10 важных усовершенствований в двигателе внутреннего сгорания

Большинство людей знают, что Ford Model T был первым по-настоящему доступным автомобилем. Но знаете ли вы, какой в нем был двигатель? Оригинальный «Model T», выпущенный в 1908 году, оснащался 2,9-литровым четырехцилиндровым двигателем в 22 лошадиные силы.

Это мизерная мощность для такого объема, по сравнению с современными двигателями, но он намного превосходил двигатель первого автомобиля — 1885 Benz Patent Карла Бенца. Автомобиль Бенца был оснащен одноцилиндровым двигателем в две трети лошадиной силы.

Автомобильные двигатели постоянно эволюционировали. Сегодня они мощнее, тише, надежнее, экологичнее и потребляют значительно меньше топлива, чем их прародители, благодаря техническим достижениям и развитию технологий. Автомобильные инженеры постоянно работают над путями улучшения двигателя внутреннего сгорания. Этот процесс продолжается уже более 150 лет.

1.Четырехтактный двигатель

Преимущества: более эффективный расход топлива, меньше загрязнение окружающей среды.

Недостатки: более сложные, более дорогие в производстве, чем двухтактные моторы.

Помните автомобиль Benz Patent, о котором мы говорили? Его мотор, в дополнение к своему одному цилиндру, был двухтактным, как и многие ранние моторы.

Четырехтактный двигатель был запатентован еще в 1861 году. В нем рабочий процесс в каждом из цилиндров выполняется за четыре хода поршня (четыре такта):

1.Такт впуска: (поршень опускается вниз) топливо-воздушная смесь (ТВС) попадает  в цилиндр через открытый впускной клапан. Выпускной клапан в этот момент закрыт.

2. Такт сжатия: (поршень поднимается вверх) впускной и выпускной клапаны закрыты, и топливно-воздушная смесь сжимается в объёме.

3. Такт рабочего хода: (поршень опускается вниз) сжатая ТВС воспламеняется свечой зажигания, происходит мощный врыв, в результате которого высвобождается энергия, заставляющая поршень с силой двигаться вниз. Фактически, на этом такте двигатель и выполняет работу.

4. Такт выпуска: (поршень поднимается вверх) открываются выпускные  клапаны и выхлопные газы выходят через них, освобождая цилиндр для начала следующего рабочего процесса.

Нетрудно заметить, что каждая фаза газообмена в таком двигателе происходит за половину оборота коленчатого вала, а полный рабочий процесс за 0,5*4 = 2 оборота коленвала.

 

Ранее простые двухтактные двигатели выполняли ту же задачу: сжигали бензин для создания механического движения, но они делали это в два такта. Сегодня двухтактные двигатели устанавливаются на малогабаритной технике: газонокосилках, небольших мотоциклах, авиамоделях. Почти все двигатели автомобилей используют четырехтактный цикл.

Четырехтактные двигатели имеют несколько преимуществ, в том числе увеличение экономии топлива, они более надежны, выдают больше мощности и крутящего момента, а также имеют более чистые выбросы. Однако по сравнению с двухтактными двигателями, они являются более сложными и дорогостоящими, требуют использования клапанов для впуска ТВС и выхлопа газов.

Несмотря на это, четырехтактные двигатели стали отраслевым стандартом для автомобилей, и они пока находятся вне реальной конкуренции с другими видами двигателей, по крайней мере, в ближайшее время.