Двигатель внутреннего сгорания

Современные автомобили приводятся в движение главным образом двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует много. Они различаются объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом — дизельные, бензиновые и газовые. Бензиновые двигатели — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха посредством дроссельной заслонки.

Двигатель внутреннего сгорания

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Внутри двигателя сгорает топливо. Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре равных по времени периода.

Поршень четыре раза пройдет по цилиндру — два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точках. У автомобилистов-механиков они называются верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ).

Первый такт — такт впуска

Начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа поршня происходит при открытом клапане впуска. Существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии могут существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых в зависимости от нажатия на педаль газа происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для повышения количества всасываемого топлива, которое после возгорания увеличивает мощность двигателя. Автомобиль в этом случае может гораздо быстрее ускориться.

Второй такт — такт сжатия

После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься, тем самым сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска, до объемов камеры сгорания. Это свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке. Клапаны в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем качественнее происходит сжатие. Большое значение имеет в данном случае состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то сильного сжатия не получится, соответственно, мощность такого двигателя будет невысокой. Компрессию проверяют специальным прибором. По ее величине можно сделать вывод о степени износа двигателя.

Третий такт — рабочий ход

Именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться: в работу вступает система зажигания. Она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Свеча системы дает искру. После того как топливо загорится, происходит взрыв — оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт — такт выпуска

Когда поршень достигает нижней точки после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработанные газы из цилиндра и вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полнота удаления отработанных газов и количество всасываемой топливовоздушной смеси.

После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически.

Схема работы четырехтактного двигателя
Схема работы четырехтактного двигателя

К преимуществам четырехтактных двигателей относятся большие ресурс и экономичность, более чистый выхлоп, меньший шум. Им не требуются сложная выхлопная система и добавление масла к топливу.

В карбюраторных двигателях процесс приготовления горючей смеси происходит в карбюраторе — специальном устройстве, в котором топливо смешивается с воздухом за счет аэродинамических сил, вызываемых энергией потока воздуха, засасываемого двигателем.

В инжекторных двигателях впрыск топлива в воздушный поток осуществляют специальные форсунки, к которым топливо подается под давлением, а дозирование осуществляется электронным блоком управления (подачей импульса тока, открывающего форсунку) или же, в более старых двигателях, специальной механической системой.