Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания — устройство, применяемое в большинстве современных автомобилей и других видов транспорта. Из-за надежности и эффективности, он долгое время остается самым распространенным типом двигателя.
Основой работы двигателя является принцип сгорания топлива внутри цилиндров. Каждый цилиндр двигателя выполняет четыре такта работы: впуск, сжатие, рабочий и выпуск.
Первый такт – впуск, осуществляется при помощи впускной трубы. Она подает свежий воздух во впускной коллектор, где проводится смешение воздушно-топливной смеси в бензиновом двигателе или впрыска топлива в дизельном двигателе. Поступая в цилиндр, смесь при помощи поршня сжимается во время второго такта – сжатия.
История создания четырехтактного ДВС
Работа четырехтактного двигателя основана на выполнении четырех основных ходов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. В бензиновом двигателе на впускном ходу топливо смешивается с воздухом в карбюраторе и поступает в цилиндр, а при сжатии создается воспламенение, обеспечивающее катушка зажигания.
В дизельном двигателе процесс зажигания происходит за счет самовозгорания сжатой смеси, а впрыск топлива осуществляется в специальную камеру сгорания с помощью форсунок.
Охлаждение двигателя обеспечивается жидкостным или воздушным методом. В жидкостном охлаждении радиатор охлаждения отводит тепло, а воздушное охлаждение осуществляется с помощью вентилятора.
В системе питания применяется масляный и воздушный фильтр, обеспечивающие чистоту впускаемого воздуха и топлива. Важным компонентом двигателя является блок цилиндров, содержащий головку, поршни, коленчатый вал и шатуны.
В системе выпуска отработавших газов применяется выпускная труба и глушитель.
История создания четырехтактного двигателя внутреннего сгорания началась в 19 веке. Первые прототипы двигателей появились с целью увеличить эффективность работы и снизить потребление топлива. Устройство четырехтактного двигателя стало практически идентичным современным моделям в начале 20 века, а сейчас это самый популярный тип двигателя из-за надежности, экономичности и простоты в обслуживании.
История создания четырехтактного двигателя внутреннего сгорания является важным этапом в развитии технологии и сегодняшний популярностью объясняется его эффективностью и широким применением в автомобильной и других отраслях промышленности.
Принцип работы четырехтактного ДВС
- Воздух и топливо поступают в цилиндр через впускной клапан, за счет пониженного давления внутри цилиндра. Карбюратор смешивает воздух с бензином в требуемой пропорции для бензинового ДВС или впрыскивает дизельное топливо в цилиндр для дизельного ДВС.
- Коленчатый вал вращается, поднимая поршень и сжимая воздух или смесь топлива и воздуха. В результате сжатия происходит повышение давления в цилиндре.
- Когда поршень достигает верхней точки хода, свеча зажигания создает искру для бензиновых ДВС или впрыскиваются дизельное топливо исключительно под высоким давлением для дизельного ДВС. Запал происходит и происходит взрыв смеси топлива и воздуха, что приводит к падению поршня. Коленчатый вал преобразует вертикальное движение поршня во вращательное движение.
- Отработавшие газы эвакуируются через выпускной клапан из цилиндра в выпускную трубу. Для лучшего динамического процесса выпускной клапан открывается после того, как поршень достиг нижней точки хода, чтобы газы полностью вышли из цилиндра.
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания работает по принципу впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска, обеспечивая непрерывную работу и преобразуя энергию от сжатия топливно-воздушной смеси или дизельного топлива в механическую работу.
Устройство четырехтактного ДВС
Устройство четырехтактного ДВС включает в себя несколько основных компонентов и систем, каждый из которых выполняет роль для обеспечения правильной работы двигателя. Рассмотрим подробнее основные элементы четырехтактного ДВС:
- Блок цилиндров – основная часть двигателя, в которой располагаются цилиндры, поршни, коленчатый вал и другие важные детали. В цилиндре происходит процесс сгорания топливной смеси.
- Головка блока цилиндров – располагается сверху блока цилиндров и содержит клапаны, свечи зажигания (в бензиновых ДВС) или систему впрыска топлива (в дизельных ДВС), а так же другие требуемые элементы.
