Как работает двигатель автомобиля


Как работает двигатель автомобиля – «сердечные» дела вашей машины

Прежде, чем рассматривать вопрос, как работает двигатель автомобиля, необходимо хотя бы в общих чертах разбираться в его устройстве. В любом автомобиле установлен двигатель внутреннего сгорания, работа которого основана на преобразовании тепловой энергии в механическую. Заглянем глубже в этот механизм.

Как устроен двигатель автомобиля – изучаем схему устройства

Классическое устройство двигателя включает в себя цилиндр и картер, закрытый в нижней части поддоном. Внутри цилиндра находится поршень с различными кольцами, который перемещается в определенной последовательности. Он имеет форму стакана, в его верхней части располагается днище. Чтобы окончательно понять, как устроен двигатель автомобиля, необходимо знать, что поршень с помощью поршневого пальца и шатуна связывается с коленчатым валом.

Для плавного и мягкого вращения используются коренные и шатунные вкладыши, играющие роль подшипников. В состав коленчатого вала входят щеки, а также коренные и шатунные шейки. Все эти детали, собранные вместе, называются кривошипно-шатунным механизмом, который преобразует возвратно-поступательное перемещение поршня в круговое вращение коленчатого вала.

Верхняя часть цилиндра закрывается головкой, где расположены впускной и выпускной клапаны. Они открываются и закрываются в соответствии с перемещением поршня и движением коленчатого вала. Чтобы точно представить, как работает двигатель автомобиля, видео в нашей библиотеке следует изучить также подробно, как и статью. А пока мы попытаемся выразить его действие на словах.

Как работает двигатель автомобиля – кратко о сложных процессах

Итак, граница перемещения поршня имеет два крайних положения – верхнюю и нижнюю мертвые точки. В первом случае поршень находится на максимальном удалении от коленчатого вала, а второй вариант представляет собой наименьшее расстояние между поршнем и коленчатым валом. Для того чтобы обеспечить прохождение поршня через мертвые точки без остановок используется маховик, изготовленный в форме диска.

Важным параметром у двигателей внутреннего сгорания является степень сжатия, напрямую влияющая на его мощность и экономичность.

Чтобы правильно понять принцип работы двигателя автомобиля, необходимо знать, что в его основе лежит использование работы газов, расширенных в процессе нагревания, в результате чего и обеспечивается перемещение поршня между верхней и нижней мертвыми точками. При верхнем положении поршня происходит сгорание топлива, поступившего в цилиндр и смешанного с воздухом. В результате температура газов и их давление значительно возрастает.

Газы совершают полезную работу, благодаря которой поршень перемещается вниз. Далее через кривошипно-шатунный механизм действие передается на трансмиссию, а затем на автомобильные колеса. Отработанные продукты удаляются из цилиндра через систему выхлопа, а на их место поступает новая порция топлива. Весь процесс, от подачи топлива до вывода отработанных газов, называется рабочим циклом двигателя.

Принцип работы двигателя автомобиля – различия в моделях

Существует несколько основных видов двигателей внутреннего сгорания. Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Расположенные в один ряд, они составляют в целом определенный рабочий объем. Но постепенно некоторые производители отошли от такой технологии изготовления к более компактному варианту.

Много моделей используют конструкцию V-образного двигателя. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Во многих конструкциях количество цилиндров составляет от 6 до 12 и более. Это позволяет значительно сократить линейный размер двигателя и уменьшить его длину.

Таким образом, разнообразие двигателей позволяет успешно их использовать в автомобилях самого разного назначения. Это могут быть стандартные легковые и грузовые машины, а также спортивные авто и внедорожники. В зависимости от типа двигателя вытекают и определенные технические характеристики всей машины.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как работает двигатель?

Вы уже знаете, что завести автомобиль так же просто, как повернуть ключ, но задумывались ли вы когда-нибудь, что на самом деле происходит под капотом?

Когда ваше тело нуждается в топливе, вы кормите его пищей. Когда вашему автомобилю нужно топливо, вы «кормите» его бензином. Точно так же, как ваше тело превращает пищу в энергию, автомобильный двигатель превращает газ в движение. Некоторые более новые автомобили, известные как гибриды, также используют электричество от батарей, чтобы помочь двигать транспортное средство.

Процесс преобразования бензина в движение называется «внутренним сгоранием».«Двигатели внутреннего сгорания используют небольшие контролируемые взрывы, чтобы генерировать мощность, необходимую для перемещения вашего автомобиля во всех местах, куда ему нужно ехать.

Если вы создадите взрыв в крошечном замкнутом пространстве, таком как поршень в двигателе, в качестве расширяющегося газа выделяется огромное количество энергии. Типичный автомобильный двигатель создает такие взрывы сотни раз в минуту. Двигатель использует энергию и использует ее для движения вашего автомобиля.

Взрывы заставляют поршни в двигателе двигаться. Когда энергия от первого взрыва почти закончилась, происходит другой взрыв.Это заставляет поршни двигаться снова. Цикл продолжается снова и снова, давая машине мощность, необходимую для движения.

Автомобильные двигатели используют четырехтактный цикл сгорания. Четыре такта - впуск, сжатие, сгорание и выхлоп. Удары повторяются снова и снова, генерируя энергию. Давайте подробнее рассмотрим, что происходит во время каждой фазы цикла сгорания.

Впуск: Во время цикла впуска впускной клапан открывается, и поршень движется вниз. Это начинает цикл с подачи воздуха и газа в двигатель.

Сжатие: Когда начинается цикл сжатия, поршень перемещается вверх и выталкивает воздух и газ в меньшее пространство. Меньшее пространство означает более мощный взрыв.

Сжигание: Затем свеча зажигания создает искру, которая зажигает и взрывает газ. Сила взрыва заставляет поршень отступить.

Выхлоп: Во время последней части цикла выпускной клапан открывается для выпуска отработанного газа, образовавшегося в результате взрыва.Этот газ подается в каталитический нейтрализатор, где он очищается, а затем через глушитель, прежде чем покинуть автомобиль через выхлопную трубу.

,

Как работают автомобильные двигатели?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 11 июля 2020 г.

Вспомни 100 лет назад в мире, где люди обычно обходились прогулки или катание на лошадях. Что изменило вещи? Изобретение автомобиля. Колесам может быть 5500 лет, но машины у нас Сегодняшний заезд дебютировал только в 1885 году. когда немецкий инженер Карл Бенц (1844–1929) завязал небольшой бензин (бензиновый) двигатель на трехколесную тележку и сделал первый примитив, бензиновый автомобиль.Хотя Бенц разработал автомобиль, еще один немец инженер Николаус Отто (1832–1891), возможно, был еще более важно, потому что он был человеком, который изобрел бензиновый двигатель в Первое место, около двух десятилетий назад. Это свидетельство Отто гениально, что практически каждый автомобильный двигатель, сделанный с тех пор, был вдохновлен его "четырехтактным" дизайном. Давайте посмотрим, как это работает!

Фото: автомобильные двигатели превращают энергию в жидком топливе в тепловая и кинетическая энергия. Они полны труб и цилиндров, потому что они работают как мини-химические заводы.Это мощный двигатель V12 на великолепно восстановленном спортивном автомобиле Jaguar XJS конца 1970-х годов.

Что такое машина?

Фото: восстановленный (и прекрасно отполированный!) Двигатель классического автомобиля начала 1970-х годов.

Это не такой очевидный вопрос, как кажется. Автомобиль это металлическая коробка с колесами по углам, которая доставит вас от А до Б, да, но это больше, чем это. В научном плане автомобиль - это преобразователь энергии : машина, которая выделяет энергию, запертую в топливе, как бензин (бензин) или дизельное топливо и превращает его в механическую энергию в движущиеся колеса и шестерни.Когда колеса приводят в движение автомобиль, механическая энергия становится кинетической энергией: энергия, которая автомобиль и его обитатели имеют, как они идут вместе. Соревнование построить двигатель автомобиля, чтобы получить как можно больше энергии из каждой капли топлива, чтобы сделать машина едет так далеко и так быстро, как только может.

Фото: нефть можно добывать из земли "кивая ослом" насосы, как этот. Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США.

Как мы получаем энергию от нефти?

Легковые и грузовые автомобили, поезда, корабли и самолеты - все это работает топлива из нефти .Также известный как "сырая нефть", нефть - это густая, черная, богатая энергией жидкость, зарытая глубоко под землей, которая стала самым важным источником энергии в мире в течение 20-го века. После накачки на поверхность, нефть отправляется или перекачивается на нефтеперерабатывающий завод и разделяется на бензин, керосин и дизельное топливо, а также целый ряд других нефтехимическая продукция - используется для изготовления всего, от красок до пластмасс.

