они могут обеспечить без термической обработки.

  4. Шатун :

  Эти детали двигателя предназначены для соединения поршня с коленчатым валом. Как упоминалось ранее, он преобразует линейное движение поршня во вращательное движение кривошипа. Одна из его концевых частей прикреплена к поршню через поршневой палец, также известный как поршневой палец и поршневой палец. Другой конец прикреплен к шатунной шейке с помощью болтов, чтобы удерживать верхнюю и нижнюю крышки подшипников, называемые шатунными.

  Подшипник выполнен в виде двух полувкладышей, размещенных в шейке кривошипа шатуном шатуна. Оба конца не закреплены жестко для возможности поворота на угол. Следовательно, оба конца находятся в непрерывном движении и испытывают огромное напряжение от давления поршня.

  Шатун обычно изготавливается из кованой стали, а иногда и из алюминиевого сплава, когда предпочтение отдается легкому весу и способности поглощать сильные удары. Шатун изготавливается с высокой степенью точности, так как это чувствительная деталь, подверженная поломкам.

  Подпишитесь на нашу рассылку новостей

  5. Головка блока цилиндров :

  Эти детали двигателя служат в качестве покрытия блока цилиндров, клапана, коромысла и элемента зажигания. Он крепится болтами к блоку цилиндров с прокладкой головки блока цилиндров между ними.

  Головка блока цилиндров изготавливается из чугуна, а иногда и из алюминиевого сплава, когда требуется легкая деталь и поскольку она проводит тепло быстрее, чем чугун.

  В двигателе с верхним расположением распределительного вала распределительный вал размещен в головке с отсутствием толкателя клапанного механизма. Некоторые другие детали, такие как впускные, выпускные отверстия и камера сгорания, также имеют свое пространство под цилиндром, что делает его единым целым компонентом двигателя.

  6. Распределительный вал :

  Этот компонент двигателя внутреннего сгорания представляет собой вал с установленным на нем кулачком. его функции заключаются в управлении клапанами напрямую, сидя над ними или через коромысло и механизм толкателя. Время газораспределения определяется размером распределительного вала. То есть открытие и закрытие клапанов регулируется распределительным валом, который установлен на коленчатом валу либо непосредственно через редуктор, либо косвенно через шкив и зубчатый ремень.

  Распределительный вал, соединенный с кривошипом шестерней, требовал толкателя и толкателя вместе с коромыслами. Распределительный вал обычно изготавливается из отливок из закаленного чугуна и стальных заготовок, используемых при изготовлении высококачественных. Назначение закаленного железа обеспечивает большую износостойкость и твердость поверхности.

  7. Клапаны :

  Клапаны, известные как тарельчатые клапаны на двигателях внутреннего сгорания. Он состоит из длинного тонкого круглого стержня, называемого штоком клапана, и плоского круглого диска, называемого головкой клапана, который сужается вдоль тонкого стержня. Функция клапана заключается в включении клапана для свежего впуска топлива и воздуха и выпуска отработавших газов (выхлопных газов). Открытие и закрытие клапана вызвано скользящим движением распределительного вала и связанных с ним рычажных механизмов.

  Клапаны двигателей изготовлены из стальных сплавов, наполненных натрием для увеличения теплопередающей способности. Наконец, клапаны двухсекционные; впускной/впускной клапан, который позволяет свежему заряду поступать в камеру, когда он открыт, а выпускной/выпускной клапан позволяет выходить выхлопным газам.

  8. Коромысло :

  Эта деталь двигателя внутреннего сгорания играет важную роль, поскольку она передает вращательное движение кулачка или коленчатого вала через толкатель/защелку и преобразует его в линейное движение штока клапана, помогая вдавить головку клапана

  Головка коромысла изготовлена ​​из стальных штамповок для двигателей малой и средней мощности, тогда как головка коромысла тяжелого дизельного двигателя изготовлена ​​из чугуна и кованой углеродистой стали, поскольку она обеспечивает большую прочность и жесткость. Коромысел колеблются вокруг неподвижного шарнирного стержня в головке блока цилиндров.

  9. Картер двигателя :

  Эти компоненты двигателя внутреннего сгорания расположены под блоком цилиндров, содержащим подшипники, которые вращают кривошип. Этот коренной подшипник представляет собой подшипник скольжения с достаточным запасом масла. Четырехцилиндровые рядные бензиновые двигатели содержат три подшипника в картере, по одному на каждом конце и один в середине, в то время как дизельные двигатели имеют пять коренных подшипников, по одному на каждом конце и по одному между каждым цилиндром.

