Двигатель внутреннего сгорания — это устройство, преобразующее тепловую энергию, выделяемую при сгорании топлива, в механическую работу. Он является одним из основных компонентов автомобиля и других механизмов, обеспечивая привод колес и передачу силы. Однако не все двигатели внутреннего сгорания одинаковы, их можно классифицировать по различным признакам.

Одним из главных признаков классификации является принцип работы двигателя. Он может быть четырехтактным или двухтактным. Четырехтактные двигатели, как следует из названия, состоят из четырех тактов (впуск, сжатие, работа и выпуск). Они обычно предлагают лучшую экономичность и эффективность. Двухтактные двигатели, напротив, состоят из двух тактов (сжатие/работа и выпуск/впуск). Они часто используются в мотоциклах и скутерах, поскольку обеспечивают большую мощность и компактность.

Другим важным признаком классификации является тип топлива, которым пользуется двигатель. Существуют двигатели, работающие на бензине, дизеле, газе или смеси топлив. Каждый тип топлива имеет свои особенности и область применения. Например, дизельные двигатели обычно обладают большим крутящим моментом и меньшим расходом топлива, в то время как бензиновые двигатели могут быть более мощными и обеспечивать более высокую скорость.

Виды классификации двигателей внутреннего сгорания

1. По источнику энергии:
   • Бензиновые двигатели, работающие на сжигании смеси бензина и воздуха;
   • Дизельные двигатели, работающие на сжигании дизельного топлива;
   • Газовые двигатели, работающие на сжигании природного газа или сжиженного газа;
   • Электрические двигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую.
2. По характеру работы:
   • Четырехтактные двигатели, в которых рабочий цикл состоит из четырех тактов: всасывания, сжатия, работы и выпуска;
   • Двухтактные двигатели, в которых рабочий цикл состоит из двух тактов: сжатия-работы и выпуска-всасывания;
   • Роторные двигатели с вращающимся активным элементом, например, роторные двигатели Ванкеля;
   • Турбодвигатели, в которых воздух сжимается и сгорает в специальной камере с подачей топлива и затем движет ротор, приводя в действие механизм.
3. По системе охлаждения:
   • Воздушное охлаждение, при котором двигатель охлаждается только воздухом, проходящим через охлаждающие ребра на поверхности двигателя;
   • Жидкостное охлаждение, при котором двигатель охлаждается жидкостью (обычно антифризом), циркулирующей по специальной системе охлаждения.
4. По способу впрыска топлива:
   • Карбюраторные двигатели, в которых топливо подается во впускной коллектор с помощью карбюратора;
   • Система непосредственного впрыска топлива, в которой топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр.
5. По количеству рядов цилиндров:
   • Одноцилиндровые двигатели, имеющие только один цилиндр;
   • Многецилиндровые двигатели, имеющие два или более цилиндров.

Каждая классификация имеет свои особенности и применение в зависимости от условий эксплуатации и требований. Знание различных видов классификации ДВС позволяет лучше понять эти мощные двигатели и выбрать наиболее подходящий для конкретной задачи.

По способу работы

Двигатели внутреннего сгорания классифицируются по способу работы на:

• Двухтактные:

Двухтактные двигатели обладают простым устройством и меньшим количеством деталей по сравнению с четырехтактными. Они работают за один цикл двух тактов — сжатия и рабочего.

• Четырехтактные:

Четырехтактные двигатели являются наиболее распространенными. Они работают за четыре такта — всасывания, сжатия, рабочего и выпуска.

• Гибридные:

Гибридные двигатели сочетают в себе преимущества двухтактных и четырехтактных двигателей. Они обычно используются в комбинированных системах совместно с электрическими двигателями.

По конструкции

Двигатели внутреннего сгорания могут быть разделены на несколько типов в зависимости от их конструкции.

Один из основных типов двигателей — это поршневой двигатель. Он состоит из цилиндров, в которых перемещаются поршни. В процессе работы поршни сжимают топливо-воздушную смесь и подвергают ее воздействию искры, что вызывает взрыв и расширение газов. Это движение приводит к движению поршней и вращению коленчатого вала, который передает механическую энергию на приводы.

Еще один тип двигателей — роторный двигатель. В нем вместо поршней используется вращающийся ротор, который осуществляет сжатие смеси и взрыв газов. Роторный двигатель отличается от поршневого более высокой мощностью при небольших размерах.

Также существуют турбодвигатели, в которых качество смеси гарантирует обеспечение давления и скорости газового потока. Они обладают высокой мощностью и используются чаще всего на авиационных и судовых двигателях.

Каждый из этих типов двигателей внутреннего сгорания имеет свои преимущества и недостатки, и их выбор зависит от конкретных условий эксплуатации и требуемых характеристик.

