Leta 1799 je prejel patent za uporabo in način pridobivanja svetlobnega plina s suho destilacijo lesa ali premoga, vendar svetlobni plin ni bil primeren le za razsvetljavo.
Čast gradnje komercialno uspešnega motorja notranje izgorevanje pripada belgijskemu mehaniku Jean Etiennu Lenoirju. Delo v tovarni galvanizacije je Lenoir prišel do zaključka, da mešanica zraka in goriva v plinskem motorju se lahko vžge z električno iskro in se je odločil, da bo na podlagi te ideje izdelal motor. Potem ko je Lenoir razmislil o težavah, ki so se pojavile na tej poti (tesen hod in pregrevanje bata, kar je vodilo do zasega), je Lenoir ustvaril izvedljiv motor z notranjim zgorevanjem. Leta 1864 je bilo izdelanih več kot tristo teh motorjev različnih zmogljivosti. Ko je postal bogat, je Lenoir prenehal delati na nadaljnjem izboljševanju svojega avtomobila, kar je vnaprej določilo njegovo usodo - s trga ga je izrinil naprednejši motor, ki ga je ustvaril nemški izumitelj August Otto, in leta 1864 prejel patent za izum svojega modela plinskega motorja.
Leta 1864 je nemški izumitelj Augusto Otto z bogatim inženirjem Langenom podpisal sporazum o izvedbi njegovega izuma - ustanovljeno je bilo podjetje Otto and Company. Niti Otto niti Langen nista imela dovolj znanja na področju elektrotehnike in tega nista hotela zavrniti električni vžig... Vžgali so jih z odprtim plamenom skozi cev. Valj motorja Otto je bil za razliko od motorja Lenoir navpičen. Vrtljiva gred je bila nameščena čez valj s strani. Načelo delovanja: vrtljiva gred je bat dvignila za 1/10 višine cilindra, zaradi česar je pod batom nastal redčen prostor in je bila vsesana mešanica zraka in plina. Zmes se je nato vžgala. Med eksplozijo se je tlak pod batom povečal na približno 4 atm. Pod delovanjem tega tlaka se je bat dvignil, količina plina se je povečala in tlak padel. Bat je najprej pod tlakom plina, nato pa po vztrajnosti naraščal, dokler pod njim ni nastal vakuum. Tako je bila energija zgorelega goriva v motorju porabljena z največjo učinkovitostjo. To je bila glavna Ottova najdba. Delovni hod bata navzdol se je začel pod vplivom atmosferskega tlaka in potem, ko je tlak v jeklenki dosegel atmosferski, se je izpušni ventil odprl in bat je s svojo maso izpodrival izpušne pline. Zaradi popolnejše širitve izdelkov učinkovitost zgorevanja ta motor je bil bistveno višji od izkoristka Lenoirjevega motorja in je dosegel 15%, to je presegel učinkovitost najboljših parni stroji tisti čas. Poleg tega so bili Ottovi motorji skoraj petkrat varčnejši od motorjev Lenoir, takoj so začeli zelo povpraševati. V naslednjih letih jih je bilo proizvedenih približno pet tisoč. Kljub temu se je Otto trudil, da bi izboljšal njihov dizajn. Kmalu je bil uporabljen ročični pogon. Vendar je bil najpomembnejši njegov izum narejen leta 1877, ko je Otto prejel patent za nov motor s štiritaktnim ciklom. Ta cikel je v središču večine bencinskih in bencinskih motorjev do danes.
Tipi motorjev z notranjim zgorevanjem
Batni motor z notranjim zgorevanjem
Rotacijski ICE
Plinskoturbinski motor z notranjim zgorevanjem
- Batni motorji - zgorevalna komora je vsebovana v jeklenki, kjer se toplotna energija goriva pretvori v mehansko energijo, ki se iz translacijskega gibanja bata s pomočjo ročičnega mehanizma spremeni v rotacijsko energijo.
