Загальна будова і робота двигуна внутрішнього згорання

Типи двигунів для автомобілів На автомобілях можуть бути установлені двигуни внутрішнього згорання (ДВЗ), електричні, газотурбіні, парові, і в сучасний час почався випуск автомобілів так називаємих гібрідів в яких встановлені і ДВЗ і електродвигуни. Але найбільше розповсюдження на автомобілях отримали ДВЗ поршневого типу. ДВЗ мають достатню потужність, відносно невеликі розміри і вагу, надійні, великий запас ходу на одній заправці наприклад легковий автомобіль може проїхати до 500 км, та невелика вартість виготовлення і великий строк служби. Але з збільшенням вартості нафтопродуктів в сучасний час почав збільшуватися випуск автомобілів з електродвигунами.
Класифікація поршневих двигунів внутрішнього згорання
Поршневі ДВЗ класифікуються по таким ознакам:
- По способу сумішоутворення - з зовнішнім сумішоутворення (карбюраторні, газові), и внутрішнім сумішоутворенням (дизельні)
- По способу запалення пальної суміші- з примусовим запаленням (карбюраторні) та самозапаленням (дизельні)
- По кількості тактів - двох тактні та чотирьох тактні
- По кількості циліндрів - одноциліндрові та багато циліндрові
- По росташуваню циліндрів рядні, V-подібні, горизонтальні
До складових карбюраторного поршневого двигуна відносяться:
- кривошипно-шатунний механізм,
- газорозподільний механізм,
- система живлення,
- система запалювання,
-система охолодження,
- система мащення.

1 - головка циліндра; 2 - циліндр; 3 - поршень; 4 - поршневі кільця; 5 - поршневий палець; 6 - шатун; 7 - колінчастий вал; 8 - маховик; 9 - кривошип; 10 - розподільний вал; 11 - кулачок розподільного вала ; 12 - важіль; 13 - клапан; 14 - свічка запалювання
Кривошипно-шатунний механізм призначений для перетворення зворотно-поступального руху поршня в обертовий рух колінчастого валу.
Механізм газорозподілу забезпечує своєчасне заповнення циліндрів пальною сумішшю (або повітрям) і видалення з них відпрацьованих газів.
Система охолодження призначена для підтримання оптимального теплового режиму двигуна.
Система мащення призначена для змащування деталей тертя двигуна, часткового їх охолодження та видалення від них продуктів спрацювання.
Система живлення двигунів призначена для зберігання палива, очищення палива і повітря, приготування пальної суміші, подавання її в циліндри і видалення відпрацьованих газів.
Система запалювання забезпечує займання пальної суміші у карбюраторних двигунах у відповідний момент часу при різних режимах роботи двигуна.

Терміни та визначення по будові двигуна

Верхня мертва точка (ВМТ) - це максимальне віддалення поршня від осі колінчастого вала в момент коли поршень змінює напрямок руху
Нижня мертва точка (НМТ)- це мінімальне віддалення поршня від осі колінчастого вала в момент коли поршень змінює напрямок руху
Хід поршня це відстань яку проходить поршень між двома мертвими точками. За один хід поршня колінчастий вал обертається на пів оберта (180 град) 
Такт це процес який відбувається в циліндрі за один хід поршня (впуск, стиск, розширення, випуск) Отже за робочий цикл (за 4 такта) колінчастий вал робить 2 оберта (720 град)
Об'єм камери згорання - це об'єм над поршнем коли він перебуває в ВМТ
Робочий об'єм циліндра це простір який звільняється при переміщені поршня з ВМТ до НМТ
Сума об'єму камери згорання і робочого об'єму становить повний об'єм циліндра
Літраж двигуна це сума робочих об'ємів усіх циліндрів двигуна
Ступінь стиску це відношення повного об'єму циліндра до об'єму камери згорання
Сучасні двигуни мають таку ступінь стиску; Карбюраторні від 6 до 12, дизельні від 16 до 30 Ступінь стиску це теоретична величина яка задається при проектувані двигуна. На практиці використовують її практичну величину яка називається компресієй
Компресія це тиск який утворюється в кінці такту стиску вимірюється за допомогою компресометра в кгс/см2. Ця величина завжди буде менша за ступінь стиску так як є нещільності між циліндром кільцами та поршнем при зношувані цих деталей компресія зменшується і потужність двигуна тоже зменшується.

Робота чотирьохтактного одноциліндрового двигуна

А тепер розглянемо принцип роботи на прикладі одноциліндрового карбюраторного двигуна. Його пристрій представлено на малюнку

1 Такт впуск
При обертанні колінчатого вала (мал а) поршень рухається від ВМТ до НМТ і над ним створюється розрідження, тобто тиск у циліндрі стає нижче атмосферного. У цей час за допомогою газорозподільного механізму відкривається впускний клапан (випускний закритий) і пальна суміш із карбюратора надходить у циліндр, наповнюючи його
2 Такт стиску
поршень рухається до ВМТ, впускний клапан закриється (випускний клапан продовжує залишатися в закритому положенні). Об’єм у циліндрі зменшується, тиск і температура підвищуються..
3 Такт розширення
Наприкінці такту стиску в циліндр через свічу запалювання подається електрична іскра і запалює пальну суміш, відбувається згоряння з наростанням тиску газів у циліндрі. Під тиском газів, що розширюються, поршень рухається від ВМТ до НМТ і передає зусилля через поршневий палець на шатун і колінчатий вал. 
4 Такт випуск
Поршень рухається з НМТ до ВМТ, відкривається випускній клапан і гази, що відробили, видаляються із циліндра 
При подальшому обертанні колінчатого вала такти повторюються. Отже, робочий цикл у чотиритактному карбюраторному двигуні відбувається за чотири ходи поршня або два обороти колінчатого вала, що відповідає 720° його повороту.

Порядком роботи двигуна

Чергування однойменних тактів по циліндрах двигуна в певній послідовності, установленої заводом- виготовлювачем, називається порядком роботи двигуна.
Зміна тактів у 8 циліндровому двигуні відбувається через 90° повороту колінчатого вала, але такт триває протягом 180°.
Таким чином, у двох циліндрах одночасно протягом 90° повороту колінчатого вала здійснюється той самий такт - відбувається перекриття (накладення) тактів, що сприяє більше рівномірному обертанню колінчатого вала.
Порядок роботи двигуна 1-5-4-2-6-3-7-8