Структура двигателя машины основные составляющие и принцип работы (2 видео)

Двигатель является одной из ключевых частей автомобиля, обеспечивающей его движение. Он состоит из сложной системы различных деталей, каждая из которых выполняет свою функцию. Знание структуры и принципа работы двигателя помогает автолюбителям лучше понимать, как работает их транспортное средство и какие меры нужно принимать для его правильной эксплуатации и обслуживания.

Основными составляющими двигателя являются цилиндры, поршни, коленчатый вал, клапаны и свечи зажигания. Цилиндры – это полые цилиндрические отверстия, в которых происходит сгорание топлива. Поршни – это движущиеся детали, которые находятся внутри цилиндров и преобразуют энергию сгорания топлива в механическую энергию. Коленчатый вал является осью, к которой крепятся поршни и преобразует их движение во вращательное. Клапаны отвечают за вход и выход газов, а свечи зажигания – за воспламенение смеси в цилиндре.

Содержание

Структура двигателя машины
Основные составляющие двигателя
Цилиндр, поршень и поршневая группа
Клапаны и распределительный механизм
Система зажигания и топливная система
Принцип работы двигателя
Впуск
Сжатие
Рабочий ход
📺 Видео

Видео:Устройство двигателя автомобиля. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в 3DСкачать

Структура двигателя машины

Основные составляющие двигателя машины:

1. Цилиндры: внутри них происходит сгорание топливно-воздушной смеси, создаетлся движущаяся сила.

2. Поршни: расположены внутри цилиндров и преобразуют энергию сгорания внутри двигателя в линейное движение.

3. Коленвал: соединяет поршни с приводом колес и преобразует линейное движение поршней во вращательное движение передающееся на колеса.

4. Распределительный вал: отвечает за открытие и закрытие клапанов в цилиндрах для обеспечения правильного цикла двигателя — впуск, сжатие, работа и выпуск.

5. Система питания: обеспечивает поступление топлива в цилиндры. Включает в себя топливный насос, форсунки, фильтры и другие элементы.

6. Система зажигания: отвечает за создание и поддержание искры внутри цилиндров, необходимой для сгорания топливной смеси.

7. Система охлаждения: обеспечивает оптимальную температуру двигателя, чтобы предотвратить перегрев и снизить износ деталей.

Таким образом, структура двигателя машины включает в себя ряд важных компонентов, которые совместно обеспечивают правильное функционирование автомобиля и его движение на дороге.

Видео:Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?Скачать

Основные составляющие двигателя

Компонент	Описание
Цилиндр	В двигателе может быть несколько цилиндров. Он представляет собой полые металлические трубки с поршнями, в которых происходит сгорание топлива.
Поршень	Поршень находится в каждом цилиндре. Он служит для создания компрессии и перемещения газов, что обеспечивает движение поршня и приводит в действие коленчатый вал.
Клапаны	Клапаны контролируют вход и выход газов в цилиндр. Они открываются и закрываются в определенные моменты, синхронизируясь с движением поршня.
Головка блока цилиндров	Головка блока цилиндров является верхней частью двигателя, которая закрывает цилиндры и устанавливает клапаны. В ней находятся каналы, через которые протекает топливо и воздух.
Коленчатый вал	Коленчатый вал – это основной вращающийся элемент двигателя. Он преобразует прямолинейное движение поршней во вращательное движение, которое передается на колеса автомобиля.
Система смазки	Система смазки обеспечивает постоянное смазывание всех подвижных частей двигателя и предотвращает их износ. Она содержит масляный насос и масложироотделитель.
Система охлаждения	Система охлаждения предотвращает перегрев двигателя. Она состоит из водяного насоса, радиатора, термостата и вентилятора, которые поддерживают оптимальную температуру двигателя.

Все эти компоненты работают в синхронизации друг с другом, обеспечивая эффективное и надежное функционирование двигателя автомобиля.

Цилиндр, поршень и поршневая группа

Поршень — это главная движущаяся часть двигателя. Он является цилиндрическим диском из высокопрочного металла, который плотно прилегает к внутренней поверхности цилиндра. Поршень имеет кольцевые канавки под установку поршневых колец, которые предотвращают проникновение рабочей смеси в объем двигателя.

