Устройство двигателя автомобиля

Сердце автомобиля – это его двигатель. Он предназначен для преобразования химической энергии топлива в поступательное движение техники.

Двигатели бывают дизельными и бензиновыми. Несмотря на различие в методах воспламенения горючего, они имеют одинаковое строение: состоят из тех же механизмов и систем.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)

Именно в этом механизме происходит преобразование энергии. Там молекулы топлива смешиваются с воздухом, воспламеняются от искры в бензиновых двигателях или под высоким давлением – в дизельных. Горение топливовоздушной смеси происходит в камерах сгорания. Каждую камеру образуют цилиндры, объединенные в блок, поршни и головка блока.

 

Под воздействием сил расширения газов – продуктов горения – поршни перемещаются вертикально в цилиндрах, передавая энергию через шатуны на коленчатый вал с маховиком. Поршни имеют специальные кольца. Роль одних – создать герметичность («компрессию») в камере сгорания, другие служат для удаления масла со стенок цилиндров, отсюда и название – компрессионные и маслосъемные поршневые кольца.

Газораспределительный механизм (ГРМ)

Через впускной клапан в камеру сгорания поступает воздух у дизельных двигателей или топливовоздушная смесь – у бензиновых. Отработавшие газы удаляются через выпускной клапан. За своевременное срабатывание первого и второго клапанов отвечает газораспределительный механизм.

Помимо них, в него входят распределительный вал (валы) и толкатели с коромыслами. Работа этого механизма синхронизирована относительно положения коленчатого вала. Двигатели по порядку работы ГРМ относительно фаз работы поршня различают на двухтактные и четырехтактные.

Системы двигателя

Для нормальной работы двигателя служат системы. Его рабочая температура в большинстве случаев – 80 – 90 градусов Цельсия. Для отвода лишнего тепла конструктивно предусмотрена система охлаждения. Она может быть простой – воздушной, где тепловая энергия выделяется в окружающую среду через пластины металла, или более сложной – жидкостной.

Жидкостная система охлаждения состоит из рубашки охлаждения, отводящей тепло от цилиндра, жидкостного насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя, радиатора, выделяющего тепло в атмосферу, термостатов, регулирующих потоки охлаждающей жидкости, и соединительных патрубков. Охлаждающая жидкость (теплоноситель) – тосол, антифриз или просто вода.

Топливо и воздух попадают в камеру сгорания благодаря системе питания. Воздух из атмосферы – по заборникам и патрубкам, иногда через турбину, горючее – из топливных баков с помощью насосов по патрубкам через топливную аппаратуру. И воздух, и топливо проходит фильтрацию.

В дизельных двигателях топливовоздушная смесь формируется прямо в цилиндрах. Воздух поступает через впускные клапаны, дизельное топливо туда распыляется форсункой под давлением. Давление создают специальные насосы. Воспламеняется эта смесь за счет высокого давления, создаваемого поршнем, для этого степень сжатия цилиндра у таких двигателей делают больше.

В бензиновых (газовых) двигателях, топливо и воздух смешиваются вне камеры сгорания – в карбюраторе или инжекторе, а их смесь воспламеняют свечи, входящие в систему зажигания. Помимо свечей, в нее входят катушки зажигания, распределитель и провода.

Снижает силы трения деталей КШМ система смазки, состоящая из насоса, фильтра и каналов. Отработавшие газы выходят в окружающую среду через систему вывода, состоящей из труб из патрубков. За пуск двигателя отвечает система электроснабжения, состоящая их аккумулятора, стартера, генератора и элементов управления. Иногда функции стартера и генератора выполняет один элемент. Генератор, масляный, жидкостной и топливные насосы приводятся в действие от коленчатого вала двигателя.

Вот, пожалуй, и все устройство большинства двигателей внутреннего сгорания. Отдельного упоминания заслуживают электрические системы двигателя — стартер и генератор.