Изобретение двигателей внутреннего сгорания (ДВС) можно назвать по-настоящему эпохальным событием, поскольку это устройство перевернуло весь мир, ускорив развитие человечества до невозможности. Все ключевые технологии внутреннего сгорания (на бензине и дизтопливе, а потом и газообразных смесях), которые применяются в нынешних автомобилях, были открыты в конце 19 века, либо в первой половине 20-го. С тех пор технологии видоизменялись и бесконечно улучшались, но не менялся принцип действия.
Двигатель внутреннего сгорания использует принцип преобразования энергии, выделяемой при сгорании топлива, в механическую энергию, которая и служит движущей силой автомобиля. Этот принцип построен на том, что в соединении с воздухом жидкое топливо образует смесь, которая сгорает в специальной камере.
Сгорая, эта смесь вызывает высокое давление, которое толкает поршень-вращающий вал посредством кривошипно-шатунного механизма. Далее через этот механизм механическая энергия передается на трансмиссию, а оттуда на колеса.
В легковой автомобильной промышленности применяются такие виды двигателей:
- бензиновые;
- дизельные;
- газовые.
Также они классифицируются по количеству и расположению цилиндров, способу впрыскивания и формирования смеси и прочим критериям.
Чтобы осуществить запуск ДВС, бензиновые механизмы оснащены стартером – электрическим двигателем, который поворачивает коленвал. Если движитель дизельный, то в нем в качестве стартера используется вспомогательный ДВС маленьких размеров.
Бензиновые двигатели
Бензиновый ДВС – это наиболее простой в изготовлении и эксплуатации тип двигателей, который получил широчайшее распространение в легковых автомобилях. Как понятно из названия, в качестве топлива для этого механизма служит бензин. Он подается с помощью специального насоса по топливной системе через фильтры в карбюратор или инжектор, а оттуда топливная взвесь попадает в камеру сгорания, где сжимается под воздействием цилиндра и воспламеняется от искры, генерируемой свечой.
Стоит отметить, что карбюраторная схема впрыска является морально устаревшей и не соответствует современным экологическим и экономическим нормам, а потому не применяется. Вместо карбюраторов используются инжекторные системы впрыска. Они позволяют производить более тщательную дозировку, впрыск и сгорание топлива, давая больше КПД. Также это позволяет максимально уменьшить выброс продуктов сгорания в атмосферу.
Такие системы производят впрыск топливной смеси через форсунку непосредственно в цилиндр либо в специальный впускной коллектор для смеси. Также инжекторы разделяются на 2 типа:
- механические;
- электронные.
В механических инжекторах используются система рычагов плунжерного типа, а задача по контролю подачи топливной смеси равномерно разделена между механизмом и электронным блоком управления. В электронных устройствах процесс смешения и впрыскивания топлива полностью контролируется электронным блоком управления.
Дизельные двигатели
Дизельные двигатели изначально использовались в тяжелом автомобиле- и тракторостроении. Их размеры и мощность не позволяли ставить эти массивные агрегаты куда-либо, кроме шасси трактора, танка или грузовика.
Но во второй половине 50-х годов появились первые миниатюризованные дизели с конструкцией, адаптированной под установку на легковой автомобиль. С тех пор это направление в двигателестроении непрестанно развивалось, но медленно – из-за сложностей в производстве, конструировании и обслуживании легковых дизелей.
Дизельные ДВС работают на специальном дизтопливе. Они не имеют системы зажигания, поскольку топливная смесь, которая попадает в камеру сгорания через форсунки, воспламеняется под воздействием высокого давления. Температура и давление, получаемые при сгорании, вращают поршневую группу. Опускаясь, поршень, снова формирует давление и взрыв смеси, что приводит к самоподдерживающемуся процессу. Узнать больше о принципе запуска и действиях таких механизмов можно на сайте Apollo Motors.
Газовые двигатели
Такие двигатели в качестве топлива используют сжатый, сжиженный газ природного происхождения. Происхождение подобных механизмов было продиктовано растущими экологическими и экономическими требованиями.
Газовая смесь хранится под давлением в специальных баллонах, откуда, минуя испаритель, подается на редуктор, где ее давление ослабевает. Из редуктора, конструкция которого схожа с инжектором, происходит впрыск в камеру сгорания, где под воздействием искры газ воспламеняется, толкая поршень.
Большинство современных бензиновых ДВС можно переделать под использование газа, что позволяет существенно сэкономить на поездках. Наборы для перехода на газ выпускает множество производителей.