12 основных деталей двигателя автомобиля, которые нужно знать

Блок цилиндров и цилиндры

Блок цилиндров — важная часть двигателя автомобиля, изготавливаемая из алюминия, чугуна или других сплавов. Он служит корпусом для основных компонентов двигателя, таких как поршни, коленчатый вал и шатуны, и разделён на три основные части (неподвижные): головку блока, картер и блок.

Отверстия в блоке цилиндров вмещают цилиндры (которые представляют собой от 4 до 16 металлических трубок в зависимости от типа автомобиля), и их диаметр, в свою очередь, определяет рабочий объём двигателя. Когда происходит сгорание, поршни совершают возвратно-поступательное движение. В соответствии с потребностями в охлаждении и смазке поток охлаждающей жидкости и масла проходит по соответствующим отверстиям.

Поршни и коленчатый вал

Поршни также являются одним из основных компонентов двигателя. Цилиндр вмещает цилиндрическую пробку, известную как поршень, которая перемещается внутри него. Он играет жизненно важную роль в преобразовании энергии давления, создаваемой сгоранием топлива, в механическую мощность, которая затем передаётся на коленчатый вал через шатун. Поршни поднимаются и опускаются дважды за каждый оборот в цилиндре. Двигатель со скоростью поршня 1250 об/мин будет подниматься и опускаться 2500 раз в минуту. Поршни имеют кольца для повышения компрессии и снижения трения. Поршневые кольца помогают предотвратить избыточное трение о цилиндр.

Коленчатый вал: мощность двигателя получают через коленчатый вал. Он отвечает за передачу мощности всем частям двигателя. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение с помощью шатуна. Для его изготовления используют кованые детали или отливки из термообработанной легированной стали.

Коленчатый вал состоит из следующего:

• Шатунные шейки коленвала
• Коренные опоры
• Щёки
• Противовесы
• И наконец, масляные отверстия

Поршневые кольца

Поршневые кольца создают герметичное уплотнение со стенкой цилиндра. Это разрезные металлические кольца, которые подгоняются по наружному диаметру поршня в двигателях внутреннего сгорания. Современные конструкции обычно имеют меньше колец: от 3 до 1 компрессионных колец и 1 маслосъёмное кольцо на поршень.

Поршневые кольца удерживают газы высокого давления в камере сгорания и облегчают передачу тепла от днища поршня к стенкам цилиндра. Они также обеспечивают достаточное количество смазочной жидкости на стенках цилиндра для снижения износа во время движения поршня.

Распределительный вал

Распределительный вал — это вал с установленными на нём кулачками. Кулачки преобразуют вращательное движение распределительного вала в линейное движение толкателя. Он управляет открытием и закрытием клапанов. На каждый цилиндр приходится по два кулачка:

• для впускного клапана
• для выпускного клапана.

Распределительный вал также включает эксцентрик для привода топливного насоса и шестерню для привода масляного насоса и распределителя зажигания. Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом, и шестерня коленчатого вала имеет вдвое меньше зубьев, чем шестерня распределительного вала. Распределительные валы изготавливают из легированной стали.

Распределительный вал преобразует вращательное движение коленчатого вала в движение вверх-вниз, управляя движением толкателей, штанг, коромысел и клапанов. Он также регулирует синхронизацию открытия и закрытия клапанов. Распределительный вал может располагаться в блоке цилиндров и в головках блока в зависимости от типа транспортного средства. Во многих современных автомобилях они располагаются в головках блока под названиями:

• Два верхних распределительных вала (DOHC)
• Один верхний распределительный вал (SOHC).

Ремень ГРМ

Для синхронизации вращения коленчатого вала и распределительного вала в поршневом двигателе используется ремень ГРМ, цепь или набор шестерён. Синхронизация позволяет клапанам открываться и закрываться в нужные моменты, соответствующие положению поршня. Ремень или цепь ГРМ необходимы для предотвращения контакта поршня и клапана в двигателе интерференционного типа.

Ремень ГРМ имеет зубья на внутренней поверхности, а роликовая цепь — это разновидность цепи ГРМ. Зубья на прочном резиновом ремне зацепляются за шкивы распределительного и коленчатого вала в системе ремня ГРМ. Цепь ГРМ работает аналогично велосипедной цепи, с зубьями, охватывающими шкивы.

