Главная   ->   Автоликбез   ->   О некоторых особенностях работы автомобильного двигателя

О некоторых особенностях работы автомобильного двигателя

О некоторых особенностях работы автомобильного двигателя Двигатель – главный элемент любого транспортного средства. Он предназначен для преобразования энергии тепла в механическую работу. В автомашинах применяется ДВС, в котором энергоноситель воспламеняется в рабочей камере внутри мотора.

Конструкция основана на использовании цилиндра и поршня.

Такты в двигателе внутреннего сгорания



Процесс осуществляется в 4 такта:

  1. Впрыск горючей смеси. Поршень при движении к нижней мертвой точке открывает клапан для поступления энергоносителя в цилиндр.
  2. Сжимание смеси. Поршень, поднимаясь, уплотняет горючий элемент в камере сгорания. Все клапаны закрываются. Качественную компрессию обеспечивают поршневые кольца. Любые зазоры уменьшают мощность двигателя.
  3. Рабочий ход. К процессу подключается система зажигания. Её основу составляет подключенная к аккумулятору свеча, дающая искру. От неё топливо воспламеняется. Образовавшийся газ, за счет мощной динамической энергии, расширяется и давит на поршень, который задействует механическую часть автокара.
  4. Извлечение отработанного горючего. По достижении нижней точки, поршень меняет направление перемещения на обратное. Сгоревшие остатки удаляются через выпускной клапан.


Возвратно-поступательная энергия поршня передается кривошипно-шатунному механизму и далее приводит во вращение коленчатый вал. Крутящая тяга затем, через трансмиссию, передается на ведущие колеса автомобиля.

Все такты имеют равный временной интервал. Полный цикл носит название рабочего.

Способы увеличения производительности двигателя


До 60% всех НИОКР в сфере автомобилестроения связаны с модернизацией, улучшением экономических показателей, увеличением КПД, надежности, повышением мощности двигателя.

Основные направления научных изысканий сосредоточены на решении следующих задач:

1. Расширение объёма двигателя. Цель – повышение мощности. При сжигании большего количества горючего возрастает выходная тепловая энергия, а, следовательно, и полезная работа мотора.

Есть два пути решения задачи: использование укрупненных цилиндров и/или увеличение их числа.

Распространены 4 цилиндровые двигатели. Но все чаще появляются ДВС с 6 и 8 цилиндрами. Эксклюзивные автомашины имеют 12 цилиндров. Для экономии места, вместо рядного, применяется V-образная конфигурация расположения цилиндров.

2. Увеличение степени уплотнения смеси в камере сгорания. Возрастает объём горючего. Конечный результат коррелирует с расширением объёма цилиндра. Сложности связаны с опасностью преждевременного воспламенения топлива. Чем выше его качество, тем меньше угроза возгорания раньше срока.

Для большинства углеводородных топливных зарядов детонационная стойкость прямо пропорциональна октановому числу. Для дизеля применяется цетановое число (обратное октановому).

3. Принудительное увеличение наполнения цилиндра горюче-воздушной смесью. Используются системы турбонаддува, наддува, в том числе с интеркулером для охлаждения воздуха. Чем ниже температура воздуха, тем выше его плотность, что позитивно сказывается на объёме загрузки.

4. Уменьшение веса деталей. Чем легче поршень, тем меньше у него сила инерции. Энергозатраты на остановку и смену направления движения сокращаются.

5. Улучшение системы впрыска. Точное дозирование энергоносителя, поступающего в цилиндр, увеличивает КПД мотора и снижает расход топлива.

6. Применение новых высокотехнологичных материалов для изготовления компонентов двигателя, влияющих на трение, транспортировку жидкостей и газов, процессы теплообмена, химические реакции, механические и температурные нагрузки, прочностные показатели.

Трудноразрешимой проблемой для продуцентов ДВС является вибрация мотора, особенно на холостом ходу.. Без неё не может функционировать поршневой мотор. Она ведет к преждевременному износу деталей, образованию зазоров, дискомфорту при езде.

Причины связаны с тем, что воспламенение заряда в камере происходит в форме вспышек или мелких взрывов. Они носят неравномерный характер и приводят к разноскоростному разгону поршня. Кроме того, движение шатуна происходит не по прямолинейной, а сложной траектории.

Виды ДВС

По используемому виду топлива ДВС классифицируются на:

  • бензиновые. Самые распространенные. Помимо октановых чисел, различаются по виду впуска. ДВС бывают карбюраторными и инжекторными. Карбюраторные менее эффективны в смешивании воздушно-топливной смеси, сложны в эксплуатации, неэкономичны в расходе топлива. Инжекторные моторы применяются вместе с форсунками. Точно контролируют пропорции топлива и повышают производительность двигателя;
  • дизельные. Воспламеняющаяся смесь состоит из дизельного топлива и воздуха. Агрегаты не используют принудительный поджиг. Преимущество перед бензиновыми моторами – экономия топлива за счёт большей плотности сжатия в камерах сгорания;
  • гибридные. Состоят из двух моторов: ДВС и электродвигателя. Достоинства: экономия углеводородного топлива и возможность чередовать применение двигателей. В городских пробках электромотор более целесообразен;
  • газовые. Используют: природный и пропан-бутановый газы, водород, метан;
  • спиртовые. Метанол из сахарного тростника, кукурузы, пшеницы, водорослей и других растений.


Номенклатурные ряды двигателей применяются автомобилестроителями в разных моделях. Работы над их совершенствованием не прекращаются.