ДВС - что внутри?

Сегодня практически на каждом автомобиле установлен двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Давайте рассмотрим основные технические характеристиках ДВС.

В современных автомобилях количество цилиндров колеблется от 2 до 16. Расположение цилиндров бывает трёх типов: рядное (последовательное), V-образное (двухрядное), когда на одном коленчатом валу цилиндры расположены с обеих сторон и W-образное (четырёхрядное; два синхронизированных и включенных в общую систему привода V-образных двигателя).  Впрочем очень редко встречает рядно-V-образный тип двигателя, являющийся синтезом первых двух разновидностей. Цилиндры расположены последовательно, но с отклонением по обе стороны, что способствует лучшему охлаждению.

Важно отметить, что наименьший уровень шума и вибраций достигается, когда в одном ряду четное количество цилиндров.

Объем двигателя напрямую влияет абсолютно на все остальные характеристики ДВС. В большинстве случаев увеличение объема ведет к увеличению мощности и, естественно, расходу топлива.

Как правило двигатель изготавливают из чугуна или другие ферросплавы (наибольшая прочность, но большой вес); алюминия и его сплавы (малый вес и средняя прочность); магниевых сплавы (наименьший вес, высокая прочность, но очень высокая цена).

А теперь поговорим о выходных характеристиках ДВС:

• Первое - мощность, измеряется в лошадиных силах (л.с.) или киловаттах (кВт). Именно она определяет скорость и время разгона автомобиля.
• Второе - крутящий момент в Ньютон-метрах (Н·м), т.е. создаваемое двигателем максимальное тяговое усилие. Косвенно влияет на скорость и разгон и прямо — на «эластичность» двигателя т. е. способность ускоряться на низких оборотах.
• Третье - максимально допустимое число оборотов коленчатого вала в минуту (об/мин) показывает, сколько оборотов коленвала в минуту сможет выдержать двигатель без потери в ресурсной прочности.
• Четвёртое - расход топлива. Обычно измеряется в литрах на 100 километров.
• Пятое - тип топлива. Марка потребляемого бензина или дизельного топлива (ДТ). В современных автомобилях возможно использование любых марок, но при снижении октанового числа падают ресурсная прочность и мощность, а при повышении сверх нормы — повышается мощность, но снижается ресурс. Также при повышении октанового числа увеличивается теплоотдача, что может привести к раннему перегреву.
• Шестое - расход масла в л/1000 км. Максимальный показатель — 1л/1000км для исправной машины.
• Седьмое - марка потребляемого масла - обозначается ххWхх. Первое число - густота масла, второе — его вязкость. Например — 0W40 и 5W40 - синтетические масла, 10W40 — полусинтетическое масло, 15W40 и 20W40 - минеральные масла. Более густые и вязкие масла улучшают прочность и надежность двигателя, менее густые — улучшают динамические выходные характеристики.

Теперь пришло время рассмотреть широкий ряд более сложных характеристик:
По типу топливной системы ДВС делят на бензиновые и дизельные. Первые обычно имеют большую мощность, но вторые отличаются более низким расходом и большим крутящим моментом.

По типу бензиновой системы впуска различают инжекторные и карбюраторные. Современные автомобили оборудованы электронной системой впрыска (инжекции) топлива, которая позволяет добиться большего КПД. Периодически инжектора следует промывать. Однако это не проблема - сегодняшние СТО имеют в своём распоряжении оборудование для промывки инжектора. Старые в большинстве своём оборудованы карбюраторной системой. Карбюратор не распыляет, как инжектор, топливо в камере сгорания, а вбрасывает в нее струю, что увеличивает расход топлива, снижает КПД и делает управление, менее удобным.

Бывает одноточечный и многоточечный впрыск. Одноточечная система уже практически не используется, поскольку падение мощности намного превышает снижение расхода топлива. Многоточечный — распределенный и прямой впрыск. При распределенном впрыске в камере сгорания создается равномерная смесь, что обеспечивает стабильность работы на любых режимах и неприхотливость. Прямой (непосредственный) впрыск, как это ни парадоксально, повышает и мощность, и ресурсную прочность, снижает расход топлива. Но в этом случае высока стоимость, требуется топливо высокого качества и наблюдается нестабильность работы на малых оборотах и при холодном старте. Недостатки обеих систем компенсируются комбинированным (двойным) впрыском. Он заключается в применении обеих систем раздельно — при изменении режимов работы электроника «выбирает» нужную.

Дизельная система впрыска проще бензинового, однако система впрыска сложнее. Наиболее простая система дизельного впрыска - ТНВД (топливный насос высокого давления). Посложнее - система с насос-форсунками. В этом случае каждая форсунка впрыска является еще и насосом, подающим топливо в камеру сгорания. Характеристики в этом случае получше, но стабильная работы двигателя также проблематична. Обе системы по отдельности почти не используются. Сейчас используется комбинация ТНВД и насос-форсунок. ТНВД подает топливо в рампу, где оно подвергается компрессии и под высоким давлением впрыскивается в камеру сгорания. Это лучшая сейчас система, так как она обеспечивает высокие мощностные характеристики и низкий расход топлива.

Форсунки впрыска — механические или пьезотронные. Они не влияют на характеристики двигателя, но пьезотронные дают более плавный рабочий цикл и они легче в настройке.

Клапанов на впуске/выпуске от 2 до 5 на цилиндр. Чем больше клапанов, тем плавнее работа и больше мощность, хотя при этом незначительно увеличивается расход топлива.

Компрессор. Его роль — сжатие впускной смеси. Иногда на двигатель ставят несколько компрессоров -последовательно (улучшается стабильность работы) либо параллельно (повышаются характеристики в пиковых режимах).

Система газораспределения — механизм газораспределения, распределительные валы и привод. Количество распред валов может изменяться, но чаще по одному на каждые 8 клапанов.

Привод механизма газораспределения - цепь или ремень. Ремень проще, но требует регулярной замены. Цепь надежнее, но издаёт больше шума (металлический лязг) и дороже.