ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ - двигатель, в к-ром тепловая энергия превращается в механическую за счет использования работы расширения газообразных продуктов сгорания топлива, сжигаемого в цилиндрах или специальных камерах двигателей. Современные Д. в. с. делятся на поршневые, турбинные и реактивные. На машинах, принимающих участие в спортивных соревнов. (автомобилях, мотоциклах, моторных судах, самолетах) применяются гл. обр. поршневые Д. в. с. По числу тактов, из к-рых состоит рабочий цикл, Д. в. с. делятся на двухтактные и четырехтактные. По способу образования горючей смеси Д. в. с. могут быть с. внешним смесеобразованием (карбюраторные) и внутренним смесеобразованием (с впрыском топлива). В зависимости от воспламенения рабочей смеси различают Д. в. с. с воспламенением от электрической искры, работающие на легком топливе (бензин, бензол, спирт), и с воспламенением от сжатия (дизельные), использующие тяжелое топливо (газойль, соляровое масло). Карбюраторные двигатели, устанавливаемые на спортивных автомобилях, мотоциклах и моторных судах, работают гл. обр. на стандартных авиационных и автомобильных бензинах.

Д. в. с. авиационные служат для приведения в движение летательных аппаратов. Они могут быть поршневыми, турбинными или реактивными. Турбинные делятся на турбовинтовые и турбореактивные. Турбовинтовые могут иметь одну турбину, приводящую в движение компрессор и воздушный винт, или две турбины, одна из к-рых приводит в движение компрессор, а др.- воздушный винт. Турбореактивные отличаются от турбовинтовых отсутствием винта, причем тепловая энергия срабатывается в реактивном сопле, создавая необходимую для движения самолета силу тяги. Реактивные и прямоточные Д. в. с. работают с использованием скоростного напора встречного потока воздуха; компрессор у них отсутствует. Топливо сгорает в специальных камерах, а образовавшиеся в результате сгорания газы расширяются в реактивном сопле и создают тяговое усилие.

Д. в. с. автомобильные - гл. обр. бензиновые карбюраторные четырехтактные. Автомобильные двигатели строятся с 2,4,6 и 8 цилиндрами, располагаемыми в ряд и V-образно. В конструкции специальных Д. в. с. для спортивных и гоночных автомобилей предусматривается повышенное наполнение цилиндров горючей смесью. С этой целью применяют верхние V-образно установленные клапаны, приводимые в движение от распределительных валов, расположенных в головке цилиндров; фазы газораспределения подбирают с большим опережением открытия впускных и большим запаздыванием закрытия выпускных клапанов; на каждый цилиндр устанавливают отдельный карбюратор; уменьшают сопротивление выпуску отработавших газов, подбирая формы и сечения выпускных патрубков. Степень сжатия повышают в пределах, допускаемых октановым числом применяемого топлива. У Д. в. с. спортивных автомобилей степень сжатия обычно 7,5 - 8,5, у гоночных - 9,5 - 13. В последнее время за рубежом иногда применяется непосредственный впрыск топлива в цилиндры, что позволяет значительно повысить литровую мощность бескомпрессорного Д. в. с. Для конструкции форсированных (см. Форсировка двигателя внутреннего сгорания) автомобильных Д. в. с. характерны система смазки с сухим картером, усиленная система охлаждения, зажигание от магнето. С целью уменьшить скорость поршней, габариты и вес Д. в. с. его выполняют короткоходным - с отношением диаметра цилиндра к ходу поршня меньше единицы. Короткоходные Д. в. с. имеют небольшую высоту и удобны для размещения на автомобиле. Многие детали Д. в. с. изготовляют из легких материалов. Широко применяются блоки цилиндров из алюминиевого сплава с вставными гильзами из специального износостойкого чугуна, поршни и различные детали из магниевого сплава. Д. в. с. для спортивных автомобилей имеют литровую мощность 80 - 90 л. с. /л при 6000 - 7000 об/мин, бескомпрессорные для гоночных автомобилей - 100 - 110 л. с/л при 7500 - 8500 об/мин. Компрессорные (с нагнетателями) практически применяются только для рекордно-гоночных автомобилей. Они обладают литровой мощностью до 150 л. с. /л при 10 000-11 000 об/мин.

