Как работает двигатель внутреннего сгорания

Как работает двигатель внутреннего сгорания

Проблемы, возникающие с двигателем

Ваш двигатель отказывается запускаться… В чем может быть дело? Теперь, когда вы знаете, как работает двигатель, вы можете понять и элементарные вещи, которые могут помешать мотору работать. Это три основных вещи: плохая топливо-воздушная смесь, отсутствие сжатия или отсутствие искры. Помимо этого, десятки более мелких вещей могут создавать проблемы, но эти – самые основные. На основе простого двигателя, который мы обсуждали, вот краткий ликбез о том, как эти проблемы влияют на ваш двигатель:

trouble_engine

Плохая топливная смесь — Плохая топливная смесь может получаться по нескольким причинам:

1. Не поступает бензин, поэтому двигатель получает воздух, но нет горючего.

2. Каналы для забора воздуха могут быть забиты, поэтому есть топливо, но не хватает воздуха. Вполне возможен вариант, что в двигатель не поступает ни бензина, ни воздуха.

3. Топливная система поставляет слишком много или слишком мало топлива для образования смеси. Это означает, что горение не происходит должным образом.

4. Возможны примеси в топливе (например, вода в вашем бензобаке)..

Отсутствие сжатия — Если заряд из воздуха и топлива не может быть сжат должным образом, процесс горения не будет происходить, как следует. Отсутствие сжатия может произойти по следующим причинам:

1. Изношенные поршневые кольца (позволяющие топливо-воздушной смеси просочиться мимо поршня во время сжатия).

2. Впускные или выпускные клапаны не закрываются правильно, пропуская смесь во время такта сжатия.

3. Нарушена герметичность цилиндра

Наиболее распространенная «дыра» в цилиндре образуется в районе головки цилиндров. Как правило, между цилиндром и головкой цилиндра находится тонкая прокладка зажатая между ними, чтобы обеспечить хорошее уплотнение. Если прокладка разрушается, небольшие отверстия в ней становятся причиной утечки.

Проблема со свечами — Искра может отсутствовать или быть слабой по ряду причин:

1. Если свеча зажигания или провод, ведущий к ней, износились. Искра будет слабой.

2. Если провод разрезан или отсутствует, или если искра уходит на «массу», или провод не работает должным образом, — не будет никакой искры.

3. Если искра возникает или слишком рано, или слишком поздно в такте рабочего хода, топливо не воспламеняется в нужное время и это может стать причиной всевозможных проблем.

Многие другие вещи так же могут пойти не так. Например:

1. Если аккумулятор сел, вы не сможете включить стартер, чтобы запустить двигатель.

2. Если подшипники, которые позволяют свободно поворачиваться коленчатому валу изношены, коленчатый вал не может повернуться так, чтобы двигатель запустится.

3. Если клапаны не закрываются и не открываются в нужное время, смесь не может попасть в цилиндр, а отработанные газы не смогут выйти, поэтому двигатель не запустится.

4. Если заткнуть выхлопную трубу – выхлопные газы не смогут выходить из двигателя и он не заведется.

5. Если закончится моторное масло, поршень не может двигаться вверх и вниз в цилиндре, и двигатель заклинит.

Как вы можете видеть, двигатель имеет ряд систем, которые помогают ему выполнять свою работу преобразования топлива в движение. Мы рассмотрим различные подсистемы используется в двигателях в следующих нескольких разделах.

 

Клапана и система зажигания

Большинство подсистем двигателя могут быть реализованы с использованием разных технологий и более эффективные технологии смогут повысить производительность двигателя. Начнем с клапанного механизма.

Самые современные двигатели имеют верхний распределительный вал с кулачками. Это означает, что распредвал расположен над клапанами, как вы видите на рисунке. Кулачки на валу активируют клапаны. Старые двигатели использовали нижний распределительный вал, расположенный в картере, недалеко от коленчатого вала. Такой распредвал взаимодействовал с клапанами, расположенными сверху, при помощи толкателей клапанов. Этот вариант имеет дополнительные подвижных частей, а также вызывает некоторый разрыв между активацией клапана и его последующим движением. A вот  ремень ГРМ или цепь ГРМ, вращающие верхние распредвалы, присоединены к коленчатому валу, так что клапаны постоянно находятся в синхронизации с поршнями. Распределительный вал совершает полный оборот на половине оборота коленчатого вала. Многие высокопроизводительные двигатели с четырьмя клапанами на цилиндр (два для впуска, два для выпуска) имеют по два распределительных вала над каждым цилиндром.

Система зажигания производит с помощью катушек зажигания высоковольтный электрический ток, и передает его на свечи зажигания через провода зажигания. Ток сначала попадает в распределитель зажигания (трамблер). Трамблер имеет один входящий провод, и два, три, четыре, пять, шесть или восемь проводов (в зависимости от количества цилиндров), исходящих из него. К каждому проводу подключена свеча зажигания. Двигатель настроен так, что только один цилиндр получает искру от трамблера. Такой подход обеспечивает максимальную плавность работы мотора.