Нефтяное топливо производится из углеводородов : молекулы внутри состоят в основном из атомов углерода и водорода (с меньшим количеством других элементы, такие как кислород, прикреплены для хорошей меры).Дерево, бумага и Уголь также содержит углеводороды. Мы можем превратить углеводороды в полезные энергия просто сжигая их. Когда вы сжигаете углеводороды в воздухе, их молекулы расщепляются. Углерод и водород соединяются с кислородом из воздух, чтобы сделать углекислый газ и воду, в то время как энергия, которая удерживаемые молекулы вместе выделяется в виде тепла. Этот процесс, который является называется сгорания , выпускает огромное количество энергия. Когда вы сидите вокруг костер, грелись у огня, ты действительно впитываешь энергия, вырабатываемая миллиардами молекул, разрывающихся и расщепляющихся отдельно!

Фото: почему мир использует так много нефти? Сейчас около миллиарда работающих на бензине автомобили на планете, и, как показывает этот график, даже самые энергоэффективные модели проживают не менее 10 баррелей (420 галлонов) нефти в год.На основе оценок энергетического воздействия для моделей 2019 года, представленных в Министерстве энергетики США. Сайт Fuel Economy.

Люди сжигали углеводороды для производства энергии более миллион лет - вот почему огонь был изобретен. Но обычные огни как правило, довольно неэффективно. Когда вы готовите колбаски на костре, вы тратить огромное количество энергии. Тепло отстреливает во всех направлениях; едва ли кто-нибудь идет в кастрюлю - и даже меньше в еду. Машина двигатели намного эффективнее: они тратят меньше энергии и больше это на работу.Что в них такого умного, что они сжигают топливо в закрытые контейнеры, улавливающие большую часть тепловой энергии, выделяемой топливом, и превращая его в механическую энергию, которая может вести машину вперед.

Какие основные части двигателя автомобиля?

Автомобильные двигатели построены вокруг набора "кастрюль", называемых цилиндров (обычно от двух до двенадцати из них, но обычно четыре, шесть, или восемь) внутри которого горит топливо. Цилиндры сделаны из сверхпрочный металл и плотно закрыты, но на одном конце они открываются и закрываются как велосипедные насосы: у них есть плотно прилегающие поршней (плунжеры), которые могут скользить вверх и вниз внутри них.В верхней части каждого цилиндра есть два клапана (по сути, «ворота», позволяющие открывать или открывать вещи, которые можно открыть и закрыто очень быстро). Впускной клапан позволяет топливо и воздух, чтобы войти в цилиндр из карбюратор или электронный топливный инжектор; выпускной клапан позволяет выхлопные газы выходят. В верхней части цилиндра также имеется свеча зажигания (или свеча зажигания), электрически управляемое устройство, которое производит искру поджечь топливо. В нижней части цилиндра поршень прикреплен к постоянно вращающейся оси, называемой коленчатый вал.Коленчатый вал приводит в действие коробку передач автомобиля, которая, в свою очередь, приводит в движение колеса.

Сколько цилиндров нужно двигателю?

Одна проблема с четырехтактным дизайном заключается в том, что коленчатый вал питание цилиндром только для одного этапа из четырех. Вот почему автомобили как правило, имеют по крайней мере четыре цилиндра, расположенных так, чтобы они стреляли из шагать друг с другом. В любой момент один цилиндр всегда движется через каждый из четырех этапов - так что всегда есть один цилиндр приведение в действие коленчатого вала и нет потери мощности.С 12-цилиндровый двигатель, есть как минимум три цилиндра приводят в движение коленвал в любое время - и вот почему эти двигатели используются в быстрых и мощных автомобилях.

Фото: больше цилиндров означает больше энергии. Вверху: 4-цилиндровый, 48 л.с. Двигатель Morris Minor 1960-х годов. Этот двигатель невероятно крошечный, похоже, что чего-то не хватает, но все еще может управлять максимальной скоростью, близкой к 125 км / ч (80 миль в час). Внизу: огромный V12 Двигатель спортивного автомобиля Jaguar XJS с середины / конца 1970-х годов развивает максимальную скорость около 240 км / ч (140 миль в час).Это что-то вроде 300 л.с. (примерно в шесть раз мощнее двигателя Морриса). Помимо количества цилиндров, двигатели также отличаются по конструкции цилиндров. Двигатель Морриса «под квадратом», что означает, что он имеет довольно узкие (мелкокалиберные) цилиндры, которые толкают поршень на большое расстояние (ход). Двигатель Jaguar «квадратный», с более широкими цилиндрами, поршни которых пока не работают. Эти термины объясняются более подробно ниже.

Насколько большими должны быть цилиндры?

