Вы когда-нибудь задумывались, как работает двигатель автомобиля? Позвольте мне объяснить.
Основные компоненты двигателя
Двигатель состоит из следующих ключевых компонентов:
- Клапаны и коромысла
- Поршни
- Цилиндры
- Шатуны
- Камера сгорания
- Распределительный вал
- Ремень ГРМ
- Коленчатый вал
Принцип работы четырехтактного двигателя
Четыре такта
Большинство бензиновых двигателей работают по следующему циклу: впуск, сжатие, рабочий ход (сгорание), выпуск. Отсюда и название — четырехтактный двигатель.
Детальный обзор компонентов
Двигатель V-6 и система клапанов
Впускные клапаны — это механизмы, которые позволяют топливно-воздушной смеси поступать в камеру сгорания в строго определенный момент и на определенное время. Выпускные клапаны открываются во время такта выпуска, чтобы позволить отработанным газам выйти из двигателя.
Каждый автомобиль использует свою систему открытия и закрытия клапанов. Большинство автомобилей Honda используют распределительные валы и регулируемые коромысла для управления клапанами. Некоторые модели используют гидравлические коромысла. Разница заключается в том, что гидравлические коромысла практически не требуют обслуживания, в то время как механические нуждаются в периодической регулировке.
Распределительный вал — это толстый стержень с кулачками (эксцентриками), по которым скользят коромысла. Он спроектирован так, чтобы открывать и закрывать клапаны, оптимизируя процессы впуска и выпуска для максимальной мощности и эффективности. Некоторые двигатели используют несколько распредвалов, чтобы разместить больше клапанов на цилиндр, что обычно означает большую мощность и лучшую эффективность.
Поршни и цилиндры
Поршни — это цилиндрические детали с относительно плоской верхней частью, которые движутся вверх и вниз внутри цилиндров. Они сжимают топливно-воздушную смесь после ее попадания в камеру сгорания и выталкивают отработанные газы после сгорания.
Объем над поршнем, когда он находится в верхней мертвой точке, умноженный на количество цилиндров, определяет рабочий объем двигателя. Взрыв газа во время такта сжатия заставляет поршни двигаться вниз. Этот процесс последовательно повторяется для каждого цилиндра в зависимости от того, когда его поршень достигает верхней точки такта сжатия.
Ремень ГРМ и коленчатый вал
Ремень ГРМ — это ремень из стекловолокна и резины, который приводится в движение коленчатым валом и вращает распределительный вал ровно с половиной скорости коленвала. Синхронизация их работы критически важна для правильного функционирования двигателя. Ремень ГРМ требует периодической замены и регулярной регулировки.
Коленчатый вал — это тяжелый вращающийся вал, который через шатуны соединяется с поршнями. Коленвал приводит в движение трансмиссию, вырабатывая энергию для движения автомобиля. Для обеспечения плавности работы, как у 6- или 8-цилиндровых двигателей, Honda использует два вращающихся балансирных вала внутри мотора. Эти валы компенсируют вес более крупных поршней, обеспечивая очень плавную работу на холостом ходу. Коленвал приводится в движение силой взрывов смеси во время такта сжатия. Чем больше цилиндров у двигателя, тем он работает плавнее и тем больше мощности производит.
Запуск и управление двигателем
Когда вы поворачиваете ключ зажигания в положение «старт», несколько событий происходят одновременно. Стартер вращает коленчатый вал со скоростью около 100 об/мин. Это позволяет поршню сжать топливно-воздушную смесь в цилиндре достаточно для создания давления. Затем свеча зажигания воспламеняет смесь, заставляя поршень двигаться вниз и вращать коленвал. Двигатель запускается, и обороты холостого хода стабилизируются.
При нажатии на педаль акселератора обороты увеличиваются, и в цилиндр впрыскивается больше топливно-воздушной смеси, что ускоряет работу двигателя.
Система впрыска топлива
Карбюратор или система впрыска топлива контролирует количество смеси, поступающей в двигатель, в зависимости от нажатия на педаль акселератора. В двигателе с впрыском топлива в камеру сгорания поступает ровно столько смеси, сколько двигатель может использовать в данный конкретный момент. Система впрыска также ограничивает максимальные обороты двигателя, отсекая подачу топлива к форсункам. Обычно этот предел — красная зона на тахометре. При выключении зажигания подача топлива прекращается, и двигатель глохнет.
Современные двигатели Honda: i-VTEC
Новейший двигатель от Honda — это i-VTEC с непосредственным впрыском. Несмотря на скромный объем (2.0 л), он способен обеспечить высокую топливную экономичность, больший крутящий момент и больше мощности, одновременно соответствуя более строгим экологическим нормам, чем любой предыдущий двигатель.