Хитрые способы экономить топливо. Главная тайна автомобиля - Алексей Громаковский

Алексей Алексеевич Громаковский

Хитрые способы экономить топливо. Главная тайна автомобиля

Введение

Российские граждане в последнее время все более активно приобретают личные автомобили — об этом свидетельствуют и беспристрастная статистика, и количество пробок на дорогах, которое постоянно увеличивается. Каждый счастливый обладатель «железного коня» озабочен вопросом: как бы уменьшить расход топлива машины? Тем более что безудержные аппетиты владельцев нефтяных компаний постоянно растут, самым непосредственным образом сказываясь на удорожании топлива.

Каждый водитель решает эту задачу по-своему. Один вносит изменения в конструкцию автомобиля, другой предпочитает экономичный стиль езды, третий отказывается от использования дополнительного оборудования (кондиционера и т. п.), а четвертый делает все вместе взятое.

Однако желаемого эффекта добиваются далеко не все. Более того, неумелые действия часто приводят к прямо противоположному результату или поломке автомобиля, требующей длительного и дорогостоящего ремонта.

По этому поводу вспомню известную поговорку: «Не умеешь — не берись». Лучше почитайте данную книгу. Она адресована малоопытным автомобилистам, желающим сократить потребление топлива. Вы узнаете, что представляет собой экономичный стиль езды, какие передачи являются наиболее «прожорливыми», как путем нехитрых технических манипуляций можно добиться уменьшения расхода топлива, а также многое другое.

Глава 1

Двигатель внутреннего сгорания

Всем известна фраза: «Мотор — сердце машины». С этим не поспоришь: без двигателя автомобиль становится бесполезной кучей металла, перемещать которую можно либо только вручную, либо с помощью тягловых животных. В этой главе рассказывается о том, что это за агрегат — двигатель внутреннего сгорания, каковы основные принципы его работы, какие процессы в нем протекают, а также о многом другом.

Двигатель автомобиля

На всех машинах в качестве источника движущей силы используется двигатель внутреннего сгорания (рис. 1.1). Сущность работы этого сложнейшего агрегата состоит в преобразовании тепловой энергии, возникающей при сгорании рабочей смеси (смесь паров бензина и воздуха), в механическую энергию, которая заставляет автомобиль двигаться.

Рис. 1.1. Двигатель автомобиля «Мерседес»

Стандартный двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих деталей:

• головка блока цилиндров;

• цилиндры;

• поршни;

• поршневые кольца;

• поршневые пальцы;

• шатуны;

• коленчатый вал;

• маховик;

• распределительный вал с кулачками;

• клапаны;

• свечи зажигания (в дизельных машинах применяются свечи накаливания).

В большинстве машин используются четырехцилиндровые двигатели внутреннего

сгорания — это, как правило, машины малого и среднего классов. В частности, такие двигатели установлены на старых «Москвичах» и «Жигулях». Более мощные машины (среднего и большого классов) нередко оснащаются и восьми-, и двенадцатицилиндровыми моторами.

Чем больше цилиндров в двигателе, тем более мощным он является, однако соответствующим образом возрастает и потребление топлива.

Как работает двигатель внутреннего сгорания

В данном разделе рассматривается принцип работы двигателя внутреннего сгорания на примере одноцилиндрового бензинового мотора.

Главная часть двигателя внутреннего сгорания — это цилиндр с внутренней зеркальной поверхностью. Сверху на цилиндре установлена головка, которая является отдельной деталью и при необходимости снимается, например чтобы получить доступ к двигателю для проведения ремонтных работ (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Двигатель со снятой головкой блока цилиндров

Внутри цилиндра находится поршень. Внешне он напоминает обычный стакан, который перевернут вверх дном (именно дно поршня является его рабочей поверхностью). В процессе работы двигателя поршень внутри цилиндра перемещается вертикально вверх- вниз с высокой интенсивностью.

