Классификация и назначение двс

Принцип работы двигателя

Во всех ДВС, какой бы конструкции они ни были, используется один и тот же принцип работы. Это преобразование энергии теплового расширения при сгорании топлива сначала в прямолинейное, а затем во вращательное движение.
Такты четырехтактного двигателя

Четырехтактные двигатели используются во всех автомобилях, крупной технике, авиации

Это так называемый классический вид ДВС, которому конструкторы уделяют всё свое внимание. Условно работу каждого цилиндра в ЦПГ можно разделить на 4 этапа (такта)

Это впуск, сжатие, сгорание, выпуск. На видео, ниже, наглядно показано работу 4-тактного двигателя в 3Д анимации.

Watch this video on YouTube

1. На такте впуска поршень в цилиндре движется вниз, от клапанов к нижней мертвой точке (НМТ). Когда он начинает опускаться, открывается впускной клапан и в цилиндр поступает топливно-воздушная смесь (или только воздух, если двигатель с непосредственным впрыском). При движении поршень сам «накачивает» нужный объем воздуха в камеру сгорания, если двигатель атмосферный, или воздух поступает под напором, если установлен турбонаддув.
2. Дойдя до нижней мертвой точки поршень начинает подниматься. При этом впускной клапан закрывается, и при движении поршень сжимает воздух с распыленным в нём топливом до критического давления.
3. Как только поршень условно доходит до верхней мертвой точки и компрессия становится максимальной, срабатывает свеча зажигания и топливо вспыхивает (дизтопливо зажигается при сжатии само, без искры). Микровзрыв от вспышки толкает поршень снова вниз, к НМТ.
4. И на четвертом такте открывается выпускной клапан. Поршень снова движется вверх, выдавливая из камеры сгорания выхлопные газы в выпускной коллектор.

Работа четырехтактного двигателя

По сути, полезной работы в двигателе только один такт из четырех, когда при сгорании топлива создается избыточное давление, толкающее поршень. Остальные три такта нужны как вспомогательные, которые не дают импульса к движению, но на них расходуется энергия.

При таких условиях двигатель мог бы остановиться, когда кривошипно-шатунный механизм (КШМ) приходит к энергетическому равновесию. Но чтобы этого не произошло, используется  большой маховик, соединенный с системой сцепления, и противовесы на коленвале, уравновешивающие нагрузки от работы поршней.
Такты двухтактного двигателя

Двухтактные двигатели используются не слишком широко. В основном это моторы скутеров и мопедов, легких моторных лодок, газонокосилок. Весь рабочий процесс такого двигателя можно разделить на два основных этапа:

1. В начале движения поршня снизу вверх (от нижней мертвой точки к верхней) в камеру сгорания поступает топливно-воздушная смесь. Поднимаясь, поршень сжимает ее до критической компрессии, и когда он находится в верхней мертвой точке, происходит поджиг.
2. Сгорая, топливо толкает поршень вниз, при этом одновременно открывается доступ к выпускному коллектору и продукты сгорания выходят из цилиндра. Как только поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ), повторяется первый такт – впуск и сжатие одновременно.

Работа двухтактного двигателя

Казалось бы, двухтактный двигатель должен быть вдвое эффективней четырехтактного, ведь здесь на полезное действие приходится половина работы. Но в реальности мощность двухтактного двигателя намного ниже, чем хотелось бы, и причина этого кроется в несовершенном механизме газораспределения.

При сгорании топлива часть энергии уходит в выпускной коллектор, не выполняя никакой работы кроме нагрева. В итоге, двухтактные двигатели применяются только в маломощном транспорте и требуют особых моторных масел.

Разборка двигателя, руководство по ремонту и диагностики своими руками, пошаговая инструкция

Не существует стандартной инструкции, как производить капитальный ремонт движка. Все зависит от определенной марки и модели вашего транспортного средства и от износа различных узлов мотора.

