§ 7. Сравнение четырехтактных и двухтактных двигателей
Наибольшее распространение на автомобилях получили четырехтактные двигатели как более совершенные по сравнению с двухтактными. Если сопоставить эти двигатели, то двухтактные имеют следующие преимущества: проще по устройству вследствие отсутствия клапанов с их приводами; в них меньше число подготовительных ходов, а следовательно, вал вращается более равномерно, так как на каждый оборот коленчатого вала приходится рабочий ход; при одинаковых частотах вращения коленчатых валов и равенстве других параметров двухтактные двигатели теоретически должны развивать мощность вдвое большую, чем четырехтактные.
Однако мощность возрастает лишь на 60 — 65%, так как двухтактные двигатели имеют следующие недостатки: часть горючей смеси теряется через выпускные окна при продувке цилиндра, что вызывает перерасход топлива и снижает экономичность двигателя; наличие выпускных и продувочных окон уменьшает рабочий ход поршня; плохая очистка цилиндра от отработавших газов, в результате чего ухудшается его наполнение горючей смесью. Поэтому двухтактные двигатели с кривошипно-камерной продувкой на автомобилях не применяют, а используют, как правило, на мотоциклах или в качестве пусковых двигателей на тракторах. .
Сравнивая дизели и карбюраторные двигатели, можно отметить следующие преимущества дизелей: лучшая экономичность, так как меньше расход топлива на единицу мощности (примерно на 30%); применяемое топливо имеет меньшую стоимость и менее опасно в пожарном отношении, чем бензин; в отработавших газах содержится меньше токсических веществ; дизельное топливо оказывает меньшее коррозионное действие на детали двигателя; больше крутящий момент и лучше приемистость автомобиля при малой частоте вращения коленчатого вала; более надежная работа, так как отсутствует система зажигания.
Однако дизели имеют и недостатки: в зимнее время труднее пускаются; при одинаковой мощности имеют большие размеры и массу, чем карбюраторные, так как работают со значительными нагрузками; больший уровень шума при работе.
Газовые двигатели, работающие на сжатом или сжиженном газе, по сравнению с карбюраторными имеют следующие преимущества: не требуют применения дорогостоящего бензина; отработавшие газы содержат значительно меньше токсических веществ и т. д.
§ 8. Механизмы и системы двигателя
Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих механизмов: кривошипно-шатунного и газораспределения, а также систем: охлаждения, смазочной, питания, зажигания и пуска.
Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов и преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Механизм газораспределения предназначен для открытия и закрытия клапанов, что необходимо для впуска в цилиндр горючей смеси (карбюраторные и газовые двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов.
Система охлаждения обеспечивает нормальный температурный режим двигателя.
Смазочная система обеспечивает подачу смазочного материала к трущимся поверхностям для уменьшения трения, снижения износа и отвода теплоты от контактирующих поверхностей.
Рис. 14
Поперечный разрез двигателя автомобиля ГАЗ-24 «Волга»:
/ — поддон; 2 — коленчатый вал; 3 — шатун;
4 — блок цилиндров; 5 — поршень; 6 — гильза цилиндра; 7 — выпускной трубопровод;
8 — впускной трубопровод; 9 — карбюратор;
10 — коромысло; // — ось коромысел;
12 — распределитель зажигания; 13 — штанга;
— указатель уровня масла;
— распределительный вал; 16 — стартер; 17 — маслоприемник
Система питания служит для подачи отдельно топлива и воздуха в цилиндры дизеля или для приготовления горючей смеси из мелкораспыленного топлива и воздуха и подвода смеси к цилиндрам карбюраторного или газового двигателей.
Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в карбюраторных и газовых двигателях (в дизелях топливо воспламеняется от соприкосновения с горячим воздухом, поэтому они не имеют специальной системы зажигания).
Система пуска служит для проворачивания коленчатого вала двигателя при его пуске.