Бензиновый двигатель: устройство и принцип действия (фото и видео)

Бензиновый двигатель — особый вид поршневого двигателя внутреннего сгорания, в котором воспламенение топливной смеси (топливо + воздух) в цилиндрах осуществляется принудительно при помощи электрической искры, а в качестве топлива используется бензин.

Виды бензиновых двигателей

Современные бензиновые двигатели можно классифицировать по нескольким категориям:

1. По количеству цилиндров – с одним цилиндром, двумя цилиндрами и несколькими цилиндрами.
   
2. По расположению цилиндров:
   
   • рядные двигатели (цилиндры расположены строго в ряд наклонным или вертикальным способом);
     
   • V-образные двигатели (цилиндры расположены под углом);
     
   • W-образные двигатели (цилиндры располагаются в четыре ряда под углом с коленвалом)
     
   • оппозитные двигатели (цилиндры расположены под углом 180 градусов)
     
3. По способу получения топливной смеси – инжекторные, карбюраторные.
   
4. По типу смазки - раздельные (масло находится только в картере), смешанные (масло смешивается с топливом).
   
5. По методу охлаждения - охлаждение жидкостью, охлаждение воздухом.
   
6. По типу циклов – двухтактные, четырехтактные.
   
7. По типу подачи воздушной смеси в цилиндры - с наддувом, без наддува.
   

Принцип работы бензинового двигателя

Работа бензинового двигателя, как и любого другого двигателя внутреннего сгорания заключается в сгорании топливной смеси в закрытом пространстве, в данном случае, в камере сгорания. При сгорании ТС выделяется большое количество тепловой энергии, которая запускает механическую работу основного механизма двигателя.

Для обеспечения постоянной механической работы ДВС, в камеру сгорания должна осуществляться бесперебойная (цикличная) подача ТС (топливной смеси).

В большинстве случаев бензиновые двигатели являются четырехтактными, рабочий цикл которых состоит из четырех тактов:

• впуска;
  
• сжатия;
  
• рабочего хода;
  
• выпуска
  

Подробно о каждом из 4-х тактов.

Впуск

Поршневое движение начинается с одной точки (нижней или верхней), при этом открывается клапан впуска и происходит подача топлива в камеру сгорания. После того как поршень останавливается в противоположной крайней точке, все впускные клапаны закрываются.

Сжатие

На данном такте поршень возвращается на исходную точку, сжимая поступившую топливную смесь, увеличивая ее температуру нагрева. После того как поршень достигает крайней точки, происходит воспламенение сжатой топливной смеси свечой зажигания.

Рабочий ход

При сгорании топливная смесь образует газы, при расширении которых происходит выталкивание поршня. Все клапаны во время рабочего хода остаются полностью закрытыми.

Выпуск

В то время как коленвал продолжает осуществлять вращательные движения, поршень движется в верхнюю крайнюю точку. Вместе с ним открывается клапан выпуска, при котором поршень выталкивает газы в газораспределительную систему. После завершения такта все выпускные клапаны закрываются.

Весь рабочий процесс носит цикличный характер, поэтому после завершения одного такта, начинается следующий такт.

Основные элементы бензинового двигателя

Поршень

Основным рабочим элементом ДВС является поршень, соединенный с коленчатым валом специальным шатуном. Это образует кривошипно-шатунный механизм, который преобразует возвратно-поступательные перемещения поршней в рабочий ход (вращение) коленвала.

Для обеспечения нужной компрессии в цилиндрах двигателя, поршень оснащается уплотняющими чугунными кольцами. На современных бензиновых двигателях могут устанавливаться узкие кольца (высотой не более 2 мм) и широкие поршневые кольца (высотой до 3 мм).

Шатун

Элемент, соединяющий поршень и коленвал. Шатуны изготавливаются из высокопрочной стали, реже – из алюминия. Рабочее шатунное вращение всегда является двухсторонним.

Коленчатый вал

Поступательные поршневые движения преобразуются во вращательные движения вала, который отвечает за вращение автомобильных колес.

Клапаны

ДВС оснащен специальными клапанами – впускными и выпускными. Они предназначены для впуска воздушной массы и вывода выхлопных газов, полученных в процессе сгорания топлива.

Свеча зажигания

Для обеспечения процесса воспламенения ТС в камере, бензиновые двигатели оснащаются свечами зажигания. Электрическая свеча зажигает ТС в определенный момент его подачи и прохождения поршня.

Вспомогательные рабочие системы бензинового двигателя

Бесперебойная и эффективная работа бензинового двигателя обеспечивается вспомогательными рабочими системами - запуска ДВС, розжига, подачи смеси топлива и воздуха, охлаждения, вывода выхлопных газов, смазки.

Преимущества и недостатки бензинового двигателя

Преимущества:

• Проще конструкция
  
• Легче по весу
  
• Двигатель дешевле
  
• Возможность эксплуатации на высоких оборотах
  
• Проще в сервисном обслуживании
  
• Меньше шума
  
• Легче заводится при низких температурах
  
• Менее требователен к качеству топлива
  
• Более широкие возможности для переоборудования на газ
  

Недостатки:

• Выше пожаро- и взрывоопасность
  
• Более требователен к качеству масел
  
• Хуже тяга на низах
  
• Выше расход топлива с ростом нагрузки
  

Дополнительно советуем изучить нашу стать сравнение бензинового и дизельного двигателей, чтобы лучше понимать их различия, а также их плюсы и минусы.

Также рекомендуем посмотреть данное видео о работе бензинового двигателя:


Ключевые теги: двс, двигатель, устройство автомобиля