ДВИГАТЕЛЬ

Общее устройство и рабочий цикл двигателя
внутреннего сгорания. Порядок работы
цилиндров двигателя
На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего
сгорания, в которых используется давление расширяющих-
ся газов, образующихся при сгорании топлива непосредствен-
но в цилиндре. Однако следует отметить, что фактически
сжигается рабочая смесь, состоящая из горючей смеси и ос-
татков отработавших газов предыдущего рабочего цикла.
По способу образования горючей смеси (пары топлива и
воздух) и виду используемого топлива различают двигатели:
• с внешним смесеобразованием (карбюраторные, рабо-
тающие на бензине, и газосмесительные, работающие
на горючем газе);
• с внутренним смесеобразованием (дизельные, работа-
ющие на дизельном топливе).
Воспламенение рабочей смеси осуществляется с помощью
электрического разряда или высокой степени сжатия (дизель-
ные двигатели). В результате сгорания рабочей смеси образу-
ющиеся газы давят на поршень, придавая ему прямолинейное
движение, которое с помощью шатуна и коленчатого вала
преобразуется во вращательное движение маховика. Чтобы
поддержать работу двигателя, необходимо периодически очи-
щать камеру сгорания цилиндра от отработавших газов и на-
полнять ее свежим зарядом горючей смеси, что осуществля-
ется с помощью выпускных и впускных клапанов.
Поршень, перемещаясь в цилиндре, совершает возврат-
но-поступательное движение. Крайние положения, в которых
поршень меняет направление движения, соответственно на-
зываются верхней и нижней мертвыми точками (ВМТ и НМТ).
Расстояние, проходимое поршнем между ВМТ и НМТ,
называется ходом поршня. Процесс, происходящий в цилин-
дре за один ход поршня, называют тактом.
Пространство в цилиндре, освобождаемое поршнем при
его перемещении от ВМТ к НМТ, называется рабочим объ-
емом цилиндра. Наименьшее пространство в цилиндре обра-
зуется при нахождении поршня в ВМТ и называется объ-
емом камеры сгорания. Рабочий объем цилиндра и объем
камеры сгорания составляют полный объем цилиндра. Сум-
ма всех рабочих объемов цилиндров называется литражом
двигателя и выражается в кубических сантиметрах. Отно-
шение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания
называется степенью сжатия, которая является важным
показателем двигателя. С повышением степени сжатия по-
вышается экономичность и мощность двигателя.
Для выполнения основного рабочего такта, при котором
происходит сгорание рабочей смеси и расширение газов, не-
обходимо выполнить подготовительные такты: впуск горю-
чей смеси, сжатие, и заключительный — выпуск отработавших
газов. Таким образом, непрерывность работы двигателя дос-
тигается совокупностью периодически повторяющихся в ци-
линдре процессов — тактов, объединяющихся в рабочий цикл.
Так как рабочий цикл осуществляется за четыре хода поршня,
автомобильные двигатели называются четырехтактными.
Последовательность чередования тактов в рабочих цик-
лах двигателей с внешним смесеобразованием такая же, как
и в дизеле. Отличие состоит только в степени сжатия и спо-
собе воспламенения рабочей смеси.
Впуск — поршень движется от ВМТ к НМТ. Открыт впус-
кной клапан. Вследствие увеличения объема внутри цилин-
дра создается разряжение и происходит заполнение цилинд-
ра свежим зарядом горючей смеси.
Сжатие — поршень движется от НМТ к ВМТ. Впускной
и выпускной клапаны закрыты. Объем над поршнем умень-
шается. Рабочая смесь сжимается, благодаря чему улучша-
ются испарение и перемешивание паров топлива с воздухом,
Рабочий ход (сгорание и расширение) — происходит вос-
пламенение рабочей смеси от электрического разряда в дви-
гателях с внешним смесеобразованием или вследствие вы-
сокой степени сжатия — в дизельных двигателях. Под
давлением расширяющихся газов поршень перемещается от
ВМТ к НМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Вы-
сокое давление газов, температура их достигает 9000°С.
Выпуск — поршень двигается от НМТ к ВМТ. Открыт
выпускной клапан. Происходит вытеснение отработавших
газов из камеры сгорания цилиндра.
Для обеспечения нормальной работы двигатель внутрен-
него сгорания имеет следующие механизмы и системы:
• кривошипно-шатунный механизм;
• газораспределительный механизм;
• систему охлаждения;
• систему смазки;
• систему питания;
• систему зажигания.