Бензинов двигател: принцип на работа, устройство и снимка

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-19 12:31

Бензиновите двигатели са едни от най-разпространените сред всички останали, които се монтират на автомобили. Въпреки факта, че съвременният захранващ агрегат се състои от много части, принципът на работа на бензиновия двигател е много прост. Като част от статията ще се запознаем с устройството и принципа на работа на двигателя с вътрешно горене.

Устройство

Бензиновите двигатели се класифицират като двигатели с вътрешно горене. Вътре в горивните камери, предварително компресираната горивно-въздушна смес се запалва с помощта на искра. Дроселът се използва за управление на мощността на двигателя. Позволява ви да регулирате количеството въздух, влизащ в горивната камера.

Нека разгледаме по-отблизо структурата на всички основни компоненти на всеки двигател с вътрешно горене. Всеки захранващ блок се състои от цилиндров блок, колянов механизъм, части от група цилиндри-бутала, газоразпределителен механизъм, система за смазване и охлаждане и захранваща система. Също така двигателят няма да може да работи без електрическо оборудване. Всички тези системи и компоненти взаимодействат помежду си по време на работа на двигателя.

Цилиндров блок на двигателя

Цилиндровият блок е основната част на всеки двигател. Това е едно парче от чугун или алуминий. Блокът има цилиндри и маса от различни резбови отвори за монтаж на приставки и друго оборудване. Елементът има машинно обработени равнини за монтаж на главата на цилиндъра и други части.

Дизайнът на блока е силно зависим от броя на цилиндрите, местоположението на горивните камери и метода на охлаждане. В един блок могат да се комбинират от 1 до 16 цилиндъра. В същото време блоковете, при които броят на цилиндрите е нечетен, са по-рядко срещани. От тези модели, които се произвеждат сега, можете да намерите 3-цилиндрови двигатели с вътрешно горене. Повечето блокове имат 2, 4, 8, 12 и понякога дори 16 цилиндъра.

Двигателите с брой цилиндъра от 1 до 4 се различават по подреждането на горивните камери в един ред. Те се наричат редови двигатели. Ако има повече цилиндри, тогава те са разположени в блока на два реда под определен ъгъл. Това направи възможно намаляването на общите размери, но технологията за производство на такива блокове е по-сложна.

Може да се разграничи още един тип блокове. В тях горивните камери са разположени на два реда под ъгъл от 180 градуса. Това са така наречените боксерни двигатели. Принципът на работа на бензинов двигател от този тип не се различава от традиционните двигатели с вътрешно горене. По-често се срещат на мотоциклети, но има и автомобили, оборудвани с тях.

Що се отнася до охлаждането, можетеразграничават два вида системи. Това е течно и въздушно охлаждане. Характеристиките на дизайна на цилиндровия блок зависят от това коя охладителна система е избрана. Един блок с въздушно охлаждане е много по-прост от агрегат с водно охлаждане. Горивните камери в този случай не принадлежат на блока.

Агрегат с течно охлаждане е много по-сложен. Дизайнът вече включва горивни камери. Върху металния блок от цилиндри се полага охлаждаща риза, вътре в която се принуждава да циркулира охлаждащата течност, която служи за отстраняване на топлината от частите. Блокът и охладителната риза в двигателя с вътрешно горене е едно.

Горната част на цилиндровия блок е покрита с глава. Той образува затворено пространство, където протича процесът на изгаряне на горивото. Цилиндровата глава може да има прост дизайн или по-сложен.

Маниловия механизъм

Този възел, който също е неразделна част от двигателя, е необходим за преобразуване на възвратно-постъпателните движения на буталата във въртеливи движения на коляновия вал. Основната част тук е коляновият вал. Свързан е подвижно с блока на двигателя. Благодарение на тази подвижност, валът може да се върти около оста си.

Маховик е прикрепен към единия край на коляновия вал. Това е необходимо, за да се предаде въртящ момент от коляновия вал към трансмисията. Принципът на работа на четиритактов бензинов двигател предвижда два оборота на коляновия вал за половин оборот с полезниработа. Останалите цикли изискват обратно действие - това осигурява маховика. Тъй като има доста голямо тегло, когато се върти поради кинетична енергия, той завърта коляновия вал по време на етапите на подготвителните цикли.

Има специално зъбно колело около обиколката на маховика. С помощта на този възел можете да стартирате двигателя със стартер. От другата страна на коляновия вал има зъбно колело за маслена помпа и зъбно колело. Също така на обратната страна има фланец, върху който е прикрепена макарата.

Сглобката включва и свързващи пръти. Те ви позволяват да прехвърляте сила от буталата към коляновия вал и обратно. Съединителните пръти също са подвижно фиксирани към коляновия вал. Няма директен контакт между повърхностите на цилиндровия блок, коляновия вал и свързващите пръти - тези части работят чрез плъзгащи лагери.

