Как работает автомобиль - 9 уроков (перевод с английского) [0]

Введение

Вас интересовало, что же происходит под капотом вашего железного коня? Для непосвященного человека двигатель выглядит как кусок металла, опутанный трубками и проводами. Наверное, вам просто любопытно, что же происходит внутри него. Или может бы вы, покупая новую машину, хотите понять, что же на самом деле значит «3-х литровый V6» или «двойной распредвал DOHC» или «фазированный впрыск». Что же это всё значит?

Двигатель автомобиля Jeep® Grand Cherokee

В этой статье мы раскроем основные принципы строения двигателя и работы его основных частей. Также расскажем, что может сломаться и что можно прокачать. Основное назначение бензинового двигателя - это преобразовывать энергию сгорания бензина в движение так, чтобы автомобиль мог двигаться. Большое развитие получили двигатели, в которых бензин сгорает внутри самого двигателя. Именно поэтому они и называются двигателями внутреннего сгорания - процесс сгорания происходит внутри двигателя. И так, для общего развития:

• Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания. Дизельный двигатели, газотурбинные двигатели. Есть ещё роторные, двухтактные и HEMI-двигатели. У каждого вида есть свои преимущества и недостатки.
• Бывают ещё и двигатели внешнего сгорания. Яркий пример таких двигателей - это паровые двигатели старых паровозов. Топливо (уголь, дерево, мазут и т. д.) в паровом двигателе сгорает вне двигателя для того чтобы произвести пар, а пар в свою очередь приводит двигатель в движение изнутри. Двигатели внутреннего сгорания более эффективны (меньше расход топлива) чем двигатели внешнего сгорания, а кроме того двигатель внутреннего сгорания намного меньше аналогичного двигателя внешнего сгорания. Именно поэтому Mercedes и BMW не ставят на свои машины паровые двигатели.

Внутреннее сгорание

Если вы поместите совсем небольшое количество горючего (бензина, например) и подожжете его в закрытом пространстве, скажем внутри стянутого сапога, то сапог просто разорвется. Это происходит, потому что очень большое количество газа выделяется при сгорании топлива. Вот так энергию сгорания бензина можно превратить в разорванный сапог. А можно её пустить на благие цели - отвезти вас с семьёй на дачу. Например, если вы сможете зациклить процесс сгорания так, чтобы сгораемый газ приводил в движение механизмы с частотой в несколько сотен раз в минуту, то считайте, что основа двигателя у вас уже есть.

Почти все двигатели в автомобилях работают в четырехтактном цикле сгорания. Четырехтактный цикл известен также как цилк Отто. Он был назван так в честь своего изобретателя Николаса Отто, который в 1867 году придумал этот цикл. Эти четыре цикла представлены на схеме. Это

1. впуск
2. сжатие
3. рабочий ход
4. выпуск

На картинке вы можете увидеть, что в двигателе поршень движется под действием сгорания топлива - как будто снаряд выстреливает из пушки. Поршень соединяется с коленчатым валом с помощью шатуна. Так как коленвал продолжает вращение, он перезаряжает «пушку» и она снова стреляет. А теперь, чтобы вы лучше разобрались, мы внимательнее посмотрим на этот цикл.

1. Поршень начинает своё движение с верхней точки. Впускной клапан открывается, а поршень, двигаясь вниз, всасывает в цилиндр топливо и свежий воздух. Эти действия называются тактом впуска. Причем в цилиндр закачивается всего несколько капель топлива - этого вполне достаточно.
2. Затем поршень поднимается вверх и сжимает смесь воздуха с топливом. Чем больше сжать смесь, тем с большей силой она выстрелит.
3. Когда поршень достигает своей верхней точки, свеча даёт искру, которая подрывает горючую смесь. Взрыв приводит поршень к движению.
4. После того как поршень придет к своему нижнему положению, откроется выпускной клапан, и выхлоп вытолкнется наружу к выхлопной трубе.