Снаружи по окружности поршня в отдельных канавках расположены поршневые кольца. Поршень прилегает к внутренней поверхности цилиндра неплотно. Поршневые кольца, во-первых, препятствуют попаданию вниз газа, образующегося при работе двигателя, во- вторых, не пропускают моторное масло в камеру сгорания, которая находится над поршнем и расположена над верхней мертвой точкой (о том, что это такое, рассказывается далее).

Поршень закреплен на шатуне с помощью специальной детали, которая называется поршневым пальцем. В свою очередь, шатун закреплен на коленчатом валу двигателя, а точнее — на кривошипе коленчатого вала (рис. 1.3). При сгорании рабочей смеси образующиеся газы оказывают сильное давление на поршень, который начинает двигаться вниз и через шатун передает свою энергию на коленчатый вал, что в результате вынуждает его вращаться.

Рис. 1.3. Поршень с шатуном

На конце коленчатого вала имеется тяжелый металлический диск с зубьями, который называется маховиком. Основная его задача — обеспечить вращение коленчатого вала по инерции, что необходимо для подготовительных тактов рабочего цикла (о том, что такое «такты» и «рабочий цикл», будет рассказано далее).

Горючая смесь поступает в камеру сгорания через впускной клапан, а после сгорания продукты горения, которые представляют собой выхлопные газы, выходят из камеры сгорания через выпускной клапан. Оба клапана открываются в тот момент, когда их толкает соответствующий кулачок распределительного вала. Как только кулачок отходит назад (это происходит очень быстро, так как распределительный вал вращается с высокой скоростью), клапаны вновь плотно закрываются: их возвращают в исходное положение мощные пружины.

Примечание

Распределительный вал двигателя приводится в действие коленчатым валом.

Свеча вкручивается непосредственно в головку блока цилиндров: для этого специально предназначено отверстие с резьбой. Свеча является источником искры, которая проскакивает между ее электродами, от нее в камере сгорания воспламеняется рабочая смесь. На каждый цилиндр двигателя приходится одна свеча (следовательно, у четырехцилиндрового двигателя имеется четыре свечи, у восьми-цилиндрового — восемь и т. д.).

При движении вверх-вниз поршень поочередно достигает двух крайних положений — верхнего и нижнего: в них он максимально удален от центральной оси коленчатого вала. Верхнее крайнее положение поршня называется верхней мертвой точкой, а нижнее — нижней мертвой точкой (соответственно ВМТ и НМТ). Расстояние между ВМТ и НМТ называется ходом поршня.

Пространство, которое остается над поршнем при его нахождении в ВМТ, называется камерой сгорания. Именно здесь воспламеняется и сгорает рабочая смесь. При этом возникает своеобразный «мини-взрыв», который сопровождается резким и сильным повышением давления, под воздействием которого поршень начинает двигаться вниз. Как раз в этот момент тепловая энергия превращается в механическую. При вертикальном движении вниз поршень через шатун толкает коленчатый вал, заставляя его вращаться. Образовавшийся крутящий момент передается на ведущие колеса автомобиля, которые и приводят машину в движение.

Объем в промежутке между ВМТ и НМТ называется рабочим объемом цилиндра. Если суммировать объем камеры сгорания (как указывалось, так называется пространство над ВМТ) и рабочий объем цилиндра, получится полный объем цилиндра. Сумма полных объемов всех цилиндров называется рабочим объемом двигателя.

По такому принципу работает двигатель внутреннего сгорания современного автомобиля. Далее рассмотрено, что представляет собой рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания

Рабочий цикл — это строгая последовательность рабочих процессов (тактов), периодически повторяющихся в каждом цилиндре. Каждый такт соответствует одному проходу поршня.

Двигатели внутреннего сгорания бывают четырехтактными и двухтактными. Принципиальная разница между ними заключается в следующем: в четырехтактном двигателе один рабочий цикл происходит за четыре хода поршня, а в двухтактном — за два хода. Двухтактные двигатели используются в основном на мотоциклах, моторных лодках, скутерах и т. п. Поэтому здесь будем вести речь о четырехтактном двигателе внутреннего сгорания — именно такими моторами оснащаются легковые автомобили.