Двигатель внутреннего сгорания

В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным видом автомобильного двигателя. Двигателем внутреннего сгорания (сокращенное наименование – ДВС) называется тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу.

Различают следующие основные типы ДВС:

· поршневой двигатель внутреннего сгорания;

· роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания;

· газотурбинный двигатель внутреннего сгорания.

Достоинствами поршневого двигателя внутреннего сгорания, обеспечившими его широкое применение, являются:

ü автономность;

ü универсальность (сочетание с различными потребителями);

ü невысокая стоимость;

ü компактность;

ü малая масса;

ü возможность быстрого запуска;

ü многотопливность.

Вместе с тем, двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков, к которым относятся:

· высокий уровень шума;

· большая частота вращения коленчатого вала;

· токсичность отработавших газов;

· невысокий ресурс;

· низкий коэффициент полезного действия.

В зависимости от вида применяемого топлива различают следующие поршенвые ДВС:

Ø бензиновые двигатели;

Ø дизельные двигатели.

Альтернативными видами топлива, используемыми в двигателях внутреннего сгорания, являются природный газ, спиртовые топлива – метанол и этанол, водород.

Водородный двигатель с точки зрения экологии является перспективным, т.к. не создает вредных выбросов. Наряду с ДВС водород используется для создания электрической энергии в топливных элементах автомобилей.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет следующее общее устройство:

§ корпус;

§ кривошипно-шатунный механизм;

§ газораспределительный механизм;

§ впускная система;

§ топливная система;

§ система зажигания (бензиновые двигатели);

§ система смазки;

§ система охлаждения;

§ выпускная система;

§ система управления.

Корпус двигателя объединяет блок цилиндров и головку блока цилиндров. Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Газораспределительный механизм обеспечивает своевременную подачу в цилиндры воздуха или топливно-воздушной смеси и выпуск отработавших газов.

Впускная система предназначена для подачи в двигатель воздуха. Топливная система питает двигатель топливом. Совместная работа данных систем обеспечивает образование топливно-воздушной смеси. Основу топливной системы составляет система впрыска.

Система зажигания осуществляет принудительное воспламенение топливно-воздушной смеси в бензиновых двигателях. В дизельных двигателях происходит самовоспламенение смеси.

Система смазки выполняет функцию снижения трения между сопряженными деталями двигателя. Охлаждение деталей двигателя, нагреваемых в результате работы, обеспечивает система охлаждения. Важные функции отвода отработавших газов от цилиндров двигателя, снижения их шума и токсичности предписаны выпускной системе.

Система управления двигателем обеспечивает электронное управление работой систем двигателя внутреннего сгорания.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на эффекте теплового расширения газов, возникающего при сгорании топливно-воздушной смеси и обеспечивающего перемещение поршня в цилиндре.

Работа поршневого ДВС осуществляется циклически. Каждый рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала и включает четыре такта (четырехтактный двигатель):

Ø впуск;

Ø сжатие;

Ø рабочий ход;

Ø выпуск.

Выпускная система (другое наименование система выпуска отработавших газов, выхлопная система) предназначена для отвода отработавших газов от цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности.