Двигатель внутреннего сгорания — тепловая энергия от процесса горения, которая путем несложных манипуляций превращается в механическую. Его отличительная особенность заключается в том, что процесс горения происходит в специальной камере внутри мотора, а не вне его.
Составные элементы механизма
Двигатель внутреннего сгорания — это агрегат, состоящий из нескольких обязательных элементов.
Камера сгорания
Поршень
Кривошип
Коленвал
Система подачи горючей смеси
Клапан для выведения отработанного топлива
Бывают и более сложные двигатели, содержащие множество дополнительных деталей, но принцип их действия всегда остается неизменным.
Алгоритм работы системы
При воспламенении смеси воздуха и горючих паров в камере двигателя происходит мини-взрыв, в результате которого высвобождается некоторое количество энергии. Взрывной волной поршень выталкивается вниз. Он взаимодействует с кривошипно-шатунным механизмом, движение которого передается коленчатому валу. Вращаясь, коленвал толкает поршень назад, и процесс начинается снова.
Это только схематичное и сильно упрощенное описание, но оно позволяет в общих чертах понять механизм работы этого агрегата. Даже самый простой двигатель устроен сложнее и обеспечивает, как минимум, поступление топлива и выведение продуктов горения.
Цикл работы механизма
Строение двигателя этого типа предполагает цикличную работу. Длина цикла измеряется движениями поршня, которые называются тактами. Всего их четыре.
Впуск топлива – воздушно-паровая смесь поступает в камеру сгорания, поршень при этом движется вниз.
Сжатие – поршень устремляется вверх, тем самым уменьшая объем камеры и сжимая смесь.
Рабочий ход – горючая смесь, воспламеняясь, резко увеличивает свой объем и отбрасывает поршень вниз.
Выпуск – выхлопные газы выводятся через специальный клапан, а поршень опять поднимается вверх.
В двухтактном двигателе все эти действия выполняются за один оборот коленвала. Такие моторы устанавливают на легкую технику: мопеды, мотоциклы, газонокосилки. В автомобилестроении обычно используются четырехтактные двигатели – полный цикл в них совершается в течение двух оборотов коленвала.
Вспомогательные системы
Ни один двигатель не сможет работать без участия вспомогательных систем.
Система питания обеспечивает подготовку топлива и его подачу
Система смазки замедляет износ и деформацию отдельных деталей
Система охлаждения поддерживает рабочую температуру двигателя
Система зажигания воспламеняет горючие пары в бензиновом двигателе
Электрооборудование обеспечивает электроэнергией все элементы системы
Двигатель внутреннего сгорания – это эффективный и проверенный временем агрегат. Уже много десятков лет он используется на всех видах транспорта, и достойной альтернативы ему до сих пор не существует.