Двигатель. Классификация и направления совершенствования

Двигатель – устройство, преобразующее любой вид энергии в механическую работу. В легковых автомобилях широкое применение нашли двигатели, преобразующие тепловую энергию в механическую работу. Назначением двигателя является создание энергии, необходимой для обеспечения движения автомобиля в различных дорожных условиях.

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой установку, состоящую из основного источника энергии  механизмов и систем, обслуживающих и обеспечивающих необходимый режим его работы. Работа двигателя основана на преобразовании тепловой энергии, возникающей при горении топливно-воздушной смеси, в механическую энергию  В легковых автомобилях наибольшее распространение получили двигатели поршневого типа, тепловая энергия в которых преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня, превращаемое затем во вращательное движение коленчатого вала.

Двигатели легковых автомобилей классифицируются по следующим признакам:

• по способу образования горючей смеси и ее воспламенения – с внешним смесеобразованием и принуди­тельным воспламенением от электрической искры (бензиновые и газовые – карбюраторные и с впрыском топлива во впускной трубопровод), с внутренним смесеобразованием и принудительным воспламенением от электрической искры (бензиновые с впрыском топлива в цилиндры двигателя)  и с внутренним смесеобразованием и самовоспла­менением от соприкосновения с нагретым в результате сильного сжатия воздухом (дизельные)
• по способу осуществления рабочего цикла – четырехтактные и двухтактные
• по числу и расположению цилиндров – одно и многоцилиндровые, однорядные с вертикальным или наклонным расположением цилиндров и V-образные двухрядные с рас­положением рядов цилиндров под углом друг к другу
• по способу охлаждения – с жидкостным и воздушным охлаждением

Совершенствование двигателей идет по следующим основным направлениям:

• повышение надежности и снижение массы при увеличении мощности
• снижение выбросов токсичных веществ и шума с одновременным уменьшением расхода топлива

Снижение массы и повышение надежности двигателя осуществляется применением легких сплавов металлов, уменьшением размеров отдельных деталей двигателя и новых способов соединения деталей двигателя между собой.

К основным мероприятиям по повышению мощности и снижению токсичности при сохранении или улучшении экономических характеристик можно отнести:

• изменение степени сжатия, фаз газораспределения и высоты подъема клапана
• применение турбонаддува и охлаждения воздуха, поступающего в цилиндры двигателя
• новые подходы к смесеобразованию и воспламенению топливовоздушных смесей
• совершенствование систем охлаждения, смазки и питания двигателя

Рис. Рабочий цикл четырехтактного четырехцилиндрового двигателя: 1 — впуск; 2 — сжатие; 3 — рабочих ход; 4 — выпуск