Принцип работы поршня в двигателе внутреннего сгорания

Работа двигателя на бензине, дизеле, газе происходит благодаря сжиганию топливно-воздушной смеси в цилиндрах силового агрегата. Благодаря этому колеса транспортного средства получают необходимую энергию и машина, трактор, мотоцикл или другая техника могут двигаться. Ключевым компонентом двигателя является поршень, или центральная поршневая группа, сокращенно называемая ЦПГ.

Именно ЦПГ двигателя является наиболее важной частью конструкции, которая обеспечивает сжигание топлива и преобразование получаемой от этого энергии в движение. Рассмотрим, как устроена ЦПГ, как происходит работа данного узла.

Основные понятия

Чтобы приступить к рассмотрению цилиндра, необходимо разобраться в общих чертах, как работает двигатель внутреннего сгорания и какую роль играет в нем цилиндр. Вот ключевые детали системы, участвующие в работе:

• Цилиндр. Это металлический объем с герметичной конструкцией, который обеспечивает движение поршня внутри и сжатие рабочей смеси до необходимого давления;
• Поршень. Выглядит в форме цилиндра, к которому с помощью так называемого пальца присоединен коленчатый вал. Двигается по цилиндру вверх-вниз, обеспечивая выполнение рабочих тактов двигателя;
• Шатун. Механический рычаг, который обеспечивает соединение между поршнем и маховиков – коленчатым валом, заставляя последний двигаться после очередного взрыва топливно-воздушной смеси в системе;
• Маховик. Это большой тяжелый вал, к которому с одной стороны присоединяется шатун, а с другой – система передачи движения к ведущим колесам. Благодаря маховику энергия сжигания топлива превращается в механическую силу передвижения транспортного средства.

Каждый из указанных элементов состоит из массы более мелких частей, но мы рассматриваем их в общих чертах, делая акцент именно на поршне.

Как работает поршень

Работа поршневой группы достаточно проста в теории, но на практике настроить ее не так легко. Высокие требования выставляются к качеству компонентов системы, их правильному монтажу, расположению клапанов и прочего. Нередко при покупке некачественных китайских комплектующих техника никак не желает ехать, хотя кажется, что поршень или вся ЦПГ совершенно новая.

Что касается принципа работы поршня, то он достаточно прост:

• При движении в цилиндре поршня вниз, вверху над ним создается область сниженного давления, куда затягивается топливо;
• Когда поршень начинает двигаться вверх, топливо, состоящее из смеси бензина и воздуха, или другого горючего, сжимается до давления в 10-14 Атм.;
• В верхней точке поршень создается максимальное давление и именно здесь происходит подача искры от свечи зажигания. Это приводит к тому, что горючее взрывается и поршень от этого по инерции снова движется вниз.

Указанная схема – наиболее простой вариант работы так называемого 2-тактного двигателя. Современная техника работает немного сложнее – обычно в ней двигатели 4-тактные, но принцип приблизительно тот же.

Конструкция поршня

Сам поршень – это многокомпонентная деталь, которая состоит из следующих частей:

• Юбка. Это корпус цилиндрической формы, который обеспечивает движение поршня в цилиндре в строго заданном направлении: вверх или вниз;
• Днище. Вершина цилиндра юбки, которая непосредственно выполняет сжимание топлива и контактирует с горючей смесью. Днище должно быть очень прочным и износостойким;
• Палец поршня. Элемент, которым поршень крепится к шатуну и обеспечивает его движение и вращение маховика.

Закрепление пальца поршня происходит с применением специального стопорного кольца.

В целом, ЦПГ – очень ответственная часть двигателя, можно сказать ключевая, без достойного качества которой транспортное средство просто не сможет двигаться. Поэтому на покупке качественной ЦПГ никогда нельзя экономить.