И вот двигатель уже готов к новому циклу - снова засосать горючую смесь, выстелить и освободить цилиндр от выхлопа.

Заметьте что движение на выходе двигателя - крутящее, хотя движение поршня при взрыве - прямолинейное. Линейное движение поршней преобразовывается в крутящее движение двигателя с помощью коленчатого вала. Нам как раз и нужно крутящее движение: ведь нам надо крутить колеса автомобиля.

Вот и посмотрим, как это получается, что движение, начавшись в цилиндре двигателя, переходит на колеса автомобиля.

Основные части двигателя

Основа двигателя - это цилиндр и поршень. Поршень двигается внутри цилиндра, создавая движение. Двигатель, описанный нами выше, имел только один цилиндр. Такие двигатели обычно ставятся на бензопилы, а на машинах обычно стоят четырех-, шести- и восьмицилиндровые двигатели внутреннего сгорания. В многоцилиндровом двигателе цилиндры могут быть расположены тремя разными способами: «в ряд», «V-образно», «оппозитно».

«В ряд». Все цилиндры расположены в ряд в одном блоке.

«V-образно». Цилиндры расположены в двух блоках, установленных под определенным углом.

«Оппозитно». Цилиндры расположены в двух блоках, установленных один напротив другого.

Разные формы имеют различные преимущества и недостатки в плане плавности хода, стоимости производства, размеров и формы. В зависимости от типа проектируемого автомобиля на него ставят наиболее подходящий ему двигатель.

Давайте подробнее рассмотрим основные части двигателя.

Свеча

Свеча

Свеча даёт искру, которая в свою очередь подрывает смесь топлива с воздухом, чтобы произошло сгорание. Искра должна появляться в строго отведенный момент, чтобы двигатель работал нормально. Чтобы он вообще работал.

Клапаны

Клапаны

Впускной и выпускной клапаны открываются каждый строго в обозначенный им момент. Первый - чтобы впустить в цилиндр смесь воздуха и топлива. Второй - чтобы выпустить отработанные выхлопные газы. Заметьте, что оба клапана закрыты в момент сжатия и рабочего хода (сгорания) - камера сгорания в эти моменты герметична.

Поршень

Поршни

Поршень - цилиндрический кусок металла, который движется вверх и вниз внутри цилиндра.

Поршневые кольца

Поршневые кольца

Поршневые кольца обеспечивают герметичность камеры сгорания, поскольку поршень должен быть диаметром поменьше, чтобы нормально перемещаться в цилиндре. В общем, у поршневых колец две основные задачи:

1. они обеспечивают герметичность камеры, чтобы смесь из топлива и воздуха при сжатии не выдавливалась в маслосборник;
2. они не позволяют машинному маслу попадать в камеру сгорания. Если оно туда попадет, то сгорит, и выйдет с выхлопными газами.

Когда двигатель начинает кушать масло (на каждую 1000 км уровень масла потихоньку уменьшается), это значит что поршневые кольца уже износились и не выполняют свою функцию.

Шатун

Шатун

Шатун соединяет поршень и коленчатый вал. Он подвижен и может отклоняться так, чтобы двигаться вместе с вращением коленчатого вала.

Шатун и поршень в сборе

Коленчатый вал

Коленчатый вал

Коленвал двигает поршень в цилиндре в ходе цикла.

Картер

Картер

Картер окружает коленвал. В картере содержится основная часть масла, которая накапливается в маслосборнике.

Неисправности двигателя

Итак, одним прекрасным утром вы поворачиваете ключ зажигания, но двигатель… не заводится. Что случилось? Сейчас, когда вы знаете устройство двигателя, вы можете понять, что мешает ему нормально работать. Причина может быть одна из трех: плохая горючая смесь, плохая компрессия или плохая искра. Есть ещё масса мелочей, каждая из которых может ухудшить работу двигателя, но вышеназванные неисправности - это «большая тройка». Сейчас мы разберем, как каждая из этих неисправностей может повлиять на работу двигателя.

