Бензиновые двигатели — как они работают, с чем их едят и о чем нужно помнить при обслуживании

Бензиновые двигатели являются одними из самых распространенных и используемых в автомобильной промышленности. Они отличаются своим крутящим моментом, основанным на принципе сжатия и воспламенения топливо-воздушной смеси в цилиндрах двигателя. В этом процессе ключевую роль играют такие компоненты, как распределительные валы, ремень привода, катализаторы и многие другие.

Бензиновые двигатели могут быть различных типов, например, 16-клапанные или 8-клапанные. Клапаны расположены в головке блока цилиндров двигателя и отвечают за контроль над притоком и выпуском рабочей смеси. Они управляются распределительными валами и толкателями, которые передают движение от коленчатого вала к клапанам. Кроме того, на распределительных валах может быть установлен ремень привода, который обеспечивает синхронное вращение вала коленчатого механизма и распределительного механизма.

Ключевым компонентом бензинового двигателя является система питания, которая состоит из топливного насоса, форсунок и топливного фильтра. Топливный насос отвечает за подачу бензина из топливного бака к форсункам, которые расположены во впускном коллекторе. Также в системе питания присутствует регулятор давления, который контролирует давление топлива в системе.

Бензиновые двигатели имеют ряд особенностей, которые необходимо учитывать при их обслуживании. Например, двигатели разных моделей могут иметь разный принцип работы и конструкцию. Дизелъные двигатели имеют большую мощность и момент сжатия по сравнению с бензиновыми двигателями. Кроме того, в некоторых моделях бензиновых двигателей могут использоваться специализированные устройства для повышения эффективности работы двигателя, такие как система впрыска воды или газохроматографический анализатор.

Базовая структура и принцип работы

Базовая структура бензинового двигателя включает в себя несколько ключевых частей. В верхней части блока двигателя расположены клапаны впуска и выпуска, которые регулируют процесс впуска топливо-воздушной смеси и отвода отработанных газов. Они могут быть расположены в одной или двух независимых камерах.

В зависимости от типа двигателя могут быть использованы разные методы регулирования клапанов. В SOHC (одному распределительному валу) клапаны расположены в одной линии, а привод к клапанам осуществляется посредством гидравлических толкателей. В DOHC (двум распределительным валам) клапаны расположены на двух валах, и привод к клапанам осуществляется через толкатели или шатуны. Также существуют двигатели с вихревым легированием воздуха.

Основные двигатели имеют две части – рабочая и картерная.

Рабочая часть двигателя состоит из поршней и цилиндров, в которых смешивается топливо и воздух, происходит сжатие, воспламенение, расширение и выход отработанных газов.

Впускное топливо подается посредством топливного насоса, а направление газов через выхлопную трубу осуществляется глушителем. Распределительный механизм регулирует открывание и закрывание клапанов впуска и выпуска, приводя двигатель в действие.

Картерная часть двигателя содержит масляный насос, который обеспечивает поступление масла к трению части двигателя, а также различные системы охлаждения и водопровода.

Соединение рабочей и картерной части двигателя обеспечивается благодаря прокладкам, установленным между блоком цилиндров и картером, а также уплотнениям.

Принцип работы бензинового двигателя заключается в последовательности четырех тактов. Этапы тактов представлены в виде:

1. Впуск — при котором воздух смешивается с топливом и попадает в камеру сгорания через открытый клапан впуска;
2. Сжатие — во время которого сжатый воздух сгущается до необходимого соотношения;
3. Рабочий ход — когда топливо воспламеняется способом и самовоспламеняется в результате комбинации воздушно-топливного смеси и искры зажигания;
4. Выпуск — на этапе отработанные газы покидают двигатель через открытый выпускной клапан и проходят через систему выхлопа.

Принцип работы бензиновых двигателей во многом схож с принципом работы дизельного двигателя, но все же имеются особенности, зависящие от их конструкции.

Все вышеперечисленные детали и принцип работы двигателя нуждаются в регулярном обслуживании и замене частей по мере износа или выхода из строя. Регулирование клапанов, проверка и замена масла, ремонт приводного ремня и другие мероприятия помогут поддерживать двигатель в хорошем техническом состоянии.

Впрыск топлива и зажигание

Внутреннее сгорание в бензиновых двигателях происходит благодаря впрыску топлива и зажиганию смеси в цилиндрах. Для этого используется распределительный механизм и система зажигания.

Распределительный механизм состоит из клапанных механизмов, приводимых в движение головкой блока цилиндров, работающей от газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя. Головка блока цилиндров имеет выпускной и впускной распределительные валы, расположенные вверху двигателя. Эти валы обеспечивают открытие и закрытие клапанов в нужное для работы двигателя время.

