Двигун внутрішнього згоряння названий так тому, що в ньому пальне згорає безпосередньо в робочій камері, де енергія згоряння саме й перетворюється на механічну роботу – на відміну від, наприклад, парового двигуна, де окремо відбувається нагрів води та перетворення її на пару, а пара, в свою чергу, рухає поршні зовсім в іншій ємності.

Існує чимало різновидів двигунів внутрішнього згоряння (або ДВЗ, як їх ще коротко називають). Розглянемо найрозповсюдженіші варіанти ДВЗ, які застосовуються (або застосовувалися) у виробництві автомобілів.

У багатьох сучасних дизельних моторах ключовим елементом є паливний насос високого тиску. Саме він відповідає за створення потрібного тиску для впорскування палива в циліндри.

Поршневі двигуни
Найрозповсюдженіша система, за якою досі будують двигуни внутрішнього згоряння, має:

• робочий циліндр, в якому відбувається згоряння повітряно-паливної суміші;
• поршень, що рухається під тиском газів, які створюються від згоряння;
• кривошипний механізм, який перетворює зворотно-поступальний рух поршня на обертальний рух колінчастого вала.

Ці три деталі (а точніше, групи деталей) є неодмінними складовими будь-якого поршневого ДВЗ. А такі двигуни в свою чергу діляться на наступні групи.

Бензинові поршневі двигуни
Хоча бензин у якості пального використовують не лише поршневі мотори, саме з них почалася взагалі ера ДВЗ. Поршневі бензинові двигуни можна розділити на дві основні групи:

• Двотактні двигуни.
• Чотиритактні двигуни.

Принцип дії бензинових двигунів обох цих типів схожий: до робочої камери поступає бензиново-повітряна суміш, яка спочатку стискається поршнем, а потім у кульмінаційний момент (який називається верхньою мертвою точкою (ВМТ)) вона запалюється іскрою, яку виробляють електроди свічки запалювання, яка також знаходиться в камері.

Двотактні двигуни наразі здебільшого застосовуються в мотоциклах, човнах або в садовій та будівельній техніці (косарках, бензопилах, компресорах). Головна їхня особливість – простота побудови. Двотактні ДВЗ не мають кількох обов’язкових атрибутів чотиритактних моторів:

• клапанного механізму – його замінюють отвори в робочій камері, які на певних тактах перекриває поршень;
• окремого змащення – пари тертя змащує суміш бензину та оливи.

Саме те, що олива при двотактній схемі повинна згорати разом із бензином, робить ці мотори надто неекологічними. До того ж необхідність постійно додавати оливу при заправці бензином в чіткій пропорції також робить процес експлуатації надто складним.

Першим патент на винахід двотактного двигуна отримав видатний інженер, винахідник автомобіля Карл Бенц у 1878 році. Однак навіть він при побудові власного авто віддав перевагу двигуну Отто – чотиритактному бензиновому ДВЗ.

Чотиритактні двигуни з іскровим запаленням суміші – так, мабуть, правильніше назвати ці мотори, бо вони здатні працювати з мінімальними переробками на багатьох горючих рідинах: скрапленому газі, спирті, гасі тощо – наразі є наймасовішими силовими агрегатами в автовиробництві. Принцип їхньої роботи дуже схожий на той, що у двотактних двигунів, за одним винятком: робочий цикл ділиться на 4 такти. А саме:

• заповнення циліндра паливною сумішшю;
• її стискання;
• запалювання суміші;
• розширення газів та очищення від них циліндра.

Через це конструкція 4-тактного ДВЗ складніша за 2-тактний. Обов’язково присутні клапани (щонайменше 2 на циліндр) для впуску паливної суміші та випуску відпрацьованих газів. Також ці двигуни обладнані системою змащування кривошипно-шатунного механізму, яка складається з оливного картера, куди олива стікає коли двигун не працює, розташованого в ньому оливного насоса та оливних  каналів, які пронизують весь двигун і змащують вузли тертя газорозподільного механізму (ГРМ) та кривошипно-шатунного механізму.

Однак саме через складність конструкції 4-тактний двигун може дотримуватися суворих екологічних норм, а також досягати більш ефективних показників із потужності та економічності, ніж 2-тактний.

Дизельний двигун
На відміну від винахідника бензинового поршневого двигуна Ніколауса Отто, ім’я людини, яка створила безіскровий аналог, Рудольфа Дизеля, назавжди увічнено в назві його твору. Дизель – також поршневий двигун, проте, на відміну від бензинових моторів, в робочу камеру дизельного двигуна подається повітря, яке стискається до високих температур, після чого впорскується паливо, що самозаймається від контакту з гарячим повітрям.

Тому, з одного боку, конструкція дизельного двигуна простіша, а з другого – через підвищені вимоги щодо тиску в циліндрах, подачі пального, теплообміну та інші нюанси – складніша в тому, що стосується навісного та допоміжного обладнання.

Плюсами дизелів є економічність, потужність – великий крутний момент і тяга, більший ресурс. Мінусами: низька екологічність (без додаткового обладнання), складне обслуговування та погана тепловіддача.

Сучасні дизельні двигуни також нерідко комплектуються п'єзоелектричними форсунками, які забезпечують точну та швидку подачу палива. У разі виникнення збоїв у роботі таких систем важливо своєчасно виконати ремонт п'єзофорсунок, щоб уникнути подальших пошкоджень двигуна та паливної апаратури.

Отже, ми коротко розібрали основні типи автомобільних двигунів. Про їхні підтипи, особливості експлуатації та про інші типи двигунів розповімо в наступному матеріалі.

Богдан Кравченко
master.shop