Как это работает всё вместе

Запуск, на примере одного цилиндра:

• Стартер крутит коленвал за венец, расположенный на маховике (или ведомом диске)
• Коленвал приводит в движение поршни
• Масляный насос создаёт давление масла
• Один из цилиндров попадает на такт впуска
• Коленвал через привод ГРМ приводит в движение распредвалы
• Поршень идёт вниз – в цилиндре создаётся разряжение
• Впускной распредвал кулачком нажимает на коромысло
• Коромысло опирается на гидрокомпенсатор и нажимает на клапан, опуская его
• Воздух всасывается в цилиндр
• Поршень проходит нижнюю мертвую точку и начинается такт сжатия
• Кулачок распредвала проходит горб и клапан закрывается за счёт действия возвратных пружин
• Поршень идёт к верхней мертвой точке, сжимая воздух
• Распредвал нажимает на толкатель топливного насоса высокого давления
• В форсунках создаётся высокое давление
• Блок управления двигателем подаёт сигнал форсунке на открытие и топливо попадает в камеру сгорания
• Меньше, чем через секунду Блок управления двигателем даёт команду катушке зажигания сформировать высокий заряд и передать его на свечу
• Свеча создаёт искру и сжатия топливовоздушная смесь воспламеняется
• Поршень проходит ВМТ и максимум энергии выделяется на его движение вниз
• Помощь стартера в этом вращении больше не нужна, и он отключается
• Энергии хватает, чтобы провернуться ещё по инерции
• За это время, когда поршень идёт наверх выпускной распредвал нажимает на выпускной клапан и открывается выпускной канал
• Отработавшие газы выталкиваются;
• Процесс подхватывают остальные цилиндры и двигатель запускается;
• В работу включается генератор, чтобы обеспечить стабильным напряжением всю бортовую сеть и восполнить потраченный заряд на запуск в АКБ;
• Для быстрого прогрева катализаторов в работу включается вторичная воздушная система – она добавляет воздуха в выхлоп и провоцирует там сильное сгорание, которое быстро доводит катализаторы до рабочей температуры после чего выключается;

Двигатель работает:

• Каждый цилиндр делает по 4 такта беспрерывно;
• Блок цилиндров отвечает за сжатие и передачу крутящего момента;
• Головки блока цилиндров отвечают за своевременное максимальное наполнение цилиндров и выпуск выхлопных газов;
• Вентиляция картерных газов снижает давление в картере, отделяет масло и пары бензина от газа;
• Коленвал крутит маховик, к которому прикручен гидротрансформатор или пакет сцеплений, которые в свою очередь передают крутящий момент коробке передач;
• Так же коленвал крутит передний шкив, который приводит в движение навесное оборудование;
• А ещё на коленвалу есть звёзды, которые приводят в движение масляный насос и другое навесное оборудование.

Все системы помогают двигателю:

• Дроссельная заслонка дозирует количество воздуха;
• Турбонаддув создаёт накачивает больше воздуха во впуск;
• Система впуска равномерно распределяет воздух по цилиндрам, правильно завихряя поток;
• Топливная система поддерживает оптимальное соотношение бензина и воздуха;
• Система зажигания вовремя и полноценно поджигает топливо в камерах сгорания;
• Контроль детонации следит за преждевременным и неконтролируемым сгоранием;
• Выхлопная система своей формой создаёт правильный поток для раскрутки вала турбонагнетателя, дожигает остатки топлива в катализаторе, создаёт приятный звук работы двигателя;
• Масляная система смазывает и промывает все пары трения, отводит тепло, предотвращает контакт металлов;
• Система охлаждения отводит тепло от блока цилиндров и головок и рассеивает его в атмосфере и в салоне автомобиля;

Под полной нагрузкой и на высоких оборотах:

• Дроссель открыт полностью, в двигатель попадает максимум воздуха;
• Наддув максимальный;
• Эффективность интеркулера за счёт разницы температур максимальна;
• Вихревые заслонки и регулировки длины тракта открыты на максимум, чтобы не препятствовать потоку;
• Насос высокого давления создаёт максимально возможное давление в рампе форсунок;
• Форсунки вливают максимально возможное количество топлива;
• Температура в камерах сгорания удерживается на максимально допустимых значениях (около 900-950 градусов) за счёт регулировки соотношения топливо-воздушной смеси;
• Контроль детонации особенно насторожен – при лишнем шуме он будет понижать наддув и УОЗ;
• Выхлопная система раскаляется до красна. Её задача, в том числе, погасить пламя и снизить температуру выхлопа;
• У турбокомпрессора вастгейт открыт на максимум, чтобы снизить сопротивление в выпуске. При этом давления и так хватает, чтобы обеспечить нужные обороты турбинного колеса и вала;
• Масляная система поддерживает максимальное давление в системе для обеспечения максимальной прочности масляного клина. При этом производительность насоса максимальна, чтобы масло не успевало сгорать, а отвод тепла был максимальным. При этом, естественно, масляный термостат открыт и масляный радиатор рассеивает тепло в атмосферу;
• Система охлаждения гоняет антифриз по большому кругу с максимальной скоростью.

Все эти процессы идут одновременно. Каждая система выполняет свою функцию в нужное время, с нужной производительностью, с минимумом энергетических затрат. И в итоге получается вот что:

На этой картинке представлен мощностной график двигателя. По горизонтальной оси обороты двигателя, а по вертикальной – крутящий момент в Ньютонах на метр, и мощность в киловаттах.

Почему она кривая, а не прямая? Да как раз из-за наполняемости цилиндров и затыках в выхлопной системе. Потому что не получается в ДВС достичь сразу 100% наполняемости на холостом ходу и 100% продуваемости на оборотах, близких к отсечке, как распредвалы не поворачивай.

С одной стороны, это не очень-то и нужно, а с другой – раздражает запоздалая реакция на педаль газа.

Вот и всё.

В заключение хочу сказать, что на данный момент эволюция ДВС зашла в тупик. Из всех систем выжат максимум и доработки дают минимальный эффект. Сложнее всего справляться с растущими требованиями по экологичности, не теряя в экономичности и мощности. Сейчас даже романтика V12 подходит к концу – их вытесняют V8, а то и V6. А в некоторых случаях даже рядные четвёрки.

Недавно, прокатившись на Porsche Taycan, я прочувствовал начало новой эры на себе и окончательно убедился, что будущее за двигателями другого типа. Не знаю, будут это электромоторы или умудрятся развить водородные технологии, но наши внуки будут жить в совсем другом мире.

Предыдущий раздел

Следующий раздел

С уважением,
Компания Mint Condition
Профессиональный подбор автомобилей
+79261888335
www.mintco.ru
WhatsApp:https://wa24.site/79261888335
info@mintco.ru

Данный материал подготовлен компанией Mint Condition и является собственностью компании. Любое копирование или размещение данного материала без согласования с владельцем запрещено.

Авторские права защищены и принадлежат ООО «Валкирия» (товарный знак MintCo, свидетельство №833282) ©
Любое использование или копирование материалов сайта, в том числе, элементов дизайна, фото и видео- материалов, текстового содержания может осуществляться исключительно с письменного разрешения ООО «Валкирия» и только при наличии ссылки на www.mintco.ru.