Motorji z notranjim zgorevanjem so razvrščeni:
a) Po dogovoru - delijo se na prevozne, stacionarne in posebne.
b) Po vrsti uporabljenega goriva - lahka tekočina (bencin, plin), težka tekočina (dizelsko gorivo, ladijsko kurilno olje).
c) Glede na način tvorbe gorljive mešanice - zunanji (uplinjač, \u200b\u200bbrizgalna) in notranji (v valju motorja z notranjim zgorevanjem).
d) Način vžiga (s prisilnim vžigom, s kompresijskim vžigom, kalorično).
e) Glede na razporeditev valjev, vrstni, navpični, nasproti eni in dve ročični gredi, v obliki črke V z zgornjo in spodnjo ročično gredjo, v obliki črke VR in v obliki črke W, enovrstne in dvovrstne zvezde, v obliki črke H, dvovrstne z vzporednimi ročičnimi gredmi, "dvojni ventilator", v obliki diamanta, trikraki in nekateri drugi.
Bencin
Bencinski uplinjač
Delovni cikel štiritaktnega motorja z notranjim zgorevanjem traja dva celotni promet ročica, sestavljena iz štirih ločenih gibov:
- vnos,
- kompresija naboja,
- delovna kap in
- sprostitev (izpuh).
Spremembo delovnih gibov zagotavlja poseben mehanizem za distribucijo plina, najpogosteje ga predstavlja en ali dva odmične gredi, sistem potisnikov in ventilov, ki neposredno zagotavljajo fazno spremembo. Nekateri motorji z notranjim zgorevanjem so v ta namen uporabili obloge za tuljave (Ricardo) s sesalnimi in / ali izpušnimi odprtinami. V tem primeru je bila komunikacija votline valja s kolektorji zagotovljena z radialnimi in rotacijskimi gibi tuljave tulca, pri čemer so okna odpirala želeni kanal. Zaradi posebnosti plinske dinamike - vztrajnosti plinov, časa pojava plinskega vetra, sesalnega, udarnega in izpušnega udara v resničnem štiritaktnem ciklu prekrivanja se to imenuje čas prekrivanja ventilov... Večja kot je obratovalna hitrost motorja, večje je fazno prekrivanje in večje je, nižji navor motorja z notranjim zgorevanjem je za nizki vrtljaji... Zato v sodobni motorji naprave za notranje izgorevanje se vse pogosteje uporabljajo za spreminjanje časa ventilov med delovanjem. V ta namen so še posebej primerni motorji z regulacijo elektromagnetnega ventila (BMW, Mazda). Na voljo so tudi motorji s spremenljivim razmerjem kompresije (SAAB) z večjo prilagodljivostjo zmogljivosti.
Dvotaktni motorji imajo različne postavitve in najrazličnejše strukturne sisteme. Osnovno načelo vsakega dvotaktnega motorja je, da bat opravlja funkcije razdelilnega elementa plina. Delovni cikel je, strogo gledano, sestavljen iz treh korakov: delovni hod, ki traja od zgornje mrtve točke ( TDC) do 20-30 stopinj do mrtve točke spodaj ( NMT), odstranjevanje, dejansko kombinira sesanje in izpuh ter stiskanje, ki traja od 20-30 stopinj po BDC do TDC. Čiščenje je z vidika plinske dinamike šibek člen dvotaktnega cikla. Po eni strani je nemogoče zagotoviti popolno ločitev svežega naboja in izpušni plinizato je bodisi izguba sveže mešanice neizogibna, kar dobesedno odleti izpušna cev (če je motor z notranjim zgorevanjem dizelski, govorimo o izgubi zraka), po drugi strani pa delovni hod ne traja pol vrtljaja, ampak manj, kar samo po sebi zmanjša učinkovitost. Hkrati je trajanje izjemno pomemben postopek izmenjave plina v štiritaktnem motorju, ki zavzame polovico