  Картер двигателя изготовлен из чугуна и алюминия, из того же материала, что и блок цилиндров. Картер служит двигателю для многих целей, поскольку помогает защитить его внутренний механизм от пыли, грязи и некоторых других материалов. Он также служит корпусом, который закрывает коленчатый вал и шатун, удерживая масло и воздух.

  10. Масляный насос и поддон :

  Масляный насос подает масло к различным частям двигателя для надлежащей смазки, очистки и охлаждения. Масляный насос в двигателе приводится в движение шестерней коленчатого вала. Масло подается под давлением к различным частям компонентов двигателя, что помогает смазывать и охлаждать систему.

  Масляный картер служит хранилищем, содержащим камеру, в которой хранится масло. Масло поднимается масляным насосом из поддона через сетчатый сетчатый фильтр, который предотвращает попадание мусора и грязи в двигатель. Масляный фильтр и масляный радиатор пропускают масло, прежде чем распределить его по деталям двигателя. Масло возвращается в масляный поддон после выполнения своей работы.

  Другими компонентами автомобильных двигателей являются электрические, о которых будет рассказано в другой статье. В электрическую часть двигателя входят:

  • Генератор переменного тока
  • Стартер
  • Свеча зажигания
  • Электронная топливная форсунка
  • Катушка зажигания и т.д. Если вы это сделали, рассмотрите возможность поделиться этим постом со своими друзьями и студентами в социальных сетях. Спасибо!

    ДВИГАТЕЛЬ ДВС: КОМПОНЕНТЫ И ИХ ФУНКЦИИ, ТИПЫ И ТЕРМИНОЛОГИЯ

    Это двигатель, в котором сгорание топлива происходит внутри двигателя. Когда топливо сгорает внутри цилиндра двигателя, оно создает высокую температуру и давление. Эта сила высокого давления воздействует на поршень (устройство, которое свободно перемещается внутри цилиндра и передает силу давления на кривошип с помощью шатуна), который используется для вращения колес транспортного средства. В этих двигателях мы можем использовать только газы и высоколетучее топливо, такое как бензин, дизельное топливо. Эти двигатели в основном используются в автомобильной промышленности, производстве электроэнергии и т. д.

    Преимущества I.C. двигатель

     Обладает более высокой эффективностью по сравнению с двигателем с электронным управлением.
     Эти двигатели компактны и занимают меньше места.
     Первоначальная стоимость I.C. двигатель ниже, чем двигатель ЕС.
     Этот двигатель легко запускается в холодную погоду из-за использования высоколетучего топлива.

    КОМПОНЕНТЫ ДВИГАТЕЛЯ ДВС

    1. Блок цилиндров
    Цилиндр является основным корпусом двигателя внутреннего сгорания. Цилиндр – это часть, в которой происходит впуск топлива, сжатие топлива и сжигание топлива. Основная функция цилиндра — направлять поршень. Он находится в непосредственном контакте с продуктами сгорания, поэтому его необходимо охлаждать. Для охлаждения цилиндра на внешней стороне цилиндра расположена водяная рубашка (для жидкостного охлаждения, используемого в большинстве автомобилей) или ребро (для воздушного охлаждения, используемого в большинстве мотоциклов). На верхнем конце цилиндра головка цилиндра и на нижнем конце картера скреплены болтами. Верхняя часть цилиндра представляет собой камеру сгорания, в которой сгорает топливо. Чтобы справиться со всем этим давлением и температурой, возникающими при сгорании топлива, материал цилиндра должен иметь высокую прочность на сжатие. Поэтому он изготовлен из высококачественного чугуна. Он изготавливается методом литья и обычно отливается за одно целое.

    2. Головка блока цилиндров
    Верхний конец цилиндра двигателя закрыт съемной головкой блока цилиндров. В головке блока цилиндров есть два отверстия или отверстия, одно для впуска топлива, а другое для выхлопа. И впускной, и выпускной порты закрыты двумя клапанами, известными как впускной и выпускной клапаны. Впускной клапан, выпускной клапан, свеча зажигания, форсунка и т. д. крепятся болтами к головке блока цилиндров. Основная функция головки блока цилиндров – герметизировать блок цилиндров и не допускать попадания и выхода газов на крышку клапана головки блока цилиндров двигателя. Головка блока цилиндров обычно изготавливается из чугуна или алюминия. Изготавливается методом литья или ковки и обычно цельным.

