Двигатель является сердцем каждого транспортного средства, а также его самой дорогой частью. Конструкция силового агрегата выражается в работе автомобиля, его динамике, расходе топлива и комфорте вождения. У каждого двигателя не должно быть недостатка в нескольких основных элементах, которые остаются неизменными с момента появления на улицах первых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
Корпус
Основой каждого двигателя является корпус, также называемый блоком цилиндров. Это самый большой и самый тяжелый элемент привода. Еще несколько десятков лет назад корпус состоял из множества элементов, связанных болтами. Тем не менее, соединения вызвали утечки в результате эксплуатации автомобиля, что привело к многочисленным неисправностям и значительному сокращению срока службы двигателя. По этой причине современные силовые агрегаты оснащены корпусом в виде единого литого элемента. Чаще всего он изготовлен из чугуна - материала, который легко обрабатывается и в то же время устойчив к истиранию и высокотемпературному давлению. Важно отметить, что чугун является слабым проводником звуковых волн, благодаря чему он значительно снижает шум, создаваемый в результате работы компонентов двигателя. С внутренней стороны блок цилиндров имеет множество полостей и каналов, прикрепленных к другим элементам двигателя. Сверху рабочее пространство силового агрегата закрывает головку, которая, как и фюзеляж, представляет собой однородную отливку из прочных материалов.
Цилиндры, поршни, клапаны
Внутренняя конструкция двигателя не может обойтись без цилиндров. Расположенные в них поршневые поршни вызывают сжатие топливно-воздушной смеси и преобразование ее химической энергии в тепловую и механическую энергию. Цилиндры ограничивают рабочее пространство поршней. Их герметичная конструкция позволяет поддерживать значительное избыточное или пониженное давление в рабочем пространстве. Они изготовлены из железа, стали или алюминия, то есть сырья, стойкого к высоким нагрузкам и высоким температурам. Цилиндры не могут работать без клапанов, расположенных в головке двигателя. Есть впускные и выпускные клапаны. Первый из них позволяет наполнить цилиндр рабочим телом, второй удаляет выхлопные газы. Распределительный вал, закончившийся кулачками, отвечает за открытие и закрытие клапанов в нужный момент. Важным элементом двигателя также является коленчатый вал, который позволяет изменять вращательное движение на возвратно-поступательное движение, выполняемое поршнями. Чтобы двигатель работал эффективно, необходимо синхронизировать работу распределительного вала и коленчатого вала, гарантируя слаженную работу клапанов и поршней, движущихся в цилиндрах. Эти элементы соединены резиновым зубчатым ремнем или цепью, которая передает привод от коленчатого вала к распределительному валу.
Система смазки и охлаждения
Конструкция двигателя внутреннего сгорания также включает в себя систему смазки и охлаждения. Первый используется для снижения уровня трения отдельных компонентов двигателя, что предотвращает их чрезмерную эксплуатацию и повреждение. Моторное масло находится в масляном поддоне. Насос отвечает за его циркуляцию в маслопроводе и за доступ ко всем его движущимся частям. В процессе сгорания топлива выделяется огромное количество тепла. Во избежание перегрева масла и повреждения деталей двигателя приводной агрегат должен быть оснащен системой охлаждения. Стоит, однако, отметить, что двигатель невыгоден как из-за слишком высокой температуры, достигающей 150 градусов по Цельсию, так и из-за слишком низкой температуры, при которой смазочные свойства масла ухудшаются. Задача системы охлаждения - поддерживать колебания двигателя в диапазоне от 90 до 100 градусов Цельсия. Его основным элементом является радиатор, в котором происходит процесс понижения температуры охлаждающей жидкости двигателя. Вентилятор также играет вспомогательную роль в жаркую погоду и при остановленном двигателе. Водяной насос отвечает за подачу охлаждающей жидкости к отдельным компонентам силового агрегата.
Конструкция двигателя - свечи и фильтры
Важным элементом конструкции двигателя являются свечи зажигания и свечи накаливания. Первые из них установлены на бензиновых двигателях. Они используются для создания искры, благодаря которой воспламеняется топливно-воздушная смесь, что позволяет преобразовывать химическую энергию в тепловую и механическую. Однако в дизельных установках установлены свечи накаливания, которые при нагреве камеры сгорания приводят к самовоспламенению дизельного топлива. Фильтры также являются важными частями каждого двигателя. Масляный фильтр обеспечивает чистоту смазочного материала, специфичного для отдельных компонентов двигателя. Он улавливает частицы, возникающие в результате износа деталей двигателя, предотвращая их трение об элементы привода. Этот фильтр также обеспечивает процесс охлаждения и удерживает масло, когда автомобиль обездвижен. В свою очередь, задача воздушного фильтра - улавливать пыль и пыль из воздуха, всасываемого двигателем. Важную функцию также играет топливный фильтр, который очищает бензин и удаляет воду из дизельного топлива в случае дизельных двигателей. Стоит отметить, что все, даже самые маленькие компоненты двигателя тесно связаны между собой. Отказы одного элемента вызывают сбой другого.
По этой причине большое значение имеют регулярные проверки и замены моторных жидкостей, благодаря которым приводной агрегат может находиться в отличном состоянии в течение многих лет.