Част цилиндър-бутало

Тази част са цилиндри или гилзи, бутала, бутални пръстени и щифтове. Именно на тези детайли се основава принципът на работа на бензиновия двигател. Тук се извършва цялата работа. Горивото се изгаря в цилиндрите, а освободената енергия се преобразува във въртене на коляновия вал. Горенето става вътре в цилиндрите, които са затворени от една страна от главата на цилиндъра, а от друга - от буталата. Буталото се движи свободно вътре в цилиндъра.

Принципът на работа на бензиновия двигател се основава не само на изгарянето на горивото, но и на компресирането на сместа въздух-гориво. За да се гарантира това, е необходима плътност. Осигурява се от бутални пръстени. Последните предотвратяват попадането на горивната смес и продуктите от горенето между буталото ицилиндър.

GRM (газоразпределителен механизъм)

Основната функция на този механизъм е навременното подаване на горивната смес или горивото към цилиндрите. Времето също е необходимо за отстраняване на отработените газове.

Двутактов ангренажен ремък

Ако разгледаме принципа на работа на двутактов бензинов двигател, тогава в него няма механизъм за синхронизация като такъв. Тук впръскването на горивната смес и отделянето на отработени газове се извършват през технологични прозорци в цилиндъра. Има три прозореца - вход, изход, байпас.

Когато буталото се движи, то отваря или затваря този или онзи прозорец. Цилиндърът се пълни с гориво, газове също се изпускат. При такъв газоразпределителен механизъм не са необходими допълнителни части. Следователно главата на цилиндъра в двутактовите двигатели е проста. Неговите функции са само за осигуряване на максимална плътност.

4-тактов ангренажен ремък

4-тактов двигател е оборудван с пълен механизъм за синхронизация. В този случай горивото се впръсква през отворите в главата на цилиндъра, свързани с клапаните. Когато е необходимо да се подадат или отстранят отработените газове, съответните клапани се отварят и затварят. Последният може да се отваря и затваря с помощта на разпределителен вал. Има специални камери.

Енергийна система

Основната задача на тази система е да подготви горивната смес и да осигури по-нататъшното й подаване към горивните камери. Дизайнът е много зависим от принципа на работа на бензиновия двигател на автомобила.

Бензиновите двигатели могат да имат два вида горивни системи - карбуратор и инжектор. В първия случай за приготвяне на сместа се използва карбуратор. Той смесва, дозира и доставя смес от гориво и въздух в горивните камери. Инжекторът впръсква гориво под налягане в горивната релса, откъдето бензинът навлиза в цилиндрите през дюзите.

При инжекционните автомобили принципът на работа на захранващата система на бензиновия двигател е различен, поради което дозировката е по-точна. Освен това въздухът в инжектора се смесва с бензин във всмукателния колектор. Дюзата, за разлика от карбуратора, разпръсква горивото по-добре.

Горивната система на дизеловите двигатели е различна. Тук инжектирането се извършва отделно за всеки цилиндър. Зъбният ремък подава въздух само към горивните камери. Системата включва резервоар, филтри, горивни помпи, линии.

Система за смазване

Принципът на работа на бензинов двигател с вътрешно горене включва триенето на частите. Благодарение на системата за смазване, тръните между триещите се повърхности са намалени. Върху частите се създава маслен филм, който предпазва повърхностите от директен контакт. Системата се състои от помпа, картера за съхранение на масло, филтър, както и канали за смазване в блока на двигателя.

Турбокомпресор

Модерните автомобили са оборудвани с малки двигатели с малък обем, но много от тях имат достатъчна мощност. Получава се чрез използването на турбини. Принципът на работа на турбината на бензинов двигател се основава на използването на отработени газове. Газовете се въртяттурбинно работно колело, което притиска въздуха в горивните камери. Колкото повече въздух, толкова повече гориво ще бъде подадено, оттам и мощността.

Охладителна система

По време на работа на двигателя той се нагрява значително. В цилиндрите температурата може да достигне 800 градуса. За поддържане на оптимална работна температура е необходима охладителна система. Основната задача е да се отстрани излишната топлина от цилиндри, бутала и други части.

Въздушната система се състои от специални повърхности върху блока, които се охлаждат чрез обдухване на въздух върху тях. Течната система осигурява охлаждаща риза, в която циркулира антифриз. Той е в пряк контакт с външната повърхност на цилиндрите. Системата се състои от помпа, термостат, тръби за свързване на линии, разширителен резервоар и термостат.

Електрическо оборудване

Благодарение на това оборудване, електричеството се подава към бордовата мрежа на автомобила. Електричеството е необходимо за работата на системата за запалване, стартера и други устройства. Електрическото оборудване е акумулатор, генератор, стартер, сензори. Въпреки че принципите на работа на бензинов и дизелов двигател се различават, електрическото оборудване се предлага и на дизелов двигател.

Запалителна система

Тази система е налична само при бензинови двигатели. При дизелов агрегат горивната смес се запалва чрез компресия. При бензинов двигател горивото и въздухът се запалватискра, която прескача в точното време между електродите на свещта. Системата включва бобина за запалване, разпределител, проводници за високо напрежение, свещи, електронни устройства.

Заключение

Това е всичко за устройството и принципа на работа на бензинов двигател. Както виждате, всичко е много просто, просто трябва да разберете малко законите на физиката.