Що таке двигун: визначення, особливості та характеристики

Сучасні автомобільні двигуни - це різноманітні силові агрегати, конструкція яких і технічні характеристики дозволяють здійснювати надійну та ефективну експлуатацію транспортного засобу.

Розвиток теплових двигунів

В даний час у різних сферах найбільшого поширення набули теплові двигуни. На питання, що таке двигуни, можливий короткий відповідь, що це механізми, що дозволяють перетворити енергію тепла в механічну енергію. У нашій країні вважається, що датою створення першого парового силового агрегату є 1765 рік, коли були виконані випробування машини, розробленої В. Ползуновым. Пізніше на двигун зовнішнього згоряння (парова машина) патент на використання отримав англійський інженер Д. Уатт. Незважаючи на те що ККД парової машини був вкрай низьким, не більше 5 %, такі силові агрегати в середині 19-го століття стали швидко поширюватися для застосування на паровозах, пароплавах і в промисловості.


Важливим етапом розвитку необхідно вважати створення двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) з підвищеним ККД. Таке позначення отримали машини, процес створення теплової енергії у яких відбувався всередині, в спеціальній робочій камері. Патент на такий двигун отримав француз Е. Ленуар в 1859 р. Перший робочий прообраз бензинового двигуна створив і запустив у виробництво Р. Даймлер. Пізніше, в 1892 році, Р. Дизель створив тепловий двигун із займанням від стиснення внутрішнього, який зараз називають дизельним мотором або дизелем.

Автомобільні мотори

За своїм визначенням двигун для автомобіля - це джерело забезпечення транспортного засобу енергією. Тому розвиток автомобілебудування безпосередньо пов'язане з появою нових досконалих силових агрегатів внутрішнього згоряння. Перший автомобіль мав в якості силового агрегату парову машину, тому початком повноцінного розвитку автомобілебудування слід вважати 1885 рік. В цьому році створено самохідний візок з двигуном внутрішнього згоряння. Перший автомобіль з дизельним мотором розроблений в 1896 році.

Паралельно з вдосконаленням та розвитком двигунів внутрішнього згоряння для автомобілів виконувалась розробка моторів на електричній тязі. Але силові агрегати такого типу виявилися малоефективними, і на автомашини стали масово встановлюватися ДВС. Роботи по створенню електромоторів не припинилася і в даний час стали ще актуальнішими.

Особливості бензинових двигунів

Сучасні автомашини комплектуються в основному двома варіантами силових агрегатів на дизельному паливі та бензині. У деяких країнах існують автомобілі, що працюють на рослинному паливі, спирті, водні, природному газі, але мотори на такому паливі мають традиційним робочим циклом і практично ідентичним пристроєм. Обидва типи силових агрегатів володіють достоїнствами і недоліками. До переваг бензинових моторів слід віднести: просту конструкцію; широке поширення; хороший запуск двигуна практично в будь-яких погодних умовах; низьку вартість виробництва; доступне і недороге обслуговування; наявність різноманітного кількості модифікацій. Головними недоліками вважаються: застосування складної системи запалення (запалення) палива; підвищена пожежонебезпека; велика вартість бензину.

Характеристики дизелів

Що таке двигун на дизельному паливі? Це ДВС з запалюванням від стиснення внутрішнього. Позитивним властивостями такого мотора вважаються: паливна економічність; екологічність; тривалий термін експлуатації до заміни двигуна; високий ККД. Серед головних недоліків виділяються: необхідність зміни річного палива на зимовий і навпаки; дорогий ремонт; галаслива робота двигуна; утруднений запуск і необхідність прогріву в зимовий період. Незважаючи на присутність у обох варіантів моторів певних переваг і недоліків, вибір типу силового агрегату практично завжди визначається майбутніми умовами експлуатації автомобіля.

Пристрій двигуна

Силові агрегати для автомобілів, незважаючи на те що можуть мати різні типи виконання, різні конструкційні особливості, складаються з наступних основних елементів: корпус: блок циліндрів, головка блоку циліндрів, механізми: газорозподільний, кривошипно-шатунний, системи: запалювання, паливна, охолодження, мастила, випускна, управління. Головні елементи двигуна залежно від конструкційних особливостей, технічних параметрів, умов експлуатації мають різноманітне пристрій і виготовляються з різних матеріалів.