В любом случае, для капитального ремонта необходимо полностью разобрать двигатель. Процесс этот длительный и трудоемкий, который не всегда удается произвести в домашних условиях.

Демонтаж силового агрегата

Для тех, кому не страшны сложности, мы подготовили краткое руководство по капремонту мотора:

Для начала изымаем мотор из транспортного средства. Что бы двигатель вашего автомобиля стал немного легче, необходимо демонтировать некоторые агрегаты — начинаем с карбюратора, затем снимаем крышку головки блока цилиндров, демонтируем генератор, отсоединяем КПП, производим демонтаж коллектора, после чего снимаем маховик и сцепление. Теперь можно открутить подушки и вынуть двигатель.
Для получения доступа к коленчатому валу и поршням, нужно снять крышку картера. Затем выкручиваем шатуны. Вынимаем поршни и снимаем из них пальцы

Теперь необходимо вынуть коленчатый вал и его вкладыши.
Обратите особое внимание на износ гильзы и шейки коленчатого вала. Если необходимо, расточите их

Помимо этого, не забудьте приобрести кольца для поршней, пальцы и новые вкладыши.

Виды технического обслуживания

ТО разделяются по сложности выполнения работ, регулярности и времени проведения. Основные виды технического обслуживания:

• Ежедневный осмотру (ЕО),
• Нулевое техническое обслуживание (ТО-0),
• Певое техническое обслуживание (ТО-1),
• Второе техническое обслуживание (ТО-2),
• Сезонное техническое обслуживание.

Ежедневное обслуживание

Это комплекс мер по контролю основных узлов и агрегатов самим автовладельцем перед началом эксплуатации автомобиля. Данный вид обслуживания способен выделить незначительные неполадки, требующие экстренного решения, во избежания дальнейшей более серьезной поломки, следствием которой они способны стать.

Также комплекс мер, входящий в ежедневное обслуживание, нацелен на обеспечение безопасности водителя и других участников дорожного движения.

Ежедневный осмотр включает в себя:

• Осмотр общего состояния транспортного средства,
• Осмотр состояния кузова и лакокрасочного покрытия,
• Наличие и состояние государственных номерных знаков,
• Проверка электрического и электронного оборудования автомобиля,
• Проверка исправности датчиков,
• Проверка исправности рулевой системы,
• Проверка уровня моторного масла в двигателе,
• Проверка уровня охлаждающей, тормозной жидкостей, наличия жидкости в бачке омывателя,
• Проверка положения зеркал,
• Проверка исправности оптики.

Эти действия обеспечат комфортное вождение и безопасность всем участникам движения. Выполнять данные действия нужно на обязательной основе, ведь, если вдруг произойдет ДТП и экспертиза покажет, что водитель выехал на авто с неисправностью или не проверил машину перед выездом, то вина за инцидент будет полностью лежать на его плечах.

Стоит также не забывать перед выездом проверять уровень топлива в баке и выполнять регулярную мойку автомобиля и чистку салона.

Последнее требование связано даже не с обеспечением красивого внешнего вида автомобилю, а совершается для того, чтобы удалить лишнюю грязь, которая может повредить лакокрасочное покрытие и негативно влиять на другие детали транспортнго средства.

Нулевое техническое обслуживание (ТО 0)

Проводится для нового автомобиля во время так называемой «обкатки». Проводится после 1500 км пробега и включает в себя поверхностный осмотр узлов и агрегатов автомобиля и замену моторного масла и масляного фильтра.

Техническое обслуживание 1 (ТО 1)

Проводится ТО 1 после каждых 15 000 км пробега или года эксплуатации автомобиля, независимо от того ездил автомобиль в этот период или нет. Данный вид обслуживания предпочтительней проводить в официальном сервисе, потому что работы, которые проводятся, зачастую требуют сложного оборудования для диагностики и ремонта авто.

К тем действиям, которые производятся при ежедневном обслуживании дополняются комплекс мер включающий в себя регулироку узлов и агрегатов их диагностика, а также при необходимости проводится очистка и смазка деталей.

