Από τι αποτελείται ο κινητήρας εσωτερικής καύσης. ICE - τι είναι αυτό; Κινητήρας εσωτερικής καύσης: χαρακτηριστικά, διάγραμμα

Μηχανή ή κινητήρα (από κινητήρα Lat. που κινείται) - μια συσκευή που μετατρέπει κάθε είδους ενέργεια σε μηχανική. Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται από τα τέλη του 19ου αιώνα μαζί με τη λέξη «κινητήρας», η οποία, από τα μέσα του 20ου αιώνα, αναφέρεται πιο συχνά ως ηλεκτρικοί κινητήρες και κινητήρες εσωτερικής καύσης (ICE).

Κινητήρας εσωτερικής καύσης (ICE) είναι ένας τύπος κινητήρα, θερμικός κινητήρας, στον οποίο η χημική ενέργεια του καυσίμου (συνήθως χρησιμοποιείται υγρό ή αέριο υδρογονάνθρακα καύσιμο), που καίγεται στην περιοχή εργασίας, μετατρέπεται σε μηχανική εργασία.

Στην περίπτωση ενός αυτοκινήτου, το καύσιμο είναι το περιεχόμενο της δεξαμενής καυσίμου και η μηχανική εργασία επομένως κινείται. Πώς λοιπόν η βενζίνη ή το ντίζελ τροφοδοτούν ένα αυτοκίνητο;

Από τι αποτελείται ο κινητήρας εσωτερικής καύσης

Πρέπει να ξεκινήσετε με αυτό που αποτελείται μηχανή εσωτερικής καύσης:

-κυλινδροκεφαλή- αυτό είναι ένα είδος δοχείου για τον θάλαμο καύσης του μίγματος εργασίας, βαλβίδες διανομής αερίου με κίνηση, μπουζί και μπεκ ψεκασμού.

-κύλινδροι - αυτά είναι κοίλα μέρη με κυλινδρική εσωτερική επιφάνεια, τα έμβολα κινούνται στους κυλίνδρους.

-έμβολα - πρόκειται για κινούμενα μέρη που επικαλύπτουν σφιχτά τους κυλίνδρους σε διατομή και κινούνται κατά μήκος του άξονα τους

-δακτύλιοι εμβόλου- πρόκειται για ανοιχτούς δακτυλίους, οι οποίοι είναι σφιχτά τοποθετημένοι σε αυλακώσεις στις εξωτερικές επιφάνειες των εμβόλων, σφραγίζουν τον θάλαμο καύσης, βελτιώνουν τη μεταφορά θερμότητας μέσω των κυλινδρικών τοιχωμάτων και ρυθμίζουν την κατανάλωση λιπαντικού

-καρφίτσες εμβόλουχρησιμεύει για να περιστρέψει το έμβολο με τη μπιέλα, καθένας από αυτούς είναι ένας άξονας σε σχέση με τον οποίο ταλαντεύεται η μπιέλα.

-συνδετικές ράβδοι - αυτός είναι ένας σύνδεσμος ενός επίπεδου μηχανισμού, που συνδέεται με άλλους κινούμενους συνδέσμους μέσω περιστροφικών κινηματικών ζευγών και εκτελεί μια πολύπλοκη επίπεδη κίνηση.

-στροφαλοφόρος άξωνείναι ένας άξονας που αποτελείται από αρκετούς στρόφαλους.

-τροχός κανονίζων την ταχύτητα - έναν τεράστιο περιστρεφόμενο τροχό που χρησιμοποιείται ως αποθήκευση (αδρανειακός συσσωρευτής) κινητικής ενέργειας ·

-εκκεντροφόρος άξονας με κάμερες- το κύριο μέρος του μηχανισμού διανομής αερίου (χρονισμός), που χρησιμεύει στο συγχρονισμό της εισαγωγής ή της εξάτμισης και των κινήσεων του κινητήρα ·

-βαλβίδες - αυτοί είναι μηχανισμοί με τους οποίους μπορείτε, κατά βούληση, να ανοίξετε ή να κλείσετε ανοίγματα για διάφορους σκοπούς.

-μπουζίχρησιμεύουν για την ανάφλεξη ενός καύσιμου μίγματος, είναι ένα σύνολο ηλεκτροδίων, μεταξύ των οποίων εμφανίζεται ένας σπινθήρας.

Αλλά για την πλήρη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης, απαιτούνται αρκετά περισσότερα συστήματα:

-σύστημα ισχύος κινητήρα εσωτερικής καύσηςαποτελείται από δεξαμενή καυσίμου, φίλτρα καυσίμου, γραμμές καυσίμου, αντλία καυσίμου, φίλτρο αέρα, σύστημα εξάτμισης και καρμπυρατέρ (εάν ο κινητήρας δεν είναι κινητήρας έγχυσης).

-Σύστημα εξάτμισης ICE αποτελείται από μια βαλβίδα εξαγωγής, ένα κανάλι εξάτμισης, έναν σωλήνα εισόδου σιγαστήρα, έναν επιπλέον σιγαστήρα (αντηχείο), έναν κύριο σιγαστήρα, συνδετήρες σφιγκτήρα.

-Σύστημα ανάφλεξης ICE αποτελείται από τροφοδοτικό για το σύστημα ανάφλεξης (μπαταρία και γεννήτρια), διακόπτη ανάφλεξης, συσκευή ελέγχου αποθήκευσης ενέργειας, συσκευή αποθήκευσης ενέργειας (για παράδειγμα, πηνίο ανάφλεξης), σύστημα διανομής ανάφλεξης, καλώδια υψηλής τάσης και μπουζί ·

-σύστημα ψύξης ΠΑΓΟΣαποτελείται από ειδικά διατεταγμένα διπλά τοιχώματα του μπλοκ κυλίνδρων και κεφαλών (ο χώρος μεταξύ τους είναι γεμάτος με ψυκτικό), ένα ψυγείο, μια δεξαμενή διαστολής, μια αντλία, έναν θερμοστάτη και αγωγούς.

Το σύστημα λίπανσης αποτελείται από κάρτερ, αντλία λαδιού, φίλτρο λαδιού, σωλήνες, κανάλια και οπές τροφοδοσίας λαδιού.

Μείγμα εργασίας ICE

Το ίδιο το όνομα ΠΑΓΟΣ - μηχανή ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΚΑΥΣΗ- υπαινίσσεται ότι κάτι καίγεται εκεί. Και, φυσικά, δεν καίγεται το ίδιο το καύσιμο, αλλά μόνο οι ατμοί του αναμιγνύονται με τον αέρα. Αυτό το μείγμα ονομάζεται συνήθως μείγμα εργασίας. Η καύση αυτού του μείγματος έχει μια ιδιαιτερότητα - καίγεται, αυξάνεται σημαντικά στον όγκο, δημιουργώντας, για παράδειγμα, ένα κύμα σοκ για τα έμβολα των κυλίνδρων.

Ο καρμπυρατέρ ή ο εγχυτήρας είναι υπεύθυνος για τη δημιουργία του μίγματος εργασίας, αντίστοιχα, ανάλογα με τον τύπο του κινητήρα.

Κίνηση αυτοκινήτου

Έτσι, η καύση του μίγματος εργασίας δημιουργεί την κίνηση του εμβόλου. Αλλά πώς να μετακινήσετε το αυτοκίνητο από το μέρος με τη βοήθεια του εμβόλου; Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να μετατρέψετε την κίνηση του εμβόλου σε περιστροφή. Επομένως, ο πείρος και η μπιέλα συνδέουν το έμβολο με τον στροφαλοφόρο άξονα του στροφαλοφόρου, ο οποίος, φυσικά, αρχίζει να περιστρέφεται από αυτό. «Αφαιρεί» τις περιστροφές από τον στροφαλοφόρο άξονα μετάδοση.

Κύκλοι κινητήρα εσωτερικής καύσης

Το παραπάνω σχήμα είναι εξαιρετικά απλοποιημένο. Τώρα ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα όλα όσα συμβαίνουν στον κινητήρα εσωτερικής καύσης. Το κλασικό σχήμα λειτουργίας ICE είναι η διαίρεσή του σε κύκλους ρολογιού. Για να εξετάσετε κάθε διαδρομή του κινητήρα, πρέπει να μάθετε διάφορους ορισμούς:

Κορυφαίο νεκρό κέντρο (TDC) - την υψηλότερη θέση του εμβόλου στον κύλινδρο.

Κάτω νεκρό κέντρο (BDC) - τη χαμηλότερη θέση του εμβόλου στον κύλινδρο.

Εγκεφαλικό επεισόδιο- απόσταση μεταξύ TDC και BDC.

Ο θάλαμος καύσης- ο όγκος του κυλίνδρου πάνω από το έμβολο όταν βρίσκεται στο TDC.

Μετατόπιση κυλίνδρου- ο όγκος πάνω από το έμβολο του κυλίνδρου όταν βρίσκεται σε BDC.

Μετατόπιση κινητήραείναι ο συνολικός όγκος εργασίας όλων των κυλίνδρων.

Λόγος συμπίεσης κινητήρα εσωτερικής καύσηςείναι ο λόγος του συνολικού όγκου του κυλίνδρου προς τον όγκο του θαλάμου καύσης.

Εισαγωγή - 1 διαδρομή του κινητήρα εσωτερικής καύσης

Κατά τη διάρκεια της πρώτης διαδρομής του κινητήρα εσωτερικής καύσης, η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει για να γεμίσει τον κύλινδρο με το μίγμα εργασίας. Ο βαθμός πλήρωσης του κυλίνδρου καθορίζεται από τη θέση του εμβόλου: το λειτουργικό μείγμα σταματά να ρέει όταν το έμβολο βρίσκεται στη θέση BDC. Η κίνηση του εμβόλου αρχίζει να περιστρέφει τον στροφαλοφόρο, και ο στροφαλοφόρος άξονας γυρίζει, αν και καταφέρνει να γυρίσει μόνο μισή στροφή.

Συμπίεση - 2 διαδρομές του κινητήρα εσωτερικής καύσης

Η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει κατά τη δεύτερη διαδρομή του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Η βαλβίδα εξόδου συστήματος είναι επίσης κλειστή. Το μείγμα εργασίας βρίσκεται μέσα σε έναν σφραγισμένο κύλινδρο. Η κίνηση του εμβόλου αρχίζει και, κατά συνέπεια, η συμπίεση του μίγματος εργασίας. Μέχρι το τέλος της συμπίεσης (και συνεπώς της δεύτερης διαδρομής), η πίεση στον κύλινδρο είναι ήδη πολύ υψηλή και η θερμοκρασία φτάνει τους 500 βαθμούς Κελσίου.

Διαδρομή εργασίας - 3 διαδρομές του κινητήρα εσωτερικής καύσης

Η τρίτη διαδρομή του κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι η πιο σημαντική. Κατά τη διάρκεια του τρίτου κύκλου η θερμική ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια.

Όπου υπάρχει μια λεπτή γραμμή μεταξύ της δεύτερης και της τρίτης διαδρομής, ενεργοποιείται το μπουζί: το μείγμα αναφλέγεται και το έμβολο ορμά προς το BDC. Το αποτέλεσμα είναι περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα.

