ДВЗ - що це таке? Двигун внутрішнього згоряння: характеристики, схема

Не буде перебільшенням сказати, що більшість саморушних пристроїв сьогодні оснащені двигунами внутрішнього згоряння різноманітних конструкцій, використовують різні принципові схеми роботи. У всякому разі, якщо говорити про автомобільний транспорт. У даній статті ми розглянемо більш докладно ДВС. Що це таке, як працює даний агрегат, в чому його плюси і мінуси, ви дізнаєтеся, прочитавши її.

Принцип роботи двигунів внутрішнього згоряння

Головний принцип роботи ДВС заснований на тому, що паливо (тверде, рідке або газоподібне) згорає в спеціально виділеному робочому обсязі всередині самого агрегату, перетворює теплову енергію в механічну. Робоча суміш, що надходить у циліндри такого двигуна, піддається стисненню. Після її займання за допомогою спеціальних пристроїв виникає надмірний тиск газів, що змушують поршні циліндрів повертатися у вихідне положення. Так створюється постійний робочий цикл, перетворює за допомогою спеціальних механізмів кінетичну енергію в крутний момент.


На сьогоднішній день пристрій ДВС може мати три основних види:

двотактний двигун, часто званий легким;

чотиритактний дизельний силовий агрегат, що дозволяє досягти більш високих показників потужності і значень ККД;

газотурбінні установки, що володіють підвищеними характеристиками потужності.

Крім цього існують і інші модифікації основних схем, що дозволяють поліпшити ті або інші властивості силових установок даного виду.

Переваги двигунів внутрішнього згоряння

На відміну від силових агрегатів, які передбачають наявність зовнішніх камер, ДВС володіє значними перевагами. Головними з них є:

набагато більш компактні розміри;

більш високі показники потужності;

оптимальні значення ККД.

Необхідно зауважити, говорячи про ДВС, що це таке обладнання, яке в переважній більшості випадків дозволяє використовувати різні види палива. Це може бути бензин, дизельне паливо, природний або скраплений газ, гас і навіть звичайна деревина. Такий універсалізм приніс цій принциповій схемі двигуна заслужену популярність, повсюдне поширення і воістину світове лідерство.

Короткий історичний екскурс

Прийнято вважати, що двигун внутрішнього згоряння веде відлік своєї історії з моменту створення французом де Ривасом в 1807 році поршневого агрегату, використовував в якості палива водень в газоподібному агрегатному стані. І хоча з тих пір пристрій ДВС зазнала значних змін і модифікацій, основні ідеї цього винаходу продовжують використовуватися і в наші дні. Перший чотиритактний двигун внутрішнього згоряння побачив світ у 1876 році в Німеччині. У середині 80-х років XIX століття в Росії був розроблений карбюратор, який дозволяє дозувати подачу бензину в циліндри двигуна. А в самому кінці позаминулого століття знаменитий німецький інженер Рудольф Дизель запропонував ідею займання горючої суміші під тиском, що істотно підвищувало потужностні характеристики ДВС та показники ККД агрегатів подібного виду, які до цього залишали бажати багато кращого. З тих пір розвиток двигунів внутрішнього згоряння йшло в основному по шляху поліпшення, модернізації та впровадження різноманітних поліпшень.

Основні види і типи ДВС

Тим не менш більш ніж 100-річна історія агрегатів даного виду дозволила розробити кілька основних видів силових установок з внутрішнім згорянням палива. Вони відрізняються між собою не тільки складом використовуваної робочої суміші, але і конструктивними особливостями.

Бензинові двигуни

Як випливає з назви, агрегати цієї групи використовують як пальне різні види бензину. У свою чергу, такі силові установки прийнято поділяти на дві великі групи:

Карбюраторні. У таких пристроях паливна суміш перед надходженням в циліндри збагачується повітряними масами в спеціальному пристрої (карбюраторі). Після чого відбувається її займання за допомогою електричної іскри. Серед найбільш яскравих представників цього типу можна назвати моделі ВАЗ, ДВС яких дуже довгий час був виключно карбюраторного типу.