По принципу работы

Двигатели внутреннего сгорания могут быть классифицированы по принципу работы на следующие типы:

1. Двигатели c внутренним сгоранием с искровым зажиганием:

Такие двигатели используют свечи зажигания для искрообразования в камере сгорания. Они работают по циклу зажигания, включающему восемь ходов. К этому типу двигателей относятся бензиновые двигатели, которые широко используются в автомобилях и мотоциклах.

2. Двигатели c внутренним сгоранием с сжимающим движением:

Эти двигатели не используют свечи зажигания, а сжимают смесь воздуха и топлива до самозажигания при определенной температуре и давлении. Основными представителями данного типа двигателей являются дизельные двигатели, которые обладают высоким КПД и мощностью. Они наиболее востребованы в грузовых автомобилях и железнодорожном транспорте.

3. Двигатели c внутренним сгоранием с зажиганием от сжатия:

Такие двигатели используются в редких типах судов и комбайнах. Они работают по циклу Джеула-Томсона и имеют несколько отличительных особенностей. Топливо в таких двигателях воспламеняется от сжатия и термопроводности материала.

По мощности

Двигатели внутреннего сгорания классифицируются по мощности, которая измеряется в лошадиных силах (л.с.) или киловаттах (кВт).

Существуют несколько основных категорий двигателей:

• Маломощные двигатели – обычно имеют мощность до 100 л.с. (75 кВт) и устанавливаются в легковых автомобилях малого и среднего класса, мотоциклах, скутерах и другой легкой технике.
• Среднемощные двигатели – имеют мощность от 100 до 300 л.с. (от 75 до 224 кВт) и используются в средних и крупных легковых автомобилях, грузовиках и автобусах.
• Высокомощные двигатели – имеют мощность свыше 300 л.с. (224 кВт) и устанавливаются в спортивных автомобилях, гоночных машинах, грузовых автомобилях и другой технике, где требуется большая мощность и высокая скорость.

Классификация двигателей по мощности позволяет подобрать оптимальный двигатель для конкретной задачи, учитывая требуемый уровень мощности и эффективность работы.

По числу тактов

Двигатели внутреннего сгорания классифицируются также по числу тактов, которые выполняет поршень за один рабочий цикл. Различаются следующие типы двигателей:

1. Четырехтактные двигатели

В четырехтактных двигателях поршень проходит четыре такта (стадии) за рабочий цикл: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. В впускном такте поршень опускается вниз, открывая впускной клапан, по которому в цилиндр поступает свежий заряд топливно-воздушной смеси. Затем поршень поднимается, сжимая смесь. В рабочем ходе сжатая смесь воспламеняется, ведущие к следующему такту — выпускному, где открывается выпускной клапан и выхлопные газы удаляются из цилиндра.

2. Двухтактные двигатели

В двухтактных двигателях поршень проходит два такта за один цикл: рабочий ход и противодавление. В рабочем ходе сжатый воздух топливной смеси воспламеняется, отталкивая поршень вниз. В противодавление поршень поднимается за счет выхлопных газов. Данный тип двигателя используется чаще, в сравнении с четырехтактными двигателями, во многих маломощных механизмах, таких как мотоблоки, мопеды и газонокосилки.

Необходимо отметить, что двухтактные двигатели отличаются более высокой мощностью, но при этом они менее экономичны и могут иметь более высокий уровень шума и выбросов.

По расположению цилиндров

Известные конструкции двигателей отличаются по расположению цилиндров. В зависимости от позиции цилиндров в моторном отсеке, выделяют следующие типы:

1. Рядные двигатели — цилиндры расположены один за другим в ряд по одной оси. Этот тип наиболее распространен и используется в многих автомобилях и мотоциклах. Рядные двигатели могут быть как 4-х тактные, так и 2-х тактные.

2. Расположение в виде буквы V — цилиндры разделены на две группы, которые образуют угол в форме буквы «V». Такие двигатели чаще всего имеют 6, 8 или 12 цилиндров. Преимуществом данных двигателей является их компактность, что позволяет поместить их на небольшом расстоянии от передней части автомобиля.

3. Расположение в виде буквы W — группа из трех блоков цилиндров, каждый из которых образует угол в форме буквы «V». Такое расположение цилиндров редко используется в силовых установках, из-за сложности конструкции и большего количества деталей.

4. Боковое расположение (равнополночные двигатели) — цилиндры установлены параллельно долгой стороне автомобиля. Примерами таких двигателей являются рядные двигатели, установленные поперек кузова автомобиля, а также роторные и системы реверсивного поршня.

5. Оппозитные двигатели — цилиндры двух горизонтально расположенных ступеней равны между собой, но развернуты на 180 градусов. Такие двигатели обеспечивают лучшую балансировку и небольшой вибрации. Примером оппозитных двигателей является конструкция, которая широко используется в моторах авиационных двигателей.