Во время ТО 1, и в зависимости от условий в которых транспортное средство эксплуатируется, меняются фильтры (топливный, воздушный, масляный) и прокладки.

Основная цель ТО 1- профилактика возможных неисправностей, которые могут привести к серьезным поломкам автомобиля, меры по устранению устранению факторов, способных повысить уровень расхода топлива и смазочных материалов, а также снизить износ рабочих деталей транспортного средства.

Техническое обслуживание 2 (ТО 2)

Данные вид ТО проводится по прохождению автомобилем каждые 60 000 км. Включает в себя все меры входящие в ЕО и ТО 1, но дополнительно снимаются и диагностируются некоторые детали и узлы, а также делается замена масла в коробке передач и антифриза.

Техническое обслуживание подобного рода также следует делать на надежном автосервисе у опытных специалистов.

Сезонное обслуживание

Данный вид технического обслуживания представляет из себя комплекс мер по подготовке автомобиля для эксплуатации в определенное время года. Учитывая отечественный климат данный вид обслуживания является обязательным и требует проведения его дважды в год.

Включает в себя:

Смена резины на соответствующую предстоящему сезону

Важно проводить смену летней на зимнюю в преддверие первых заморозков, потому что езда по гололеду требует большего сцепления, чего не обеспечивают летний тип шин. С отступлением морозов и наступлением теплого времени года следует менять зимнюю резину, чтобы обеспечить ей больший срок эксплуатации.
Замена моторного масла на соответствующее сезону (летнее/зимнее), так как эксплуатация двигателя в экстремальном температурном режиме требует особых свойств смазочных материалов.
Проверка системы отопления или кондиционирования автомобиля

Литература

1. Хрестоматия по физике: А. С. Енохович – М.: Просвещение, 1999
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики: – М., Высшая школа., 1989.
3. Кабардин О. Ф. Физика: Справочные материалы: Просвещение 1991.
4. Интернет–ресурсы.

Авторы работы:
Кайгородов Илья,
Филипчук Евгений,
ученики 10 класса

Руководители работы:
Шаврова Т. Г. учитель физики,
Бачурин Д. Н. учитель информатики.

Муниципальное общеобразовательное учреждение
“Первомайская средняя общеобразовательная школа №2”
Бийского района Алтайского края

Презентация работы: http://static.livescience.ru/dvigatel/presentation.pdf

Масляный фильтр

Долгая работа автомобиля невозможна без качественного функционирования масляного фильтра. Именно он подает масло к деталям автомобиля, а оно, в свою очередь, обеспечивает их эффективную работу и защищает от перегрева.

Еще одно значение масляного фильтра в том, что он помогает вывести вредные компоненты, которые образуются в результате технического износа.

Маслофильтр – важный структурный компонент любого авто, он позволяет продлить ресурс двигателя. Если же владелец машины пренебрегает заливкой масла или не заботится о его своевременной замене, то может очень быстро столкнуться с проблемой поломки двигателя.

Немного о контрактных двигателях

В последнее время у капиталки появился достойная альтернатива в виде контрактных моторов. Но далеко не все знают, что это такое. Честно говоря, еще несколько лет назад я сам не особо понимал, о чем идет речь. Но все меняется, появляются новые знания и хорошие знакомые, которые могут подсказать.

Если смотреть на проблему износа двигателя с позиции денег, то контрактный мотор стоит примерно также или может обходиться немного дешевле капиталки. Но помните, что под контрактным силовым агрегатом подразумевается бывший в употреблении мотор, то есть бу. Обращаясь в сомнительные организации, вам могут предложить движок, состояние которого, мягко говоря, не очень. Плюс с законностью приобретения контрактного двигателя могут возникнуть проблемы. Ведь его придется потом заново регистрировать.

То есть я считаю, что выбор в пользу контрактного мотора, а не капитального ремонта, актуален только в нескольких случаях:

• двигатель на вашей машине восстановить уже невозможно из-за серьезных поломок и крупного ущерба его целостности;
• требуется максимально быстро поменять силовой агрегат, а капремонт занимает очень много времени;
• сложно найти подходящие детали для восстановления мотора.

А если вам вдруг предложили якобы отличный контрактный двигатель, да еще и по привлекательной цене, настоятельно советую отказаться. Тот же g16a Escudo от Suzuki никак не может стоить дешево, если он в хорошем состоянии.

Watch this video on YouTube

Надеюсь, этот материал дал вам пищу для размышлений, а также позволил полноценно взглянуть на проблему капитального ремонта силовых установок на автомобилях.

Двухконтурные реактивные

Реактивный двигатель самолета этого типа — двухконтурный турбореактивный появился на свет из-за того, что людям требовалось создать устройство, которое бы имело повышенный тяговый коэффициент полезного действия. Добиться повышения этого показателя необходимо было на огромных дозвуковых скоростях. Принцип работы этого устройства выглядит примерно так.

На двигатель набегает воздушный поток, далее он попадает в воздухозаборник, где разделяется на несколько частей. Одна часть проходит через устройство высокого давления, расположенного в первом контуре. Вторая же часть забранного воздуха проходит через лопатки вентилятора во втором контуре. Тут стоит отметить, что принцип построения первого контура в двигателе ТРДД аналогичен тому, что использовался в контуре его предшественника ТРД, а потому и работает он соответственно. А вот действие вентилятора, расположенного во втором контуре движка, аналогично тому, как функционирует многолопастный воздушный винт, который вращается в кольцевом канале.

Можно добавить, что использовать двигатель ТРДД можно и на сверхзвуковых скоростях, но для этого необходимо предусмотреть наличие системы сжигания топлива в его втором контуре, чтобы повысить тягу устройства.

Воздействие тепловых двигателей на окружающую среду

Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.
Во–первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.
Во–вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.
В–третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу 2–3 тонны свинца.
Выбросы вредных веществ в атмосферу – не единственная сторона воздействия тепловых двигателей на природу. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на Земле.

Что значит порядок работы цилиндров двигателя?

Чтобы понять, что такое порядок работы цилиндров, следует немного углубиться в технические нюансы конструкции ДВС. Работа поршневой системы происходит за определённое количество тактов – 2 или 4. Тактом называют один из этапов полного цикла подачи топливовоздушной смеси в цилиндр, её сгорания и удаления выхлопных газов.

В результате, под действием хода поршня, на который оказывают давление расширяющиеся газы воспламенившегося топлива, проворачивается коленчатый вал. В двухтактных моторах полный рабочий цикл происходит за один оборот коленвала, а в четырёхтактных – за два. При этом в разных цилиндрах такты не совпадают, то есть, цилиндры работают вразнобой.

Это необходимо для того, чтобы крутящее усилие на коленвал передавалось более равномерно, а не рывками.

Последовательность чередования одинаковых тактов в различных цилиндрах ДВС и называют порядком их работы. Зависит он от ряда условий:

• Тип расположения цилиндров в двигателе – в один ряд, или в два ряда. Второй вариант ДВС в поперечном разрезе напоминает латинскую букву V, поэтому его называют V-образным.
• Конструктивные особенности распредвала, отвечающего за ход впускных и выпускных клапанов.
• Тип коленчатого вала.
• Число цилиндров. Существуют самые разные варианты моторов, имеющие их в количестве от 1 до 16 штук.

В зависимости от сочетания перечисленных факторов, разные цилиндры по-разному включаются в работу, беспрерывно вращая коленвал.

Как определить самостоятельно, что в двигателе автомобиля скопились кокс и гарь?

Коксом называют твёрдые отложения на стенках камеры сгорания, образующиеся при прокалывании без поступления воздуха. Гарь же — это мелкие сыпучие остатки такого кокса. Маслосъёмные поршневые кольца не в состоянии справиться с этой задачей, поэтому не остаётся ничего, как чистить двигатель своими руками.

