МОТОР

КАК РАБОТАЕТ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1/ак же работает двигатель внутреннего сгорания?

Каждый из вас, вероятно, знает, как стреляет пушка. Ствол пушки похож на закрытую с одного конца трубу. В него закладывается сначала пороховой заряд, а за­тем снаряд. Чтобы выстрелить из пушки, пороховой заряд поджигают. Для этого в старину к маленькой ды­рочке, просверленной в закрытой части ствола, подносили зажжённый фитиль (рис. 5). Порох вспыхивает и, быстро сгорая, образует огромное количество раскалённого газа. Газ с огромной силой давит на донышко снаряда и вы­брасывает снаряд из ствола.

Сила ззрыва пороха настолько велика, что снаряд из пушки летит зачастую на несколько десятков километ­ров. Уловить и использовать энергию этого взрыва для

Йриведенияг в движение какой-либо машины крайне за­труднительно. Слишком значительна энергия взрыва по­роха. Чтобы исполь­зовать эту энергию, взрыв надо укротить.

Представим себе другую машину, ко­торая в своей основе мало отличается от только что рассмот­ренной пушки, но энергию которой можно использовать.

Возьмём такую же трубу, как ствол

Пушки, также закрытую с одной стороны, только значи­тельно короче (рис. 6,а) и прочно укрепим ее. В эту

Трубу - цилиндр поме­

Стим вместо пороха, чтобы не получить слишком силь­ного взрыва, взрывчатое вещество послабее — на­пример, смесь паров бен­зина с воздухом. Вместо снаряда вставим 'хорошо пригнанную металличе­скую пробку — поршень, который свободно ходит внутри цилиндра.

При выстреле из такой «пушки» пробка-поршень пойдёт вдоль цилиндра с силой, значительно мень­шей, чем снаряд из обыч­ной пушки. Если при этом на поршень поместить груз, поршень поднимет его на некоторую высоту. Таким образом, наша «пушка» произведёт полезную работу.

Однако в технике чаще всего двигатель работает не­прерывно и обычно вращает разные механизмы. Посмо­трим, нельзя ли с помощью нашей простейшей взрывной машины вращать колесо. Для этого поршень с помощью

3

Мотор
рычага надо упереть в колесо (рис. 6, б). Тогда при выстреле колесо повернётся. Но чтобы вновь произвести такую же работу, надо «перезарядить пушку» взрывча­тым веществом и вновь вдвинуть в цилиндр поршень.

Постараемся сделать это не вручную, а механически.

Вновь вдвинуть поршень в цилиндр не так уж сложно. Если мы рычаг не упрём, а присоединим шарниром к поршню и к массивному колесу — маховику, то при первом же «выстреле» (если выстрел достаточно силен)

Колесо повернётся, получит разгон и, вращаясь дальше по инерции, вновь с помощью рычага загонит поршень в цилиндр (рис. 6, в).

Теперь надо только снова впустить в цилиндр пары бензина, и «пушка» заряжена для следующего выстрела. Для этого в закрытом дне цилиндра сделано отверстие для впуска бензинового пара. Открываться это отверстие должно только в тот момент, когда поршень войдёт в цилиндр. Таким образом, перезаряжая машину, можно заставить её работать непрерывно, периодически поджи­гая бензиновые пары в цилиндре.

Так работает самый простой двигатель внутреннего сгорания. Как видно, по своему действию он несколько напоминает пушку, хотя изобретатели двигателя внут­реннего сгорания, создавая мотор, шли не от пушки, а от паровой машины, в которой поршень передвигается в цилиндре под давлением водяного пара.

В современном двигателе внутреннего сгорания имеются все составные части вышеописанной схемы. В цилиндре двигателя ходит поршень (рис. 7). Он соединён с помощью рычага-шатуна с коленча­тым валом, на который насажено тяжёлое колесо - маховик. Движение поршня по цилиндру передаётся через шатун на коленчатый вал. Вал устроен таким обра­зом, что переводит прямолинейное движение поршня во вращательное движение махового колеса. Последнее де­лается очень тяжёлым, чтобы, получив разгон во время вспышки газа, передвигать поршень обратно в цилиндр До новой вспышки. Такое устройство передачи от поршня к колесу более удобно, чем непосредственное соединение рычага с колесом, как это было изображено на ри­сунке 6, в. Бензиновые пары поступают в цилиндр через отверстие, которое закрывается клапаном (Б). Газы, остающиеся в цилиндре после сгорания паров бензина,— так называемые отработанные газы — выходят наружу через другое отверстие, закрываемое другим клапаном (А). Смесь паров бензина с воздухом или, как её ещё на­зывают, горючая смесь поджигается с помощью электрической искры.

По такой схеме работал первый газовый двигатель, сконструированный в 1860 году.

В цилиндр этого двигателя поступал газ, смешанный с воздухом. Зажигался он электрической искрой. Для того чтобы поршень и цилиндр не перегревались от по­стоянно повторяющихся вспышек, цилиндр снаружи ох­лаждался водой. Как говорят, на цилиндр одевается «во­дяная рубашка». Эта первая газовая машина вошла в историю под метким прозвищем «пожирателя газа», так как она расходовала огромное количество газа, а в полезную работу превращала меньше 5 процентов тепла от его сгорания. Основная масса тепла уносилась с охлаждающей водой. Такой газовый двигатель ока­зался невыгодным. В жизнь вошёл другой способ сжига­ния горючей смеси, осуществляемый при так называе­мом четырёхтактном процессе работы двигателя.