delovnega cikla, ni mogoče povečati. Dvotaktni motorji morda sploh nimajo sistema za distribucijo plina. Če pa ne govorimo o poenostavljenih poceni motorjih, je dvotaktni motor zaradi obvezne uporabe puhala ali sistema pod tlakom bolj zapleten in dražji, povečana toplotna gostota CPG zahteva dražje materiale za bate, obroče, obloge cilindrov. Izvajanje funkcij razdelilnega elementa s strani bata s strani bata zahteva, da njegova višina ni manjša od giba bata + višine pihalnih lukenj, kar je pri mopedu sicer nekritično, a bat bistveno težji tudi pri sorazmerno majhnih močeh. Ko se moč meri v stotinah konjskih moči, povečanje mase bata postane zelo resen dejavnik. Uvedba vertikalnih tulcev za razdeljevanje hoda pri Ricardovih motorjih je bila poskus, da se omogoči zmanjšanje velikosti in teže bata. Sistem se je izkazal za zapletenega in dragega za izvedbo, razen v letalstvu takšnih motorjev ni bilo nikjer drugje. Izpušni ventili (z enotokovnim pihanjem) imajo dvakrat večjo toplotno intenzivnost kot izpušni ventili štiritaktnih motorjev in slabše pogoje za odvajanje toplote, njihovi sedeži pa imajo daljši neposreden stik z izpušnimi plini.
Najenostavnejši z vidika vrstnega reda dela in najbolj zapleten z vidika oblikovanja je sistem Fairbanks - Morse, predstavljen v ZSSR in v Rusiji, predvsem z dizelskimi lokomotivskimi dizelskimi motorji serije D100. Ta motor je simetričen sistem z dvema gredoma z različnimi bati, od katerih je vsak povezan s svojo ročično gredjo. Tako ima ta motor dve ročični gredi, mehansko sinhronizirani; tisti, ki je povezan z izpušnimi bati, je 20-30 stopinj pred sesanjem. Zaradi tega napredka se izboljša kakovost pihanja, ki je v tem primeru neposredno pretočno, in izboljša se polnjenje jeklenke, saj so na koncu pihanja izpušni odprtini že zaprti. V 30 - 40-ih letih dvajsetega stoletja so bile predlagane sheme s pari divergentnih batov - diamantne, trikotne; obstajali so letalski dizelski motorji s tremi radialno različnimi bati, od katerih sta bila dva sesalna in ena izpušna. V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je Junkers predlagal sistem z eno gredjo z dolgimi povezovalnimi palicami, povezanimi z zgornjimi batnimi ročicami s posebnimi kladivi; zgornji bat je s pomočjo dolgih ojnic prenašal moči na ročično gred, na valj pa so bili trije koleni gredi. Na rokerskih rokavih so bili tudi kvadratni bati čistilnih votlin. Dvotaktni motorji z divergentnimi bati katerega koli sistema imajo v bistvu dve pomanjkljivosti: prvič so zelo zapleteni in dimenzijski, drugič pa imajo izpušni bati in obloge v območju izpušnih oken znatne toplotne obremenitve in nagnjenost k pregrevanju. Izpušni batni obroči so tudi toplotno obremenjeni, nagnjeni k koksanju in izgubi elastičnosti. Te lastnosti omogočajo oblikovanje taki motorji niso nepomembna naloga.
Motor z neposrednim pretokom je opremljen z odmično gredjo in izpušnimi ventili. To bistveno zmanjša zahteve za materiale in zasnovo CPG. Vstop poteka skozi okna v oblogi cilindra, ki jih odpira bat. Tako je sestavljena večina sodobnih dvotaktnih dizelskih motorjev. Območje oken in obloga na dnu sta v mnogih primerih ohlajena s polnilnim zrakom.