Мнение эксперта
Руслан Константинов
Эксперт по автомобильной тематике. Окончил ИжГТУ имени М.Т. Калашникова по специальности «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Опыт профессионального ремонта автомобилей более 10 лет.

Коксом называют отложения сажи, гари и смолы в двигателе. Кокс образуется по разным причинам:
• езда на некачественном топливе с низкой степенью очистки;
• использование различных присадок для повышения октанового числа, например, некоторые автовладельцы используют присадки с содержанием свинца для повышения 92-го бензина до 95-го (несмотря нп запрет найти их в продаже не составит труда);
• моторное масло попадает в камеры сгорания топлива;
• использование моторного масла, не подходящего к данному типу двигателя;
• езда на холодном двигателе с нагрузками (особенно актуально в зимнее время);
• движение на малых оборотах (пробки).
Эти факторы, безусловно, способствуют образованию кокса. Но даже если их все исключить и использовать только бензин высокой степени очистки, всё равно исключить отложения невозможно. Это неизбежный и естественный продукт работы двигателя внутреннего сгорания.
Кокс опасен тем, что нарушает работу двигателя и постепенно приводит к необходимости капитального ремонта. Нагар не стенках камеры сгорания приводит к уменьшению объема последней и появлению детонации, сила которой будет только расти с увеличением нагара.
Нагар на головке блока цилиндров препятствует нормальному отведению тепла, что провоцирует перегрев. Кокс на клапанах делает каналы отведения отработанных и поступающих газов меньше, а это сказывается на падении мощности и динамики. Из-за нагара клапана не могут до конца закрываться, рано или поздно это приведет к их прогоранию. Но самое ужасное последствие это снижение компрессии и возникновение всех сопутствующих этому проблем из-за закоксованных маслосъёмных и компрессионных колец на поршнях.

Заметим, что при работе двигателя масло с выпускных клапанов также оказывается в цилиндрах вместе с потоками топливной смеси. Чем выше пробег автомобиля, тем выше вероятность того, что масло в камеры сгорания двигателя попадёт не только описанным путём, но и через некоторые другие элементы мотора. Вот почему оставлять эту работу «на потом» не стоит.

Как только появились первые признаки «раскоксовки» — сразу же избавляйте двигатель от нагара, удаляя кокс со всей поверхности двигателя машины.

1. Из выхлопной трубы постоянно вылетает гарь, а в салоне появляется специфический запах при включении зажигания. Когда же заводится холодный двигатель, возникает эффект «дымности».

2. Постоянно растёт расход масла.

3. Снизилась динамика авто.

4. На холостом ходу двигатель работает неравномерно.

5. В холодную пору года двигатель еле запускается, хотя с аккумулятором всё в порядке.

КАК РАБОТАЕТ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

В данном разделе рассматривается принцип работы двигателя внутреннего сгорания на примере одноцилиндрового бензинового мотора.

Главная часть двигателя внутреннего сгорания — это цилиндр с внутренней зеркальной поверхностью. Сверху на цилиндре установлена головка, которая является отдельной деталью и при необходимости снимается, например чтобы получить доступ к двигателю для проведения ремонтных работ (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Двигатель со снятой головкой блока цилиндров.

Внутри цилиндра находится поршень. Внешне он напоминает обычный стакан, который перевернут вверх дном (именно дно поршня является его рабочей поверхностью). В процессе работы двигателя поршень внутри цилиндра перемещается вертикально вверх- вниз с высокой интенсивностью.

Снаружи по окружности поршня в отдельных канавках расположены поршневые кольца. Поршень прилегает к внутренней поверхности цилиндра неплотно. Поршневые кольца, во-первых, препятствуют попаданию вниз газа, образующегося при работе двигателя, во- вторых, не пропускают моторное масло в камеру сгорания, которая находится над поршнем и расположена над верхней мертвой точкой (о том, что это такое, рассказывается далее).