Інжекторні. Це більш складна система, в якій впорскування палива в циліндри здійснюється за допомогою спеціального колектора і форсунок. Він може відбуватися як механічним способом, так і за допомогою спеціального електронного пристрою. Найбільш продуктивними вважаються системи прямого безпосереднього уприскування "Коммон Рейл". Встановлюються майже на всі сучасні автомобілі.

Бензинові інжекторні двигуни прийнято вважати більш економічними і забезпечують більш високий ККД. Однак вартість таких агрегатів набагато вище, а обслуговування і експлуатація – помітно складніше.

Дизельні двигуни

На зорі існування агрегатів такого виду дуже часто можна було почути жарт про ДВС, що це такий пристрій, який їсть бензин, як кінь, а рухається набагато повільніше. З винаходом дизельного двигуна ця жарт частково втратила свою актуальність. Головним чином тому, що дизель здатний працювати на паливі набагато більш низької якості. А значить, і на набагато більш дешевий, ніж бензин.
Головною принциповою відмінністю дизельного двигуна внутрішнього згорання є відсутність примусового займання паливної суміші. Солярка впорскується в циліндри спеціальними форсунками, а окремі краплі палива спалахують з-за сили тиску поршня. Поряд з перевагами дизельний двигун володіє цілим рядом недоліків. Серед них можна виділити наступні:

набагато менша потужність в порівнянні з бензиновими силовими установками;

великими габаритами і ваговими характеристиками;

складнощі із запуском при екстремальних погодних і кліматичних умовах;

недостатньою тяговитостью і схильністю до невиправданих втрат потужності, особливо на порівняно високих обертах.

Крім того, ремонт ДВЗ дизельного типу, як правило, набагато більш складний і витратний, аніж регулювання або відновлення працездатності бензинового агрегату.

Газові двигуни

Незважаючи на дешевизну природного газу, використаного в якості палива, пристрій ДВЗ, що працюють на газі, незрівнянно складніше, що веде до істотного подорожчання агрегату в цілому, його монтажу та експлуатації. На силових установках такого типу зріджений природний газ поступає в циліндри через систему спеціальних редукторів, колекторів і форсунок. Займання паливної суміші відбувається так само, як і в карбюраторних бензинових установках, – за допомогою електричної іскри, що виходить від свічки запалювання.

Комбіновані типи двигунів внутрішнього згоряння

Мало хто знає про комбінованих системах ДВЗ. Що це таке і де застосовується? Мова йде, звичайно ж, не про сучасних гібридних автомобілях, здатних працювати як на пальне, так і від електричного мотора. Комбінованими двигунами внутрішнього згорання прийнято називати такі агрегати, які об'єднують у собі елементи різних принципів паливних систем. Найбільш яскравим представником сімейства таких двигунів є газодизельные установки. У них паливна суміш надходить у блок ДВС практично так само, як і в газових агрегатах. Але підпал пального здійснюється не за допомогою електророзряду від свічки, а запального порцією солярки, як це відбувається в звичайному дизельному моторі.

Обслуговування та ремонт двигунів внутрішнього згоряння

Незважаючи на досить широке розмаїття модифікацій, всі двигуни внутрішнього згоряння мають аналогічні принципові конструкції і схеми. Тим не менш, для того щоб якісно здійснювати обслуговування та ремонт ДВЗ, необхідно досконально знати його пристрій, розуміти принципи роботи та вміти визначати неполадки. Для цього, безумовно, необхідно ретельно вивчити конструкцію двигунів внутрішнього згоряння різних типів, з'ясувати для себе призначення тих чи інших деталей, вузлів, механізмів і систем. Справа це непроста, але дуже захоплююче! А головне, потрібна. Спеціально для допитливих умів, які бажають самостійно осягнути всі таїнства і секрети практично будь-якого транспортного засобу, приблизна принципова схема ДВС представлена на фото вище. Отже, ми з'ясували, що собою являє даний силовий агрегат.