Απελευθέρωση - 4 διαδρομή του κινητήρα εσωτερικής καύσης

Κατά την τέταρτη διαδρομή της λειτουργίας ICE, η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει με τη βαλβίδα εισαγωγής κλειστή. Το έμβολο, επιστρέφοντας στο TDC, ωθεί τα καυσαέρια έξω από τον κύλινδρο στον αγωγό εξαγωγής, ο οποίος οδηγεί κατευθείαν μέσω του σιγαστήρα στην ατμόσφαιρα.

Και οι τέσσερις διαδρομές του κινητήρα εσωτερικής καύσης επαναλαμβάνονται κυκλικά. Αλλά το πιο σημαντικό από αυτά είναι αναμφίβολα το τρίτο - παρέχοντας ένα λειτουργικό εγκεφαλικό επεισόδιο. Οι υπόλοιπες μπάρες είναι βοηθητικές, μόνο για την «οργάνωση» της τρίτης ράβδου, η οποία κινεί το αυτοκίνητο.

Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι ο κύριος τύπος κινητήρα κινητήρα σήμερα. Η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης βασίζεται στην επίδραση της θερμικής διαστολής των αερίων που συμβαίνει κατά την καύση ενός μίγματος καυσίμου-αέρα σε έναν κύλινδρο.

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι κινητήρων

Υπάρχουν τρεις τύποι κινητήρων εσωτερικής καύσης: έμβολο, μονάδα ισχύος περιστροφικού εμβόλου του συστήματος Wankel και αεριοστρόβιλος. Με σπάνιες εξαιρέσεις, τετράχρονοι κινητήρες εμβόλων είναι εγκατεστημένοι σε σύγχρονα αυτοκίνητα. Ο λόγος έγκειται στη χαμηλή τιμή, τη συμπαγή, το χαμηλό βάρος, την ικανότητα πολλαπλών καυσίμων και τη δυνατότητα εγκατάστασης σε σχεδόν οποιοδήποτε όχημα.

Ο ίδιος ο κινητήρας του αυτοκινήτου είναι ένας μηχανισμός που μετατρέπει τη θερμική ενέργεια του καυσίμου καύσης σε μηχανική ενέργεια, η λειτουργία της οποίας παρέχεται από πολλά συστήματα, εξαρτήματα και συγκροτήματα. Τα έμβολα ICE είναι δίχρονου και τετράχρονου. Είναι ευκολότερο να κατανοήσουμε την αρχή της λειτουργίας ενός κινητήρα αυτοκινήτου χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας τετράχρονης μονοκύλινδρης μονάδας ισχύος.

Ένας τετράχρονος κινητήρας ονομάζεται επειδή ένας κύκλος εργασίας αποτελείται από τέσσερις κινήσεις εμβόλου (εγκεφαλικά επεισόδια) ή δύο περιστροφές του στροφαλοφόρου άξονα:

• είσοδος;
• συμπίεση;
• εγκεφαλικό επεισόδιο
• ελευθέρωση.

Γενική συσκευή ICE

Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ένας κινητήρας, είναι απαραίτητο να περιγράψουμε το σχεδιασμό του σε γενικές γραμμές. Τα κύρια μέρη είναι:

1. μπλοκ κυλίνδρων (στην περίπτωσή μας, υπάρχει μόνο ένας κύλινδρος).
2. μηχανισμός στροφαλοφόρου, που αποτελείται από στροφαλοφόρο άξονα, συνδετικές ράβδους και έμβολα.
3. μπλοκ κεφαλής με μηχανισμό διανομής αερίου (χρονισμός).

Ο μηχανισμός στροφάλου μετατρέπει την παλινδρομική κίνηση των εμβόλων σε περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα. Τα έμβολα τίθενται σε κίνηση από την ενέργεια του καυσίμου που καίγεται στους κυλίνδρους.


Η λειτουργία αυτού του μηχανισμού είναι αδύνατη χωρίς τη λειτουργία του μηχανισμού διανομής αερίου, ο οποίος διασφαλίζει το έγκαιρο άνοιγμα των βαλβίδων εισαγωγής και εξαγωγής για την είσοδο του μίγματος εργασίας και την απελευθέρωση καυσαερίων. Ο χρονισμός αποτελείται από έναν ή περισσότερους εκκεντροφόρους με έκκεντρα, βαλβίδες ώθησης (τουλάχιστον δύο για κάθε κύλινδρο), βαλβίδες και ελατήρια επιστροφής.

Ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης μπορεί να λειτουργήσει μόνο με τη συντονισμένη εργασία των βοηθητικών συστημάτων, τα οποία περιλαμβάνουν:

• σύστημα ανάφλεξης, το οποίο είναι υπεύθυνο για την ανάφλεξη του καύσιμου μίγματος στους κυλίνδρους ·
• ένα σύστημα εισαγωγής που τροφοδοτεί αέρα για να σχηματίσει ένα μείγμα εργασίας.
• ένα σύστημα καυσίμου που παρέχει συνεχή τροφοδοσία καυσίμου και ένα μείγμα καυσίμου με αέρα ·
• σύστημα λίπανσης που έχει σχεδιαστεί για τη λίπανση τμημάτων και την αφαίρεση προϊόντων φθοράς.
• ένα σύστημα εξάτμισης που αφαιρεί τα καυσαέρια από τους κυλίνδρους του κινητήρα εσωτερικής καύσης και μειώνει την τοξικότητά τους ·
• το σύστημα ψύξης που απαιτείται για τη διατήρηση της βέλτιστης θερμοκρασίας για τη λειτουργία της μονάδας ισχύος.

Κύκλος λειτουργίας κινητήρα

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο κύκλος αποτελείται από τέσσερα μέτρα. Κατά τη διάρκεια της πρώτης διαδρομής, το έκκεντρο του εκκεντροφόρου ωθεί τη βαλβίδα εισαγωγής, ανοίγοντας την, το έμβολο αρχίζει να κινείται από την άνω θέση προς τα κάτω. Σε αυτήν την περίπτωση, δημιουργείται κενό στον κύλινδρο, λόγω του οποίου ένα έτοιμο μείγμα εργασίας ή αέρα, εάν ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι εξοπλισμένος με σύστημα άμεσης έγχυσης καυσίμου, εισέρχεται στον κύλινδρο (στην περίπτωση αυτή, το καύσιμο αναμιγνύεται με αέρα απευθείας στο θάλαμο καύσης).

Το έμβολο, μέσω της μπιέλας, μεταδίδει κίνηση στον στροφαλοφόρο άξονα, περιστρέφοντάς το 180 μοίρες μέχρι να φτάσει στη χαμηλότερη θέση.

Κατά τη διάρκεια της δεύτερης διαδρομής - συμπίεση - η βαλβίδα εισαγωγής (ή βαλβίδες) κλείνει, το έμβολο αλλάζει την κατεύθυνση κίνησης προς το αντίθετο, συμπιέζοντας και θερμαίνοντας το μίγμα εργασίας ή τον αέρα. Στο τέλος του κύκλου, μια ηλεκτρική εκφόρτιση εφαρμόζεται στο μπουζί από το σύστημα ανάφλεξης και σχηματίζεται ένας σπινθήρας, αναφλέγοντας το μείγμα συμπιεσμένου καυσίμου-αέρα.

Η αρχή της ανάφλεξης καυσίμου σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης ντίζελ είναι διαφορετική: στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης, το ψεκασμένο καύσιμο ντίζελ ψεκάζεται στον θάλαμο καύσης μέσω ενός ακροφυσίου, όπου αναμιγνύεται με θερμό αέρα, και το προκύπτον μείγμα αναφλέγεται αυθόρμητα. Πρέπει να σημειωθεί ότι για το λόγο αυτό ο λόγος συμπίεσης του ντίζελ είναι πολύ υψηλότερος.

Εν τω μεταξύ, ο στροφαλοφόρος άξονας γύρισε άλλες 180 μοίρες, κάνοντας μια πλήρη στροφή.

Ο τρίτος κύκλος ονομάζεται λειτουργικό εγκεφαλικό επεισόδιο. Τα αέρια που σχηματίζονται κατά την καύση καυσίμου, διαστέλλονται, ωθούν το έμβολο στην ακραία χαμηλότερη θέση. Το έμβολο μεταφέρει ενέργεια στον στροφαλοφόρο άξονα μέσω της μπιέλας και το γυρίζει άλλη μισή στροφή.

Φτάνοντας στο κάτω νεκρό κέντρο, ξεκινά η τελική μπάρα - απελευθέρωση. Στην αρχή αυτής της διαδρομής, το έκκεντρο εκκεντροφόρου σπρώχνει και ανοίγει τη βαλβίδα εξαγωγής, το έμβολο κινείται προς τα πάνω και αποβάλλει τα καυσαέρια από τον κύλινδρο.

Τα ICE που είναι εγκατεστημένα σε μοντέρνα αυτοκίνητα δεν έχουν έναν κύλινδρο, αλλά αρκετούς. Για ομοιόμορφη λειτουργία του κινητήρα, την ίδια στιγμή στο χρόνο, εκτελούνται διαφορετικές διαδρομές σε διαφορετικούς κυλίνδρους, και κάθε μισή στροφή του στροφαλοφόρου άξονα, μια διαδρομή λειτουργίας συμβαίνει σε τουλάχιστον έναν κύλινδρο (με εξαίρεση τους κινητήρες 2- και 3-κυλίνδρων). Χάρη σε αυτό, είναι δυνατόν να απαλλαγούμε από περιττές δονήσεις, εξισορροπώντας τις δυνάμεις που δρουν στον στροφαλοφόρο άξονα και διασφαλίζοντας την ομαλή λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Οι στροφείς των συνδετικών ράβδων βρίσκονται στον άξονα σε ίσες γωνίες το ένα με το άλλο.

Για λόγους συμπαγείας, οι πολυκύλινδροι κινητήρες δεν κατασκευάζονται σε σειρά, αλλά σε σχήμα V ή σε αντίθεση (μια επαγγελματική κάρτα της Subaru). Αυτό εξοικονομεί πολύ χώρο κάτω από την κουκούλα.

Δίχρονοι κινητήρες

Εκτός από τους τετράχρονους κινητήρες εσωτερικής καύσης, υπάρχουν δίχρονοι. Η αρχή της λειτουργίας τους είναι κάπως διαφορετική από αυτήν που περιγράφεται παραπάνω. Η συσκευή ενός τέτοιου κινητήρα είναι απλούστερη. Ο κύλινδρος έχει ένα παράθυρο για την είσοδο και την έξοδο, που βρίσκεται παραπάνω. Το έμβολο, που βρίσκεται σε BDC, κλείνει το παράθυρο εισόδου και μετά, κινείται προς τα πάνω, κλείνει την έξοδο και συμπιέζει το μίγμα εργασίας. Φτάνοντας στο TDC, ένας σπινθήρας σχηματίζεται στο κερί και ανάβει το μείγμα. Αυτή τη στιγμή, το παράθυρο εισόδου αποδεικνύεται ανοιχτό, και μέσω αυτού εισέρχεται μια άλλη δόση του μίγματος καυσίμου-αέρα στον θάλαμο στροφαλοθαλάμου.

Κατά τη διάρκεια της δεύτερης διαδρομής, που κινείται προς τα κάτω υπό την επίδραση αερίων, το έμβολο ανοίγει τη θυρίδα εξαγωγής, μέσω της οποίας τα καυσαέρια διοχετεύονται έξω από τον κύλινδρο με ένα νέο τμήμα του μίγματος εργασίας, το οποίο εισέρχεται στον κύλινδρο μέσω του καναλιού καθαρισμού. Ταυτόχρονα, εν μέρει το μείγμα εργασίας μπαίνει επίσης στο παράθυρο εξάτμισης, το οποίο εξηγεί τη λαιμαργία του δίχρονου κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Αυτή η αρχή λειτουργίας σας επιτρέπει να επιτύχετε περισσότερη ισχύ κινητήρα με μικρότερη μετατόπιση, αλλά πρέπει να το πληρώσετε με υψηλή κατανάλωση καυσίμου. Τα πλεονεκτήματα αυτών των κινητήρων περιλαμβάνουν πιο ομοιόμορφη λειτουργία, απλούστερο σχεδιασμό, χαμηλό βάρος και υψηλή πυκνότητα ισχύος. Μεταξύ των ελλείψεων, θα πρέπει να γίνει αναφορά σε πιο βρώμικα καυσαέρια, έλλειψη λιπαντικών και συστημάτων ψύξης, τα οποία απειλούν την υπερθέρμανση και τη βλάβη της μονάδας.

Η εφεύρεση της μηχανής εσωτερικής καύσης επέτρεψε στην ανθρωπότητα να προχωρήσει σημαντικά στην ανάπτυξη. Τώρα οι κινητήρες, οι οποίοι χρησιμοποιούν την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου για την εκτέλεση χρήσιμων εργασιών, χρησιμοποιούνται σε πολλούς τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Αλλά αυτοί οι κινητήρες χρησιμοποιούνται ευρύτερα στις μεταφορές.

Όλες οι μονάδες παραγωγής ενέργειας αποτελούνται από μηχανισμούς, συγκροτήματα και συστήματα που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους για να μετατρέψουν την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την καύση εύφλεκτων προϊόντων σε περιστροφική κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα. Αυτό το κίνημα είναι το χρήσιμο έργο του.

Για να το καταστήσετε πιο ξεκάθαρο, θα πρέπει να κατανοήσετε την αρχή λειτουργίας μιας μονάδας παραγωγής ενέργειας εσωτερικής καύσης.

Αρχή λειτουργίας

Όταν καίγεται ένα καύσιμο μίγμα που αποτελείται από εύφλεκτα προϊόντα και αέρα, απελευθερώνεται περισσότερη ενέργεια. Επιπλέον, τη στιγμή της ανάφλεξης του μείγματος, αυξάνεται σημαντικά ο όγκος, η πίεση στο επίκεντρο της ανάφλεξης αυξάνεται, στην πραγματικότητα, συμβαίνει μια μικρή έκρηξη με την απελευθέρωση ενέργειας. Αυτή η διαδικασία λαμβάνεται ως βάση.

Εάν η καύση πραγματοποιείται σε κλειστό χώρο, η πίεση που προκύπτει κατά την καύση θα πιέσει τα τοιχώματα αυτού του χώρου. Εάν ένα από τα τοιχώματα μετακινηθεί, τότε η πίεση, προσπαθώντας να αυξήσει τον όγκο του κλειστού χώρου, θα μετακινήσει αυτόν τον τοίχο. Εάν συνδέσετε οποιαδήποτε ράβδο σε αυτόν τον τοίχο, τότε θα εκτελέσει ήδη μηχανική εργασία - απομακρύνοντας, θα ωθήσει αυτήν τη ράβδο. Συνδέοντας τη ράβδο στο στρόφαλο, όταν κινείται, θα κάνει το στρόφαλο να περιστρέφεται γύρω από τον άξονα του.

Αυτή είναι η αρχή της λειτουργίας μιας μονάδας ισχύος με εσωτερική καύση - υπάρχει ένας κλειστός χώρος (κυλινδρική επένδυση) με ένα κινητό τοίχωμα (έμβολο). Ο τοίχος συνδέεται με τον στροφαλοφόρο (στροφαλοφόρο άξονα) μέσω ράβδου (συνδετική ράβδος). Στη συνέχεια εκτελείται η αντίθετη ενέργεια - ο στρόφαλος, κάνοντας μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον άξονα, ωθεί τον τοίχο με τη ράβδο και έτσι επανέρχεται.

Αλλά αυτή είναι μόνο η αρχή της εργασίας με μια εξήγηση απλών στοιχείων. Στην πραγματικότητα, η διαδικασία φαίνεται κάπως πιο περίπλοκη, επειδή πρέπει πρώτα να διασφαλίσετε τη ροή του μείγματος στον κύλινδρο, να το συμπιέσετε για καλύτερη ανάφλεξη και επίσης να αφαιρέσετε τα προϊόντα καύσης. Αυτές οι ενέργειες ονομάζονται ράβδοι.

Σύνολο κύκλων ρολογιού 4:

• είσοδος (το μείγμα εισέρχεται στον κύλινδρο).
• συμπίεση (το μείγμα συμπιέζεται μειώνοντας τον όγκο στο εσωτερικό της επένδυσης από το έμβολο).
• διαδρομή εργασίας (μετά την ανάφλεξη, το μείγμα, λόγω της διαστολής του, ωθεί το έμβολο προς τα κάτω).
• έξοδος (αφαίρεση προϊόντων καύσης από την επένδυση για παροχή του επόμενου τμήματος του μείγματος) ·

Παλινδρομικές πινελιές κινητήρα

Από αυτό προκύπτει ότι μόνο το εγκεφαλικό επεισόδιο έχει ευεργετική επίδραση, ενώ τα άλλα τρία είναι προπαρασκευαστικά. Κάθε διαδρομή συνοδεύεται από μια συγκεκριμένη κίνηση του εμβόλου. Κινείται προς τα κάτω κατά τη διάρκεια της εισαγωγής και του εγκεφαλικού επεισοδίου, και προς τα πάνω κατά τη συμπίεση και την εξάτμιση. Και δεδομένου ότι το έμβολο συνδέεται με τον στροφαλοφόρο άξονα, κάθε διαδρομή αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη γωνία περιστροφής του άξονα γύρω από τον άξονα.

Η εφαρμογή των κινήσεων στον κινητήρα γίνεται με δύο τρόπους. Το πρώτο είναι με αλληλεπικαλυπτόμενα μέτρα. Σε έναν τέτοιο κινητήρα, όλες οι κινήσεις πραγματοποιούνται σε μία πλήρη εκκίνηση του στροφαλοφόρου άξονα. Δηλαδή, μισή στροφή στα γόνατα. άξονας, στον οποίο η κίνηση του εμβόλου προς τα πάνω ή προς τα κάτω συνοδεύεται από δύο κτυπήματα. Αυτοί οι κινητήρες ονομάζονται δίχρονοι κινητήρες.

Ο δεύτερος τρόπος είναι ξεχωριστά μέτρα. Η κίνηση ενός εμβόλου συνοδεύεται από μία μόνο διαδρομή. Ως αποτέλεσμα, για να πραγματοποιηθεί ένας πλήρης κύκλος εργασίας, χρειάζονται 2 στροφές στα γόνατα. άξονας γύρω από τον άξονα. Τέτοιοι κινητήρες έλαβαν την ονομασία 4-χρονος.

Μπλοκ κυλίνδρων

Τώρα η ίδια η δομή του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Η βάση οποιασδήποτε εγκατάστασης είναι το μπλοκ κυλίνδρων. Όλα τα εξαρτήματα βρίσκονται σε αυτό και πάνω του.

Τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού του μπλοκ εξαρτώνται από ορισμένες συνθήκες - τον αριθμό των κυλίνδρων, τη θέση τους, τη μέθοδο ψύξης. Ο αριθμός των κυλίνδρων, που συνδυάζονται σε ένα μπλοκ, μπορεί να κυμαίνεται από 1 έως 16. Επιπλέον, τα μπλοκ με περίεργο αριθμό κυλίνδρων είναι σπάνια, από τους κινητήρες που παράγονται σήμερα μπορείτε να βρείτε μόνο μία και τρίκυλινες μονάδες. Οι περισσότερες μονάδες διαθέτουν ζεύγη κυλίνδρων - 2, 4, 6, 8 και λιγότερο συχνά 12 και 16.

Τετρακύλινδρο μπλοκ

Οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος με 1 έως 4 κυλίνδρους έχουν συνήθως εν σειρά κυλίνδρους. Εάν ο αριθμός των κυλίνδρων είναι μεγαλύτερος, είναι διατεταγμένοι σε δύο σειρές, με μια συγκεκριμένη γωνία θέσης της μιας σειράς σε σχέση με την άλλη, τις λεγόμενες μονάδες παραγωγής ενέργειας με θέση σχήματος V των κυλίνδρων. Αυτή η διάταξη κατέστησε δυνατή τη μείωση του μεγέθους του μπλοκ, αλλά την ίδια στιγμή η κατασκευή τους είναι πιο δύσκολη από την εν σειρά διάταξη.

Οκτώ-κύλινδρο μπλοκ

Υπάρχει ένας άλλος τύπος μπλοκ στα οποία οι κύλινδροι είναι διατεταγμένοι σε δύο σειρές και με γωνία μεταξύ τους 180 μοίρες. Αυτοί οι κινητήρες ονομάζονται. Βρίσκονται κυρίως σε μοτοσικλέτες, αν και υπάρχουν αυτοκίνητα με αυτόν τον τύπο μονάδας ισχύος.

Αλλά η κατάσταση του αριθμού των κυλίνδρων και η θέση τους είναι προαιρετική. Υπάρχουν 2-κύλινδροι και 4-κύλινδροι κινητήρες με σχήμα V ή αντίθετοι κύλινδροι, καθώς και 6-κύλινδροι σε σειρά κινητήρες.

Υπάρχουν δύο τύποι ψύξης που χρησιμοποιούνται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής - αέρας και υγρό. Το χαρακτηριστικό του μπλοκ εξαρτάται από αυτό. Η αερόψυκτη μονάδα είναι μικρότερη και απλούστερη στο σχεδιασμό, καθώς οι κύλινδροι δεν αποτελούν μέρος του σχεδιασμού της.

Το υδρόψυκτο μπλοκ είναι πιο περίπλοκο, ο σχεδιασμός του περιλαμβάνει κυλίνδρους, και ένα χιτώνιο ψύξης βρίσκεται στην κορυφή του μπλοκ με κυλίνδρους. Το υγρό κυκλοφορεί μέσα του, αφαιρώντας τη θερμότητα από τους κυλίνδρους. Σε αυτήν την περίπτωση, το μπλοκ μαζί με το ψυκτικό μπουφάν αντιπροσωπεύουν ένα σύνολο.

Από ψηλά, το μπλοκ καλύπτεται με ειδική πλάκα - την κυλινδροκεφαλή (κυλινδροκεφαλή). Είναι ένα από τα συστατικά που παρέχουν έναν κλειστό χώρο στον οποίο λαμβάνει χώρα η διαδικασία καύσης. Ο σχεδιασμός του μπορεί να είναι απλός, χωρίς να περιλαμβάνει πρόσθετους μηχανισμούς ή περίπλοκους.

μηχανισμός στροφάλου

Μέρος του σχεδιασμού του κινητήρα, μετατρέπει την παλινδρομική κίνηση του εμβόλου στην επένδυση σε περιστροφική κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα. Το κύριο στοιχείο αυτού του μηχανισμού είναι ο στροφαλοφόρος άξονας. Έχει μια κινητή σύνδεση με το μπλοκ κυλίνδρων. Μια τέτοια σύνδεση επιτρέπει την περιστροφή αυτού του άξονα γύρω από έναν άξονα.

Ένας σφόνδυλος προσαρτάται στο ένα άκρο του άξονα. Ο στόχος του σφονδύλου είναι να μεταφέρει περαιτέρω τη ροπή από τον άξονα. Δεδομένου ότι ένας τετράχρονος κινητήρας έχει μόνο μία μισή στροφή με μια χρήσιμη δράση - μια διαδρομή εργασίας για δύο στροφές στροφαλοφόρου άξονα, οι υπόλοιποι απαιτούν την αντίθετη δράση, η οποία εκτελείται από το σφόνδυλο. Έχοντας μια σημαντική μάζα και περιστροφή, λόγω της κινητικής του ενέργειας, παρέχει μανιβέλα στο γόνατο. άξονας κατά τη διάρκεια των προπαρασκευαστικών μέτρων.

Η περιφέρεια του σφονδύλου έχει γρανάζι, με τη βοήθεια της οποίας ξεκινά η μονάδα παραγωγής ενέργειας.

Στην άλλη πλευρά του άξονα είναι το γρανάζι κίνησης της αντλίας λαδιού και του μηχανισμού διανομής αερίου, καθώς και μια φλάντζα για την προσάρτηση της τροχαλίας.

Αυτός ο μηχανισμός περιλαμβάνει επίσης συνδετικές ράβδους που μεταφέρουν ισχύ από το έμβολο στον στροφαλοφόρο άξονα και αντίστροφα. Η στερέωση στον άξονα της μπιέλας είναι επίσης κινητή.

Επιφάνειες κυλίνδρου, γόνατα. ο άξονας και οι ράβδοι σύνδεσης στα σημεία διασταύρωσης δεν έρχονται σε άμεση επαφή μεταξύ τους, μεταξύ τους υπάρχουν ρουλεμάν μανικιών - επενδύσεις.

Ομάδα κυλίνδρου-εμβόλου

Αυτή η ομάδα αποτελείται από κυλινδρικά χιτώνια, έμβολα, δακτυλίους εμβόλου και δάχτυλα. Σε αυτήν την ομάδα πραγματοποιείται η διαδικασία καύσης και η μεταφορά της απελευθερωμένης ενέργειας για μετασχηματισμό. Η καύση συμβαίνει μέσα στην επένδυση, η οποία είναι κλειστή από τη μία πλευρά από την κεφαλή του μπλοκ και από την άλλη - από το έμβολο. Το ίδιο το έμβολο μπορεί να κινηθεί μέσα στην επένδυση.

Για να εξασφαλιστεί η μέγιστη στεγανότητα στο εσωτερικό της επένδυσης, χρησιμοποιούνται δακτύλιοι εμβόλου για την αποφυγή διαρροής των προϊόντων μείγματος και καύσης μεταξύ των τοιχωμάτων της επένδυσης και του εμβόλου.

Το έμβολο συνδέεται κινητά στη ράβδο σύνδεσης μέσω ενός πείρου.

Μηχανισμός διανομής αερίου

Ο στόχος αυτού του μηχανισμού είναι η έγκαιρη τροφοδοσία του καύσιμου μείγματος ή των συστατικών του στον κύλινδρο, καθώς και η αφαίρεση των προϊόντων καύσης.

Οι δίχρονοι κινητήρες δεν έχουν τέτοιο μηχανισμό. Σε αυτό, η προμήθεια του μείγματος και η αφαίρεση των προϊόντων καύσης γίνονται από τεχνολογικά παράθυρα, τα οποία κατασκευάζονται στα τοιχώματα του μανικιού. Υπάρχουν τρία τέτοια παράθυρα - είσοδος, παράκαμψη και έξοδος.

Το έμβολο, ενώ κινείται, ανοίγει και κλείνει το ένα ή το άλλο παράθυρο, έτσι η επένδυση γεμίζει με καύσιμο και αφαιρούνται τα καυσαέρια. Η χρήση μιας τέτοιας διανομής αερίου δεν απαιτεί πρόσθετες μονάδες, επομένως, η κυλινδροκεφαλή ενός τέτοιου κινητήρα είναι απλή και η αποστολή της είναι μόνο να εξασφαλίσει τη στεγανότητα του κυλίνδρου.

Ο τετράχρονος κινητήρας διαθέτει μηχανισμό χρονισμού. Το καύσιμο για έναν τέτοιο κινητήρα παρέχεται μέσω ειδικών οπών στο κεφάλι. Αυτά τα ανοίγματα κλείνουν με βαλβίδες. Εάν είναι απαραίτητο να τροφοδοτήσετε καύσιμα ή καυσαέρια από τον κύλινδρο, ανοίγει η αντίστοιχη βαλβίδα. Το άνοιγμα των βαλβίδων παρέχεται από τον εκκεντροφόρο άξονα, ο οποίος, με τα έκκεντρα του, τη σωστή στιγμή πιέζει την απαιτούμενη βαλβίδα και αυτό ανοίγει την οπή. Ο εκκεντροφόρος κινείται από τον στροφαλοφόρο άξονα.

Χρονισμός με ιμάντα και αλυσίδα

Ο χρόνος μπορεί να διαφέρει. Οι κινητήρες διατίθενται με χαμηλότερο εκκεντροφόρο άξονα (που βρίσκεται στο μπλοκ κυλίνδρων) και εναέριες βαλβίδες (στην κυλινδροκεφαλή). Η μεταφορά δύναμης από τον άξονα στις βαλβίδες πραγματοποιείται μέσω ράβδων και βραχιόνων.

Οι κινητήρες είναι πιο συνηθισμένοι όταν τόσο ο άξονας όσο και οι βαλβίδες είναι πάνω. Με αυτήν τη διάταξη, ο άξονας βρίσκεται επίσης στην κυλινδροκεφαλή και δρα απευθείας στη βαλβίδα, χωρίς ενδιάμεσα στοιχεία.

Σύστημα εφοδιασμού

Αυτό το σύστημα παρέχει προετοιμασία καυσίμου για την περαιτέρω τροφοδοσία του στους κυλίνδρους. Ο σχεδιασμός αυτού του συστήματος εξαρτάται από το καύσιμο που χρησιμοποιεί ο κινητήρας. Το κύριο είναι τώρα το καύσιμο που διαχωρίζεται από το πετρέλαιο, με διαφορετικά κλάσματα - βενζίνη και ντίζελ.

Οι βενζινοκινητήρες έχουν δύο τύπους συστημάτων καυσίμου - καρμπυρατέρ και ψεκασμό. Στο πρώτο σύστημα, το μείγμα παράγεται στο καρμπυρατέρ. Δοσολογεί και παραδίδει καύσιμο στη ροή του αέρα που περνάει μέσα από αυτό, τότε αυτό το μείγμα τροφοδοτείται στους κυλίνδρους. Ένα τέτοιο σύστημα αποτελείται από δεξαμενή καυσίμου, γραμμές καυσίμου, αντλία καυσίμου κενού και καρμπυρατέρ.

Σύστημα καρμπυρατέρ

Το ίδιο συμβαίνει και στα αυτοκίνητα με ένεση, αλλά η δοσολογία τους είναι πιο ακριβής. Επίσης, καύσιμο στους εγχυτήρες προστίθεται στη ροή του αέρα ήδη στην πολλαπλή εισαγωγής μέσω του μπεκ ψεκασμού. Αυτό το ακροφύσιο ψεκάζει το καύσιμο, το οποίο εξασφαλίζει καλύτερο σχηματισμό μίγματος. Το σύστημα ψεκασμού αποτελείται από μια δεξαμενή, μια αντλία που βρίσκεται σε αυτό, τα φίλτρα, τις γραμμές καυσίμου και μια ράγα καυσίμου με εγχυτήρες εγκατεστημένους στην πολλαπλή εισαγωγής.

Στους κινητήρες ντίζελ, τα συστατικά του μίγματος καυσίμου παρέχονται ξεχωριστά. Ο μηχανισμός διανομής αερίου παρέχει μόνο αέρα στους κυλίνδρους μέσω των βαλβίδων. Το καύσιμο παρέχεται στους κυλίνδρους ξεχωριστά, με ακροφύσια και υπό υψηλή πίεση. Αυτό το σύστημα αποτελείται από δεξαμενή, φίλτρα, αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης (αντλία ψεκασμού) και ακροφύσια.

Πρόσφατα, εμφανίστηκαν συστήματα ψεκασμού που λειτουργούν βάσει της αρχής ενός συστήματος καυσίμου ντίζελ - ενός μπεκ άμεσου ψεκασμού.

Το σύστημα αφαίρεσης καυσαερίων εξασφαλίζει την αφαίρεση των προϊόντων καύσης από τους κυλίνδρους, τη μερική εξουδετέρωση των επιβλαβών ουσιών και τη μείωση του ήχου κατά την εξάντληση των καυσαερίων. Αποτελείται από πολλαπλή εξαγωγής, αντηχείο, καταλύτη (όχι πάντα) και σιγαστήρα.

Σύστημα λίπανσης

Το σύστημα λίπανσης μειώνει την τριβή μεταξύ των αλληλεπιδρώντων επιφανειών του κινητήρα δημιουργώντας ένα ειδικό φιλμ που αποτρέπει την άμεση επαφή μεταξύ των επιφανειών. Επιπλέον, αφαιρεί τη θερμότητα, προστατεύει τα στοιχεία του κινητήρα από τη διάβρωση.

Το σύστημα λίπανσης αποτελείται από μια αντλία λαδιού, ένα δοχείο λαδιού - ένα τηγάνι, μια πρόσληψη λαδιού, ένα φίλτρο λαδιού, κανάλια μέσω των οποίων το λάδι κινείται σε επιφάνειες που τρίβουν.

Σύστημα ψύξης

Το σύστημα ψύξης διατηρεί τη βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας ενώ ο κινητήρας λειτουργεί. Χρησιμοποιούνται δύο τύποι συστήματος - αέρας και υγρό.

Το σύστημα αέρα παράγει ψύξη φυσώντας αέρα πάνω από τους κυλίνδρους. Για καλύτερη ψύξη, τα πτερύγια ψύξης κατασκευάζονται στους κυλίνδρους.

Σε ένα υγρό σύστημα, η ψύξη παράγεται από ένα υγρό που κυκλοφορεί σε ένα ψυκτικό περίβλημα σε άμεση επαφή με το εξωτερικό τοίχωμα των επενδύσεων. Ένα τέτοιο σύστημα αποτελείται από ένα μπουφάν ψύξης, μια αντλία νερού, έναν θερμοστάτη, σωλήνες και ένα ψυγείο.

Σύστημα ανάφλεξης

Το σύστημα ανάφλεξης χρησιμοποιείται μόνο σε βενζινοκινητήρες. Στους κινητήρες ντίζελ, το μείγμα αναφλέγεται με συμπίεση, οπότε δεν χρειάζεται ένα τέτοιο σύστημα.

Στα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα, η ανάφλεξη πραγματοποιείται από ένα σπινθήρα που παραβαίνει σε μια συγκεκριμένη στιγμή μεταξύ των ηλεκτροδίων του προθερμαντήρα που είναι εγκατεστημένο στην κεφαλή του μπλοκ, έτσι ώστε η φούστα του να βρίσκεται στον θάλαμο καύσης του κυλίνδρου.

Το σύστημα ανάφλεξης αποτελείται από ένα πηνίο ανάφλεξης, διανομέα (διανομέας), καλωδίωση και μπουζί.

Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός

Αυτός ο εξοπλισμός παρέχει στο δίκτυο του αυτοκινήτου ηλεκτρική ενέργεια, συμπεριλαμβανομένου του συστήματος ανάφλεξης. Αυτός ο εξοπλισμός ξεκινά επίσης τον κινητήρα. Αποτελείται από μπαταρία, γεννήτρια, μίζα, καλωδίωση, κάθε είδους αισθητήρες που παρακολουθούν τη λειτουργία και την κατάσταση του κινητήρα.

Αυτή είναι ολόκληρη η συσκευή του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Αν και βελτιώνεται συνεχώς, η αρχή της λειτουργίας του δεν αλλάζει, βελτιώνονται μόνο μεμονωμένες μονάδες και μηχανισμοί.

Σύγχρονες εξελίξεις

Το κύριο καθήκον για το οποίο αγωνίζονται οι αυτοκινητοβιομηχανίες είναι να μειώσουν την κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα. Επομένως, βελτιώνουν συνεχώς το σύστημα ισχύος, το αποτέλεσμα είναι η πρόσφατη εισαγωγή συστημάτων άμεσης έγχυσης.

Αναζητούνται εναλλακτικά καύσιμα, η τελευταία εξέλιξη προς αυτήν την κατεύθυνση είναι η χρήση αλκοόλης και φυτικών ελαίων ως καυσίμου.

Επίσης, οι επιστήμονες προσπαθούν να καθιερώσουν την παραγωγή κινητήρων με μια εντελώς διαφορετική αρχή λειτουργίας. Αυτός είναι, για παράδειγμα, ο κινητήρας Wankel, αλλά μέχρι στιγμής δεν υπήρξε ιδιαίτερη επιτυχία.

Autoleek

Ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι ένας τύπος κινητήρα στον οποίο το καύσιμο ανάβει στον θάλαμο εργασίας μέσα και όχι σε πρόσθετα εξωτερικά μέσα. ΠΑΓΟΣ μετατρέπει την πίεση απόκαύση καύσιμο σε μηχανική εργασία.

Από την ιστορία

Το πρώτο ICE ήταν η μονάδα ισχύος του De Rivaz, που πήρε το όνομά του από τον δημιουργό του François de Rivaz, αρχικά από τη Γαλλία, ο οποίος το σχεδίασε το 1807.

Αυτός ο κινητήρας είχε ήδη ανάφλεξη με σπινθήρα, ήταν μια ράβδος σύνδεσης, με σύστημα εμβόλου, δηλαδή είναι ένα είδος πρωτοτύπου σύγχρονων κινητήρων.

57 χρόνια αργότερα, ο συμπατριώτης της de Rivaza Etienne Lenoir εφηύρε μια δίχρονη μονάδα. Αυτή η μονάδα είχε μια οριζόντια διάταξη του μοναδικού κυλίνδρου της, ήταν διαθέσιμη με ανάφλεξη με σπινθήρα και εργάστηκε σε ένα μείγμα αερίου φωτισμού με αέρα. Το έργο του κινητήρα εσωτερικής καύσης εκείνη την εποχή ήταν ήδη αρκετό για μικρά σκάφη.

Μετά από άλλα 3 χρόνια, ο ανταγωνιστής ήταν ο Γερμανός Nikolaus Otto, του οποίου το πνευματικό παιδί ήταν ήδη τετράχρονος ατμοσφαιρικός κινητήρας με κάθετο κύλινδρο. Η απόδοση σε αυτήν την περίπτωση αυξήθηκε κατά 11%, σε αντίθεση με την απόδοση του κινητήρα εσωτερικής καύσης Rivaz, έγινε 15%.

Λίγο αργότερα, στη δεκαετία του 80 του ίδιου αιώνα, ο Ρώσος σχεδιαστής Ogneslav Kostovich ξεκίνησε για πρώτη φορά μια μονάδα τύπου καρμπυρατέρ και οι μηχανικοί από τη Γερμανία Daimler και Maybach το βελτίωσαν σε μια ελαφριά μορφή, η οποία εγκαταστάθηκε σε μηχανοκίνητα οχήματα και μηχανοκίνητα οχήματα.

Το 1897, ο Rudolph Diesel παρουσίασε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης τύπου ανάφλεξης με συμπίεση χρησιμοποιώντας λάδι ως καύσιμο. Αυτός ο τύπος κινητήρα έγινε ο πρόγονος των κινητήρων ντίζελ που εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σήμερα.

Τύποι κινητήρα

• Οι βενζινοκινητήρες τύπου καρμπυρατέρ λειτουργούν με καύσιμο αναμεμιγμένο με αέρα. Αυτό το μείγμα προετοιμάζεται προκαταρκτικά στο καρμπυρατέρ και μετά μπαίνει στον κύλινδρο. Σε αυτό, το μείγμα συμπιέζεται, αναφλέγεται από έναν σπινθήρα από ένα μπουζί.
• Οι μηχανές έγχυσης διακρίνονται από το γεγονός ότι το μείγμα τροφοδοτείται απευθείας από τους εγχυτήρες στην πολλαπλή εισαγωγής. Αυτός ο τύπος έχει δύο συστήματα έγχυσης - μονοέγχυση και έγχυση πολλαπλών σημείων.
• Σε έναν κινητήρα ντίζελ, η ανάφλεξη συμβαίνει χωρίς μπουζί. Ο κύλινδρος αυτού του συστήματος περιέχει αέρα που θερμαίνεται σε θερμοκρασία που υπερβαίνει τη θερμοκρασία ανάφλεξης του καυσίμου. Καύσιμο παρέχεται σε αυτόν τον αέρα μέσω του ακροφυσίου και ολόκληρο το μείγμα αναφλέγεται με τη μορφή ενός φακού.
• Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης αερίου έχει μια αρχή θερμικού κύκλου, το καύσιμο μπορεί να είναι τόσο φυσικό αέριο όσο και υδρογονάνθρακας. Το αέριο εισέρχεται στον μειωτήρα, όπου η πίεση του σταθεροποιείται στην πίεση λειτουργίας. Στη συνέχεια μπαίνει στο μίξερ και τελικά αναφλέγεται στον κύλινδρο.
• Τα ICE αερίου-ντίζελ λειτουργούν βάσει της αρχής του αερίου, μόνο σε αντίθεση με αυτά, το μείγμα αναφλέγεται όχι από κερί, αλλά από καύσιμο ντίζελ, του οποίου η έγχυση πραγματοποιείται με τον ίδιο τρόπο όπως με έναν συμβατικό κινητήρα ντίζελ.
• Οι τύποι κινητήρων εσωτερικής καύσης με περιστροφικό έμβολο διαφέρουν ριζικά από τους υπόλοιπους με την παρουσία ενός ρότορα που περιστρέφεται σε έναν θάλαμο με σχήμα 8. Για να καταλάβετε τι είναι ένας ρότορας, πρέπει να καταλάβετε ότι σε αυτήν την περίπτωση ο ρότορας παίζει το ρόλο ενός εμβόλου, ενός ιμάντα χρονισμού και ενός στροφαλοφόρου άξονα, δηλαδή ένας ειδικός μηχανισμός χρονισμού απουσιάζει εντελώς εδώ. Σε μια επανάσταση, εμφανίζονται τρεις κύκλοι εργασίας ταυτόχρονα, κάτι που είναι συγκρίσιμο με τη λειτουργία ενός κινητήρα με έξι κυλίνδρους.

Αρχή λειτουργίας

Επί του παρόντος, υπερισχύει η τετράχρονη αρχή λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το έμβολο στον κύλινδρο περνά τέσσερις φορές - πάνω και κάτω το ίδιο δύο φορές.

Πώς λειτουργεί ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης:

1. Η πρώτη διαδρομή - το έμβολο τραβάει το μείγμα καυσίμου όταν κινείται προς τα κάτω. Σε αυτήν την περίπτωση, η βαλβίδα εισαγωγής είναι ανοιχτή.
2. Αφού το έμβολο φτάσει στο χαμηλότερο επίπεδο, κινείται προς τα πάνω, συμπιέζοντας το καύσιμο μίγμα, το οποίο, με τη σειρά του, παίρνει τον όγκο του θαλάμου καύσης. Αυτό το στάδιο, που περιλαμβάνεται στην αρχή λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης, είναι το δεύτερο στη σειρά. Οι βαλβίδες, σε αυτήν την περίπτωση, είναι σε κλειστή κατάσταση και όσο πιο πυκνή, τόσο καλύτερη είναι η συμπίεση.
3. Στην τρίτη διαδρομή, το σύστημα ανάφλεξης είναι ενεργοποιημένο, καθώς το μείγμα καυσίμου ανάβει εδώ. Στον προσδιορισμό της λειτουργίας του κινητήρα, ονομάζεται "λειτουργεί", καθώς αυτό ξεκινά τη διαδικασία οδήγησης στη λειτουργία της μονάδας. Το έμβολο από την έκρηξη καυσίμου αρχίζει να κινείται προς τα κάτω. Όπως και στη δεύτερη διαδρομή, οι βαλβίδες είναι κλειστές.
4. Το τελικό μέτρο είναι η τέταρτη, αποφοίτηση, η οποία καθιστά σαφές ποια είναι η ολοκλήρωση ενός πλήρους κύκλου. Το έμβολο εκκενώνει τα καυσαέρια από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας εξαγωγής. Στη συνέχεια, τα πάντα επαναλαμβάνονται κυκλικά, για να καταλάβετε πώς λειτουργεί ο κινητήρας εσωτερικής καύσης, μπορείτε να φανταστείτε την κυκλική λειτουργία του ρολογιού.

Συσκευή ICE

Είναι λογικό να λαμβάνεται υπόψη η συσκευή ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης από το έμβολο, καθώς είναι το κύριο στοιχείο της εργασίας. Είναι ένα είδος "γυαλιού" με μια κενή κοιλότητα στο εσωτερικό.

Το έμβολο έχει σχισμές στις οποίες είναι στερεωμένοι οι δακτύλιοι. Αυτοί οι ίδιοι δακτύλιοι είναι υπεύθυνοι για τη διασφάλιση ότι το καύσιμο μείγμα δεν βγαίνει κάτω από το έμβολο (συμπίεση), καθώς και για την αποτροπή εισόδου λαδιού στο χώρο πάνω από το ίδιο το έμβολο (ξύστρα λαδιού).

ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ

• Όταν το μείγμα καυσίμου εισέρχεται στον κύλινδρο, το έμβολο περνάει από τις τέσσερις προαναφερθείσες διαδρομές και η παλινδρομική κίνηση του εμβόλου οδηγεί τον άξονα.
• Η περαιτέρω διαδικασία για τη λειτουργία του κινητήρα έχει ως εξής: το πάνω μέρος της ράβδου σύνδεσης είναι στερεωμένο στον πείρο, ο οποίος βρίσκεται μέσα στη φούστα του εμβόλου. Ο στροφαλοφόρος άξονας ασφαλίζει τη ράβδο σύνδεσης. Το έμβολο, όταν οδηγεί, περιστρέφει τον στροφαλοφόρο άξονα και ο τελευταίος, σε εύθετο χρόνο, μεταδίδει ροπή στο σύστημα μετάδοσης, από εκεί στο σύστημα μετάδοσης και μετά στους κινητήριους τροχούς. Στη διάταξη κινητήρων αυτοκινήτων με κίνηση πίσω, ο άξονας της έλικα προεξέχει επίσης στους τροχούς.

Σχεδιασμός ICE

Ο μηχανισμός διανομής αερίου (GRM) στη συσκευή του κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι υπεύθυνος για την έγχυση καυσίμου, καθώς και για την απελευθέρωση αερίων.

Ο μηχανισμός χρονισμού αποτελείται από μια εναέρια βαλβίδα και μια κάτω βαλβίδα, μπορεί να είναι δύο τύπων - ζώνη ή αλυσίδα.

Η ράβδος σύνδεσης είναι συνήθως κατασκευασμένη από χάλυβα με σφράγιση ή σφυρηλάτηση. Υπάρχουν τύποι συνδετικών ράβδων από τιτάνιο. Η ράβδος σύνδεσης μεταφέρει τις δυνάμεις του εμβόλου στον στροφαλοφόρο άξονα.

Ένας στροφαλοφόρος άξονας από χυτοσίδηρο ή χάλυβα είναι ένα σετ κύριων και συνδετικών ράβδων. Υπάρχουν τρύπες μέσα σε αυτούς τους λαιμούς που είναι υπεύθυνες για την τροφοδοσία λαδιού υπό πίεση.

Η αρχή της λειτουργίας του μηχανισμού στροφάλου σε κινητήρες εσωτερικής καύσης είναι η μετατροπή των κινήσεων του εμβόλου σε κινήσεις στροφαλοφόρου άξονα.

Η κυλινδροκεφαλή (κυλινδροκεφαλή) των περισσότερων κινητήρων εσωτερικής καύσης, όπως το μπλοκ κυλίνδρων, είναι συνήθως κατασκευασμένη από χυτοσίδηρο και λιγότερο συχνά από διάφορα κράματα αλουμινίου. Η κυλινδροκεφαλή περιέχει θαλάμους καύσης, κανάλια εισαγωγής και εξαγωγής, οπές μπουζί. Υπάρχει ένα παρέμβυσμα μεταξύ του μπλοκ κυλίνδρων και της κυλινδροκεφαλής, το οποίο εξασφαλίζει πλήρη στεγανότητα της σύνδεσής τους.

Το σύστημα λίπανσης, το οποίο περιλαμβάνει κινητήρα εσωτερικής καύσης, περιλαμβάνει κάρτερ, εισαγωγή λαδιού, αντλία λαδιού, φίλτρο λαδιού και ψυγείο λαδιού. Όλα αυτά συνδέονται με κανάλια και πολύπλοκους αυτοκινητόδρομους. Το σύστημα λίπανσης είναι υπεύθυνο όχι μόνο για τη μείωση της τριβής μεταξύ των μερών του κινητήρα, αλλά και για την ψύξη τους, καθώς και για τη μείωση της διάβρωσης και της φθοράς, και για την αύξηση των πόρων του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Η συσκευή του κινητήρα, ανάλογα με τον τύπο, τον τύπο, τη χώρα κατασκευής του, μπορεί να συμπληρωθεί με κάτι ή, αντίθετα, ορισμένα στοιχεία ενδέχεται να λείπουν λόγω της απαρχαίας λειτουργίας μεμονωμένων μοντέλων, αλλά η γενική δομή του κινητήρα παραμένει αμετάβλητη, καθώς και η τυπική αρχή λειτουργίας του κινητήρα εσωτερική καύση.

Πρόσθετες μονάδες

Φυσικά, ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης δεν μπορεί να υπάρχει ως ξεχωριστό σώμα χωρίς πρόσθετες μονάδες που διασφαλίζουν τη λειτουργία του. Το σύστημα εκκίνησης περιστρέφει τον κινητήρα, τον φέρνει σε κατάσταση λειτουργίας. Υπάρχουν διαφορετικές αρχές έναρξης λειτουργίας ανάλογα με τον τύπο του κινητήρα: εκκινητής, πνευματικός και μυώδης.

Το κιβώτιο επιτρέπει την ανάπτυξη ισχύος σε στενό εύρος στροφών. Το σύστημα τροφοδοσίας παρέχει στον κινητήρα εσωτερικής καύσης μικρή ηλεκτρική ενέργεια. Περιλαμβάνει μια μπαταρία και μια γεννήτρια για παροχή σταθερής ροής ηλεκτρικής ενέργειας και φόρτιση της μπαταρίας.

Το σύστημα εξάτμισης επιτρέπει την απελευθέρωση αερίων. Οποιαδήποτε συσκευή κινητήρα αυτοκινήτου περιλαμβάνει: μια πολλαπλή εξαγωγής, η οποία συλλέγει αέρια σε έναν μόνο σωλήνα, έναν καταλυτικό μετατροπέα, ο οποίος μειώνει την τοξικότητα των αερίων μειώνοντας το οξείδιο του αζώτου και χρησιμοποιεί το σχηματισμένο οξυγόνο για την καύση επιβλαβών ουσιών.

Το σιγαστήρα σε αυτό το σύστημα χρησιμεύει για τη μείωση του θορύβου που βγαίνει από τον κινητήρα. Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης στα σύγχρονα αυτοκίνητα πρέπει να συμμορφώνονται με τους νόμιμους κανονισμούς.

Τύπος καυσίμου

Θα πρέπει επίσης να θυμόμαστε για τον αριθμό οκτανίων του καυσίμου που χρησιμοποιείται από διαφορετικούς τύπους κινητήρων εσωτερικής καύσης.

Όσο υψηλότερος είναι ο αριθμός οκτανίων του καυσίμου, τόσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία συμπίεσης, η οποία οδηγεί σε αύξηση της απόδοσης του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Υπάρχουν όμως και τέτοιοι κινητήρες για τους οποίους μια αύξηση στον αριθμό οκτανίων υψηλότερη από εκείνη που ορίζει ο κατασκευαστής θα οδηγήσει σε πρόωρη αστοχία. Αυτό μπορεί να συμβεί κάνοντας έμβολα, καταστρέφοντας δακτυλίους και καπνιστούς θαλάμους καύσης.

Το εργοστάσιο παρέχει τον δικό του ελάχιστο και μέγιστο αριθμό οκτανίων, ο οποίος απαιτείται από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Κούρδισμα

Όσοι επιθυμούν να αυξήσουν την ισχύ των κινητήρων εσωτερικής καύσης συχνά εγκαθιστούν (εάν δεν παρέχονται από τον κατασκευαστή) διάφορους τύπους στροβίλων ή συμπιεστών.

Ο συμπιεστής με ταχύτητα ρελαντί παράγει μικρή ισχύ, διατηρώντας παράλληλα σταθερή ταχύτητα. Ο στρόβιλος, αντίθετα, συμπιέζει τη μέγιστη ισχύ όταν είναι ενεργοποιημένος.

Η εγκατάσταση ορισμένων μονάδων απαιτεί διαβούλευση με τεχνίτες που έχουν εμπειρία σε στενή κατεύθυνση, καθώς η επισκευή, η αντικατάσταση μονάδων ή η προσθήκη κινητήρα εσωτερικής καύσης με πρόσθετες επιλογές είναι απόκλιση από το σκοπό της λειτουργίας του κινητήρα και μειώνει τον πόρο του κινητήρα και οι ακατάλληλες ενέργειες μπορούν να οδηγήσουν σε μη αναστρέψιμη συνέπειες, δηλαδή, η εργασία του κινητήρα εσωτερικής καύσης μπορεί να τερματιστεί οριστικά.

Στο σχεδιασμό του κινητήρα, το έμβολο αποτελεί βασικό στοιχείο της ροής εργασίας. Το έμβολο είναι κατασκευασμένο με τη μορφή μεταλλικού κοίλου κυπέλλου που βρίσκεται με σφαιρικό κάτω μέρος (κεφαλή εμβόλου) προς τα πάνω. Το καθοδηγητικό τμήμα του εμβόλου, αλλιώς ονομάζεται φούστα, έχει ρηχά αυλάκια σχεδιασμένα για να στερεώνουν τους δακτυλίους εμβόλου. Ο σκοπός των δακτυλίων εμβόλου είναι να διασφαλιστεί, πρώτον, η στεγανότητα του χώρου πάνω από το έμβολο, όπου, όταν λειτουργεί ο κινητήρας, το μείγμα βενζίνης-αέρα καίγεται αμέσως και το διογκούμενο αέριο που παράγεται δεν μπορεί να σπεύσει γύρω από τη φούστα και να βιαστεί κάτω από το έμβολο. Δεύτερον, οι δακτύλιοι εμποδίζουν το λάδι κάτω από το έμβολο να εισέλθει στο χώρο πάνω από το έμβολο. Έτσι, οι δακτύλιοι στο έμβολο λειτουργούν ως σφραγίδες. Ο κάτω (κάτω) δακτύλιος εμβόλου ονομάζεται δακτύλιος ξύστρου λαδιού και ο άνω (άνω) δακτύλιος ονομάζεται δακτύλιος συμπίεσης, δηλαδή παρέχει υψηλό βαθμό συμπίεσης του μίγματος.

Όταν ένα μείγμα καυσίμου-αέρα ή καυσίμου εισέρχεται στον κύλινδρο από το καρμπυρατέρ ή το μπεκ ψεκασμού, συμπιέζεται από το έμβολο καθώς κινείται προς τα πάνω και αναφλέγεται από ηλεκτρική εκκένωση από το μπουζί (σε έναν κινητήρα ντίζελ, το μείγμα αναφλέγεται αυτόματα λόγω της απότομης συμπίεσης). Τα προκύπτοντα αέρια καύσης έχουν σημαντικά μεγαλύτερο όγκο από το αρχικό μείγμα καυσίμου και, κατά την επέκταση, ωθούν απότομα το έμβολο προς τα κάτω. Έτσι, η θερμική ενέργεια του καυσίμου μετατρέπεται σε παλινδρομική (πάνω και κάτω) κίνηση του εμβόλου στον κύλινδρο.

Στη συνέχεια, πρέπει να μετατρέψετε αυτήν την κίνηση σε περιστροφή του άξονα. Αυτό συμβαίνει ως εξής: μέσα στη φούστα του εμβόλου υπάρχει ένας πείρος στον οποίο είναι στερεωμένο το άνω μέρος της ράβδου σύνδεσης, το τελευταίο στερεώνεται περιστροφικά στον στροφαλοφόρο. Ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται ελεύθερα σε ρουλεμάν στήριξης που βρίσκονται στον στροφαλοθάλαμο του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Όταν το έμβολο κινείται, η ράβδος σύνδεσης αρχίζει να περιστρέφει τον στροφαλοφόρο άξονα, από τον οποίο μεταδίδεται η ροπή στο κιβώτιο ταχυτήτων και - στη συνέχεια μέσω του συστήματος μετάδοσης - στους κινητήριους τροχούς.

Προδιαγραφές κινητήρα - Προδιαγραφές κινητήρα Κατά την κίνηση πάνω-κάτω, το έμβολο έχει δύο θέσεις που ονομάζονται νεκρά κέντρα. Το άνω νεκρό κέντρο (TDC) είναι η στιγμή της μέγιστης ανύψωσης του κεφαλιού και ολόκληρου του εμβόλου προς τα πάνω, μετά την οποία αρχίζει να κινείται προς τα κάτω. κάτω νεκρό κέντρο (BDC) - η χαμηλότερη θέση του εμβόλου, μετά την οποία αλλάζει το διάνυσμα κατεύθυνσης και το έμβολο ορμά προς τα πάνω. Η απόσταση μεταξύ TDC και BDC ονομάζεται διαδρομή εμβόλου, ο όγκος του άνω μέρους του κυλίνδρου στη θέση του εμβόλου στο TDC σχηματίζει θάλαμο καύσης και ο μέγιστος όγκος του κυλίνδρου στη θέση του εμβόλου στο BDC ονομάζεται συνήθως ο συνολικός όγκος του κυλίνδρου. Η διαφορά μεταξύ του συνολικού όγκου και του όγκου του θαλάμου καύσης ονομάζεται όγκος εργασίας του κυλίνδρου.
Ο συνολικός όγκος λειτουργίας όλων των κυλίνδρων ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης αναφέρεται στα τεχνικά χαρακτηριστικά του κινητήρα, εκφρασμένος σε λίτρα, επομένως, στην καθημερινή ζωή ονομάζεται μετατόπιση κινητήρα. Το δεύτερο πιο σημαντικό χαρακτηριστικό οποιουδήποτε κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι ο λόγος συμπίεσης (CC), οριζόμενος ως το πηλίκο του διαχωρισμού του συνολικού όγκου με τον όγκο του θαλάμου καύσης. Για κινητήρες καρμπυρατέρ, το CC κυμαίνεται από 6 έως 14, για κινητήρες ντίζελ - από 16 έως 30. Αυτός ο δείκτης, μαζί με τον όγκο του κινητήρα, καθορίζει την ισχύ, την απόδοση και την απόδοση καύσης του μίγματος καυσίμου-αέρα, το οποίο επηρεάζει την τοξικότητα των εκπομπών κατά τη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης ...
Η ισχύς του κινητήρα έχει δυαδική ονομασία - σε ιπποδύναμη (hp) και σε κιλοβάτ (kW). Για να μετατρέψετε τις μονάδες η μία στην άλλη, εφαρμόζεται ένας συντελεστής 0,735, δηλαδή 1 hp. \u003d 0,735 kW.
Ο κύκλος λειτουργίας ενός τετράχρονου κινητήρα εσωτερικής καύσης καθορίζεται από δύο περιστροφές του στροφαλοφόρου άξονα - μισή περιστροφή ανά κύκλο, που αντιστοιχεί σε μία διαδρομή εμβόλου. Εάν ο κινητήρας είναι μονοκύλινδρος, τότε υπάρχει ανομοιογένεια στη λειτουργία του: μια απότομη επιτάχυνση της διαδρομής του εμβόλου κατά την εκρηκτική καύση του μείγματος και η επιβράδυνσή του καθώς πλησιάζει το BDC και περαιτέρω. Για να σταματήσει αυτή η ανισότητα, ένας τεράστιος δίσκος σφονδύλου με υψηλή αδράνεια τοποθετείται στον άξονα έξω από το περίβλημα του κινητήρα, λόγω του οποίου η ροπή περιστροφής του άξονα γίνεται πιο σταθερή στο χρόνο.

Η αρχή λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης
Ένα σύγχρονο αυτοκίνητο οδηγείται συνήθως από έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης. Υπάρχουν πολλοί τέτοιοι κινητήρες. Διαφέρουν ως προς τον όγκο, τον αριθμό των κυλίνδρων, την ισχύ, την ταχύτητα περιστροφής, τα καύσιμα που χρησιμοποιούνται (κινητήρες εσωτερικής καύσης ντίζελ, βενζίνης και αερίου). Όμως, κατ 'αρχήν, φαίνεται ότι είναι η συσκευή του κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Πώς λειτουργεί ένας κινητήρας και γιατί ονομάζεται τετράχρονος κινητήρας εσωτερικής καύσης; Η εσωτερική καύση είναι σαφής. Τα καύσιμα καίγονται μέσα στον κινητήρα. Γιατί 4 κινήσεις κινητήρα, τι είναι αυτό; Πράγματι, υπάρχουν επίσης δίχρονοι κινητήρες. Αλλά χρησιμοποιούνται σπάνια σε αυτοκίνητα.
Ο τετράχρονος κινητήρας ονομάζεται λόγω του γεγονότος ότι η εργασία του μπορεί να χωριστεί σε τέσσερα, ίσα χρονικά, μέρη. Το έμβολο κινείται τέσσερις φορές μέσω του κυλίνδρου - δύο φορές πάνω και δύο φορές κάτω. Η διαδρομή ξεκινά όταν το έμβολο βρίσκεται στο ακραίο χαμηλό ή υψηλό σημείο του. Για τους αυτοκινητιστές αυτό ονομάζεται κορυφαίο νεκρό κέντρο (TDC) και κάτω νεκρό κέντρο (BDC).
Πρώτο εγκεφαλικό επεισόδιο - εγκεφαλικό επεισόδιο

Το πρώτο εγκεφαλικό επεισόδιο, επίσης γνωστό ως πρόσληψη, ξεκινά από το TDC (κορυφαίο νεκρό κέντρο). Προχωρώντας προς τα κάτω, το έμβολο απορροφά το μείγμα αέρα-καυσίμου στον κύλινδρο. Η λειτουργία αυτής της διαδρομής συμβαίνει όταν η βαλβίδα εισαγωγής είναι ανοιχτή. Παρεμπιπτόντως, υπάρχουν πολλοί κινητήρες με πολλαπλές βαλβίδες εισαγωγής. Ο αριθμός, το μέγεθος και ο χρόνος τους σε ανοιχτή κατάσταση μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την ισχύ του κινητήρα. Υπάρχουν κινητήρες στους οποίους, ανάλογα με το πάτημα του πεντάλ γκαζιού, υπάρχει μια αναγκαστική αύξηση του χρόνου που οι βαλβίδες εισαγωγής είναι ανοιχτές. Αυτό γίνεται για να αυξηθεί η ποσότητα απορροφημένου καυσίμου, η οποία, μετά την ανάφλεξη, αυξάνει την ισχύ του κινητήρα. Το αυτοκίνητο, σε αυτήν την περίπτωση, μπορεί να επιταχυνθεί πολύ πιο γρήγορα.

Δεύτερος ρυθμός - ρυθμός συμπίεσης

Η επόμενη διαδρομή του κινητήρα είναι η διαδρομή συμπίεσης. Αφού το έμβολο φτάσει στο κάτω σημείο, αρχίζει να ανεβαίνει προς τα πάνω, συμπιέζοντας έτσι το μείγμα που εισήλθε στον κύλινδρο στην διαδρομή εισαγωγής. Το μείγμα καυσίμου συμπιέζεται στον όγκο του θαλάμου καύσης. Τι είναι αυτή η κάμερα; Ο ελεύθερος χώρος μεταξύ της κορυφής του εμβόλου και της κορυφής του κυλίνδρου όταν το έμβολο βρίσκεται στο άνω νεκρό κέντρο ονομάζεται θάλαμος καύσης. Οι βαλβίδες είναι εντελώς κλειστές κατά τη διάρκεια αυτής της διαδρομής του κινητήρα. Όσο πιο σφιχτά είναι κλειστά, τόσο καλύτερη είναι η συμπίεση. Σε αυτήν την περίπτωση, η κατάσταση του εμβόλου, του κυλίνδρου, του δακτυλίου εμβόλου έχει μεγάλη σημασία. Εάν υπάρχουν μεγάλα κενά, τότε η καλή συμπίεση δεν θα λειτουργήσει και, κατά συνέπεια, η ισχύς ενός τέτοιου κινητήρα θα είναι πολύ χαμηλότερη. Η συμπίεση μπορεί να ελεγχθεί με μια ειδική συσκευή. Με το μέγεθος της συμπίεσης, μπορεί κανείς να συμπεράνει σχετικά με το βαθμό φθοράς του κινητήρα.

Τρίτος κύκλος - εγκεφαλικό επεισόδιο

Ο τρίτος κύκλος είναι λειτουργικός, ξεκινά από το TDC. Δεν είναι τυχαίο ότι λέγεται εργαζόμενος. Σε τελική ανάλυση, σε αυτό το ρυθμό γίνεται η δράση που κάνει το αυτοκίνητο να κινείται. Σε αυτόν τον κύκλο, το σύστημα ανάφλεξης τίθεται σε λειτουργία. Γιατί ονομάζεται αυτό το σύστημα; Ναι, επειδή είναι υπεύθυνη για την ανάφλεξη του μίγματος καυσίμου που συμπιέζεται στον κύλινδρο στον θάλαμο καύσης. Λειτουργεί πολύ απλά - το κερί του συστήματος δίνει μια σπίθα. Για να είμαστε δίκαιοι, αξίζει να σημειωθεί ότι ο σπινθήρας εκπέμπεται από το μπουζί μερικούς βαθμούς πριν το έμβολο φτάσει στο κορυφαίο σημείο. Αυτοί οι βαθμοί, σε έναν σύγχρονο κινητήρα, ρυθμίζονται αυτόματα από τους "εγκεφάλους" του αυτοκινήτου.
Μετά την ανάφλεξη του καυσίμου, συμβαίνει έκρηξη - αυξάνεται απότομα ο όγκος, αναγκάζοντας το έμβολο να κινηθεί προς τα κάτω. Οι βαλβίδες σε αυτή τη διαδρομή του κινητήρα, όπως στην προηγούμενη, βρίσκονται σε κλειστή κατάσταση.

Τέταρτο μέτρο - ρυθμός απελευθέρωσης

Η τέταρτη διαδρομή του κινητήρα, η τελευταία είναι η εξάτμιση. Έχοντας φτάσει στο κάτω σημείο, μετά τη διαδρομή εργασίας, η βαλβίδα εξαγωγής στον κινητήρα αρχίζει να ανοίγει. Μπορεί να υπάρχουν πολλές τέτοιες βαλβίδες, καθώς και βαλβίδες εισαγωγής. Προχωρώντας προς τα πάνω, το έμβολο αφαιρεί τα καυσαέρια από τον κύλινδρο μέσω αυτής της βαλβίδας - το αερίζει. Ο βαθμός συμπίεσης στους κυλίνδρους, η πλήρης αφαίρεση των καυσαερίων και η απαιτούμενη ποσότητα αναρροφούμενου μίγματος καυσίμου-αέρα εξαρτώνται από την ακριβή λειτουργία των βαλβίδων.

Μετά το τέταρτο μέτρο, είναι η σειρά του πρώτου. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται κυκλικά. Και λόγω του τι συμβαίνει η περιστροφή - η λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης και για τις 4 διαδρομές, που κάνει το έμβολο να ανεβαίνει και να πέφτει στις πιέσεις συμπίεσης, εξάτμισης και εισαγωγής; Το γεγονός είναι ότι όλη η ενέργεια που λαμβάνεται σε μια διαδρομή εργασίας δεν κατευθύνεται στην κίνηση του αυτοκινήτου. Μέρος της ενέργειας χρησιμοποιείται για να χαλαρώσει ο σφόνδυλος. Και αυτός, υπό την επίδραση της αδράνειας, γυρίζει τον στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα, μετακινώντας το έμβολο κατά τη διάρκεια των "μη λειτουργικών" κτυπημάτων.