    3. Поршень
    Поршень установлен на каждом цилиндре в качестве торца, воспринимающего давление газа и передающего усилие на шатун. Это первичный двигатель в двигателе. Основная функция поршня заключается в обеспечении герметичности цилиндра через отверстие и свободном скольжении внутри цилиндра. Поршень должен быть легким и достаточно прочным, чтобы выдерживать давление газа, возникающее при сгорании топлива. Таким образом, поршень изготовлен из алюминиевого сплава, а иногда и из чугуна, потому что поршень из легкого сплава расширяется больше, чем чугун, поэтому им требуется больший зазор до отверстия.

    4. Поршневые кольца
    Поршень должен достаточно свободно входить в цилиндр, чтобы он мог свободно перемещаться внутри цилиндра. Если поршень слишком плотно прилегает, он будет расширяться при нагревании и может плотно застрять в цилиндре, а если он будет слишком свободным, произойдет утечка давления пара. Для обеспечения хорошей герметичности и меньшего сопротивления трению между поршнем и цилиндром поршни снабжены поршневыми кольцами. Эти кольца устанавливаются в канавки, прорезанные в поршне. Они разделены на одном конце, поэтому они могут расширяться или скользить по концу поршня. Небольшой двухтактный двигатель имеет два поршневых кольца для обеспечения хорошей герметизации, а четырехтактный двигатель имеет дополнительное кольцо, известное как маслосъемное кольцо. Поршневые кольца изготовлены из мелкозернистого чугуна и высокоэластичного материала, не подверженного влиянию рабочего тепла. Иногда изготавливается из легированной пружинной стали.

    5. Шатун
    Шатун соединяет поршень с коленчатым валом и передает движение и усилие поршня на коленчатый вал. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Есть два конца шатуна; один известен как большой конец, а другой — как маленький конец. Большой конец соединен с коленчатым валом, а маленький конец соединен с поршнем с помощью поршневого пальца. Шатуны изготавливаются из никелевых, хромовых и хромованадиевых сталей. Для небольших двигателей материалом может быть алюминий.

    6. Коленчатый вал
    Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания воспринимает усилия или тягу, передаваемые поршнем на шатун, и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал установлен в подшипнике, поэтому он может свободно вращаться. Форма и размер коленчатого вала зависят от количества и расположения цилиндров. Обычно он изготавливается путем ковки стали, но некоторые производители используют специальные типы чугуна, такие как отливки из сфероидального графита или никелевого сплава, которые дешевле в производстве и имеют хороший срок службы.

    7. Подшипник двигателя
    Везде, где двигатель вращается, необходимы подшипники. Подшипники используются для поддержки движущихся частей. Коленчатый вал опирается на подшипник. Большой конец шатуна прикреплен к шатунной шейке на кривошипе коленчатого вала подшипником. Поршневой палец на маленьком конце используется для крепления штока к поршню, который также находится в подшипниках. Основная функция подшипников заключается в уменьшении трения между этими движущимися частями. В двигателе внутреннего сгорания используются подшипники скольжения и качения. Подшипник скольжения, который иногда называют втулкой, используется для крепления шатуна к поршню и коленчатому валу. Они разделены, чтобы их можно было установить в двигатель. Подшипник качения и шариковый подшипник используются для поддержки коленчатого вала, чтобы он мог свободно вращаться. Типичная половина подшипника изготовлена ​​из стали или бронзы, на которую наносится покрытие из относительно мягкого материала подшипника.

    8. Картер
    Основной корпус двигателя, к которому крепятся цилиндры и который содержит коленчатый вал и подшипник коленчатого вала, называется картером. Он также служит системой смазки и иногда его называют масляным поддоном. В него помещается все масло для смазки.

    9. Клапаны
    Для управления впуском и выпуском двигателя внутреннего сгорания используются клапаны. Количество клапанов в двигателе зависит от количества цилиндров. Для каждого цилиндра используются два клапана: один для впуска топливовоздушной смеси внутрь цилиндра, а другой для выпуска продуктов сгорания. Клапаны установлены в порт на головке цилиндров с помощью сильной пружины. Этой весной держите их закрытыми. Оба клапана обычно открываются внутрь.

    10. Свеча зажигания
    Используется в двигателях с искровым зажиганием. Основная функция свечи зажигания заключается в проведении высокого потенциала от системы зажигания в камеру сгорания для воспламенения топливной смеси сжатого воздуха. Устанавливается на головку блока цилиндров. Свеча зажигания состоит из металлической оболочки с двумя электродами, изолированными друг от друга воздушным зазором. При подаче высокопотенциального тока на свечу зажигания она соскакивает с питающего электрода и производит необходимую искру.