Впускной и выпускной распределительные валы приводятся в движение цепью, ремнем или шестерней с двигателя или маховика. Они расположены сверху относительно цилиндров двигателя и управляют открытием и закрытием клапанов в каждом цилиндре.

Для создания смеси топлива с воздухом во время впрыска используется система подачи топлива — карбюратор или система впрыска топлива (например, система впрыска Renault Super 5).

Системы впрыска топлива обеспечивают более точную подачу топлива в двигатель, что позволяет повысить его мощность, экономичность и снизить выбросы вредных веществ.

Зажигание смеси осуществляется с помощью искровой свечи, которая приводит в движение смесь топлива с воздухом в цилиндре.

Для поддержания рабочего давления топлива в системе используется топливный насос высокого давления (ТНВД).

Таким образом, впрыск топлива и зажигание смеси являются важными компонентами работы бензинового двигателя. Они обеспечивают правильное сгорание смеси топлива с воздухом, что позволяет двигателю функционировать эффективно и экономично.

Масляная система и смазка

Масло в масляной системе двигателей обладает множеством функций. Оно смазывает все движущиеся части двигателя, такие как вкладыши коленчатого вала, шатуны, толкатели. Оно также охлаждает двигатель, забирая из него тепло и отводя его к радиатору охлаждения. Кроме того, масло помогает вибрационному демперу маховика сглаживать удары от работы поршней, а также защищает поверхность цилиндра и поршень от износа.

Масло в масляной системе двигателя должно обладать определенными свойствами для обеспечения надежной работы двигателя и предотвращения износа его деталей. В зависимости от температуры окружающей среды и температуры в цилиндрах двигателя масло должно быть вязким для предотвращения утечки и обеспечения достаточного давления насосом. Но при этом оно должно быть достаточно текучим, чтобы обеспечить смазку частей двигателя при холодном запуске.

В современных двигателях применяется смазывание под высоким давлением, при котором масло смазывает и охлаждает двигатель. Масло из масляного насоса подается в цилиндры двигателя посредством сопряженных с тнвд каналов и прогоняется через зазоры между кольцами поршней и стенками цилиндра. Масло также смазывает кольца поршней, шатуны и вкладыши коленчатого вала.

Система охлаждения и перегрев

Система охлаждения состоит из нескольких ключевых компонентов, таких как водяной насос, радиатор, термостат, вентилятор охлаждения и расширительный бачок. Вода или смесь воды с антифризом циркулирует через двигатель и радиатор, отводя излишнее тепло.

Если система охлаждения работает неправильно или недостаточно эффективна, двигатель может перегреться. Перегрев может привести к серьезным повреждениям двигателя и требовать дорогостоящего ремонта.

Стоит отметить, что система охлаждения бензиновых двигателей отличается от системы охлаждения дизельных двигателей. Бензиновые двигатели обычно охлаждаются водой, в то время как дизельные двигатели — воздухом.

Принцип работы системы охлаждения

Принцип работы системы охлаждения заключается в том, что охлаждайющая жидкость (вода или смесь с антифризом) циркулирует по двигателю, поглощая излишнее тепло и отводя его через радиатор. Вода охлаждается в радиаторе при помощи воздуха, который пропускается через радиатор вентилятором.

Ключевые компоненты системы охлаждения

В системе охлаждения бензиновых двигателей водяной насос отвечает за циркуляцию охлаждающей жидкости. Он находится на передней стороне двигателя и приводится в действие либо ремнем привода, либо зубчатым ремнем. Водяной насос обеспечивает постоянную циркуляцию охлаждающей жидкости и поддерживает оптимальную температуру двигателя.

Радиатор — это устройство, в котором происходит охлаждение охлаждающей жидкости. Он состоит из множества тонких трубок, через которые проходит охлаждающая жидкость, и ребер, увеличивающих площадь контакта с воздухом. Воздух, пропускаемый через радиатор вентилятором, охлаждает охлаждающую жидкость.

Термостат — это устройство, которое контролирует температуру охлаждающей жидкости. Он открывается или закрывается в зависимости от температуры двигателя, позволяя охлаждающей жидкости циркулировать или задерживаться в радиаторе для дальнейшего охлаждения.

Вентилятор охлаждения работает при высоких температурах и пропускает воздух через радиатор для усиления охлаждения охлаждающей жидкости.

Расширительный бачок служит для компенсации изменений объема охлаждающей жидкости, вызванных изменением температуры двигателя.

Важно упомянуть, что материалы, используемые при изготовлении ключевых компонентов системы охлаждения, могут отличаться в разных двигателях и автомобилях. Например, головки блока цилиндров могут быть выполнены из алюминия или чугуна, что влияет на их свойства и особенности в работе.

В итоге, система охлаждения является неотъемлемой частью бензиновых двигателей и играет важную роль в поддержании оптимальной температуры работы двигателя. Регулярное обслуживание и правильное функционирование системы охлаждения необходимо для предотвращения перегрева двигателя и дальнейших проблем, связанных с ним.