Плохая горючая смесь

Плохая горючая смесь может получиться из-за того что

• У вас закончился бензин, так что в двигатель поступает только воздух, но не горючее.
• Засорились воздуховоды, так что в двигатель поступает горючее, но недостаточно воздуха.
• Топливная система подает в горючую смесь слишком много или слишком мало топлива, из-за чего сгорание происходит не должным образом.
• В топливо попали вредные примеси (например, вода), из-за которых оно не может сгорать как надо.

Плохая компрессия

Если смесь топлива и воздуха не сжать как следует, то процесс сгорания пойдет не так, как должен. Плохая компрессия может возникнуть, если

• Поршневые кольца изношены. В этом случае горючая смесь в момент сжатия частично просачивается через поршневые кольца.
• Впускной или выпускной клапан не закрываются герметично. Тогда горючая смесь также просачивается из цилиндра в момент сжатия.
• В цилиндре есть дырка.

Чаще всего «дырка» в цилиндре возникает в месте, где поверхность блока цилиндров соприкасается с головкой блока. На головке блока (или более полно «головка блока цилиндров») размещается весь механизм клапанов с распределительным валом. Так вот, для более плотного прилегания поверхностей блока и головки блока, между ними помещается тонкая прокладка, а затем они жестко стягиваются болтами. Бывает, что эта прокладка разрушается, а её трещины образуют каналы, по которым воздух утекает из цилиндра, понижая компрессию.

Плохая искра

Искры может не быть или её может не хватать по нескольким причинам:

• Свеча или провод, который идет к ней, изношен. В этом случае искра слабая.
• Если провод оборвался или отсутствует, или система зажигания неисправна, тогда искры вообще не будет.
• Искра возникает слишком рано или слишком поздно - система зажигания разрегулирована. В этом случае горючая смесь не будет подорвана в нужный момент.

Еще проблемы

Есть ещё несколько распространенных проблем, не связанных с «большой тройкой».

• Если ваш аккумулятор разрядился, то у него не хватит энергии чтобы запустить двигатель.
• Если подшипники коленвала вышли из строя, то вместо того чтобы облегчать его движение, они не дадут ему провернуться и двигатель нельзя будет запустить.
• Если клапаны не будут открываться и закрываться в нужный момент, то горючее не сможет попасть в цилиндр, а выхлоп выйти из него. В этом случае двигатель нельзя будет завести.
• Если кто-нибудь плотно закроет вашу выхлопную трубу, то выхлоп не сможет выходить из цилиндра и двигатель не заведется.
• Если у вас в двигателе будет мало масла, то поршень не сможет легко скользить внутри цилиндра вверх и вниз. Двигатель в этом случае начнет внезапно заедать.

Как вы видите, правильную работу двигателя обеспечивают несколько вспомогательных систем.

Газораспределительная система и система зажигания

Большинство вспомогательных систем двигателя строятся по различным технологиям, и чем лучше технология, тем выше качественные характеристики двигателя. Давайте посмотрим на различные подсистемы, используемые в современных двигателях. Начнем с системы газораспределения.

Газораспределительная система

Газораспределительная система состоит из клапанов и вала, который открывает и закрывает их. Этот вал называется распределительным валом или кулачковым валом. На распредвале есть кулачки, которые заставляют клапаны двигаться вверх и вниз, как показано на рисунке.

В большинстве современных двигателях этот механизм находится над клапанами. Кулачки на валу открывают клапаны на весьма короткий период. В старых двигателях распредвал часто располагался в картере, рядом с коленвалом, а с клапанами он соединялся посредством металлических стержней и рычагов. Такой механизм имел большее количество деталей, и часть энергии терялась на приведение в движение дополнительных частей этого механизма.