Поршневая группа включает в себя поршень, поршневые кольца и поршневой палец. Поршневые кольца обеспечивают герметичность между поршнем и цилиндром, а также удаляют избыточное масло с поверхности цилиндра. Поршневой палец соединяет поршень с шатуном, обеспечивая его свободное движение.

Цилиндр	Поршень	Поршневая группа
Основная составляющая двигателя	Главная движущая часть	Поршень, поршневые кольца, поршневой палец
Содержит рабочую смесь и происходит сгорание топлива	Плотно прилегает к внутренней поверхности цилиндра	Обеспечивает герметичность и свободное движение поршня

Клапаны и распределительный механизм

Каждый цилиндр двигателя обычно имеет два клапана: выпускной и впускной. Впускной клапан открывается для пуска воздуха и топлива в цилиндр, а затем закрывается, чтобы создать сжатую смесь. Впускной клапан открывает во время отработки смеси, чтобы выбросить отработавшие газы из цилиндра. Каждый клапан устанавливается на головке блока цилиндров и управляется распределительным механизмом.

Распределительный механизм состоит из ряда зубчатых колес, распределительного вала и рычагов. Колеса передают вращение от коленчатого вала к распределительному валу, а затем от вала к клапанам. Распределительный вал имеет выпуклые точки, называемые распределительными окнами. Когда окно проходит мимо клапана, рычаги передают вращение валу клапана, вызывая его открытие или закрытие.

Правильная работа клапанов и распределительного механизма критически важна для эффективности и производительности двигателя. Неправильное открытие или закрытие клапанов может привести к потере мощности двигателя, ухудшению топливной экономичности и даже повреждению двигателя.

Исправное функционирование клапанов обеспечивает правильный цикл впуска, сжатия, работы и выпуска газов внутри цилиндров. Распределительный механизм имеет регулируемые параметры, чтобы обеспечивать оптимальное открытие и закрытие клапанов, соответствующие требованиям различных режимов работы двигателя.

Поддержка и обслуживание клапанов и распределительного механизма является важной частью технического обслуживания автомобиля. Регулярная проверка и, при необходимости, ремонт или замена этих компонентов помогут обеспечить долговечную и надежную работу двигателя машины.

Система зажигания и топливная система

Топливная система отвечает за подачу топлива к свечам зажигания. Она включает в себя бак для хранения топлива, топливный насос для его подачи, форсунки для распыления топлива и систему дозировки, которая контролирует количество топлива, поступающего в цилиндры.

В современных автомобилях топливная система может быть как впрыском топлива в цилиндры, так и карбюраторной, где топливо смешивается с воздухом в карбюраторе. Впрыск топлива позволяет более точно контролировать подачу топлива и повышает эффективность двигателя, тогда как карбюраторная система проста в исполнении и обслуживании.

Оба этих компонента – система зажигания и топливная система – играют ключевую роль в работе двигателя. Правильная настройка и обслуживание этих систем позволяют автомобилю работать более плавно и экономично.

Видео:Принцип работы двигателя. 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в 3DСкачать

Принцип работы двигателя

Основными составляющими двигателя являются:

Цилиндры. Внутри цилиндров происходит сгорание топлива, которое создает силу, необходимую для привода автомобиля.
Поршни. Поршни находятся внутри каждого цилиндра и передвигаются вверх и вниз под воздействием сгорающего топлива.
Клапаны. Клапаны управляют доступом топлива и отводом отработавших газов из цилиндров.
Система зажигания. Система зажигания отвечает за создание и подачу электрического импульса на свечу зажигания, что приводит к воспламенению топлива в цилиндре.
Система подачи топлива. Система подачи топлива отвечает за подачу топлива в цилиндры двигателя. В современных двигателях это обычно система впрыска, которая обеспечивает точное дозирование и распределение топлива.