 

Охлаждение двигателя, Впуск воздуха и Система запуска

Система охлаждения в большинстве автомобилей состоит из радиатора и водяного насоса. Вода циркулирует через каналы вокруг цилиндров и затем проходит через радиатор, чтобы остыть. В некоторых автомобилях, а также небольших мотоциклах и газонокосилках применяется двигатель с воздушным охлаждением. Такой двигатель охлаждается воздухом от вентилятора или встречного воздушного потока, проходящим сквозь ребра на поверхности цилиндра, которые помогают рассеять тепло. Воздушное охлаждение, легче и проще, чем водяное, но оно и менее эффективно, как правило, снижает срок службы двигателя и его общую производительность.

Итак, теперь вы знаете, как и почему ваш двигатель не перегревается. Но почему циркуляции воздуха так важна? Большинство двигателей, обычно, атмосферные — это означает, что потоки воздуха через воздушный фильтр попадают непосредственно в цилиндры. Высокопроизводительные двигатели либо турбонаддувные или компрессорные. Это означает, что воздух, поступающий в двигатель, находится под давлением, чтобы больше воздушно-топливной смеси могло быть втиснуто в каждый цилиндр для повышения производительности.  Турбокомпрессор использует небольшие турбины, прикрепленные к выхлопной трубе, чтобы вращать компрессор, сжимающий входящий поток воздуха. A нагнетатель крепится непосредственно на двигатель для вращения компрессора.

Повышение характеристик вашего двигателя — это здорово, но что именно происходит, когда вы поворачиваете ключ на старт? Система запуска состоит из электрического стартера и электромагнитного пускателя. Когда вы повернете ключ зажигания, стартер вращает двигатель несколько раз, для начала процесс горения топлива. Стартер должен преодолеть:

1. Внутреннее трение, вызванное поршневыми кольцами

2. Давление сжатия всех цилиндров, которые оказываются в такте сжатия

3. Энергию, необходимую для открытия и закрытия клапанов газораспределения

4. Все остальное навесное оборудование, подключенное непосредственно к двигателю — водяной насос, масляный насос, генератор и др.

Поскольку стартеру требуется так много энергии и потому, что автомобиль использует 12-вольтовое электрооборудование — применяют электромагнитный пускатель.

 

Система смазки двигателя, Топливная, Выхлопная и Электрическая Системы

Топливная система с помощью топливного насоса закачивает бензин из бензобака, затем смешивает его с воздухом и топливо-воздушная смесь поступает в цилиндры. Топливо доставляется в цилиндры тремя распространенными способами: смесеобразованием в карбюраторе, впрыском топлива (инжектор) и системой прямого впрыска топлива.

1. Карбюратор механическим образом добавляет бензин в поток воздуха, поступающего в двигатель.

2. В системе впрыска топлива, нужное количество топлива либо  впрыскивается на рампу прямо над впускным клапаном (инжектор) или непосредственно в цилиндр (непосредственный впрыск топлива).

Моторное масло также играет важную роль. Система смазки гарантирует, что в каждую движущуюся деталь в двигатель попадает масло, чтобы эта деталь могла легко перемещаться. Основными местами смазки являются поршни (поэтому они могут легко двигается в цилиндрах) и любые подшипники, что позволяет таким деталям, как коленчатый вал и распредвалы свободно вращаться. В большинстве автомобилей, масло засасывается из картера в масляный насос, проходит через масляный фильтр для удаления любых загрязнений, а затем попадает струей под высоким давлением на подшипники и стенки цилиндров. Дальше масло стекает в поддон картера и цикл повторяется.

Выхлопная система включает выхлопную трубу и глушитель. Без глушителя вы услышите звук тысяч маленьких взрывов в цилиндрах, доносящихся из из выхлопной трубы. Глушитель гасит звук. Выхлопная система также включает в себя каталитический нейтрализатор.

Система контроля выбросов в современных автомобилях состоит из каталитического нейтрализатора, набора датчиков и исполнительных устройств, а так же компьютера, чтобы контролировать и регулировать все процессы. Например, каталитический нейтрализатор дожигает любое неиспользованное топливо и некоторые другие химические веществ в выхлопных газах. Сигналы кислородного датчика (лямбда зонда) в выхлопном патрубке дают компьютеру сигнал о количестве кислорода в выхлопных газах около катализатора и компьютер регулирует состав топливо-воздушной смеси, если это необходимо.

Электрическая система состоит из аккумулятора и генератора. Генератор соединен с двигателем с помощью ремня и вырабатывает электричество для подзарядки аккумулятора. Аккумулятор создает 12-вольтовое напряжение доступное всему электрооборудованию в машине — системе зажигания, радио, фарам, стеклоочистителям, стеклоподъемникам, компьютерам через электропроводку автомобиля.

 

1 2 3

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован.

*


seventeen + 5 =


Поиск Google

(function() { var cx = '013762819107762716451:zn5azro-xtc'; var gcse = document.createElement('script'); gcse.type = 'text/javascript'; gcse.async = true; gcse.src = (document.location.protocol == 'https:' ? 'https:' : 'http:') + '//www.google.com/cse/cse.js?cx=' + cx; var s = document.getElementsByTagName('script')[0]; s.parentNode.insertBefore(gcse, s); })();

Мы Вконтакте

Top
Follow

Get every new post delivered to your Inbox

Join other followers