Принцип работы ДВС

В бензиновом двигателе воздушно-топливная смесь сгорает внутри двигателя, и создающееся при этом усилие преобразуется во вращательное движение, которое двигает автомобиль. В автомобиле имеются различные системы, обеспечивающие работу двигателя.

В бензиновом двигателе внутреннего сгорания процесс выработки мощности, которая двигает автомобиль, состоит из 4 тактов:
• Такт впуска
• Такт сжатия
• Рабочий такт
• Такт выпуска
В течение этих четырех тактов в цилиндры нагнетается топливовоздушная смесь, сжимается, воспламеняется и сгорает, затем продукты сгорания вытесняются из цилиндров. В результате последовательного повторения этих четырех процессов в бензиновом двигателе вырабатывается мощность. Такой тип двигателя называется четырехтактным.
1.Впускной клапан
2.Свеча зажигания
3.Выпускной клапан
4.Камера сгорания
4.Поршень

Такт впуска

 

 Когда поршень движется вниз, в цилиндр поступает смесь для сгорания из воздуха и бензина, через отверстие оставленное впускным клапаном, при этом клапан выпускной закрыт.

Такт сжатия

 

При завершении поршня хода вниз, закрывается впускной клапан. Поршень начинает ход вверх и смесь поступившая в цилиндр сжимается до высокого давления.

Рабочий такт

 


   Когда поршень почти заканчивает ход вверх, ток поступает на свечу зажигания, и между ее контактами возникает искра. После этого происходит воспламенение сжатой воздушно-топливной смеси и ее сгорание. Расширяющиеся в результате сгорания газы толкают поршень вниз, что вызывает вращение коленчатого вала.

Такт выпуска

 

Выпускной клапан открывается, когда поршень почти заканчивает ход вниз. Затем отработавшие газы, образовавшиеся в результате горения, вытесняются из цилиндра.


Газораспределительный механизм (ГРМ)

   Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в соответствии с вращением
распределительных валов. Один оборот распределительного вала (однократное открытие и закрытие клапанов) происходит за два оборота коленчатого вала (два возвратно-поступательных
движения поршней или четыре хода поршня).


Устройство двигателя внутреннего сгорания

   Двигатель является самым важным агрегатом, приводящим автомобиль в движение. Поэтому он состоит из прецизионных деталей.

Головка блока цилиндров (ГБЦ)

Блок цилиндров

Поршень

Коленчатый вал

Маховик

Газораспределительный механизм (ГРМ)

Приводной ремень

Масляный поддон


Головка блока цилиндров и блок цилиндров

Головка блока цилиндров
Углубления в головке блока цилиндров вместе с поршнями образуют камеры сгорания.

 

Блок цилиндров
Деталь, образующая каркас (остов) конструкции двигателя. Чтобы двигатель работал плавно, в его конструкцию включают несколько цилиндров.


1. Головка блока цилиндров
2. Прокладка
3. Блок цилиндров

ДЛЯ СПРАВКИ:
Расположение цилиндров


Обычно применяются следующие типы расположения цилиндров:
1. Рядный тип
Это наиболее распространенный тип, в котором цилиндры расположены в один ряд.
2. V-образный тип
Цилиндры расположены в форме буквы V. Такой двигатель короче, чем рядный, при том же числе цилиндров.
3. Горизонтально-оппозитный тип
Поршни расположены по обе стороны от коленчатого вала в горизонтальной плоскости.
Хотя такой двигатель и шире, но его габаритная высота меньше.

Число цилиндров


Для того чтобы свести к минимуму вибрацию, возникающую от вертикального перемещения поршней, и обеспечить плавность движения автомобиля, в конструкцию двигателя включаются несколько цилиндров. Как правило, чем больше число цилиндров, тем более плавно происходит вращение двигателя и тем меньше вибрация. Рядные двигатели обычно имеют 4 или 6 цилиндров, а V-образные — 6 или 8 цилиндров.

 

4-тактный бензиновый двигатель: В 4-цилиндровом двигателе за каждые 2 оборота коленчатого вала происходит 4 сгорания смеси в цилиндрах. В 8-цилиндровом двигателе — 8 сгораний. Для того чтобы двигатель работал плавно, установлен определенный порядок чередования воспламенения смеси в цилиндрах в зависимости от числа цилиндров и их расположения.