Моторне масло

Всіх вузлів і елементів автомобільного двигуна доводиться працювати в умовах високих температур, під впливом вібрації і сил тертя. Тому для забезпечення робочого процесу використовується спеціальний технологічний матеріал, що володіє назвою моторне масло.
Масло в двигуні забезпечує наступні функції: зниження сили тертя між взаємодіючими вузлами і агрегатами; охолодження зони взаємодії елементів при роботі; висновок з робочої зони залишків палива і металевих продуктів тертя. За складом масло складається з основи (існує мінеральна, синтетична, напівсинтетичні) і комплекту присадок (кількість – до 25 % об'єму) для формування мастила з заданими властивостями. Для точного і правильного застосування масло має класифікацію, яка дозволяє підібрати необхідну мастило для певного двигуна. Така класифікація пов'язана з тим, що двигуни різних фірм можуть виготовлятися з різних за складом конструкційних матеріалів. При цьому для одного типу матеріалів заданий набір присадок буде забезпечувати якісний робочий процес, а для аналогічних елементів, виготовлених з іншого матеріалу, - викликати деформацію, передчасний знос і руйнування. Додатковою умовою якості олії є здатність зберігати технічні властивості протягом встановленого часу (норми пробігу автомобіля до заміни).

Технічне обслуговування двигуна

Що таке для двигуна технічне обслуговування (ТО)? Це виконання регламентних операцій, встановлених виробником з метою забезпечення надійної, безаварійної і тривалої експлуатації силового агрегату.

ТЕ двигуна підрозділяється на наступні типи: Щоденне (ЕО). ТО-1. ТО-2. ЕО складається з перевірки робочих рідин масла, охолоджуючої і доливання в разі необхідності. При першому сервісі для двигуна виконуються роботи: перевірка герметичності систем: охолодження; паливної; мастила; перевірка кріпильних з'єднань обладнання, приладів і самого двигуна; регулювання приводних ременів агрегатів; заміна масла і фільтра (якщо передбачено регламентом). На ТО-2 провадяться: операції ТО-1; перевірка затяжки ГБЦ, радіатора, капота, глушника, кришки розподільних шестерень (ремені, ланцюги); регулювання клапанів двигуна; заміна ременя (ланцюги) ГРМ (якщо передбачено регламентом). Виявлені під час проведення ТО несправності двигуна повинні оперативно усуватися. Повноцінне і своєчасне обслуговування гарантує надійну роботу силового агрегату і дозволяє забезпечити нормативний термін служби двигуна до заміни.

Двигуни компанії "Тойота"

Для автомобілів власного модельного ряду японська компанія самостійно розробляє і випускає силові агрегати. Такий підхід знімає залежність постачання від інших компаній, дозволяє розширити за рахунок різних двигунів число модифікацій певної моделі, знижує терміни підготовки до випуску нових автомобілів. В даний час "Тойота" виробляє четверте покоління власних моторів. Номенклатура складається з 13 серій різноманітних бензинових моторів і 11 серій дизелів. Двигуни "Тойота" характеризується наступними перевагами: високою надійністю і простотою в експлуатації; широким застосуванням в конструкції легкосплавних матеріалів; тривалим ресурсом; якісними екологічними параметрами; економічністю; стабільною величиною крутного моменту; компактними габаритами; наявністю сучасних електронних систем управління. Слід зазначити, що зазначені переваги досягаються лише при дотриманні правил експлуатації, регламентів технічне обслуговування, використання оригінальних, рекомендованих виробником, технологічних рідин (масло, антифриз).

Поширені конструкції автомобільних двигунів

Двигуни для машини можуть класифікуватися за такими параметрами: паливо: бензинові; дизельні; варіанти розташування циліндрів: L-рядні, V-подібні. Рядні двигуни – це силові агрегати, у яких вісь циліндра співпадає з лінією осі колінчастого вала. Число циліндрів в таких моторах становить від 1 до 10. Найбільше поширення отримали чотирициліндрові варіанти рядних автомобільних двигунів. Що таке двигун з V-образним розташуванням циліндрів? Це конструкція силового агрегату, циліндри якого розміщені в двох самостійних блоках, але при цьому оснащені єдиним картером. Крім того, шатуни обох груп циліндрів приєднані до колінчастого валу. Для автомобілів такі мотори мають 6810 і 12 циліндрів. Поєднання різних параметрів силового агрегату дозволяє створити оптимальний двигун для використання на певній моделі автомобіля.