Тема: Устройство и принцип на работа на двигателя с вътрешно горене

[mercedes-bg.info]

Състав на двигател с вътрешно горене
Устройство на двигател с вътрешно горене. В настоящия момент двигателите с вътрешно горене са основният вид автомобилен двигател. Двигателите с вътрешно горене, съкращено на ИВГ. Те са топлинни двигатели, които преобразуват химичната енергия на горивото в механичен изход. Различни са основните видове двигатели с вътрешно горене. Това включва бутални двигатели, роторно-бутални и газови турбини. От всички представени видове двигатели, буталният двигател с вътрешно горене е най-разпространеният, така че устройството и принципът на работа могат да бъдат разгледани, използвайки него като пример. Предимствата на буталния двигател с вътрешно горене, което го прави широко използван, включват автономност, гъвкавост, възможността за комбиниране с различни потребители, ниска цена, компактност, лекота, способност за бърз старт и горивна гъвкавост.

Алтернативни горива
Въпреки това, двигателите с вътрешно горене имат някои съществени недостатъци, включително високо ниво на шум, висока скорост на въртене на коляновия вал, токсични отработени газове, ограничен ресурс и ниска ефективност. В зависимост от вида използвано гориво, различаваме бензинови и дизелови двигатели. Съществуват и алтернативни горива, използвани в двигателите с вътрешно горене, като природен газ, алкохолни горива като метанол и етанол, и водород. От екологична гледна точка, водородният двигател обещава, тъй като не произвежда вредни емисии. Заедно с ИВГ, водородът се използва за производство на електрическа енергия в горивните клетки на автомобила. Устройството на двигателя с вътрешно горене включва корпус, два механизма, коляно и газоразпределител, както и различни системи, като система за всмукване, горивна система, система за запалване, система за смазване, система за охлаждане, система за изпускане и система за управление.

Устройство на двигателя
Блокът на двигателя обединява цилиндровия блок и цилиндровата глава. Коляновият механизъм преобразува възвратното движение на буталото във въртящо движение на коляновия вал. Газоразпределителният механизъм осигурява точно подаване на въздух или гориво-въздушна смес към цилиндрите и изпускането на отработени газове. Всмукателната система е предназначена да подава въздух към двигателя, а горивната система осигурява гориво на двигателя. Съвместната работа на тези системи води до формирането на гориво-въздушната смес. Основата на горивната система е системата за инжекция. Запалителната система осигурява запалване на горивната смес в бензиновите двигатели, докато дизеловите двигатели се самозапалват. Системата за смазване има за цел намаляване на триенето между частите на двигателя.

Работа на двигателя
Охлаждането на нагреваемите части на двигателя се осигурява чрез охлаждаща система. Важни функции на отработените газове от цилиндрите на двигателя, като намаляване на шума и токсичността, се осъществяват чрез изпускателната система. Системата за управление на двигателя е отговорна за електронното управление на работата на двигателната система с вътрешно горене. Работата на двигателя с вътрешно горене се основава на топлите газове, които се разширяват след изгарянето на гориво-въздушната смес и тласкат буталото в цилиндъра надолу. Буталният двигател изпълнява цикъл с четири такта, който се случва в два оборота на коляновия вал. Този цикъл включва всмукване, компресия, работен ход и изпускане.

Задвижване и устройство на двигателя
По време на цикъла на всмукване и работен ход на буталото, то се движи надолу, докато по време на цикъла на компресия и изпускане се движи нагоре. Работните цикли във всеки цилиндър на двигателя не се нарушават по фаза, което води до равномерно функциониране на двигателя. В някои двигатели с вътрешно горене, цикълът се изпълнява в два удара, включително компресия и работен ход, като двутактови двигатели. По време на цикъла на всмукване, системите за всмукване и гориво осигуряват образуването на гориво-въздушна смес. В зависимост от конструкцията, сместа се образува във впръсквачния колектор, централното или разпределено впръскване за бензиновите двигатели или директно в горивната камера, както и директното впръскване за бензиновите двигатели и впръскването на дизеловите двигатели. Когато газоразпределителните клапани са отворени, въздухът или гориво-въздушната смес, поддържани от вакума, се подават в горивната камера.

Работен процес и устройство на двигателя
По време на цикъла на компресия, смукателните клапани се затварят, а гориво-въздушната смес се компресира в цилиндрите на двигателя. Запалването на горивната смес, чрез принудително или самозапалване, съпътства работния ход. Последният излезе след запалването и принуждава буталото да се движи надолу. Това движение се прехвърля чрез коляновия механизъм във въртящо движение на коляновия вал, което след това поддържа движението на автомобила. При изпускането на работните газове, газоразпределителните клапани се отварят, а отработените газове се извеждат през изпускателната система, където се почистват, охлаждат и намаляват шума. Накрая, тези газове се излизат в атмосферата. Представеният принцип на работа на двигателя с вътрешно горене обяснява ниската ефективност на този вид двигател, която обикновено е около 40%.