Свечи зажигания

Это тип электрического устройства, используемого для сгорания сжатого топлива с помощью электрической искры внутри него. Оно играет жизненно важную роль в поддержании процесса сгорания в двигателе. Оно передаёт электрический ток от системы зажигания в камеру сгорания двигателя с искровым зажиганием.

Оно состоит из керамического изолятора, отделяющего резьбовой металлический корпус свечи зажигания от сердечника электрода.

Коллектор (впускной и выпускной)

Головка блока соединена с отдельными комплектами труб, известными как коллекторы, которые транспортируют смесь воздуха и топлива и отработавшие газы. Коллектор рассчитан на высокую температуру отработавших газов и, как следствие, обычно изготавливается из чугуна. Коллектор включает несколько фланцев, в том числе фланцы карбюратора, впуска, дроссельного патрубка и впуска воздуха.

• Впускной коллектор: это компонент двигателя, отвечающий за распределение воздуха по цилиндрам. Часто дроссельная заслонка и другие детали содержатся внутри впускного коллектора. В некоторых двигателях V6 и V8 впускной коллектор состоит из нескольких секций или деталей. Впускной воздух проходит через несколько компонентов перед поступлением в двигатель, включая воздушный фильтр, впускной рукав, дроссельный патрубок, камеру впускного коллектора, каналы и цилиндры. Дроссельная заслонка управляет оборотами двигателя, регулируя поток воздуха.
• Выпускной коллектор: это простой узел из чугуна или нержавеющей стали, который собирает отработавшие газы двигателя из нескольких цилиндров и направляет их в выхлопную трубу. Он соединён с выпускными клапанами и имеет конструкцию, аналогичную впускному коллектору. Выпускной коллектор отвечает за отвод отработавших газов как в дизельных, так и в бензиновых двигателях.

Шатун

Его основная функция — преобразовывать возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала. Он выполнен лёгким и прочным для противодействия силам кручения и давления. Изготавливается из легированной стали, дюралюминия и ковкого графитового чугуна. Поршневой палец используется для соединения поршней с малой головкой шатуна, тогда как большая головка используется для соединения с коленчатым валом через шатунную шейку. Силы сжатия и растяжения, создаваемые поршнями, передаются через шатун.

Шатун используется в основном в двигателях внутреннего сгорания, где он качается на конце поршня и вращается на конце вала. У него есть исторический предшественник в водяных мельницах, где использовалось аналогичное механическое соединение для преобразования вращательного движения водяного колеса в качательное движение.

Маховик

Маховик — это механический компонент, который использует принцип сохранения углового момента для накопления вращательной энергии, пропорциональной его моменту инерции и квадрату его скорости вращения. Поскольку крутящий момент двигателя переменен, а не постоянен, эксплуатация транспортного средства с такой неравномерной мощностью может вызывать дискомфорт водителя и износ компонентов.

Для решения этой задачи маховик используется как гаситель крутящего момента для управления колебаниями нагрузки, накапливая крутящий момент в фазах высокой мощности и высвобождая его, когда это необходимо.

Гильза цилиндра

Важна для наилучшей работы двигателя. Её легко заменить. Гильзы изготавливаются из железных сплавов с кремнием, марганцем, никелем и хромом и обычно отливаются центробежным способом. Они устойчивы к коррозии, что способствует увеличению срока службы двигателя.

Гильза цилиндра выступает в качестве внутренней стенки цилиндра, обеспечивая поршневым кольцам поверхность скольжения, а также удерживая смазку внутри цилиндра. Трение, возникающее между кольцом и юбкой поршня, со временем вызывает износ. Слои эмалевой плёнки естественным образом образуются при эксплуатации автомобиля; кроме того, на изношенную поверхность цилиндра наносится дополнительное масляное покрытие для снижения износа.

Распределитель зажигания

Он присутствует в системах искрового зажигания и зажигания с механической синхронизацией. Это вращающийся вал внутри двигателя внутреннего сгорания. Он выполняет важнейшую функцию подачи высоковольтного тока от катушки к свечам зажигания. Он также обеспечивает, чтобы эта передача тока происходила в правильной последовательности и в нужной продолжительности.

Он содержит переключатель (механический или индуктивный) для управления замыканием и размыканием первичной цепи в катушке.

Шкив распределительного вала

В системе газораспределения двигателя используется шкив распредвала для управления скоростью распределительного вала, который управляет клапанами, регулирующими впуск и выпуск воздуха в цилиндрах.

Шкив распредвала и цепь ГРМ работают вместе, чтобы обеспечить синхронизацию вращения коленчатого и распределительного валов.