Поршень закреплен на шатуне с помощью специальной детали, которая называется поршневым пальцем. В свою очередь, шатун закреплен на коленчатом валу двигателя, а точнее — на кривошипе коленчатого вала (рис. 1.3). При сгорании рабочей смеси образующиеся газы оказывают сильное давление на поршень, который начинает двигаться вниз и через шатун передает свою энергию на коленчатый вал, что в результате вынуждает его вращаться.

Рис. 1.3. Поршень с шатуном.

На конце коленчатого вала имеется тяжелый металлический диск с зубьями, который называется маховиком. Основная его задача — обеспечить вращение коленчатого вала по инерции, что необходимо для подготовительных тактов рабочего цикла (о том, что такое «такты» и «рабочий цикл», будет рассказано далее).

Горючая смесь поступает в камеру сгорания через впускной клапан, а после сгорания продукты горения, которые представляют собой выхлопные газы, выходят из камеры сгорания через выпускной клапан. Оба клапана открываются в тот момент, когда их толкает соответствующий кулачок распределительного вала. Как только кулачок отходит назад (это происходит очень быстро, так как распределительный вал вращается с высокой скоростью), клапаны вновь плотно закрываются: их возвращают в исходное положение мощные пружины.

Примечание.

Распределительный вал двигателя приводится в действие коленчатым валом.

Свеча вкручивается непосредственно в головку блока цилиндров: для этого специально предназначено отверстие с резьбой. Свеча является источником искры, которая проскакивает между ее электродами, от нее в камере сгорания воспламеняется рабочая смесь. На каждый цилиндр двигателя приходится одна свеча (следовательно, у четырехцилиндрового двигателя имеется четыре свечи, у восьми-цилиндрового — восемь и т. д.).

При движении вверх-вниз поршень поочередно достигает двух крайних положений — верхнего и нижнего: в них он максимально удален от центральной оси коленчатого вала. Верхнее крайнее положение поршня называется верхней мертвой точкой, а нижнее — нижней мертвой точкой (соответственно ВМТ и НМТ). Расстояние между ВМТ и НМТ называется ходом поршня.

Пространство, которое остается над поршнем при его нахождении в ВМТ, называется камерой сгорания. Именно здесь воспламеняется и сгорает рабочая смесь. При этом возникает своеобразный «мини-взрыв», который сопровождается резким и сильным повышением давления, под воздействием которого поршень начинает двигаться вниз. Как раз в этот момент тепловая энергия превращается в механическую. При вертикальном движении вниз поршень через шатун толкает коленчатый вал, заставляя его вращаться. Образовавшийся крутящий момент передается на ведущие колеса автомобиля, которые и приводят машину в движение.

Объем в промежутке между ВМТ и НМТ называется рабочим объемом цилиндра. Если суммировать объем камеры сгорания (как указывалось, так называется пространство над ВМТ) и рабочий объем цилиндра, получится полный объем цилиндра. Сумма полных объемов всех цилиндров называется рабочим объемом двигателя.

По такому принципу работает двигатель внутреннего сгорания современного автомобиля. Далее рассмотрено, что представляет собой рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.

Базовые части двигателя

Чтобы хорошо понимать устройство двигателя автомобиля, важно разбираться, что из себя представляет блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун. Металлическую основу мотора, остов называют блоком

Это корпусная деталь. Именно к блоку крепятся механизмы и отдельные части мотора и его систем

Металлическую основу мотора, остов называют блоком. Это корпусная деталь. Именно к блоку крепятся механизмы и отдельные части мотора и его систем.

Иногда можно встретиться с термином «блок», иногда – с терминами «блок двигателя», «блок цилиндров». Всё это одно и тоже. Блок двигателя берёт на себя серьёзные нагрузки. Поэтому контроль качества при его изготовлении должен быть предельно высок

Огромное внимание уделяется как материалу, так и уровню точности изготовления детали. Для производства используются высокоточные станки

Раньше блоки изготавливали из перлитного чугуна с легирующими добавками. Популярность чугуна при изготовлении блоков легко объяснима тем, что материал износостоек, стабилен по своим свойствам, малочувствителен к перегреву, адаптивен к ремонту. Сейчас некоторые производители также выпускают блоки из алюминиевого, магниевого сплава. В этом случае есть выигрыш, связанный с весом мотора. Это очень актуально для блоков моторов спорткаров.

Цилиндр

Рядом с понятием «блок» стоит понятие «цилиндр». Под цилиндром подразумевается цилиндрическое отверстие, высверленное в блоке. То есть это рабочая камера объёмного вытеснения.

Уплотнение верхней стороны цилиндра обеспечивает головка. Именно в ней находятся:

• Клапаны. Обеспечивают (в процессе открытия-закрытия) поступление в цилиндр воздуха, топливовоздушной смеси. Также среди функций клапанов обеспечивают очистку камеры сгорания цилиндра от отработавших (выхлопных) газов. Закрытие клапанов и удержание их в таком состоянии обеспечивают клапанные пружины.
• Распредвалы (элементы привода клапанов). От них зависит то, как открываются клапаны, сколько времени они находятся в открытом состоянии
• Механизмы привода клапанов. Функция идентична. И, как видно, из названия – это привод клапанов. Но сами механизмы могут быть разными. Всё зависит от мотора: например, бензиновый, дизельный.

Цилиндр играет роль направляющего для поршня.

Поршень, поршневые кольца и шатун

Цилиндрическая деталь или совокупность деталей, которая преобразует энергию горения топливо в механическую энергию, называется поршнем.

В проточках на боковой поверхности поршня вставлены поршневые кольца. Благодаря им между поршнем и стенкой цилиндра создаётся уплотнение. Задача поршневых колец заключается в создании барьера для перетекания из камеры сгорания в картер коленчатого вала газов.

Среди задач поршня:

• Оказание силового воздействия на шатун.
• Отвод тепла от камеры сгорания.
• Герметизация камеры сгорания.

Подвижное соединение между поршнем и коленчатым валом обеспечивает шатун. Именно шатун передаёт силу движущегося поршня к вращающемуся коленчатому валу.

Коленчатый вал

Коленчатый вал – это важная составляющая кривошипно-шатунного механизма. Кривошип коленчатого вала создает возвратно-поступательное движение поршня через шатун (подвижный элемент), то есть возвратно-поступательное движение поршня превращается в крутящий момент. Физически коленвал расположен в нижней части двигателя. Снизу коленвал прикрыт картером – самой внушительной неподвижной и полой частью двигателя, закреплённой на блоке сбоку. Визуально картер напоминает поддон.

Параметры технического плана

Мини-двигатель, сделанный своими руками, в зависимости от конструкционных особенностей, может иметь различные характеристики. Ниже приведены параметры самых популярных шаговых модификаций:

1. ШД-1 – обладает шагом 15 градусов, имеет 4 фазы и крутящий момент 40 Нт.
2. ДШ-0,04 А – шаг составляет 22,5 градуса, количество фаз – 4, оборотистость – 100 Нт.
3. ДШИ-200 – 1,8 градуса; 4 фазы; 0,25 Нт крутящего момента.
4. ДШ-6 – 18/4/2300 (значения указаны по аналогии с предыдущими параметрами).

Зная, как сделать двигатель в домашних условиях, необходимо помнить о том, что скорость крутящего показателя шагового мотора будет трансформироваться прямо пропорционально аналогичному параметру тока. Понижение линейного момента на высоких скоростях напрямую зависит от схемы привода и индуктивности обмоток. Двигатели со степенью защиты IP 65 рассчитаны на суровые условия работы. По сравнению с серверами, шаговые модели работают намного дольше и продуктивнее, не требуют частого ремонта. Однако у серводвигателей немного другая направленность, поэтому сравнение этих типов не имеет особого смысла.