V primerih, ko je ena glavnih zahtev za motor znižanje stroškov, se uporabljajo različni tipi kontura okna okna okna ročične gredi - okno, povratna zanka (deflektor) v različnih izvedbah. Za izboljšanje parametrov motorja se uporabljajo različne konstrukcijske tehnike - spremenljiva dolžina dovodnih in izpušnih kanalov, število in lokacija obvodnih kanalov se lahko spreminja, uporabljajo se tuljave, vrtljivi rezalniki plina, obloge in polkna, ki spreminjajo višino oken (in s tem trenutke začetka sesanja in izpuha). Večina teh motorjev je pasivno zračno hlajena. Njihove slabosti so razmeroma nizka kakovost izmenjave plinov in izguba gorljive mešanice med pihanjem; v prisotnosti več jeklenk je treba odseke ročičnih komor ločiti in zatesniti, zasnova ročične gredi postane bolj zapletena in dražja.
Dodatne enote, potrebne za motor z notranjim zgorevanjem
Pomanjkljivost motorja z notranjim zgorevanjem je, da največjo moč razvije le v ozkem območju vrtljajev. Zato je menjalnik sestavni atribut motorja z notranjim zgorevanjem. Le v nekaterih primerih (na primer na letalih) je mogoče storiti brez zapletenega prenosa. Zamisel o hibridnem avtomobilu postopoma osvaja svet, v katerem motor vedno deluje optimalno.
Poleg tega motor z notranjim zgorevanjem zahteva sistem napajanja (za oskrbo z gorivom in zrakom - priprava mešanice goriva in zraka), izpušni sistem (za odstranjevanje izpušnih plinov) in tudi ne more brez mazalnega sistema (zasnovan za zmanjšanje sil trenja v mehanizmih motorja, zaščito delov motor pred korozijo, pa tudi v povezavi s hladilnim sistemom za vzdrževanje optimalnih toplotnih pogojev), hladilni sistemi (za vzdrževanje optimalnih toplotnih pogojev motorja), zagonski sistem (uporabljajo se zagonski načini: električni zaganjalnik, uporaba pomožnega zagonskega motorja, pnevmatski, z uporabo moči človeške mišice ), sistem vžiga (za vžig mešanice goriva in zraka, ki se uporablja v motorjih s prisilnim vžigom).
Poglej tudi
- Philippe Le Bon je francoski inženir, ki je leta 1801 prejel patent za motor z notranjim zgorevanjem s stiskanjem mešanice plina in zraka.
- Rotacijski motor: zasnove in razvrstitev
- Vrtljivo batni motor (Wankelov motor)
Opombe
Povezave
- Ben Knight "Povečanje kilometrine" // Članek o tehnologijah, ki zmanjšujejo porabo goriva avtomobilskih notranjih motorjev
Motor z notranjim izgorevanjem - motor , pri katerem gorivo gori neposredno v delovni komori ( znotraj ) motor. ICE pretvori tlak iz zgorevanje gorivo mehansko delo.
- nima dodatnih elementov za prenos toplote - gorivo, sežiganje, samo tvori delovno tekočino.
- bolj kompakten, saj nima več dodatnih enot
- lažje
- bolj ekonomično
- porabi plinaste ali tekoče snovi gorivo z zelo natančno določenimi parametri (hlapnost, plamenišče hlapov, gostota, toplota zgorevanja, oktan ali cetansko število), saj je od teh lastnosti odvisna tudi zmogljivost samega motorja z notranjim zgorevanjem.