    11. Форсунка
    Форсунка обычно используется в двигателях с воспламенением от сжатия. Он впрыскивает топливо в камеру сгорания в конце такта сжатия. Устанавливается на головку блока цилиндров.

    12. Коллектор
    Основной функцией коллектора является подача топливовоздушной смеси и сбор выхлопных газов в равной степени со всех цилиндров. В двигателе внутреннего сгорания используются два коллектора, один на впуск, другой на выпуск. Обычно они изготавливаются из алюминиевого сплава.

    13. Распределительный вал
    Распределительный вал используется в двигателе внутреннего сгорания для управления открытием и закрытием клапанов в нужное время. Для правильной работы двигателя впускной клапан должен открываться в конце такта выпуска и закрываться в конце такта впуска. Таким образом, для регулирования его времени используется кулачок овальной формы, который оказывает давление на клапан, чтобы открыть его, и отпустить, чтобы закрыть. Он приводится в движение ремнем ГРМ, который приводится в движение коленчатым валом. Он размещается в верхней или нижней части цилиндра.

    14. Поршневой палец или поршневой палец
    Это параллельные шпиндели из закаленной стали, вставленные в втулки поршня и малые концевые втулки или проушины для обеспечения поворота шатунов. Он соединяет поршень с шатуном. Он сделан полым для легкости.

    15. Толкатель
    Толкатель используется, когда распределительный вал расположен в нижней части цилиндра. Он передает движение распределительного вала на клапаны, расположенные в головке блока цилиндров.

    16. Маховик
    Маховик закреплен на коленчатом валу. Основной функцией маховика является вращение вала во время подготовительного хода. Это также делает вращение коленчатого вала более равномерным.

    ТИПЫ ДВИГАТЕЛЯ ДВС

    Двигатели внутреннего сгорания двигатель широко используется в автомобильной промышленности, поэтому он также известен как автомобильный двигатель. Автомобильный двигатель можно классифицировать по-разному.

    По числу тактов:

    1. Двухтактный двигатель
    В двухтактном двигателе поршень совершает один оборот вверх и вниз внутри цилиндра и совершает один оборот коленчатого вала за одно время впрыска топлива. Этот тип двигателя имеет более высокий крутящий момент по сравнению с четырехтактным двигателем. Они обычно используются в скутерах, насосных установках и т. д.

    2. Четырехтактный двигатель
    В четырехтактном двигателе поршень совершает два оборота вверх и вниз внутри цилиндра и совершает два оборота коленчатого вала за одно время сжигания топлива. Этот тип двигателей имеет более высокий средний показатель по сравнению с двухтактным двигателем. Они обычно используются в мотоциклах, автомобилях, грузовиках и т. д.

    В зависимости от конструкции двигателя:

    1. Поршневой двигатель (поршневой двигатель)
    В поршневом двигателе сила давления создается за счет сгорания топлива, оказываемого на поршень (устройство, которое свободно совершать возвратно-поступательные движения внутри цилиндра). Поршень начинает возвратно-поступательное движение (вперед и назад). Это возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное с помощью коленчатого вала. Так коленчатый вал начинает вращаться и заставлять вращаться колеса автомобиля. Они обычно используются во всех автомобилях.

    2. Роторный двигатель (двигатель Ванкеля)
    В роторном двигателе имеется ротор, который может свободно вращаться. На этот ротор действует сила давления, возникающая при сгорании топлива, поэтому ротор вращается и начинает вращать колеса транспортного средства. Этот двигатель разработан Ванкелем в 1957 году. В настоящее время этот двигатель не используется в автомобилях.

    В зависимости от используемого топлива:

    1. Дизельный двигатель
    В этих двигателях в качестве топлива используется дизельное топливо. Они используются в грузовиках, автобусах, автомобилях и т. д.

    2. Бензиновый двигатель
    В этих двигателях в качестве топлива используется бензин. Они используются в мотоциклах, спортивных автомобилях, роскошных автомобилях и т. д.

    3. Газовый двигатель
    В этих двигателях в качестве топлива используется СПГ и СНГ. Они используются в некоторых легковых автомобилях.

    По способу воспламенения:

    1. Двигатель с воспламенением от сжатия
    В этих типах двигателей нет дополнительного оборудования для воспламенения топлива. В этих двигателях сгорание топлива начинается из-за повышения температуры при сжатии воздуха. Поэтому он известен как двигатель с воспламенением от сжатия.

    2. Двигатель с искровым зажиганием
    В этих типах двигателей воспламенение топлива начинается от искры, создаваемой внутри цилиндра дополнительным оборудованием (свечей зажигания). Поэтому он известен как двигатель с искровым зажиганием.

    По количеству цилиндров:

    1. Одноцилиндровый двигатель
    В этом типе двигателей имеется только один цилиндр и один поршень, соединенный с коленчатым валом.

    2. Многоцилиндровый двигатель
    В двигателях этого типа имеется более одного цилиндра и поршень, соединенный с коленчатым валом

    По расположению цилиндров:

    1. Рядный двигатель
    В двигателях данного типа цилиндры расположены по прямой линии один за другим по длине коленчатого вала.

    2. V-образный двигатель
    Двигатель с двумя рядами цилиндров, расположенными под углом друг к другу, и с одним коленчатым валом, известный как V-образный двигатель.

    3. Двигатель с оппозитным расположением цилиндров
    Двигатель с двумя противоположными рядами цилиндров на одном коленчатом валу (двигатель V-образного типа с углом между рядами 180°).

    4. Двигатель W-типа
    Двигатель, аналогичный двигателю V-типа, но с тремя рядами цилиндров на одном коленчатом валу, известный как двигатель W-типа.

    5. Противоположный поршневой двигатель
    В этом типе двигателя в каждом цилиндре два поршня с камерой сгорания в центре между поршнями. В этом двигателе один процесс сгорания вызывает два рабочих такта одновременно.

    6. Радиальный двигатель
    Это двигатель с поршнями, расположенными в круговой плоскости вокруг центрального коленчатого вала. Шатуны поршней соединены с главным шатуном, который, в свою очередь, соединен с коленчатым валом.

    По способу впуска воздуха:

    1. Без наддува
    В этом типе двигателей поступление воздуха в цилиндр происходит за счет атмосферного давления.

    2. Двигатель с наддувом
    В этом типе двигателя давление воздуха на впуске увеличивается за счет компрессора, приводимого в движение коленчатым валом двигателя.

    3. Двигатель с турбонаддувом
    В этом типе двигателя давление воздуха на впуске увеличивается за счет использования турбинного компрессора, приводимого в движение выхлопными газами сжигаемого топлива.

    ТЕРМИНОЛОГИЯ ДВИГАТЕЛЯ

    1. Верхняя мертвая точка (ВМТ)
    В поршневом двигателе поршень движется вперед и назад в цилиндре. Когда поршень движется вверх в цилиндре, точка, в которой поршень останавливается или меняет свое направление, называется верхней мертвой точкой. Он расположен на верхнем конце цилиндра.

    2. Нижняя мертвая точка (НМТ)
    Когда поршень движется вниз, точка, в которой поршень останавливается или меняет свое направление, называется нижней мертвой точкой. Он расположен в нижней части цилиндра.

    3. Ход (L)
    Максимальное расстояние, проходимое поршнем в одном направлении, называется ходом. Это расстояние между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой.

    4. Отверстие (b)
    Внутренний диаметр цилиндра, известный как отверстие цилиндра.

    5. Максимальный или общий объем цилиндра (Vtotal)
    Это объем цилиндра, когда поршень находится в нижней мертвой точке. Как правило, он измеряется в кубических сантиметрах (кубических сантиметрах).

    6. Минимальный или зазорный объем цилиндра (Vclearance)
    Объем цилиндра, когда поршень находится в верхней мертвой точке.

    7. Охватываемый или вытесняемый объем (Vswept)
    Это объем, охватываемый поршнем. Разница между общим объемом и клиренсом называется рабочим объемом.

    Рабочий объем = Общий объем – Рабочий объем

    8. Степень сжатия
    Отношение максимального объема к минимальному объему цилиндра называется степенью сжатия. Это от 8 до 12 для двигателей с искровым зажиганием и от 12 до 24 для двигателей с воспламенением от сжатия.

    Степень сжатия = общий объем / клиренс

    9. Задержка воспламенения
    Это интервал времени между началом зажигания (запуск свечи зажигания в двигателе внутреннего сгорания и впрыск топлива в двигателе внутреннего сгорания) и фактическим началом сгорания.

    10. Отношение диаметра хода
    Отношение диаметра хода – это отношение диаметра цилиндра (диаметр цилиндра) к длине хода. Обычно он равен единице для небольшого двигателя и меньше единицы для большого двигателя.