Бензиновые, дизельные, гибридные двигатели

Бензиновые двигатели — класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой.

Дизельные двигатели — класс двигателей внутреннего сгорания, работающих по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха.

В основе гибридной силовой установки для легкового автомобиля лежит принцип совместного использования двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателя, что позволяет избежать работы ДВС в режиме малых нагрузок, а также реализовывать рекуперацию кинетической энергии, повышая топливную эффективность силовой установки.

Следует упомянуть и о набирающих популярность электромобилях.
Электромобиль — автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от независимого источника электроэнергии (аккумуляторов, топливных элементов, конденсаторов и т.п.), а не двигателем внутреннего сгорания.

К механизмам двигателя внутреннего сгорания относятся кривошипно-шатунный механизм (КШМ) и газораспределительный механизм (ГРМ).

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал через маховик и механизм сцепления соединён с коробкой передач. Поэтому при запуске двигателя необходимо отсоединить коробку передач (на автомобиле с механической коробкой) от двигателя — включить нейтральную передачу — и убедиться, что автомобиль заторможен.

Газораспределительный механизм — механизм, обеспечивающий своевременный впуск воздуха или топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя и выпуск отработавших газов.

Система охлаждения

Система охлаждения двигателя предназначена для поддержания нормального теплового состояния двигателя за счёт принудительного отвода тепла в окружающую среду. Принцип работы состоит в подаче охлаждающей жидкости к разогретым деталям двигателя и последующем её охлаждении в специальном теплообменнике (радиаторе).

В качестве охлаждающей жидкости в автомобилях применяют антифризы (низкозамерзающие жидкости), которые позволяют использовать их при низких температурах окружающей среды. Количество жидкости, пропускаемой через радиатор, регулирует специальный прибор — термостат. Он отвечает за поддержание нормального температурного режима работы двигателя (85–95°C).

Для устойчивой циркуляции воздуха через радиатор в системе охлаждения применяется вентилятор. Кроме того, в системе охлаждения применяют специальные датчики, которые сигнализируют водителю о перегреве охлаждающей жидкости в случае неисправности в работе системы охлаждения.

Перегрев двигателя приводит к тепловому расширению и потере подвижности деталей, их короблению и разрушению.

Система смазки

Система смазки двигателя предназначена для очистки и подачи масла к поверхностям трения с целью уменьшения потерь на трение, удаления продуктов износа, частичного отвода тепла и защиты деталей от коррозии.

Чаще всего масло находится в поддоне двигателя и с помощью насоса подаётся к трущимся деталям. К наиболее нагруженным трущимся поверхностям масло подаётся под давлением, поэтому в случае включения индикатора аварийного падения давления в системе смазки необходимо прекратить дальнейшее движение до выяснения характера неисправности.

Очистка масла производится в масляном фильтре, замена которого производится вместе с заменой масла при каждом плановом техническом обслуживании автомобиля (10 000–15 000 км пробега).

Система питания

Система питания двигателя предназначена для питания двигателя автомобиля топливом (бензином, дизельным топливом, газовой смесью), а также для хранения топлива и его очистки.

В системе питания бензинового двигателя в цилиндры может производиться подача готовой топливовоздушной смеси, либо может осуществляться впрыск топлива непосредственно в цилиндры двигателя. В системе питания дизельного двигателя в цилиндры двигателя топливо впрыскивается под высоким давлением.

В качестве топлива для бензинового двигателя чаще всего используются автомобильные бензины АИ-92, АИ-95, АИ-98, где цифра означает октановое число топлива. Октановое число характеризует детонационную стойкость бензина. Чем выше число, тем детонационная стойкость выше. При использовании автомобильного бензина с октановым числом ниже, чем рекомендовано автопроизводителем, в работе двигателя возможны появление детонации (взрывного сгорания топлива), падение мощности, ускоренный износ деталей двигателя.

В качестве топлива для дизельного двигателя используют летнее (температура застывания -5°C), зимнее (температура застывания -35°C) и арктическое (температура застывания -55°C) дизельное топливо. При температуре ниже температуры застывания дизельное топливо становится желеобразным, в нём появляются хлопья, а затем оно полностью застывает. Двигатель работать на таком топливе не может. Разбавлять летнее топливо бензином или керосином также не рекомендуется, так как это может привести к повышенному износу и поломке дорогостоящего топливного оборудования.

Для того, чтобы своевременно произвести заправку автомобиля, на панели приборов имеется индикатор с изображением заправочной колонки, который загорается при низком уровне топлива в баке. Злоупотреблять ездой «на лампочке» не сто́ит, так как в нижней части бака скапливаются вода, грязь. При попадании в топливную систему осадка из бака необходимо будет произвести промывку всей топливной системы.

Для очистки воздуха и топлива, поступающего в цилиндры двигателя, предназначены топливные и воздушные фильтры, которые необходимо своевременно менять. Особые требования предъявляются к очистке воздуха, поступающего в систему питания дизельного двигателя. Поэтому на панели приборов таких автомобилей имеется датчик загрязнения воздушного фильтра.

Система выпуска отработавших газов представляет собой совокупность элементов глушителя, соединённых с выпускным коллектором. Система предназначена для удаления, очистки выбросов и уменьшения шумов выхлопных газов. В турбированных двигателях отработавшие газы приводят во вращение крыльчатку турбокомпрессора.

Для снижения оксидов азота в отработавших газах на автомобилях может применяться система рециркуляции отработавших газов, работающая за счёт возврата части газов во впускной коллектор. На дизельных двигателях, отвечающих нормам Евро 5 и выше, применяется система регенерации отработавших газов с применением сажевого фильтра.

Процесс регенерации запускается автоматически. При движении автомобиля по шоссе или дороге, длительных поездках с достаточной скоростью и нагрузкой на двигатель, сам процесс регенерации происходит без особых проблем и не требует от водителя каких-либо действий. Проблемы возникают при движении в транспортных пробках, когда двигатель работает практически на холостом ходу, или при работе двигателя на стоянке, во время коротких поездок. В этих режимах потока газов и температуры двигателя не хватает, чтобы полноценно регенерировать фильтр.

Не допускается парковать автомобиль или оставлять его с работающим двигателем на участке, покрытом сухими листьями, сухой травой или иными возгораемыми материалами. В процессе регенерации температура отработавших газов достигает очень высоких значений, и выхлоп будет рассеивать значительное количество тепла в процессе регенерации и после неё, даже после выключения двигателя. Это создаёт потенциальную угрозу пожара.