- Система питания – отвечает за подачу топлива в цилиндр двигателя. В бензиновых ДВС это делается с помощью карбюратора или системы впрыска топлива, а в дизельных ДВС – с помощью системы наддува и впрыска.
- Система выпуска – отвечает за отвод отработавших газов из цилиндров двигателя. Имеются выпускной коллектор, глушитель и выпускную трубу.
- Система зажигания (в бензиновых ДВС) – обеспечивает инициирование сгорания топливной смеси с помощью зажигания свечи зажигания.
- Система охлаждения – предотвращает перегрев двигателя и включает в себя радиатор, насос, систему охлаждения жидкостью и другие компоненты.
- Система смазки – обеспечивает смазку движущихся деталей двигателя и предотвращает износ. Имеются масляный насос, масляный фильтр и другие элементы.
- Система распределительного вала – отвечает за управление клапанами и координирует их открытие и закрытие в нужные моменты работы двигателя.
Различные компоненты и системы взаимодействуют друг с другом, обеспечивая рабочий цикл двигателя. Основные такты работы четырехтактного ДВС включают:
- Впуск (забор топливной смеси в цилиндр).
- Сжатие (сжатие топливной смеси в цилиндре).
- Рабочий ход (сгорание и расширение топливной смеси, движение поршня).
- Выпуск (удаление отработавших газов из цилиндра).
Устройство четырехтактного ДВС включает в себя множество деталей и систем, работа которых позволяет достичь высокой эффективности и надежности двигателя. Этот тип двигателя широко применяется в тачких и другой технике благодаря своим преимуществам.
Система охлаждения
| Элемент | Описание |
| 1. Радиатор | Используется для отвода тепла от двигателя. Радиатор состоит из множества маленьких трубок, через которые проходит охлаждающая жидкость. |
| 2. Насос охлаждения | Отвечает за циркуляцию охлаждающей жидкости по системе охлаждения, отправляя ее к двигателю и радиатору для охлаждения. |
| 3. Вентилятор | Помогает увеличить скорость охлаждения, особенно при низкой скорости движения. Вентилятор переносит воздух через радиатор, увеличивая его эффективность. |
| 4. Трубки | Соединяют все компоненты системы охлаждения и обеспечивают циркуляцию охлаждающей жидкости. |
| 5. Катушка | Используется для охлаждения и размещается в радиаторе. На катушке устанавливаются охладители, которые повышают эффективность охлаждения. |
Система охлаждения обеспечивает стабильную температуру внутри двигателя, предотвращая его перегрев. Особенно важно в случае длительной работы двигателя или при высоких скоростях движения.
Важным аспектом системы охлаждения является правильная смазка двигателя. Через систему охлаждения проходит масляный фильтр, который очищает масло от загрязнений и предотвращает износ двигателя.
Кроме охлаждения, система участвует в процессе впуска и выпуска отработавших газов. Наддувные системы, включая турбины и компрессоры, используются для повышения эффективности работы двигателя.
Система смазки
Основные компоненты системы смазки:
- Масляный насос – осуществляет постоянное циркулирование масла в двигателе, подачу его на все трения и охлаждение различных деталей.
- Масляный фильтр – очищает масло от загрязнений и металлических частиц. Он находится в блоке цилиндров и периодически подлежит замене или промывке.
- Масляный радиатор – холодит масло, обеспечивая его оптимальную температуру. Особенно важно при продолжительных нагрузках на двигатель или в условиях повышенной температуры окружающей среды.
- Масляный блок — основной резервуар, в котором хранится масло. Он обычно расположен в нижней части двигателя.
Принцип работы системы смазки достаточно прост. Масло подается под давлением через систему каналов и трубок к трению между шатунами, валом и коленчатым валом. Затем оно возвращается обратно в масляный блок, где происходит его повторное охлаждение.
Система смазки обеспечивает смазку глушителя и выпускной системы.
Beз системы смазки просто невозможно нормальное функционирование двигателя. От состояния системы смазки зависит срок его службы и эффективность работы. Поэтому регулярная замена и проверка масла являются важными процедурами по уходу за двигателем.