Распредвал

Ремень или цепь газораспределительного механизма (ремень ГРМ, цепь ГРМ) соединяет коленвал и распредвал таким образом, чтобы клапаны и поршни всегда двигались синхронно. За один оборот коленвала, распределительный вал делает полоборота. Часто на современных автомобилях двигатели имеют по четыре клапана на цилиндр (два на впуск, два на выпуск), и над каждым видом клапанов располагается свой распредвал, что позволяет отказаться от механизма коромысел. Такое техническое решение получило название «двойной распредвал» или по английски - DOHC: double overhead camshaft.

Система зажигания

Система зажигания (см. рисунок) инициирует высоковольтный разряд и передает его свече через высоковольтные провода. В первую очередь разряд посылается на трамблер, который вы легко можете увидеть, заглянув под капот автомобиля. У трамблера обычно один провод заходит в центр, а остальные провода (их может быть четыре или шесть - по количеству цилиндров) расположены по краям и выходят к цилиндрам. Эти высоковольтные провода посылают разряд к каждой свече. Трамблер построен так, что в определенный момент разряд посылается только в тот цилиндр, где нужна искра.

Подробнее про систему зажигания можно прочитать на cars-love.ru.

Схема системы зажигания

A) Провод к свече
B) Крышка трамблера
C) Бегунок
D) Высоковольтный провод катушки зажигания
E) Корпус трамблера
F) Кулачок трамблера
G) Датчик импульсов зажигания
H) Блок контроля зажигания
I) Катушка зажигания
J) Свечи

Трамблер, высоковольтные провода и катушка зажигания

Система охлаждения, запуска и воздушная система

Система охлаждения

Система охлаждения в большинстве случаев состоит из радиатора и помпы. Вода циркулирует по каналам, окружая горячие цилиндры, и выходит в радиатор. Там она и охлаждается. Именно помпа (насос) перегоняет воду по каналам системы охлаждения. В некоторых автомобилях, почти во всех мотоциклах и бензопилах двигатель охлаждается воздухом. В таких двигателях от корпуса каждого цилиндра отходят металлические пластины, которые помогают рассеивать тепло. Двигатель с воздушным охлаждением более лёгок, но он и горячее, что, в общем, уменьшает срок его жизни и эффективность работы.

Система охлаждения двигателя

Воздушная система

Сейчас вы знаете, как охлаждается двигатель. Воздух для двигателя тоже очень важен. Большинство автомобилей имеют атмосферный двигатель - это значит что воздух из атмосферы, проходя через воздушный фильтр, сразу поступает в цилиндры. Заряженные двигатели часто имеют в своей конструкции турбокомпрессор или просто компрессор. В таких двигателях воздух в цилиндры поступает в сжатом виде, что позволяет обогатить горючую смесь и увеличить мощность двигателя. Когда двигатель работает с компрессором или турбокомпрессором, говорят, что он работает с наддувом или с турбонаддувом. Турбокомпрессор приводится в движение маленькой турбиной, встроенной в выхлопную трубу. Турбина вращается за счет энергии движения выхлопных газов. А вот компрессор подключается к двигателю напрямую - как только двигатель начинает делать первые обороты - начинает работать и компрессор.

Турбокомпрессор

Система пуска

Все эти примочки, конечно же, впечатляют, но что именно происходит когда вы поворачиваете ключ зажигания? Система пуска двигателя состоит из электромотора и магнитного пускателя. Когда вы повернете ключ зажигания, электромотор провернет двигатель, пока не запустит процесс внутреннего сгорания. Для того чтобы провернуть холодный двигатель требуется огромная энергия чтобы:

• Преодолеть трение поршневых колец о стенки цилиндра;
• Сжать воздух в цилиндрах, которые остановились в стадии сжатия.
• Открыть и закрыть клапаны, там, где это нужно.
• Запустить другие вспомогательные механизмы, такие как масляная помпа, помпа системы охлаждения, генератор и т. п.

Электромотор сможет раскрутить эту «махину» только если пропустить через него большой ток. Магнитный пускатель - это большой электрический выключатель, который может пропускать такой большой ток. И вот когда вы поворачиваете ключ зажигания, магнитный включатель подает ток на электромотор (он же стартер) и двигатель начинает делать свои первые обороты.

Стартер

Топливная, выхлопная системы, система смазки и система электропитания

Топливная система

Даже если вы совсем немного времени провели за рулем автомобиля, вы наверняка уже успели понять, что автомобиль необходимо периодически заправлять топливом. Каким же образом топливо попадает из топливного бака в цилиндры? Насосы топливной системы выкачивают топливо из бака, затем оно смешивается с воздухом - получается горючая смесь. В общем, топливо доставляется в цилиндры одним из трех возможных способов:

1. предварительно смешиваясь с воздухом,
2. впрыскивается во впускные каналы, а затем попадает в цилиндр,
3. впрыскивается напрямую в цилиндр.

Карбюратор и корпус воздушного фильтра

На двигателях, где стоит карбюратор, топливо предварительно смешивается с воздухом, а уже затем попадает в цилиндры. Остальные два способа доставки способа реализованы на инжекторных двигателях. В системах моновпрыска и распределенного впрыска топливо впрыскивается во впускные каналы, а затем засасывается в цилиндр. В системах прямого впрыска топливо распыляется сразу в цилиндр.

Более подробно про систему питания можно прочитать на cars-love.ru.

Система смазки

Масло также играет большую роль. Система смазки отвечает за наличие масла в каждом месте, где есть трение, чтобы все части двигателя могли нормально двигаться. Масло больше всего необходимо поршням (для легкого скольжения внутри цилиндров) и подшипникам, чтобы такие детали как коленвал и распредвал могли свободно вращаться. В большинстве двигателей масло стекает вниз и собирается в маслосборнике. Затем масляный насос перегоняет масло через масляный фильтр, чтобы очистить его от металлических опилок (металл двигателя потихоньку стирается). После прохождения фильтра, масло под давлением доставляется в подшипники и на стенки цилиндров. Потом масло опять стекает вниз в маслосборник и весь процесс повторяется заново.

Выхлопная система

Вот вы и разобрались с тем, что поступает в двигатель, а сейчас время увидеть то, что из него выходит и как это происходит. Основа выхлопной системы - выхлопная труба и глушитель. Если вы снимете глушитель, то сразу услышите звук тысячи небольших взрывов - очень громкий звук. Глушитель сильно уменьшает эту громкость, что позволяет комфортно находиться рядом с автомобилем. В выхлопной системе также есть каталитический дожигатель выхлопных газов, «катализатор» в простонародье.

Выхлопная труба с прямоточным глушителем и каталитическим дожигателем

Система понижения токсичности выхлопа в современных автомобилях состоит из каталитического дожигателя выхлопных газов, датчиков и компьютера, который управляет всей этой системой. Например в каталитическом дожигателе с помощью химического катализатора и кислорода сжигаются остатки топлива, которые не сгорело в цилиндрах, а также другие химические примеси топлива. В это время датчик кислорода в выхлопной системе проверяет, достаточно ли кислорода поступает в выхлопную систему, чтобы каталитический дожигатель хорошо выполнял свою работу. Если кислорода не хватает, компьютер отдает команду на увеличение подачи кислорода в выхлопную систему.

Электрическая система

Осталось рассказать об ещё одной важной системе - электрической. Она состоит из аккумулятора и генератора. Генератор подключен к двигателю с помощью ременной передачи. Его назначение - зарядка аккумулятора - источника питания всех устройств, потребляющих электроэнергию: системы зажигания, фар и фонарей, дворников, стеклоподъемников, аудиосистемы и т. п.

Генератор

Теперь вы имеете представление обо всех системах, обеспечивающих работу двигателя.

«Зарядка» двигателя

Сейчас вы увидите множество способов «доводки» двигателя. Автопроизводители постоянно применяют их в той или иной степени чтобы увеличить мощность двигателя и/или уменьшить расход топлива.

Увеличение рабочего объема двигателя.

Больше рабочий объем - больше мощности, поскольку вы можете сжигать больше топлива за один цикл. Вы можете увеличить объем двумя способами: увеличить объем цилиндров или увеличить количество цилиндров. Разумный потолок для двигателей внутреннего сгорания - 12 цилиндров.

Увеличение степени сжатия (компрессии).

Больше сжатие - больше величина давления на поверхность каждого поршня при сгорании топлива - больше мощность двигателя. Но у этого способа есть жесткая граница, поскольку сильно сжатая горючая смесь сама взрывается под высоким давлением раньше, чем появится искра. Высокооктановый бензин (А-98) стойко переносит даже очень высокое давление. Именно поэтому мощные автомобили заправляют высокооктановым бензином - их двигатели работают при высокой степени сжатия в цилиндрах.

Больше воздуха в каждый цилиндр.

Если вы сможете втиснуть больше воздуха (и соответственно больше топлива) в каждый цилиндр, вы получите больше мощности с каждого цилиндра (это похоже на способ, где увеличивался объем цилиндров). Турбокомпрессоры и компрессоры обеспечивают подачу горючей смеси в цилиндры под высоким давлением, благодаря чему в каждый цилиндр попадает больше горючего.

Охлаждение поступающего воздуха.

К сожалению, воздух при сжатии нагревается. Но для нас, чем холоднее воздух, тем лучше, поскольку холодный воздух занимает меньший объем. Следовательно, чем холоднее воздух, тем больше его влезет в цилиндр. А нам только этого и надо. Именно поэтому во многих «заряженных» автомобилях вместе с компрессором или турбокомпрессором стоит промежуточный охладитель (интеркулер), который охлаждает сжатый горячий воздух. Затем уже этот воздух пойдет в каждый цилиндр вместе с топливом.

Промежуточный охладитель - на фото это горизонтально лежащий «полосатый» радиатор.

Дайте двигателю легко вдохнуть.

В фазе впуска поршень засасывает горючую смесь в цилиндр. Но если воздух будет поступать с сопротивлением, так что его придется силой засасывать в цилиндр, то мощность двигателя сильно упадет. Сопротивление воздуха может быть сильно уменьшено, если над каждым цилиндром вместо одного впускного клапана поставить по два. На некоторых современных автомобилях стоят гладкие впускные коллекторы, чтобы уменьшить сопротивление движению воздуха. Увеличение воздушных фильтров также позволяет уменьшить сопротивление.

Гладкие впускные коллекторы: важно что они и внутри такие же гладкие

Дайте двигателю легко выдохнуть.

Если воздух будет тяжело выходить из цилиндров, двигателю придется его выталкивать силой, что плохо скажется на мощности двигателя. Выход воздуха можно облегчить, добавив ещё один выпускной клапан каждому цилиндру. Двигатели, где на каждый цилиндр приходится по два впускных и по два выпускных клапана, имеют хорошие показатели мощности и динамики. Именно поэтому их расхваливают в рекламе, говоря, про четырехцилиндровый двигатель с шестнадцатью клапанами или про четыре клапана на цилиндр.

Прямоточный глушитель, выхлопная труба увеличенного диаметра и каталитический дожигатель

Если выхлопная труба слишком мала или глушитель создает слишком сильное сопротивление выхлопу, выход выхлопа из цилиндра будет осложнен, что, как вы знаете, плохо отражается на мощности двигателя. В серьезных выхлопных системах стоят коллекторы, большие выхлопные трубы и прямоточные глушители, чтобы уменьшить сопротивление выхлопу при его прохождении. Когда вы услышите про «двойной выхлоп», знайте, что это выхлопная система с двумя выхлопными трубами вместо одной, и сделано это для того, чтобы путешествие выхлопа на свободу был как можно легче.

Облегчение деталей

Чем легче детали двигателя - тем легче ему работать. Каждый раз, когда поршень меняет направление движения, он тратит энергию на то чтобы остановиться и на то, чтобы разогнаться в новом направлении. Чем легче поршень, тем меньше энергии будет тратиться на этот процесс.

Впрыск топлива

Система впрыска топлива, в отличие от карбюраторной системы, гораздо эффективнее доставляет топливо в цилиндры. А это уже хорошо отражается на мощности двигателя и на расходе топлива.

Популярные вопросы о двигателях

Какая разница между бензиновым и дизельным двигателем?

В дизельном двигателе нет свечи. В дизельном двигателе горючая смесь из-за сжатия в цилиндре нагревается и сама взрывается в тот момент, когда обычно в бензиновых двигателях свеча дает искру. Дизельные двигатели более совершенны чем бензиновые двигатели с точки зрения преобразования энергии, поэтому расход топлива дизельных двигателей меньше, чем у бензиновых.

В чем разница между двухтактными и четырехтактными двигателями?

Большинство бензопил и моторных лодок оснащаются двухтактными двигателями. В двухтактном двигателе нет клапанов, а свеча дает искру каждый раз, когда поршень достигает своей верхней точки. Через отверстие в нижней части цилиндра в камеру сгорания закачивается горючая смесь (в момент, когда поршень уже находится в нижней части). Затем поршень начнет движение вверх, сожмет горючую смесь, и искра вызовет взрыв. Поршень начнет своё движение вниз, но, не дойдя до самого низа, даст возможность выхлопу выйти через другое отверстие, чтобы в низу камера сгорания опять сразу же заполнилась горючей смесью. Двухтактные двигатели работают на бензине с маслом, поскольку из-за особой конструкции горючая смесь заполняет всё внутреннее пространство двигателя, в том числе и пространство вокруг коленвала. Горючая смесь двухтактного двигателя - смесь воздуха, топлива и жидкого масла, в двухтактных двигателях выполняет ещё и функцию смазки. Поэтому в таких двигателях нет картера, собирающего масло, а специальное жидкое масло добавляется прямо в горючую смесь.

Схема работы двухтактного двигателя

В общем, двухтактные двигатели намного мощнее четырехтактных, потому что у них подрыв горючей смеси происходит в два раза чаще - за два такта движения поршня, вместо четырех тактов в привычных для нас автомобильных двигателях. Тем не менее, конструкция двухтактных двигателей менее совершенна, они потребляют очень большое количество топлива и масла, и, следовательно, очень опасны для окружающей среды.

Вы упоминали паровые двигатели - есть ли у них какие-нибудь преимущества перед другими двигателями. Есть ли какие-нибудь преимущества у двигателей внешнего сгорания вообще?

Основное преимущество парового двигателя в том, что топливом может послужить всё, что горит: уголь, бумага, древесина. А вот двигателям внутреннего сгорания нужно чистое высококачественное жидкое или газообразное топливо.

Зачем делать целых восемь цилиндров в одном двигателе? Почему бы не сделать один большой цилиндр, но в восемь раз больше?

Есть пара причин, по которым 4-х литровый двигатель имеет восемь пол-литровых цилиндров вместо одного четырехлитрового. Главная причина это плавность. Двигатель V-8 плавный потому, что в нем каждый из восьми взрывов происходит в отдельный момент. Это лучше чем, если бы у вас был один большой «четырехлитровый взрыв». Другая причина - это усилие, которое необходимо приложить для запуска двигателя. Когда вы запускаете V-8, вам надо преодолеть сжатие воздуха в двух цилиндрах общим объемом 1 литр, что несравнимо легче чем сжимать горючую смесь в четырехлитровом цилиндре.