Enciklopedični YouTube
1 / 4
Načelo delovanja motorja z notranjim zgorevanjem
Splošna naprava motorja z notranjim zgorevanjem
Lekcija 179. Motor z notranjim zgorevanjem - 1
10 najbolj čudnih mini avtomobilov z motorji z notranjim zgorevanjem
Podnapisi
Zgodovina ustvarjanja
Leta 1807 francosko-švicarski izumitelj Francois Isaac de Rivas * (François Isaac de Rivaz) izdelal prvi batni motor, pogosto imenovan motor de Rivas... Motor je deloval na plinasti vodik in imel strukturne elemente, ki so bili od takrat vključeni v nadaljnje prototipe ICE: povezovalna palica-batna skupina in vžig na iskri. Prvi praktično uporabni dvotaktni motor s plinskim zgorevanjem je zasnoval francoski mehanik Etienne Lenoir (1822-1900) leta 1860. Moč je bila 8,8 kW (11,97 l. iz.). Motor je bil enovaljni, vodoravni, dvojno delujoč stroj, ki je deloval na mešanici zraka in svetlobni plin z vžigom z električnim vžigom iz zunanjega vira. Učinkovitost motor ni presegel 4,65%. Kljub pomanjkljivostim je motor Lenoir pridobil nekaj priljubljenosti. Uporablja se kot motor čolna.
Spoznavanje motorja Lenoir, izjemnega nemškega oblikovalca Nikolaus August Otto (1832-1891) je leta 1863 ustvaril dvotaktnik atmosferski motor notranje izgorevanje. Motor je imel navpično razporeditev cilindrov, vžig z odprtim plamenom in Učinkovitost do 15%. Izpodrinili Lenoirjev motor.
Leta 1876 je Nikolaus August Otto zgradil popolnejšega štiritaktni motor z notranjim zgorevanjem.
Leta 1885 nemški inženirji Gottlieb Daimler in Wilhelm Maybach razvil lahek bencin uplinjač motor... Daimler in Maybach sta z njim ustvarila prvi motocikel leta 1885, leta 1886 pa tudi za prvi avtomobil.
Prvi praktični traktor z motorjem z notranjim zgorevanjem je bil ameriški trikolesni traktor Ivel iz leta 1902. Izdelanih je bilo približno 500 teh lahkih in močnih strojev.
Skoraj istočasno v Nemčiji po naročilu ZSSR in po projektu profesorja Yu.V.Lomonosov po osebnih navodilih V. I. Lenin v 1924 leto v nemški tovarni Esslingen (prej Kessler) v bližini Stuttgarta je bila zgrajena dizelska lokomotiva Eel2 (prvotno Yue001).
Tipi motorjev z notranjim zgorevanjem
Če je gorivo vnetljivo, se bliskavica sproži, preden doseže bat TDC ... To pa bo povzročilo, da bo bat poganjal ročično gred v nasprotni smeri - pojav, imenovan povratni požar.
Oktansko število je merilo odstotka izooktana v mešanici heptana in oktana in odraža sposobnost goriva, da se upre samovžigu, kadar je izpostavljeno temperaturi. Višja oktanska goriva omogočajo motor z visoko kompresijsko razmerje delajo brez nagnjenosti k spontanemu zgorevanju in detonaciji, zato imajo večje kompresijsko razmerje in večjo učinkovitost.
V nasprotju s splošnim prepričanjem sodobni motorji, tradicionalno imenovani dizelski, ne delujejo v skladu s tem dizelski cikel in z trinkler-Sabateov cikel z mešanim dovodom toplote.
Slabosti dizelskih motorjev so posledica posebnosti obratovalnega cikla - večje mehanske obremenitve, ki zahteva večjo konstrukcijsko trdnost in posledično povečanje dimenzij, teže in povečane stroške zaradi zapletene zasnove in uporabe dražjih materialov. Tudi dizelski motorji na račun heterogeno zgorevanje so značilne neizogibne emisije saj in povečane dušikovi oksidi v izpušnih plinih.
Plinski motorji
Motor gori kot gorivo ogljikovodiki v plinastem stanju v normalnih pogojih:
- mešanice utekočinjenih plinov - shranjene v jeklenki pod tlakom nasičenih hlapov (do 16 atm). Izhlapilo v uparjalnik tekoča ali parna faza mešanice postopoma izgublja tlak v reduktorju plina, tako da je skoraj atmosferska, in jo motor vpije v sesalni kolektor skozi mešalnik zrak-plin ali vbrizga v sesalni kolektor s pomočjo elektrike injektorji ... Vžig se izvede s pomočjo iskric, ki zdrsne med elektrodami vžigalnih svečk.