Важно не только количество цилиндров в машине, но и мощность, которую может развить каждый из них, когда он выталкивает поршень.Это зависит от размера цилиндра, который, в свою очередь, зависит от двух ключевых измерений: диаметра цилиндра (называемого его отверстием ) и того, насколько далеко поршень смещается (его ход ). Площадь круга равна π × радиусу 2 , и, поскольку диаметр отверстия вдвое больше радиуса, полезный объем автомобильного цилиндра составляет (π / 4) × отверстие × отверстие × ход. С точки зрения физики, объем цилиндра связан с тем, сколько работы топлива делает, когда он расширяется, сколько энергии он передает поршню, и (если мы посмотрим, как часто это происходит), сколько энергии делает автомобиль ,Таким образом, диаметр и ход очень важны, и именно поэтому они часто указываются в технических характеристиках автомобильных двигателей вместе с количеством цилиндров. Вы часто будете видеть эти измерения записанными в форме отверстие × ход (так, например, 90 × 86 мм означает отверстие 90 мм и ход 86 мм).

Художественное произведение: Как измерить отверстие, ход и смещение одного цилиндра. Диаметр цилиндра - это диаметр цилиндра, ход поршня - это расстояние, а рабочий объем - это эффективный объем.

, Как работает автомобильный двигатель? (с изображениями)

Автомобильный двигатель также известен как двигатель внутреннего сгорания и предназначен для использования небольших управляемых взрывов для создания мощности, необходимой для движения транспортного средства. Этот тип двигателя используется в газонокосилках, мотоциклах и других моторизованных устройствах. Было много улучшений в дизайне, чтобы улучшить эффективность и мощность, но автомобильный двигатель действительно очень простое устройство.

Поршни в двигателе автомобиля вращают коленчатый вал при движении вверх и вниз.

Все автомобильные двигатели рассчитаны на четырехтактный цикл сгорания. Четыре удара - это впуск, сжатие, сгорание и выхлоп. Эти удары повторяются в быстрой последовательности для выработки энергии. Все части цикла сгорания происходят в закрытом двигателе автомобиля.

Автомобильные двигатели - это двигатели внутреннего сгорания, которые обеспечивают автомобили движущей силой.

Чтобы понять, как работает двигатель автомобиля, представьте себе ветряную мельницу. Руки ветряной мельницы движутся силой ветра. Когда ветер движет руками, ветряная мельница создает энергию, которую можно использовать для перемещения тяжелых шлифовальных камней или выработки электроэнергии.

Хотите автоматически сэкономить время и деньги месяца? Пройдите 2-минутный тест, чтобы узнать, как начать экономить до 257 долларов в месяц.

Свеча зажигания, часть автомобильного двигателя.

Автомобильный двигатель работает очень похоже. Вместо ветра небольшой управляемый взрыв заставляет двигаться поршень или «руки» двигателя. Когда энергия взрыва почти изнашивается, происходит другой взрыв, заставляющий поршни двигаться снова. Этот повторяющийся цикл генерирует необходимую мощность.

Поршень представляет собой металлический шток, который коленчатым валом соединен с шатуном. Во время цикла впуска впускной клапан открывается, и поршень опускается вниз, чтобы начать цикл. Это движение приводит цилиндр, полный воздуха и небольшое количество газа в двигатель.

В цикле сжатия поршень движется вверх и уменьшает пространство воздуха и топлива.Чем меньше пространство, тем мощнее будет взрыв. Уплотнение в этом пространстве должно быть герметичным, чтобы энергия не терялась.

В верхней части цикла свеча зажигания выпускает искру, которая взрывает бензин. Сила взрыва заставляет поршень опускаться. Если искра не возникает в нужный момент, взрыв не происходит.

В нижней части хода открывается выпускной клапан, чтобы отработавшие газы от взрыва могли покинуть двигатель. Этот газ перемещается вниз под давлением повторяющихся взрывов в каталитический нейтрализатор и глушитель. Воздух очищается от более крупных загрязняющих веществ, а выхлопные газы выходят из автомобиля через выхлопную трубу.

Скорость цикла определяет скорость транспортного средства. Когда водитель увеличивает количество газа, поступающего в двигатель, поршни двигателя увеличивают свое движение. Этот более быстрый темп приводит к увеличению скорости цикла сгорания.

Свечи зажигания играют важную роль в двигателе автомобиля, поскольку они обеспечивают искру, которая инициирует взрыв.Дизайнеры свечей зажигания постоянно пытаются улучшить этот дизайн. Чем больше искр может быть выпущено свечой зажигания в течение короткого промежутка времени, тем большую скорость может развить двигатель.

В двигателях легковых и грузовых автомобилей используются уплотнения многих типов, называемые прокладками, которые помогают предотвратить утечку газов и жидкостей.,

Смотрите также