Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания — другой тип поршневого двигателя. От паровой машины он отличается тем, что топливо сгорает у него не в топке парового котла, а непосредственно в цилиндре. 

Теперь это самые распространенные тепловые двигатели в мире. Они более экономичны, чем паровые машины, не имеют тяжелого котла и поэтому находят применение в самых различных областях техники. Ценное свойство этих двигателей — небольшой их вес по отношению к единице развиваемой мощности. Так, автомобильный двигатель весит всего 1 кГ на 1 л. с.

Двигатели внутреннего сгорания приводят в действие автомобили, самолеты, тракторы, речные и морские суда, тепловозы и многие другие машины.

По способу заполнения цилиндра топливом двигатели внутреннего сгорания делятся на двухтактные и четырехтактные (подробнее о его работе см. стр. «Автомобили»).

У двигателей высокого сжатия — дизелей (двигателей с воспламенением от сжатия) - четыре такта, происходящих за два оборота вала, протекают несколько иначе, чем в карбюраторном двигателе. Поршень здесь засасывает и затем сильно сжимает не смесь топлива с воздухом, а чистый воздух. Когда на втором такте поршень достигнет своего верхнего положения, в полость двигателя вбрызгивается через форсунку жидкое топливо. От высокой температуры сжатого воздуха топливо воспламеняется и толкает поршень вниз.

В отличие от паровой машины, у которой пар все время давит на поршень и толкает его то в одну, то в другую сторону, у четырехтактного двигателя внутреннего сгорания на четыре такта и два оборота вала приходится только один рабочий ход. Это снижает мощность такого двигателя.

У двухтактного двигателя рабочий ход приходится на каждый оборот вала. Однако краткий промежуток времени, пока поршень находится в нижнем положении, недостаточен для того, чтобы хорошо очистить полость двигателя от продуктов сгорания. Это препятствует широкому применению двухтактного двигателя.

И четырехтактный и двухтактный двигатели могут работать как на легком топливе, которое распыляется в карбюраторе и подается вместе с воздухом в цилиндр после продувки, так и на тяжелом моторном топливе, которое вбрызгивается в полость цилиндра в конце хода сжатия.

Так работает карбюраторный двигатель внутреннего сгорания: 1 — поршень; 2 — карбюратор; 3 — топливный бак; 4 — запальная свеча; 5 — магнето; 6 — труба для выхлопных газов; 7 — распределительный валик, управляющий всасывающим и выхлопным клапанами; 8 — валик, передающий движение масляному шестеренчатому насосу; 9 — водяная помпа; 10 — радиатор.

Широкое применение в современной технике двигателей внутреннего сгорания привело к довольно обширной их специализации. Помимо разделения на четырехтактные и двухтактные, они подразделяются:

1. По процессу сжигания топлива — на двигатели быстрого сгорания и двигатели постепенного сгорания. У первых смесь паров топлива с воздухом сгорает почти мгновенно. У вторых топливо подается отдельно от воздуха и сгорает по мере вбрызгивания его в цилиндр.

2. По способу зажигания горючего — на двигатели с электрическим зажиганием, двигатели с запальным шаром (калоризатором) и дизельные двигатели. У первых горючее воспламеняется от искры тока высокого напряжения. У вторых при запуске нагревается запальный шар, а затем за счет теплоты предыдущего рабочего хода зажигается вбрызгиваемое горючее. У дизельных же двигателей вбрызнутое в конце хода сжатия горючее воспламеняется благодаря высокой температуре сжатого воздуха.

3. По используемому виду топлива — на газовые, использующие естественный или искусственный, получаемый из твердого топлива (генераторный) газ; на двигатели легкого топлив а, или карбюраторные (бензиновые), и на двигатели моторного топлива (нефтяные).

4. По конструктивным особенностям — на вертикальные и горизонтальные, одно- и много-  цилиндровые, V-oбразные (цилиндры которых расположены под углом, как в латинской букве V) и звездообразные (цилиндры которых расположены вокруг вала, как спицы колеса).

Основные механизмы дизельного двигателя внутреннего сгорания: 1 — поршень; 2 — топливный насос; з — топливный бак; 4 — воздухофильтр; 5 — клапаны; 6 — выхлопной патрубок; 7 — распределительный валик; 8 — валик масляного насоса; 9 — водяная помпа; 10 — радиатор.

Очень распространенный тип двигателя — четырехтактный карбюраторный. На нашей схеме показан такой двигатель с одним цилиндром (обычно их бывает 4, 6, 8 и даже 12).

Для бесперебойной работы в двигателе внутреннего сгорания есть ряд систем: распределения, зажигания, питания, охлаждения и смазки (подробнее см. стр. «Автомобили»).