Μηχανισμός διανομής αερίου

Ο μηχανισμός διανομής αερίων (GRM) έχει σχεδιαστεί για έγχυση καυσίμου και καυσαέρια σε κινητήρες εσωτερικής καύσης. Ο ίδιος ο μηχανισμός διανομής αερίου χωρίζεται σε μια κάτω βαλβίδα, όταν ο εκκεντροφόρος άξονας βρίσκεται στο μπλοκ κυλίνδρων, και μια εναέρια βαλβίδα. Ο μηχανισμός εναέριας βαλβίδας υπονοεί τη θέση του εκκεντροφόρου στην κυλινδροκεφαλή (κυλινδροκεφαλή). Υπάρχουν επίσης εναλλακτικοί μηχανισμοί χρονισμού βαλβίδων, όπως ένα σύστημα χρονισμού μανικιών, ένα δεσμοδρομικό σύστημα και ένας μηχανισμός μεταβλητής φάσης.
Για δίχρονους κινητήρες, ο χρονισμός βαλβίδων πραγματοποιείται με τη χρήση θυρών εισόδου και εξόδου στον κύλινδρο. Για τετράχρονους κινητήρες, το πιο κοινό σύστημα εναέριων βαλβίδων είναι αυτό που θα συζητηθεί παρακάτω.

Συσκευή χρονισμού
Στο πάνω μέρος του κυλίνδρου υπάρχει κυλινδροκεφαλή (κυλινδροκεφαλή) με εκκεντροφόρο άξονα, βαλβίδες, ωστικά ή βραχίονες. Η τροχαλία κίνησης εκκεντροφόρου βρίσκεται έξω από την κυλινδροκεφαλή. Για να αποφευχθεί η διαρροή λαδιού κινητήρα κάτω από το κάλυμμα της βαλβίδας, τοποθετείται μια τσιμούχα λαδιού στο στροφείο εκκεντροφόρου. Το ίδιο το κάλυμμα της βαλβίδας είναι τοποθετημένο σε μια φλάντζα ανθεκτική στο λάδι-βενζίνη. Ο ιμάντας χρονισμού ή η αλυσίδα τοποθετείται στην τροχαλία εκκεντροφόρου και οδηγείται από το γρανάζι στροφαλοφόρου. Οι κύλινδροι τάνυσης χρησιμοποιούνται για την τάνυση του ιμάντα και για την αλυσίδα χρησιμοποιούνται παπούτσια τάνυσης. Συνήθως, ο ιμάντας χρονισμού οδηγεί την αντλία ψύξης νερού, τον ενδιάμεσο άξονα για το σύστημα ανάφλεξης και την κίνηση για την αντλία υψηλής πίεσης της αντλίας ψεκασμού (για εκδόσεις ντίζελ).
Στην αντίθετη πλευρά του εκκεντροφόρου άξονα, ένας ενισχυτής κενού, ένα υδραυλικό τιμόνι ή μια γεννήτρια αυτοκινήτου μπορεί να οδηγηθεί με άμεση κίνηση ή μέσω ενός ιμάντα.

Ο εκκεντροφόρος άξονας είναι ένας άξονας με μηχανήματα πάνω σε αυτό. Τα έκκεντρα βρίσκονται κατά μήκος του άξονα έτσι ώστε κατά τη διαδικασία περιστροφής, σε επαφή με τα ωστικά βαλβίδα, να πιέζονται ακριβώς σύμφωνα με τις διαδρομές λειτουργίας του κινητήρα.
Υπάρχουν κινητήρες με δύο εκκεντροφόρους άξονες (DOHC) και μεγάλο αριθμό βαλβίδων. Όπως στην πρώτη περίπτωση, οι τροχαλίες κινούνται με έναν μόνο ιμάντα χρονισμού και αλυσίδα. Κάθε εκκεντροφόρος κλείνει έναν τύπο βαλβίδας εισαγωγής ή εξαγωγής.
Η βαλβίδα πιέζεται από ένα βραχίονα βραχίονα (πρώιμοι κινητήρες) ή ένα ωθητικό. Υπάρχουν δύο τύποι ώθησης. Το πρώτο είναι τα ωστικά, όπου το κενό ρυθμίζεται από τις ροδέλες βαθμονόμησης, το δεύτερο είναι τα υδραυλικά ωστικά. Το υδραυλικό ωθητικό μαλακώνει την πρόσκρουση στη βαλβίδα χάρη στο λάδι που περιέχει. Δεν απαιτείται ρύθμιση εκκαθάρισης από cam-to-follower.

Η αρχή της λειτουργίας του χρονισμού

Ολόκληρη η διαδικασία χρονισμού βαλβίδων μειώνεται στη σύγχρονη περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα και του εκκεντροφόρου άξονα. Εκτός από το άνοιγμα των βαλβίδων εισαγωγής και εξαγωγής σε ένα ορισμένο σημείο στη θέση των εμβόλων.
Τα σημάδια ευθυγράμμισης χρησιμοποιούνται για την ακριβή τοποθέτηση του εκκεντροφόρου σε σχέση με τον στροφαλοφόρο άξονα. Πριν βάλετε τον ιμάντα χρονισμού, τα σημάδια είναι ευθυγραμμισμένα και σταθερά. Στη συνέχεια, ο ιμάντας τίθεται, οι τροχαλίες "απελευθερώνονται", μετά την οποία ο ιμάντας τεντώνεται με κυλίνδρους τάνυσης.
Όταν η βαλβίδα ανοίγει με το βραχίονα του βραχίονα, συμβαίνουν τα ακόλουθα: ο εκκεντροφόρος άξονας με ένα έκκεντρο «τρέχει πάνω» στον βραχίονα του βραχίονα, ο οποίος πιέζει τη βαλβίδα, αφού περάσει το έκκεντρο, η βαλβίδα κλείνει κάτω από τη δράση του ελατηρίου. Σε αυτήν την περίπτωση, οι βαλβίδες είναι διατεταγμένες σε σχήμα v.
Εάν χρησιμοποιούνται κινητήρες στον κινητήρα, τότε ο εκκεντροφόρος βρίσκεται ακριβώς πάνω από τα ωστικά, ενώ περιστρέφεται, πιέζοντας με τα έκκεντρα πάνω τους. Το πλεονέκτημα ενός τέτοιου ιμάντα χρονισμού είναι ο χαμηλός θόρυβος, η χαμηλή τιμή, η συντήρηση.
Σε έναν κινητήρα αλυσίδας, ολόκληρη η διαδικασία χρονισμού είναι η ίδια, μόνο όταν συναρμολογείται ο μηχανισμός, η αλυσίδα τοποθετείται στον άξονα μαζί με την τροχαλία.

μηχανισμός στροφάλου

Ο μηχανισμός στροφάλου (εφεξής συντομογραφία - KShM) - μηχανισμός κινητήρα. Ο κύριος σκοπός του KShM είναι να μετατρέψει τις παλινδρομικές κινήσεις ενός κυλινδρικού εμβόλου σε περιστροφικές κινήσεις του στροφαλοφόρου άξονα σε κινητήρα εσωτερικής καύσης και αντιστρόφως.

Συσκευή KShM
Εμβολο

Το έμβολο έχει τη μορφή κυλίνδρου από κράματα αλουμινίου. Η κύρια λειτουργία αυτού του μέρους είναι να μετατρέψει την αλλαγή της πίεσης αερίου σε μηχανική εργασία, ή αντίστροφα, να αυξήσει την πίεση με παλινδρομική.
Το έμβολο είναι κάτω, κεφάλι και φούστα διπλωμένα μεταξύ τους, τα οποία εκτελούν εντελώς διαφορετικές λειτουργίες. Το έμβολο με επίπεδη, κοίλη ή κυρτή μορφή περιέχει θάλαμο καύσης. Η κεφαλή έχει αυλακώσεις όπου βρίσκονται οι δακτύλιοι εμβόλου (συμπίεση και ξύστρα λαδιού). Οι δακτύλιοι συμπίεσης εμποδίζουν τη διαφυγή αερίων στον στροφαλοθάλαμο και οι δακτύλιοι ξύστρου λαδιού βοηθούν στην απομάκρυνση του υπερβολικού λαδιού στα εσωτερικά τοιχώματα του κυλίνδρου. Στη φούστα υπάρχουν δύο προεξοχές που προσαρμόζουν τον πείρο εμβόλου που συνδέει το έμβολο στη ράβδο σύνδεσης.

Κατασκευασμένο με σφράγιση ή σφυρήλατο χάλυβα (σπάνια τιτάνιο) η ράβδος σύνδεσης έχει αρθρωτούς συνδέσμους. Ο κύριος ρόλος της ράβδου σύνδεσης είναι η μετάδοση της δύναμης του εμβόλου στον στροφαλοφόρο άξονα. Ο σχεδιασμός της ράβδου σύνδεσης προϋποθέτει την παρουσία μιας άνω και κάτω κεφαλής, καθώς και μιας ράβδου με τμήμα Ι. Στην άνω κεφαλή και στις προεξοχές υπάρχει ένας περιστρεφόμενος ("πλωτός") πείρος εμβόλου και η κάτω κεφαλή είναι πτυσσόμενη, επιτρέποντας έτσι μια στενή σύνδεση με το στροφείο του άξονα. Η σύγχρονη τεχνολογία ελεγχόμενου διαχωρισμού της κάτω κεφαλής επιτρέπει υψηλή ακρίβεια σύνδεσης των μερών της.

Ο σφόνδυλος είναι τοποθετημένος στο άκρο του στροφαλοφόρου άξονα. Σήμερα, σφόνδυλοι δύο μαζών χρησιμοποιούνται ευρέως, με τη μορφή δύο, ελαστικά διασυνδεδεμένων δίσκων. Το γρανάζι του σφονδύλου εμπλέκεται άμεσα στην εκκίνηση του κινητήρα μέσω της μίζας.

Κυλινδροκεφαλή και κεφαλή

Το μπλοκ κυλίνδρων και η κυλινδροκεφαλή είναι χυτοσίδηρο (σπάνια - κράματα αλουμινίου). Το μπλοκ κυλίνδρων περιέχει μπουφάν ψύξης, κρεβάτια για ρουλεμάν στροφαλοφόρου άξονα και εκκεντροφόρου άξονα, καθώς και σημεία στήριξης για όργανα και συγκροτήματα. Ο ίδιος ο κύλινδρος λειτουργεί ως οδηγός για τα έμβολα. Η κυλινδροκεφαλή περιέχει θάλαμο καύσης, θυρίδες εισαγωγής και εξάτμισης, ειδικές οπές με σπείρωμα για μπουζί, δακτυλίους και καθίσματα με πίεση. Η στεγανότητα της σύνδεσης μεταξύ του μπλοκ κυλίνδρων και της κεφαλής παρέχεται από ένα παρέμβυσμα. Επιπλέον, η κυλινδροκεφαλή καλύπτεται με ένα σφραγισμένο κάλυμμα και μεταξύ τους, κατά κανόνα, τοποθετείται ένα λαστιχένιο παρέμβυσμα ανθεκτικό στο λάδι.

Γενικά, το έμβολο, η επένδυση κυλίνδρου και η συνδετική ράβδος σχηματίζουν την ομάδα κυλίνδρου ή εμβόλου κυλίνδρου του μηχανισμού μανιβέλας. Οι σύγχρονοι κινητήρες μπορούν να έχουν έως και 16 ή περισσότερους κυλίνδρους.