Регулировка и обслуживание клапанов

В работе клапаны приводятся в движение благодаря промежуточному подвесу и гидроприводу. Таким образом, роли привода выполняют шатун клапана и кулачок распределительного вала. При вращении распределительного вала шатуны клапанов воздействуют на клапаны и открывают или закрывают каналы в цилиндры.

Особенно важно правильное регулирование кулачков клапанов, так как оно влияет на составление рабочей зазор между клапаном и клапанном стержнем в закрытом положении. В зависимости от модели двигателя, регулирование клапанов может производиться посредством регулировочных винтов или регулировочными шайбами.

Регулировка и обслуживание клапанов являются одной из самых важных процедур при обслуживании бензиновых двигателей. Неправильное регулирование клапанов может привести к уменьшению мощности двигателя, повышенному расходу топлива, появлению стуков и шумов, а также повреждению деталей двигателя.

Особенно важно знать, что при механическом приводе клапанов (F-двигателях) регулирование выполняется путем изменения зазора между клапаном и распределительным стержнем в закрытом положении. В двигателях с гидроприводом зазор регулируется путем изменения насосного напора масла в системе гидропривода.

Принцип регулировки	Клапаны находятся в цилиндрах двигателя и приводятся в движение
Механический привод	Расположенные на приводе клапанов и жидкосилюминевом приводе, клапаны открываются и закрываются посредством приводных валов и промежуточного слоя
Гидропривод	В данном случае клапаны открываются и закрываются под давлением масла. Жиклет клапана расположен на промежуточном маховике двигателя, и его движение передается на рабочую поверхность клапана через гидропривод. Клапаны с гидроприводом не требуют регулирования зазора.

При выполнении процедуры регулирования клапанов рекомендуется использовать специальные инструменты и соблюдать рекомендации производителя по частоте и последовательности проведения операций.

Трансмиссия и передача мощности

Одной из главных частей трансмиссии является толкатель. Толкатель размещается в распределительных каналах клапанов и служит для открывания и закрывания клапанов в зависимости от положения коленчатого вала двигателя. Когда толкатель передвигается кверху, клапан находится в открытом положении, а при движении вниз – закрытом.

Толкатели в бензиновых двигателях нагреваются до очень высокой температуры вследствие непосредственного контакта с рабочими газами, поэтому в их конструкции используется алюминий – материал, который обладает высокой теплопроводностью.

Водяной насос является другой важной частью трансмиссии и двигателя. Он отвечает за подачу охлаждающей жидкости по двигателю для контроля температуры его деталей. Если температура двигателя становится слишком высокой, то это может привести к его перегреву и остановке.

Кольца поршней и ремонт

Каждый бензиновый двигатель имеет кольца поршня, которые служат для удержания масла и обеспечения герметичности цилиндра. Если кольца поршней износились или повреждены, то это может привести к снижению мощности двигателя и возникновению масляного дыма из выхлопной системы.

В случае необходимости ремонта двигателя, кольца поршней должны быть заменены на новые, чтобы восстановить правильную работу двигателя. Также может потребоваться замена других деталей двигателя, таких как головка блока цилиндров, распределительные и выпускные клапаны, регулирующие механизмы и фильтры.

Распределительные каналы и клапаны

Распределительные каналы и клапаны играют важную роль в работе бензиновых двигателей. Они отвечают за впуск и выпуск рабочей смеси в цилиндр, а также за выхлоп отработанных газов. Правильное открытие и закрытие клапанов обеспечивают оптимальное движение газов внутри цилиндра и максимальную мощность двигателя.

Одной из важных особенностей бензиновых двигателей является использование распределительных валов для регулирования открытия и закрытия клапанов. Регулирование этого механизма позволяет изменять момент распределения газов внутри цилиндра и оптимизировать работу двигателя.

Итак, трансмиссия и передача мощности в бензиновых двигателях играют ключевую роль в обеспечении движения транспортного средства. Они являются основой для передачи рабочей мощности от двигателя к колесам. От правильной работы и обслуживания этих частей зависит эффективность и надежность работы двигателя.

Фильтрация и очистка воздуха

Фильтр, расположенный в воздушных каналах двигателя, имеет важное значение для сохранения чистоты и качества воздушной смеси. Он предотвращает попадание пыли и других частиц в двигатель, которые могут негативно воздействовать на его работу и повредить различные детали.

Коленчатый вал смонтирован на определенном угле в поперечной плоскости двигателя. Он приводит в действие регулирование распределительных клапанов благодаря взаимодействию с толкателями и стаканными кольцами, расположенными на распределительных валах.

В зависимости от типа двигателя (super- или normal), распределительные клапана в распределительном блоке имеют разные функции. Они контролируют подачу топлива и смеси в цилиндры двигателя в определенное время и долях, что обеспечивает оптимальное сжатие и сгорание топлива.