- zgoščen naravni plini - shranjeno v balon pod pritiskom 150-200 atm ... Struktura sistemov za oskrbo z električno energijo je podobna sistemom za oskrbo z utekočinjenim plinom, razlika je v odsotnosti uparjalnik.
- generator plin - prejeti plin pretvorba trdnega goriva v plinasto ... Kot trda goriva se uporabljajo:
Plin-dizel
Glavni del goriva je pripravljen kot pri eni od sort plinski motorji, vendar se ne vžge z električno svečo, temveč z vžigalnim delom dizelskega goriva, vbrizganega v valj, podobno kot dizelski motor.
Vrtljivi bat
Predlagal izumitelj Wankel v začetku 20. stoletja. Osnova motorja je trikotni rotor (bat), ki se vrti v posebni 8-obliki komori, ki deluje kot bat, ročična gred in distributer plina. Ta zasnova omogoča poljuben 4-taktni pogon dizelski cikel , Stirling ali Otto brez uporabe posebnega mehanizma za distribucijo plina. V enem vrtljaju motor izvede tri celotne delovne cikle, kar je enakovredno šestvaljnemu batnemu motorju. Serijsko izdelal NSU v Nemčiji (avtomobil RO-80), VAZ v ZSSR (VAZ-21018 "Zhiguli", VAZ-416 , VAZ-426 , VAZ-526), Mazda na Japonskem (Mazda RX-7, Mazda RX-8). Kljub svoji osnovni preprostosti ima številne pomembne strukturne težave, zaradi katerih je njeno široko izvajanje zelo težko. Glavne težave so povezane z ustvarjanjem trajnih učinkovitih tesnil med rotorjem in komoro ter z gradnjo mazalnega sistema.
V Nemčiji konec sedemdesetih let dvajsetega stoletja je bila anekdota: "Prodala bom NSU, poleg bom dala še dve kolesi, žaromet in 18 rezervnih motorjev v dobrem stanju."
- RCV - motor z notranjim zgorevanjem, katerega sistem za distribucijo plina je realiziran zaradi gibanja bata, ki se vrača, izmenično skozi vstopne in izstopne cevi.
Motor z notranjim zgorevanjem
- - motor z notranjim zgorevanjem, ki je kombinacija batnih in lopaticnih strojev (turbina, kompresor), pri katerem oba stroja v relativni meri sodelujeta pri izvajanju delovnega procesa. Primer motorja z notranjim zgorevanjem je batni motor s polnjenjem plinske turbine (turbo polnjenje). Velik prispevek k teoriji kombiniranih motorjev je prispeval sovjetski inženir, profesor A. N. Shelest.
Turbo polnjenje
Najpogostejši tip kombiniranega motorja je turbobencinski motor. Turbo polnilnik ali je tak turbopuhalo (TK, TN) polnilnik ki se sproži izpušni plini ... Ime je dobil po besedi "turbina" (fr. Turbina iz latinskega turbo - vrtinec, vrtenje). Ta naprava je sestavljena iz dveh delov: kolo turbinskega rotorja, ki ga poganjajo izpušni plini, in centrifugalni kompresor pritrjena na nasprotnih koncih skupne gredi. Curek delovne tekočine (v tem primeru izpušni plini) deluje na lopatice, pritrjene okoli oboda rotorja, in jih sproži skupaj z gredjo, ki je izdelana v enem kosu z rotorjem turbine iz zlitine blizu zlitina jekla ... Na gredi je poleg rotorja turbine še rotor kompresorja iz aluminijevih zlitin, ki ob vrtenju gredi omogoča "črpanje" zraka pod tlakom v valje motorjev z notranjim zgorevanjem. Tako kot rezultat akcije izpušni plini turbinski rotor, gred in rotor kompresorja se istočasno vrtijo na lopatice turbine. Uporaba turbopuhala v povezavi z intercoolerjem (intercoolerjem) omogoča dovajanje gostejšega zraka v cilindre motorjev z notranjim zgorevanjem (pri sodobnih turbinskih motorjih se ta shema uporablja). Kadar se v motorju uporablja turbopolnilnik, se govori o turbini, ne da bi omenili kompresor. Turbo polnilnik je en kos. Energije izpušnih plinov ne morete uporabljati za dovajanje mešanice zraka pod tlakom v jeklenke motorja z notranjim zgorevanjem z uporabo samo turbine. Vbrizg zagotavlja tisti del turbopuhala, ki se imenuje kompresor.