 


1. Рядный, 4 цилиндра 1 – 2 – 4 – 3
2. Рядный, 6 цилиндров 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4
3. V-образный, 6 цилиндров 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6
4. V-образный, 8 цилиндров 1 – 8 – 4 – 3 – 6 – 5 – 7 – 2


Поршень, коленчатый вал, маховик

Поршень
Поршень в цилиндре перемещается в вертикальном
направлении в результате давления, создаваемого в
процессе горения воздушно-топливной смеси.
Коленчатый вал
Коленчатый вал преобразует с помощью шатуна
возвратно-поступательное движение поршня во
вращательное.
Маховик
Маховик — это деталь в виде массивного стального
диска. Вращаясь вместе с коленчатым валом, маховик
создает момент инерции. Таким образом, на выходе с
маховика создается равномерный крутящий момент.
1. Поршень
2. Поршневой палец
3. Шатун
4. Коленчатый вал
5. Маховик


Приводной ремень

Приводной ремень через шкивы передает энергию вращения от коленчатого вала на генератор, насос гидроусилителя рулевого управления и компрессор кондиционера. Обычно на автомобиле имеется два или три приводных ремня. Необходимо проверять натяжение приводного ремня и его износ и заменять ремень с установленной периодичностью.
1. Шкив коленчатого вала
2. Шкив насоса гидроусилителя рулевого управления
3. Шкив генератора
4. Шкив жидкостного насоса
5. Шкив компрессора кондиционера

А.  Клиновой ремень
Этот ремень имеет V-образное поперечное сечение: такая форма обеспечивает эффективную передачу крутящего момента.
В. Поликлиновой ремень
Этот ремень имеет на поверхности V-образные зубцы, которые контактируют со шкивом. Его преимуществами являются меньшая толщина, минимальные износ и напряжения.

ДЛЯ СПРАВКИ:
Змеевидная схема установки приводного ремня
При змеевидной схеме установки используется поликлиновой приводной ремень, обеспечивающий привод генератора, жидкостного насоса, насоса гидроусилителя рулевого управления и компрессора кондиционера.
В сравнении с обычным приводным ремнем такой ремень обладает следующими преимуществами:
• Уменьшает габаритную длину двигателя.
• Сокращает число деталей.
• Уменьшает массу.
1. Поликлиновой ремень
2. Шкив коленчатого вала
3. Натяжной шкив (с автоматическим натяжением)
4. Шкив насоса гидроусилителя рулевого управления
5. Шкив генератора
6. Шкив жидкостного насоса
7. Шкив компрессора кондиционера


Масляный поддон

Это масляный резервуар, изготовленный из стали или алюминия. Масляный поддон имеет глубокие выемки и перегородки для того, чтобы обеспечить достаточный объем масла на дне масляного поддона, даже если автомобиль находится на наклонной плоскости.


1. Масляный поддон № 1
2. Масляный поддон № 2
А. Масляный поддон без перегородки
В. Масляный поддон с перегородками


Клапанный газораспределительный механизм

Клапанный газораспределительный механизм представляет собой группу узлов и деталей, которые в определенный момент открывают и закрывают впускные и выпускные клапаны головки блока цилиндров.


1. Коленчатый вал
2. Звездочка распределительного вала
3. Цепной привод газораспределительного механизма
4. Распределительный вал впускных клапанов
5. Впускной клапан
6. Распределительный вал выпускных клапанов
7. Выпускной клапан


* На схеме показан клапанный газораспределительный механизм системы VVT-i (изменяемых фаз
газораспределения с электронным управлением).

ДЛЯ СПРАВКИ:
Типы клапанных газораспределительных механизмов
В зависимости от расположения и числа распределительных валов существуют различные типы клапанных газораспределительных механизмов.
А.  DOHC (два распределительных вала на головке блока цилиндров)
В такой конструкции имеются два распределительных вала, каждый из которых непосредственно перемещает клапаны; таким образом обеспечивается точность перемещения клапанов.
В.  Compact DOHC (компактная конструкция типа DOHC)
В такой конструкции имеются два распределительных вала, на один из которых вращение передается зубчатой передачей. Конструкция головки блока цилиндров при такой схеме получается более простой
и компактной по сравнению с обычной DOHC.

 

1. Ременный привод газораспределительного механизма

2. Шестерня зубчатой передачи
3. Распределительный вал

 

C.  OHC (распределительный вал на головке блока цилиндров)
В такой конструкции имеется один распределительный вал для привода всех клапанов через коромысла.


D.  OHV (верхнее расположение клапанов)
В такой конструкции имеется распределительный вал, расположенный в блоке цилиндров, а для открытия и закрытия клапанов имеются толкатели и коромысла.


1. Ременный привод газораспределительного механизма
2. Распределительный вал
3. Толкатель
4. Коромысло

Цепной привод газораспределительного механизма


Цепь передает вращательное движение коленчатого вала
на распределительные валы.


1. Цепной привод газораспределительного механизма
2. Звездочки распределительного вала
3. Звездочка коленчатого вала

ДЛЯ СПРАВКИ:
Ремень привода газораспределительного механизма (ГРМ)


Аналогично шестерне этот ремень имеет зубцы, которые входят в зацепление с шестернями ГРМ. Используемые на автомобиле ремни привода ГРМ изготавливаются из материала на основе резины. Необходимо проверять усилие натяжения ремня ГРМ и его износ и заменять ремень с установленной периодичностью.


1. Ремень привода ГРМ
2. Шестерня распределительного вала
3. Шестерня коленчатого вала