Для более современных двигателей существуют специальные фильтры для масляного канала. Эти фильтры очищают масло от примесей и загрязнений, что улучшает его смазочные свойства и продлевает срок службы двигателя.

Итак, фильтрация и очистка воздуха, а также фильтрация масла, являются важными аспектами обслуживания и ухода за бензиновыми двигателями. Внимательное отношение к этим деталям позволяет поддерживать оптимальную мощность, эффективность работы и срок службы двигателя.

Отработка и загрязнение двигателя

Бензиновые двигатели довольно чувствительны к отработке и загрязнению, что может привести к снижению их производительности и увеличению расхода топлива. Высокая температура в рабочем цилиндре и постоянные взрывы топливной смеси создают неблагоприятные условия для работы двигателя, приводя к образованию продуктов горения и отложению нерастворимых частиц.

Одной из главных причин отработки и загрязнения двигателя является карбюраторная система. В процессе работы карбюратора на канале высокой скорости топливо приводится в вихревой состав, а затем поступает в камеру смеси, где смешивается с воздухом. Если карбюраторная система имеет большую долю масел, она может привести к отложениям на стенках камеры смеси и в каналах. Это может вызвать проблемы с противоположным движением клапанных зазоров и повреждениями клапанов.

Еще одной частой причиной загрязнения двигателя является отработка маслом. Масло, через давление в масляном канале, под действием толкателя двигателя, попадает в блок цилиндров и смешивается с топливом. В результате этого масло подвергается воздействию высокой температуры и давления и может оказаться на стенках цилиндра. Вследствие того, что смесь топлива и масла сгорает, между толкателем и стенкой цилиндра может образоваться масляное кольцо. Регулирование клапанов происходит при помощи толкателей и может вызвать появление большой игры между ними и клапанами. Это имеет три последствия. Во-первых, при повороте коленчатого вала на одной стороне игра, возникающая между толкателем и клапаном, приводит к смещению оси клапана. Во-вторых, клапаны, движущиеся взаимно, приводят к появлению дополнительной игры. В-третьих, два клапана, расположенные на одной стороне цилиндра, давят друг на друга.

Загрязнения двигателя могут также происходить в результате неисправности системы охлаждения. На двигательном блоке имеются отверстия для смазки и охлаждения, обозначаемые гидравлическими клапанами, которые подушкой идут один за другим. Если система охлаждения неисправна, масло из нерегулируемых по разрезке каналов и блока может попасть на патрубки, противоположные двигателям, а также масло может образовать газы.

В результате отработки и загрязнения двигателя могут появиться различные проблемы: нестабильная работа двигателя, повышенный расход топлива, ухудшение динамических характеристик и даже неполадки и поломки отдельных узлов. Чтобы предотвратить или устранить эти проблемы, рекомендуется регулярно проводить техническое обслуживание и устранять причины отработки и загрязнения двигателя.

Устранение неисправностей и ремонт

Если в двигателях схемы «распределительного впрыска» и «прямого впрыска» на впускных или выпускных клапанах имеется зазор, то требуется заменить приводные ремни. В двигателях 16-клапанных Renault 2.0 двигателях ремень привода газораспределительного механизма приводился в действие посредством рабочего шкива коленчатого вала. Рулевой шкив и натяжной ролик вращаются по времени с коленчатым валом, а поворачивающиеся с натяжного ролика плиты приводят в действие маховик-толкатель системы привода клапанов.

Если в двигателях схемы «прямого впрыска» на впускных или выпускных клапанах имеется зазор, то требуется заменить только приводные ремни.

Проверка и регулировка зазоров между толкателями и клапанами:

1. Установите поршень первого цилиндра в ВМТ маркировкой на включенной маховике в положение ноль;

2. Установите поршень первого цилиндра в ВМТ маркировкой на астигматическом столике коленчатого вала в положение ноль.

Замена приводных ремней:

1. Снимите головку блока цилиндров;

2. Замените все приводные ремни.

Замена толкателей:

1. Снимите головку блока цилиндров;

2. Выньте толкатели из шатунов;

3. Очистите все поверхности от остатков масляных отложений;

4. Замените все толкатели.

Обратите внимание, что при нерегулярной работе двигателя и появлении стуков необходимо провести диагностику и выявить причину неисправности для последующего устранения. Если неисправность не может быть устранена, рекомендуется обратиться к специалисту.

Видео:

Особенности двигателя TSI / Как ПРАВИЛЬНО Обслуживать TURBO VAG / Советы от ClinliCar

Особенности двигателя TSI / Как ПРАВИЛЬНО Обслуживать TURBO VAG / Советы от ClinliCar by Автоподбор ClinliCar 121,422 views 2 years ago 14 minutes, 28 seconds