Vklopljeno prosti tekpri nizkih vrtljajih turbopuhalo proizvede malo energije in ga poganja majhna količina izpušnih plinov. V tem primeru je turbopolnilnik neučinkovit in motor deluje približno enako kot brez nadpolnjevanja. Ko se od motorja zahteva veliko večja izhodna moč, se povečajo tudi njegovi vrtljaji in zračnost plina. Dokler je izpušnih plinov dovolj za vrtenje turbine, se skozi sesalni kolektor dovaja veliko več zraka.
Turbo polnjenje omogoča učinkovitejšemu delovanju motorja, ker turbopolnilnik porablja energijo izpušnih plinov, ki bi sicer (največ) zapravila.
Vendar pa obstaja tehnološka omejitev, znana kot "turbo lag" ("turbo lag") (z izjemo motorjev z dvema turbopuhaloma - majhnim in velikim, ko majhen TK deluje pri nizkih hitrostih, velik pa pri visokih hitrostih, ki skupaj zagotavlja potrebno količino zračne mešanice jeklenkam ali če uporabljamo turbino s spremenljivo geometrijo, motošport uporablja tudi prisilno pospeševanje turbine z uporabo sistema za rekuperacijo energije). Moč motorja se ne poveča takoj zaradi dejstva, da bo potreben določen čas za spreminjanje hitrosti motorja, ki ima nekaj vztrajnosti, in tudi zaradi dejstva, da večja kot je masa turbine, več časa bo potrebnega za odvijanje in ustvarjanje tlaka. dovolj za povečanje moči motorja. Poleg tega povečan izpušni tlak povzroči, da izpušni plini prenesejo nekaj svoje toplote. mehanski deli motor (to težavo delno rešijo proizvajalci japonskih in korejskih motorjev z notranjim zgorevanjem z namestitvijo dodatnega hladilnega sistema za turbopuhalo antifriz).
Cikli delovanja batnih motorjev z notranjim zgorevanjem
Batni motorji notranje izgorevanje so razvrščene po številu gibov v delovnem ciklu pri dvotaktni in štiritaktni.
Delovni cikel štiritaktnega motorja z notranjim zgorevanjem traja dva polna vrtljaja ali 720 stopinj vrtenja ročična gred (PKV), sestavljen iz štirih ločenih ukrepov:
- vnos,
- kompresija naboja,
- delovna kap in
- sprostitev (izpuh).
