Сердце под капотом

Едва ли не самой главной частью любого автомобиля является его двигатель, но большинство из нас вспоминают о его существовании лишь тогда, когда на приборной панели предательски загорается значок «check engine». Именно из-за особенностей двигателя мы зачастую подолгу ждём когда стрелка температуры на панели оторвётся от положения «0», а после быстрой езды замечаем, что к «0» уже тянется стрелка уровня топлива, именно от него исходит басовитый рёв, когда мы нажимаем педаль газа и от него зависит насколько быстро сможем разогнать автомобиль.

Итак, всё по порядку. Начнём с того что есть несколько типов двигателей, используемых в автомобилях, это двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигатели.  ДВС сжигает жидкое (бензин, керосин, дизельное топливо) или газообразное топливо внутри цилиндров, а получившийся газ с большим давлением толкает поршни вниз. Благодаря коленчатому валу они снова возвращаются и снова толкаются газами.

Первым такой двигатель придумал и создал в 1807 г. французско-швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз. Его двигатель работал на водороде и был оснащён свечой зажигания.

С этого момента началась эпоха двигателей внутреннего сгорания. Они получили такое широкое распространение за свою универсальность и самый большой на данный момент запас хода на одном баке топлива. Так, например, Дизельный Ford Mondeo на одном баке ёмкостью 62 литра способен проехать 1730 км.

Основа каждого ДВС это кривошипно-шатунный механизм. Благодаря коленчатому валу и шатунам, толкающим поршни в цилиндрах, происходит сжатие и расширение газов.

За впуск,  выпуск и герметизацию газов внутри цилиндра отвечают клапаны. Каждый цикл состоит из 4 тактов: Впуск, сжатие, рабочий ход, в котором происходит сгорание топлива и выпуск отработавших газов.

Чтобы цикл повторялся вновь и вновь с наименьшими перебоями и вибрацией, на двигатель устанавливают маховик, который продолжает вращать двигатель по инерции.

В двигателях, работающих на газу, бензине или керосине смесь топлива с воздухом поджигает свеча зажигания, а в дизельном двигателе сгорание топлива происходит самопроизвольно за счёт большого давления и температуры в цилиндре в конце такта сжатия.

Также есть и роторные ДВС, но распространены они слабо ввиду малого ресурса. К примеру ресурс роторного двигателя автомобиля Mazda RX-8 примерно 100 000 км, а цилиндро-поршневого двигателя автомобиля Mercedes-Benz – около миллиона километров пробега.

Что касается электрических двигателей, то нужно сказать, что их количество и применяемость растёт. Уже давно не новость, что электромобили по большинству характеристик превосходят автомобили с ДВС, однако их запас хода ещё весьма мал, а зарядные станции ля них не так распространены. В результате родились компромиссные варианты – автомобили гибриды, имеющие под капотом ДВС, который может или только заряжать аккумуляторы электродвигателя или работать с электродвигателем в паре.

Такой тандем позволяет значительно снизить столь вредные выбросы, появляющиеся при работе ДВС в атмосферу, а также значительно сэкономить на заправке.

Итак, об устройстве электродвигателя. Он состоит из ротора, который вращается в магнитном поле, создаваемом статором. Иначе говоря, вал вращается, увлекаемый электромагнитными силами, которые создают магниты вокруг него. Магниты могут быть электрическими или постоянными, которые мы можем увидеть на своём холодильнике.

Электромагниты состоят из железного сердечника с множеством намотанных на него витков тонкой проволоки. Двигаясь по проволоке вокруг сердечника, ток создаёт магнитное поле, которое зависит от множества факторов таких как сила тока, напряжение и частота.

Изменяя эти параметры, можно добиться изменения скорости вращения ротора, а значит, и колёс автомобиля.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *