Двигун внутрішнього згоряння і його використання в сучасному світі
Науково-технічна революція, яка сталася в кінці 19 століття, разом з багатьма геніальними відкриттями призвела до винаходу такого корисного пристрою, як двигун внутрішнього згоряння. Завдяки цьому людство змогло кардинально змінити світ і зробити значний крок у розвитку цивілізації. Сьогодні такі двигуни широко застосовуються не тільки в автомобілебудуванні, але і в промисловості, де вони є найважливішою складовою частиною всього технологічного ланцюжка виробництва. Всі фабрики, заводи, комбінати та інші промислові об'єкти безпосередньо залежать від агрегатів внутрішнього згоряння, які дають можливість здійснювати всю необхідну роботу.
Двигун внутрішнього згоряння являє собою такий тип мотора теплової машини, в якому енергія рідкого чи газоподібного вуглецевого палива перетворюється в механічну роботу. Завдяки моментальному згорянню палива в робочій зоні циліндра, забезпечується вращательно-поступальний рух, який приводить в дію колінчастий вал. Ось в цьому і полягає суть роботи двигуна, що працює на паливі.
Як правило, двигун внутрішнього згоряння, а також його основні характеристики знайомі звичайній людині на прикладі мотора автомобіля. Всі знають, що потужність двигуна безпосередньо залежить від обсягу його циліндрів, оскільки, чим вони об'ємніше, тим більше паливної суміші зможе поступити, внаслідок чого і вплив на колінвал буде сильніше. Якщо ж говорити про промислові двигунах, які встановлені на електростанціях, промислових заводах, холодильних комбінатах та інших спорудах, то їхня потужність виміряється багатьма сотнями кінських сил.
У систему роботи будь-якого паливного двигуна обов'язково входить система охолодження і мастила. Оскільки в ході технологічного процесу виділяється значна кількості теплової енергії, для запобігання перегріву двигуна в ньому зроблена спеціальна сорочка охолодження. Завдяки їй відбувається охолодження циліндрів, і двигун внутрішнього згоряння має можливість працювати протягом тривалого часу без перерви. Крім цього невід'ємною частиною будь-якого мотора є система змащування, що дозволяє знизити коефіцієнт зносу всіх тертьових деталей. Від якості машинного масла залежить дуже багато, тому для різних типів двигунів випускають різні масла, які можуть бути синтетичними, напівсинтетичними і мінеральними. Новий двигун, як правило, заправляється мінеральним маслом, оскільки воно забезпечує краще притирання нових деталей між собою. Згодом воно замінюється синтетичним або напівсинтетичним, залежно від вимог заводу-виробника.
Всі двигуни такого типу поділяються на дві великі групи:
- Двотактний двигун внутрішнього згоряння. Встановлюється, як правило, на легкі транспортні засоби за типом мотоциклів, скутерів, моторолерів і мопедів. Такий мотор складається з картера, в який з двох сторін встановлений через підшипники колінчастий вал з циліндрами. У кожному з таких циліндрів знаходиться поршень, який являє собою металевий стакан, оперезаний спеціальними кільцями, вкладеними в канавки. Вони необхідні для того, щоб відпрацьовані гази не потрапляли в проміжок між верстатами циліндра і поршнем. Останній з'єднаний з шатуном через спеціальну втулку (палець), який, у свою чергу, передає прямолінійний рух на колінчастий вал.
- Чотиритактний двигун внутрішнього згоряння. Має більш складну конструкцію, завдяки якій всі вращательно-поступальний рух здійснюється в 4 такту. Саме такими двигунами комплектуються всі автомобілі, оскільки така система забезпечує максимальну потужність, що необхідно для пересування важкого транспортного засобу.
Сучасні двигуни внутрішнього згоряння постійно вдосконалюються, в результаті чого рівень їх ККД підвищується, а потужність збільшується. Незважаючи на те, що з екологічної точки зору вони завдають шкоди навколишньому середовищу, вони все ще займають перше місце за рівнем застосування серед всіх інших видом моторів. Електродвигуни поки не можуть з ними конкурувати, оскільки їх потужність на порядок нижче.