Горизонты техники для детей, 1963 №9 (16)

Все об автомобиле

(часть IX)

В четырехтактном двигателе с одним цилиндром, о котором мы с вами говорили до сих пор, на один рабочий ход поршня приходится два оборота кривошипного вала. Сам рабочий ход длится столько же, сколько пол-оборота кривошипного вала; в течение же остальных полутора оборотов кривошипный вал вращается маховым колесом.

Может ли такой двигатель работать спокойно и равномерно? Конечно, нет. Он будет постоянно вздрагивать, причем тем сильнее, чем меньше и легче маховое колесо

Посмотрите, если у вас будет возможность, как работает двигатель стоящего трактора или тягача. Трактор как бы вздрагивает в ритм взрывов смеси, происходящих в его цилиндре во время рабочего хода поршня. Тракторы оснащены одноцилиндровым двигателем.

Если уж мы с вами начали критиковать одноцилиндровый двигатель, скажет и об остальных его недостатках. Мощность двигателя, то есть величина, определяющая силу двигателя, зависит главным образом от величины рабочего объема цилиндра. Если нам нужен двигатель небольшой мощности, малый цилиндр в таком случае вполне достаточен. Чем больше цилиндр, тем больше и мощность двигателя. Чтобы построить двигатель большой мощности, пришлось бы установить цилиндр огромнейших размеров, что представляет собой важные технические трудности.

Как видите, одноцилиндровый двигатель не удовлетворяет всем требованиям, какие ставит перед ним человек. Как выйти из такого затруднительного положения? На помощь пришли конструкторы. Они решили установить несколько одноцилиндровых двигателей в ряд и соединить их кривошипные валы. Но и это было не совсем удобно. Поиски новых решений увенчались успехом. Конструкторы отделили от нескольких двигателей их цилиндры, поместили их в одном блоке и сделали общий кривошипный вал для всех цилиндров, расположив его в едином для всех корпусе Блок получил название цилиндрового блока. Он состоит из замкнутых вместе нескольких цилиндров с одним кривошипным валом и несколькими кривошипами. Был сконструирован распределительный вал с несколькими кулачками, а все цилиндры находились под общей водяной рубашкой. Система смазки тоже была общая для всех цилиндров. Так родился многоцилиндровый двигатель. В зависимости от числа цилиндров появились двух-, четырех-, шести-, восьми- и даже двенадцатицилиндровые двигатели (см. рис. 25).

Рис. 25. Способ соединения четырех одноцилиндровых двигателей в один четырехцилиндровый двигатель.

Смесь, как вы, наверное, догадываетесь, сжигается не во всех цилиндрах сразу, а поочередно в каждом из них. На два оборота кривошипного вала приходится столько рабочих ходов, сколько в двигателе цилиндров. Такие двигатели работают спокойно, без вздрагиваний и перебоев, что сразу же отличает их от одноцилиндровых

— А как выглядит карбюратор в многоцилиндровом двигателе? — спросите вы. — Неужели для каждого цилиндра устанавливается отдельный карбюратор?

Нет, ребята. В многоцилиндровом двигателе всего лишь один карбюратор, общий для всех цилиндров. Он соединен с ними при помощи всасывающей трубы. Поскольку цилиндры работают поочередно, они поочередно и всасывают смесь из карбюратора. Поэтому одного карбюратора вполне достаточно. Немного иначе выглядит система зажигания. В многоцилиндровом двигателе столько запальных свечей, сколько цилиндров; на два оборота кривошипного вала приходится одна искра, проскакивающая в свече.

Из этого следует вывод, что в системе зажигания должно быть еще какое-то приспособление, которое создавало бы большое напряжение, необходимое для образования искры в несколько раз чаще, чем для одноцилиндрового двигателя. Кроме того, это приспособление должно также распределять напряжение на отдельные цилиндры.

Посмотрите на рисунок. На нем изображена система зажигания четырехцилиндрового двигателя. Здесь имеется аккумулятор, выключатель зажигания, катушка зажигания и прерыватель. В четырехтактном двигателе четыре свечи. Приспособление, которое распределяет напряжение на эти четыре свечи, называется распределителем.

Рис. 26. Схема четыхцилиндрового двигателя

Внимательно присмотритесь и вы увидите, что в кулачке прерывателя имеются четыре выпуклости. За один оборот валика кулачка ток прерывался четыре раза; столько же раз в запальной катушке возникало большое напряжение. Над прерывателем расположен распределитель. На том же валике, что и кулачок прерывателя, укреплен палец распределителя, который вращается вместе с кулачком. Палец распределителя установлен так, что в момент, когда кулачок прервёт ток в обмотке, соединенной с аккумулятором, палец соединит цепь запальной катушки с соответствующей запальной свечой. Как только валик повернется, следующая выпуклость кулачка разомкнет ток в катушке, палец распределителя подключит большое напряжение к следующей свече. В каждой свече, таким образом, поочередно проскакивает искра.

Разумеется, что чем больше цилиндров, тем на кулачке больше выпуклостей. Обычно их точно столько, сколько в двигателе цилиндров.

Рис. 27. Схема шестицилиндрового двигателя

Рис. 28. Система зажигания четырехцилиндрового двигателя:

_{1 — аккумулятор; 2 — выключатель зажигания; 3 — запальная катушка; 4 — обмотка, соединенная с аккумулятором; 5 — обмотка, соединенная с запальной свечой; 6 — запальная свеча; 7 — кулачок прерывателя; 8 — молоточек; 9 — наковальня; 10 — масса; 11 — контакты прерывателя; 12 — распределитель.}

А что вращает валик прерывателя в двухтактном двигателе, где нет распределительного валика?

Давайте подумаем вместе. Валик прерывателя в четырехтактных двигателях приводится от распределительного валика потому, что он должен вращаться в два раза медленнее кривошипного вала. На два оборота кривошипного вала должен приходиться один разряд искры. Поэтому распределительный валик вращается в два раза медленнее кривошипного вала двигателя. В двухтактных двигателях валик прерывателя приводится непосредственно от кривошипного вала, так как в этом случае искра в свече должна проскакивать при каждом обороте кривошипного вала.

И последний вопрос. Как включить двигатель автомобиля.

Чтобы двигатель начал работать, поршень должен всосать смесь в цилиндр, сжать её, а электрическая искра зажечь сжатую смесь. Поскольку двигатель молчит, надо его как-то расшевелить, вращая кривошипный вал. Кривошипный вал небольших двигателей легко повернуть, но неудобно, а в случае больших двигателей даже невозможно. Каждый автомобильный двигатель оснащен электрическим пускателем.

Это обычный электродвигатель, вращающий кривошипный вал двигателя до тех пор, пока он не начнет работать самостоятельно. Пускатель питается тоже от аккумулятора.

На этом мы закончим знакомство с двигателями. Конечно, можно было бы еще много и подробно написать о двигателях, но мне кажется, что все, интересующиеся конструкцией двигателей, займутся детальным изучением их самостоятельно. Техническая литература по этому вопросу довольно богатая. Вы сможете найти много книг, вполне доступных для вас после цикла статей в нашем журнале.

В следующем номере приступим к изучению конструкции шасси автомобиля при условии, что о двигателе уже знаем всё, что говорилось в наших статьях.

Тадеуш Рихтер