Двигун внутрішнього згоряння – це?
ДВЗ (або двигун внутрішнього згоряння) – важливий пристрій у будь-якій сучасній машині. За рахунок даного механізму автомобіль здатний пересуватися дорогою: двигун відповідає за перетворення руху поршня та обертання коленвала. Зазначимо, що силовий вузол монтується не тільки в транспортних засобах, але також в мототехніці, літаку, тепловозі та іншому виді транспорту. Крім цього, двигун встановлюється у різноманітних інструментах, певних типах обладнання.
Хто та коли винайшов перший двигун внутрішнього згоряння?
Питання щодо того, хто розробив перший ДВС, завжди відкрите. Все тому, що у його стані, як зараз, пристрій виникало поступово. У розробку двигуна знесли свої вклади багато винахідників, а саме:
- У 71 році 18 століття була винайдена газова турбіна Джон Барбері.
- Придуманий газовий мотор був у 1860 р. Етьєном Ленуаром. Це був перший двигун внутрішнього згоряння, що випускається серіями.
- У 1861 р. завдяки Ніколаусу Отто був придуманий мотор, що має іскрове запалювання.
- У 1872 р. завдяки Джорджу Брайтону запатентували двотактний двигун з двома циліндрами.
Отже, неможливо точно стверджувати, хто саме був розробником двигуна, оскільки у проектуванні, створенні вузла брали участь різні винахідники. Варто згадати також Пилипа Лебона. Він зміг зробити величезний внесок у створенні двигуна, оскільки відкрив світильний газ, вирішив запропонувати застосовувати його для пального мотора. Тоді йде ніхто не прийняв, але напрацювання Філіпа вирішили застосовувати інші винахідники у своїх роботах у майбутньому.
Вперше розробив ДВС саме Етьєн Ленуар. Він вигадав мотор, що має потужність 12 к.с., який функціонував за рахунок суміші, що складається зі світильного газу та повітря. ККД у даного пристрою було майже 5%, але прилад все одно зміг стати популярним, застосовується для двигуна човна.
Пристрій двигуна внутрішнього згоряння
Зазначимо те, що пристрій двигуна може бути різним, оскільки є різноманітні види силових пристроїв. Найпопулярнішим зараз вважається поршневий різновид. Подібні вузли монтуються у багатьох транспортних засобах. Крім цього, зустрічаються й інші види моторів, наприклад, газотурбінні, роторно-поршневі, але вони не настільки поширені.
Розглянемо те, як влаштований поршневий двигун. Його головна частина – це корпус. Він складається з блоку циліндрів, головки, а також інших механізмів:
- Кривошипно-шатунного. Завдяки його конструкції, можливості перетворити термічну енергію, даний механізм відповідає за те, щоб колінвал крутився.
- Газорозподільний. Відповідає за впуск чистого повітря, випуск відпрацьованих газів.
Якщо розібралися з пристроєм двигуна, тоді спробуйте запам’ятати, з яких систем він також складається:
- Впускний. Відповідає за подачу повітря у двигун.
- Випускний. Необхідна для очищення та виведення вихлопних газів у навколишнє повітря.
- Паливний. Подає паливо до силового агрегату.
- Системи упорскування. Це вузол, що входить до паливної системи. Необхідний для того, щоб утворювати горючу суміш.
- Системи мастила. Відповідає за те, щоб вчасно оброблялися деталі, що труться маслом.
- Охолоджуючою. Система двигуна, яка відводить тепло від найгарячіших вузлів.
- Системи запалювання. Відповідає за запалювання складу, який утворюється в камері згоряння.
Крім того, також є система керування, що відповідає за керівництво всієї електронної начинки, різними процесами в двигуні.
Як працює двигун внутрішнього згоряння?
Двигун функціонує так – усередині нього виникає ефект термічного розширення:
- У двигуні згоряє пальне;
- Здійснюється теплове розширення, що впливає на механізм поршень;
- Цей елемент починає рухатися, після чого розкручується колінвал.
Внаслідок цих процесів працює повністю весь агрегат.
За цикл колінчастий вал обертається двічі, а сама процедура складається з різних тактів. Щоб точно знати, як функціонує двигун, розглянемо роботу кожного вузла:
- Впуск. Спочатку утворюється суміш. Після цього склад відправляється в камеру згоряння через відкриті клапани.
- Стиснення. Відбувається стиск складу всередині циліндра.
- Робочий хід. Здійснюється займання, в результаті якого у пристрої виникають гази. Вони починають тиснути на поршень, активно переміщують його. Завдяки тому, що передається механічне зусилля, колінчастий вал обертається.
- Випуск. Гази, які вже відпрацювали, ідуть в атмосферу. Перед цим відбувається їхнє очищення, охолодження в системі випуску.
Якщо враховувати принцип функціонування двигуна, його ККД може дорівнювати приблизно 40%. Справа в тому, що коли циліндр здійснює робочий хід, інші циліндри відповідають за ті такти, що залишилися. Це відбувається через особливості конструкції механізму: якби цикли роботи здійснювалися все відразу, двигун не міг би працювати правильно, рівномірно.
Де можуть застосовуватися двигуни внутрішнього згоряння?
Вивчивши роботу бензинового двигуна, фахівці вирішили його використовувати, як основний вузол у різних типах транспорту. На даний момент даний вузол використовується і в легкових, і вантажних авто, а також мопедах, човнах, мотоциклах, теплоходах і таке інше.
Зазначимо, що двигуни також застосовуються в різноманітній бензотехніці, наприклад, косарках, триммерах, пилках і так далі. Окремо варто сказати те, що мотор знайшов широке використання в автономній та пересувній електростанції, генераторі, компресорі та іншому обладнанні.
Зараз у рази збільшився перелік видів двигунів. Виділимо найпоширеніші двигуни, що зустрічаються у нашому житті:
- Поршневий. Вважається найпоширенішим варіантом. Принцип його роботи описано вище.
- Карбюраторний. Перед тим як горючий склад потрапляє в циліндри, відбувається його утворення саме в карбюраторі.
- Інжекторні. Впорскування палива здійснюється в колектор завдяки форсункам.
- Дизельний. Склад займається завдяки підвищеній температурі. Цей пристрій не встановлює свічки запалювання.
- Роторний. Виконується трансформація енергії завдяки обертанню ротора за рахунок газів.
Крім того, є двигун газотурбінний. Він приводить у роботу нагнітач. Даний механізм стискає повітря перед тим, як спалахує суміш.
Будова двигуна внутрішнього згоряння: основні плюси агрегату
Розглядаючи особливості конструкції двигуна, відзначимо те, що він характеризується певними достоїнствами. Двигун внутрішнього згоряння:
- Автономний;
- Коштує недорого;
- Багатопаливний;
- Має найвищий рівень надійності;
- Невибагливий у роботі;
- Легкий в обслуговуванні.
Дуже важливе питання, яке цікавить багатьох людей – яка саме температура в моторі, оскільки будь-який двигун вважається вразливим до перегріву. Якщо механізм неправильно охолоджується, він функціонує з перебоями, здатний у будь-який момент зламатися. Щоб уникнути цього, потрібно вчасно ремонтувати двигун.
Записатися на технічне обслуговування та відновлення автомобіля ви завжди можете в нашу майстерню. Наші фахівці перевірять двигун, відремонтують його, якщо потрібно.