Принцип работы двигателя заключается в следующем:

Коленчатый вал двигателя приводится во вращение при помощи стартера или другого источника энергии.
Поршни начинают двигаться вверх и вниз в цилиндрах, создавая так называемые такты двигателя.
Во время сгорания топлива в цилиндре, поршень движется вниз, создавая силу, которая передается на коленчатый вал.
Коленчатый вал преобразует вертикальное движение поршня во вращательное движение.
Вращение коленчатого вала передается на другие системы автомобиля, такие как трансмиссия и колеса, обеспечивая движение автомобиля.

Таким образом, двигатель преобразует энергию топлива в механическую энергию, необходимую для движения автомобиля, обеспечивая его работу. Это основной принцип работы двигателя автомобиля.

Впуск

Главным компонентом впуска является впускной коллектор. Он представляет собой специально разработанную трубу или множество труб, которые соединяют впускные клапаны с впускным коллектором. Впускной коллектор имеет форму, оптимизированную для обеспечения максимального потока воздуха и топлива в цилиндры.

Впускной клапан является ключевым элементом впуска. Он отвечает за открытие и закрытие впускного порта, через который происходит подача воздуха и топлива в цилиндры двигателя. Впускные клапаны могут быть управляемыми механически или электронно, в зависимости от конструкции двигателя.

Также в систему впуска входят фильтр воздуха и дроссельная заслонка. Фильтр воздуха предназначен для очистки воздуха от пыли и грязи, чтобы предотвратить попадание загрязнений в цилиндры двигателя. Дроссельная заслонка регулирует поток воздуха, регулируя его скорость и объем.

Принцип работы впуска основан на смешивании воздуха и топлива и подаче этой смеси в цилиндры двигателя. При работе двигателя, воздух проходит через фильтр и попадает во впускной коллектор. Затем дроссельная заслонка регулирует поток воздуха и направляет его в цилиндры через впускные клапаны. В то же время, через форсунки подается топливо, которое смешивается с воздухом в цилиндрах и горит под действием искры свечи зажигания, создавая энергию, необходимую для работы двигателя.

Сжатие

Основная задача сжатия заключается в сокращении объема топливно-воздушной смеси с целью увеличения ее концентрации перед тем, как она будет зажигаться и воспламеняться в результате зажигания свечи. Сжатие происходит благодаря движению поршня вверх по цилиндру, сужению объема и увеличению давления внутри цилиндра.

В то время как поршень поднимается, клапан впуска закрывается и клапан выпуска остается открытым, позволяя отработанным газам выходить из цилиндра. Под действием поршня воздух и топливо, которые поступают из системы впрыска, заполняют оставшееся пространство внутри цилиндра и сжимаются. В результате этого процесса, энергия происходящего сжатия накапливается во взаимодействии заглушки поршня с камерой сгорания, что создает результативное давление и температуру, способствующие воспламенению.

Особенно важным моментом является корректное сжатие, так как именно от него зависит эффективность работы двигателя. Интенсивность и качество сжатия напрямую влияют на процесс детонации и дальнейшую работу двигателя. Поэтому, необходимо обеспечить правильную работу системы сжатия и периодически контролировать ее состояние.

Рабочий ход

Процесс впуска начинается с подачи смеси топлива и воздуха в цилиндр. Для этого открывается впускной клапан, и топливо-воздушная смесь попадает в цилиндр под давлением воздуха, создаваемым впускным коллектором. Сжатие происходит, когда впускной клапан закрывается, а поршень двигается вверх, сжимая топливо-воздушную смесь.

Воспламенение происходит благодаря зажиганию смеси при помощи свечи зажигания. После воспламенения происходит взрыв, который расширяет горячие газы и дает им энергию для толкания поршня вниз. Движение поршня приводит к вращению коленчатого вала и передаче механической энергии на приводные узлы автомобиля.

После процесса взрыва газы удаляются из цилиндра через выпускной клапан. Это завершает рабочий ход двигателя, и цикл повторяется снова с новой порцией топлива и воздуха.

Процесс	Фаза клапанов	Положение поршня
Впуск	Открыт впускной клапан	Поршень движется вниз
Сжатие	Закрыты все клапаны	Поршень движется вверх
Воспламенение	Закрыт впускной и выпускной клапаны, зажигание смеси	Поршень находится в верхней мертвой точке
Выпуск	Открыт выпускной клапан	Поршень движется вниз