Как работает бензиновый двигатель?

Наверняка большинство из вас, кто читает нас каждый день или не так часто, — настоящие энтузиасты, любители автомобилей и, вероятно, всего, что имеет колёса и движется благодаря силе, которую даёт двигатель, особенно если это бензиновый, я в этом уверен.

Сегодня мне хотелось бы ненадолго отойти от обычных новостей, о которых мы обычно говорим здесь, в Highmotor, и дать небольшое мягкое введение, не углубляясь в более конкретные темы, в то, что нравится всем нам: в элементарный принцип работы бензинового двигателя. Прочитав следующие абзацы, вы, наверняка, сможете лучше понять силовые агрегаты, которые нам так дороги.

Для начала возьмём за основу бензиновый двигатель с циклом Отто, четырёхтактный и атмосферный. Вкратце можно сказать, что двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине, использует взрыв топлива и воздуха, инициированный искрой, чтобы расширить газ, толкая поршень сверху вниз, создавая движение, которое затем передаётся на колёса и заставляет их вращаться.

Можно сказать, что это хороший обзор того, что будет дальше. Бензиновые двигатели бывают двух типов: двухтактные и четырёхтактные. Первые раньше устанавливались на автомобили, а сегодня их используют только на кроссовых мотоциклах и мопедах объёмом 50 см³. Вторые — это те, что стоят на всех современных бензиновых автомобилях, и, как следует из их названия, работают в четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

Разберём всё по порядку, потому что, хотя это и просто, важно хорошо понимать это, чтобы в дальнейшем разобраться, как правильно подготовить двигатель и т. д.

Впуск: Воздух из атмосферы — отсюда и слово «атмосферный» — проходит через дроссельную заслонку и по впускному коллектору направляется к головке блока, где позже попадает в камеру сгорания, смешиваясь с бензином, пока поршень находится в своей верхней точке. Топливо поступает в эту часть цилиндра благодаря форсункам.

Сжатие: Как только смесь бензина с воздухом попадает в цилиндр, поршень начинает опускаться до нижней точки, а впускные клапаны закрываются. Силой, с которой поршень опустился, он снова поднимается, сжимая смесь, что повышает температуру внутри блока и может привести к неконтролируемому взрыву с последствиями, которые в итоге будут иметь место (детонация).

Рабочий ход: Когда поршень находится наверху, клапаны закрыты, а смесь сжата до предела, свеча, которая представляет собой не что иное, как резистор, включающийся и выключающийся по команде блока управления, воспламеняет бензин и воздух, и после взрыва поршень с большой силой снова опускается в нижнюю точку. Эта сила, крутящий момент, впоследствии служит для оценки характеристик двигателя.

Прежде чем перейти к последнему такту, хочу прояснить: взрыв вызывает не бензин, а кислород, находящийся в камере сгорания. Капля бензина, попадающая в цилиндр, лишь позволяет кислороду вступить в реакцию. Поэтому мы говорим о бедной или богатой смеси. Смесь бедная, когда воздуха много, а бензина мало, и богатая — наоборот. В первом случае автомобиль будет разгоняться гораздо быстрее, но взамен повышается температура двигателя, так что можно сказать, что количество бензина, подаваемого в цилиндр, служит для контроля температуры внутри него.

Выпуск: Последний такт происходит после взрыва, когда поршень опустился во второй раз. В этот момент распределительный вал начинает открывать выпускные клапаны, чтобы выпустить через выпускной коллектор, а затем через выхлопную трубу газы, образовавшиеся в результате взрыва.

Движение поршня преобразуется во вращение колёс с помощью коленчатого вала, к которому присоединён шатун, а тот, в свою очередь, соединён с поршнем. Вкратце таков принцип работы обычного атмосферного четырёхтактного бензинового двигателя. Далее мы рассмотрим, как увеличить мощность, какие доработки можно сделать с двигателем и о наддуве.