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 даний 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 згорає палива. Прийнято розділяти двигуни на категорії, відбувається це відповідно до робочим циклом. Так двигуни внутрішнього згоряння бувають 2-х і 4-х тактні. Крім цього, ДВС діляться і за способами приготування горючої суміші: із внутрішнім і з зовнішнім (зокрема карбюраторні) смесеобразованием. А по виду 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 таким чином:

• Суміш, підпалена за 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 декілька циліндрів, як правило, всього їх чотири.
• У цих циліндрах розташовані поршні, а у верхній частині головки блоку перебувають 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 при русі і передається крутний момент. Оскільки поршні мають верхню і нижню мертві точки, то на валу передбачений маховик. Він дозволяє проходити ці точки за рахунок поршневої 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, вступник повітря проходить через спеціальний фільтр. Потім робота двигуна внутрішнього згоряння відбувається наступним чином:

• За допомогою подачі високої напруги на свічки запалювання, вкручуються в верхню частину циліндрів, підпалюється горюча суміш.
• Оскільки робота запалювання і поршнів точно синхронізована, то підпал паливоповітряної суміші здійснюється у верхній 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 відкрився 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 одним 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 й на іншому виді палива (наприклад гасі), але при цьому двигун повинен бути розігрітим, інакше про затихне.

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