Принцип работы двигателя

Принцип работы классических двигателей внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии вспышки топлива — тепловой энергии, освобождённой от сгорания топлива, в механическую.

При этом сам процесс преобразования энергии может отличаться.

Самый распространённый вариант такой:

• Поршень в цилиндре движется вниз.
• Открывается впускной клапан.
• В цилиндр поступает воздух или топливно-воздушная смесь. (под воздействием поршня или системы поршня и турбонаддува).
• Поршень поднимается.
• Выпускной клапан закрывается.
• Поршень сжимает воздух.
• Поршень доходит до верхней мертвой точки.
• Срабатывает свеча зажигания.
• Открывается выпускной клапан.
• Поршень начинает двигаться вверх.
• Выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Важно! Если используется дизельное топливо, то искра не принимает участие в запуске двигателя, дизельное топливо зажигается при сжатии само. При этом для понимания принципа работы важно не просто учитывать физическую последовательность, а держать под контролем всю систему управления. Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE

Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE

При этом для понимания принципа работы важно не просто учитывать физическую последовательность, а держать под контролем всю систему управления. Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE

Обратите внимание, в дистанционных курсах обучения на платформе ELECTUDE при изучении системы управления дизельным двигателем она сознательно разбирается обособленно от системы регулирования впрыска топлива. Очень грамотный подход. Многим учащимся действительно сложно сразу разобраться и с системой управления, и с системой впрыска

И для того, чтобы хорошо усвоить материал, грамотно двигаться именно пошагово

Многим учащимся действительно сложно сразу разобраться и с системой управления, и с системой впрыска. И для того, чтобы хорошо усвоить материал, грамотно двигаться именно пошагово.

Но вернёмся к работе самого двигателя. Рассмотренный принцип работы актуален для большинства ДВС, и он надёжен для любого транспорта, включая грузовые автомобили.

Фактически у устройств, работающих по такому принципу, работа строится на 4 тактах (поэтому большинство моторов называют четырёхтактными):

• Такт выпуска.
• Такт сжатия воздуха.
• Непосредственно рабочий такт – тот самый момент, когда энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую (для запуска коленвала).
• Такт открытия выпускного клапана – необходим для того, чтобы отработанные газы вышли из цилиндра и освободили место новой порции смеси топлива и воздуха

4 такта образуют рабочий цикл.

При этом три такта – вспомогательные и один – непосредственно дающий импульс движению. Визуально работа четырёхтактной модели представлена на схеме.

Но работа может основываться и на другом принципе – двухтактном. Что происходит в этом случае?

• Поршень двигается снизу-вверх.
• В камеру сгорания поступает топливо.
• Поршень сжимает топливно-воздушную смесь.
• Возникает компрессия. (давление).
• Возникает искра.
• Топливо загорается.
• Поршень продвигается вниз.
• Открывается доступ к выпускному коллектору.
• Из цилиндра выходят продукты сгорания.

То есть первый такт в этом процессе – одновременный впуск и сжатие, второй — опускание поршня под давлением топлива и выход продуктов сгорания из коллектора.

Двухтактный принцип работы – распространённое явление для мототехники, бензопил. Это легко объяснить тем, что при высокой удельной мощности такие устройства можно сделать очень лёгкими и компактными.

Важно! Кроме количества тактов есть отличия в механизме газообмена. В моделей, которые поддерживают 4 такта, газораспределительный механизм открывает и закрывает в нужный момент цикла клапаны впуска и выпуска. В моделей, которые поддерживают 4 такта, газораспределительный механизм открывает и закрывает в нужный момент цикла клапаны впуска и выпуска

В моделей, которые поддерживают 4 такта, газораспределительный механизм открывает и закрывает в нужный момент цикла клапаны впуска и выпуска.

У решений, которые поддерживают два такта, заполнение и очистка цилиндра осуществляются синхронно с тактами сжатия и расширения (то есть непосредственно в момент нахождения поршня вблизи нижней мертвой точки).