Як працює двигун внутрішнього згоряння?

Двигун внутрішнього згоряння зобов`язаний своєю появою заповзятливому французькому винахіднику Філіпу Лебону. У 1799 році він відкрив світильний газ, а через два роки взяв патент на конструкцію газового двигуна. Саме з цього моменту і почалося їх стрімкий розвиток. Розглянемо, що з себе представляє і як працює двигун внутрішнього згоряння.

характеристики ДВС

В даний час двигун внутрішнього згоряння є найпоширенішим типом двигунів. Можна до безкінечності перераховувати транспортні засоби, в які він встановлюється. Виявити цей тип двигуна можна на автомобілях, танках, вертольотах, катерах, тракторах і т.д. Двигун внутрішнього згоряння являє собою тепловий двигун, усередині якого відбувається перетворення в механічну енергію частини хімічної енергії палива, що згорає. Прийнято розділяти двигуни на категорії, відбувається це відповідно до робочим циклом. Так двигуни внутрішнього згоряння бувають 2-х і 4-х тактний. Крім цього, ДВС діляться і по способам приготування горючої суміші: із внутрішнім і з зовнішнім (зокрема карбюраторні) смесеобразованием. А з вигляду перетворювача енергії двигуни поділяють на турбінні, поршневі, комбіновані і реактивні.

Принцип двигуна внутрішнього згоряння

В основі роботи ДВС лежить ефект вибухового згоряння паливно-повітряної суміші. Виглядає це наступним чином:

Суміш, підпалена з допомогою іскри, запалюється і починає стрімко збільшуватися в об`ємі. Це дає можливість використовувати для виконання корисної роботи силу розширюються газів.
Звичайний двигун внутрішнього згоряння може мати як один, так і кілька циліндрів, як правило, всього їх чотири.
У цих циліндрах розташовані поршні, а у верхній частині головки блоку знаходяться клапани, які забезпечують подачу суміші, а також випуск відпрацьованих газів.

Слід зазначити, що робота поршнів і клапанів синхронізована, що в свою чергу дозволяє виробляти подачу горючої суміші і випускати чітко в потрібні моменти відпрацьовані гази. Поршні з`єднуються шатунами з колінчастим валом. Саме на нього під час руху і передається крутний момент. Оскільки поршні мають верхню і нижню мертві точки, то на валу передбачений маховик. Він дозволяє проходити ці точки за рахунок поршневий групи, стабілізуючою роботу, і сили інерції. У нижній частині колінвал закривається картером.

Підготовка паливної суміші

У карбюраторі створюється горюча суміш необхідного складу. Під час натискання на педаль газу дана суміш стає найбільш багатою, а при відпуску педалі - біднішою. Таким чином і збільшується або зменшується розвивається двигуном сила. Для того щоб виключити потрапляння пилу в циліндри двигуна, що надходить повітря проходить через спеціальний фільтр. Потім робота двигуна внутрішнього згоряння відбувається наступним чином:

За допомогою подачі високої напруги на свічки запалювання, що вкручуються в верхню частину циліндрів, підпалюється горюча суміш.
Оскільки робота запалювання і поршнів точно синхронізована, то підпал паливоповітряної суміші здійснюється в верхньої мертвої точки в строго певний момент.
Далі поршень, за рахунок тиску воспламенившейся суміші, починає рухатися вниз, здійснюючи при цьому корисну роботу.
Коли відбувається його зворотний рух, починається видавлювання відпрацьованих газів, які проходять через відкритий випускний клапан. Після цього поршень знову йде вниз, і циліндр заповнюється топлівовоздушной сумішшю.
Наступний хід поршня вгору починає нагрівати і стискати горючу суміш, яка підпалюється, і чотиритактний цикл знову повторюється.

дизельні ДВС

Треба зауважити, що на сучасних двигунах застосовується впорскування палива в циліндри через форсунки, подачу якого контролюють електроніка. У свою чергу це дозволяє вести економну витрату палива і збільшити надійність двигуна. Дизелі, що не мають свічок запалювання, є однією з різновидів двигунів внутрішнього згоряння. У них займання палива здійснюється за рахунок стиснення поршнем в циліндрі паливної суміші. Щоб запустити такий двигун слід прокрутити його. Це досягається використанням бензинового або електричного стартера. Також, однією з переваг дизельного двигуна є його «Не перебірливість» до палива. Він може працювати навіть на дуже неякісної солярці, а іноді і на іншому виді палива (наприклад гасі), але при цьому двигун повинен бути розігрітим, інакше про затихне.

Його основним мінусом є складність в налаштуванні і регулюванню форсунок, вприскувальних паливо, а також висока температура замерзання самого палива, яке може застигнути при -10.