Д. в. с. мотоциклетные относятся к числу карбюраторных бензиновых. По принципу работы они подразделяются на двухтактные и четырехтактные, а по устройству - на одно-, двух- и четырехцилиндровые (последних выпускается мало). В двухтактных Д. в. с. применяются противоположные, возвратные или крестовидные системы продувки. Они бывают двух-канальные, трехканальные или четырехканальные. Реже применяется одноканальная поперечная продувка. На рекордно-гоночных мотоциклах применяется прямоточная продувка, при к-рой рабочая смесь в цилиндре Д. в. с. движется прямолинейно, или по направлению буквы Л, или по направлению буквы П. Четырехтактные Д. в. с. дорожных и спортивных мотоциклов бывают Как с нижними, так и с верхними клапанами, приводимыми в движение штангами от нижнего распределительного вала. Д. в. с. гоночных мотоциклов имеют верхние клапаны с непосредственным приводом кулачков на каждый клапан. Применение верхних клапанов дает возможность сделать более выгодную полусферическую, камеру сгорания. По расположению цилиндров мотоциклетные Д. в. с. бывают: вертикальные с коленчатым валом, размещенным поперек рамы мотоцикла, а иногда и вдоль нее; наклонные - головками цилиндров вперед и с коленчатым валом, размещенным поперек рамы; горизонтальные - с головками цилиндров, направленными вперед, и коленчатым валом, размещенным поперек рамы; горизонтальные - с головками цилиндров, обращенными в разные стороны, и коленчатым валом, размещенным вдоль рамы; V -образные - с коленчатым валом, размещенным поперек рамы. В большинстве случаев Д. в. с. имеют воздушное и очень редко жидкостное охлаждение. Для лучшего охлаждения цилиндры делаются из алюминиевого сплава с большим числом ребер. Для получения большей максимальной мощности при меньшем весе Д. в. с. спортивных и гоночных мотоциклов делаются высокооборотными (6000 - 10000 об/мин).

У двухтактных Д. в. с. спортивных мотоциклов степень сжатия достигает 12-15, а у четырехтактных 9-11.

Для мотоциклетных Д. в. с. с высокой степенью сжатия в качестве топлива применяются бензины А-74, Л-76, Б-70, спирт метиловый (метанол). Запальные свечи должны иметь высокое калильное число (см. Свеча запальная).

Д. в. с. спортивных судов поршневые, кроме неограниченного класса и глиссеров весовых категорий, где допускаются турбореактивные и реактивные. Судовые Д. в. с. принято наз. гл. механизмами судна. Д. в. с. спортивных судов форсированы. Основное требование к ним - максимальная мощность и минимальный вес при заданном рабочем объеме цилиндров, к-рый лежит в основе классификации скутеров, мотолодок и катеров.

Мощность Д. в. с. спортивных судов затрачивается на приведение в действие движителей. Для нек-рых спортивных судов (катеров) успешно используют двигатели автомобилей, к-рые, как правило, не требуют значительного переоборудования. К автомобильному Д. в. с. добавляются устройства, необходимые для установки на катере (насос для подачи воды в рубашки охлаждения, лапы крепления, подшипник для валопровода, новые органы управления). Более значительные изменения конструкции позволяют увеличить срок службы Д. в. с. и улучшить его работу. Вводится замкнутая система охлаждения с термостатом, масляным радиатором, охлаждаемый водой выпускной коллектор, ставится реверсивная муфта или реверс-редуктор. Примером такой переделки является создание двигателя УМ-51 на базе автомобильного Д. в. с. ГАЗ-51. Обычно в промышленности при выпуске Д. в. с. спортивных судов используются многие узлы и детали автомобильных двигателей. Такие Д. в. с. имеют большое распространение в Англии и США.

Д. в. с. летающих моделей - поршневые и реактивные. Поршневые могут иметь рабочий объем, не превышающий 10 см³. Они выполняются двух типов: с зажиганием и с воспламенением от сжатия. Поршневые Д. в. с, устанавливаемые на кордовые летающие модели, делятся, в зависимости от рабочего объема, на 3 категории: 1-я с рабочим объемом до 2,5 см³, 2-я - до 5,0 см³, 3-я - до 10,0 см³. Реактивные Д. в. с, устанавливаемые на летающих моделях, могут работать на твердом, жидком и газообразном топливе; ракетные двигатели устанавливать не разрешается; вес реактивного двигателя не должен превышать 500 г. Поршневые Д. в. с, применяемые в авиамодельном спорте, как правило, являются двухтактными, поскольку они значительно проще четырехтактных и обладают большей литровой мощностью. Горючая смесь для Д. в. с. с воспламенением от сжатия состоит обычно из равных долей керосина, смазочного масла (марки МК или МС) и серного эфира. В состав горючей смеси для Д. в. с. с калильным зажиганием входит винный или древесные спирты (75%) и касторовое масло (25%). Реактивные авиамодельные Д. в. с. работают обычно на авиационном бензине.

Источники:

1. Энциклопедический словарь по физической культуре и спорту. Том 1. Гл. ред.- Г. И. Кукушкин. М., 'Физкультура и спорт', 1961. 368 с.