Spreminjanje delovnih gibov zagotavlja poseben mehanizem za distribucijo plina, najpogosteje ga predstavlja ena ali dve odmični gredi, sistem potisnikov in ventilov, ki neposredno zagotavljajo fazno spremembo. Nekateri motorji z notranjim zgorevanjem so v ta namen uporabili obloge za tuljave (Ricardo) s sesalnimi in / ali izpušnimi odprtinami. V tem primeru je bila komunikacija votline valja s kolektorji zagotovljena z radialnimi in rotacijskimi gibi tuljave tulca, pri čemer so okna odpirala želeni kanal. Zaradi posebnosti plinske dinamike - vztrajnosti plinov, časa pojava plinskega vetra, sesalnega, udarnega in izpušnega udara v resničnem štiritaktnem ciklu prekrivanja se to imenuje čas prekrivanja ventilov... Višja je obratovalna hitrost motorja, večje je fazno prekrivanje in večja je, nižji navor motorja z notranjim izgorevanjem pri nizkih vrtljajih. Zato se v sodobnih motorjih z notranjim zgorevanjem vse pogosteje uporabljajo naprave, ki omogočajo spreminjanje časa ventilov med delovanjem. Motorji z regulacijo elektromagnetnega ventila ( BMW , Mazda). Na voljo so tudi motorji s spremenljivim kompresijskim razmerjem (SAAB AB), ki ponujajo večjo prilagodljivost pri delovanju.
Dvotaktni motorji imajo najrazličnejše postavitve in najrazličnejše oblikovalske sisteme. Osnovno načelo katerega koli dvotaktnega motorja je, da bat opravlja funkcije elementa za distribucijo plina. Delovni cikel je, strogo gledano, sestavljen iz treh korakov: delovni hod, ki traja od vrh mrtve točke (TDC) do 20-30 stopinj do dna mrtva točka (NMT), odstranjevanje, učinkovito kombiniranje sesanja in izpuha ter stiskanja, ki traja od 20-30 stopinj po BDC do TDC. Čiščenje je z vidika plinske dinamike šibek člen dvotaktnega cikla. Po eni strani je nemogoče zagotoviti popolno ločitev svežega naboja in izpušnih plinov, zato je bodisi izguba sveže zmesi dobesedno odteče v izpušno cev neizogibna (če je motor z notranjim zgorevanjem dizelski, govorimo o izgubi zraka), po drugi strani delovni hod ne traja pol prometa, vendar manj, kar samo po sebi zmanjšuje Učinkovitost ... Hkrati ni mogoče povečati trajanja izjemno pomembnega postopka izmenjave plinov, ki pri štiritaktnem motorju zavzame polovico delovnega cikla. Dvotaktni motorji morda sploh nimajo sistema za distribucijo plina. Če pa ne govorimo o poenostavljenih poceni motorjih, je dvotaktni motor zaradi obvezne uporabe zračnega puhala ali sistema pod tlakom bolj zapleten in dražji, povečana gostota toplote CPG zahteva dražje materiale za bate, obroče in obloge cilindrov. Izvajanje funkcij razdelilnega elementa s strani bata s strani bata zahteva, da njegova višina ni manjša od giba bata + višine pihalnih lukenj, kar je pri mopedu sicer nekritično, a bat bistveno težji tudi pri sorazmerno majhnih močeh. Ko se moč meri v stotinah konjska moč , povečanje mase bata postane zelo resen dejavnik. Uvedba vertikalnih tulcev za razdeljevanje hoda pri Ricardovih motorjih je bila poskus, da se omogoči zmanjšanje velikosti in teže bata. Sistem se je izkazal za zapletenega in dragega za izvedbo, razen v letalstvu takšni motorji niso bili uporabljeni nikjer drugje. Izpušni ventili (z enotokovnim pihanjem) imajo dvakratno toplotno intenzivnost v primerjavi z izpušnimi ventili štiritaktnih motorjev in slabše pogoje za odvajanje toplote, njihovi sedeži pa imajo daljši neposreden stik z izpušnimi plini.
Najenostavnejši glede na vrstni red dela in najbolj kompleksen v smislu oblikovanja je sistem Koreyvo , zastopana v ZSSR in v Rusiji, predvsem z dizelskimi lokomotivskimi dizelskimi motorji serije D100 in tankovskimi dizelskimi motorji KhZTM. Ta motor je simetričen sistem z dvema gredoma z različnimi bati, od katerih je vsak povezan s svojo ročično gredjo. Tako ima ta motor dve ročični gredi, mehansko sinhronizirani; tista, povezana z izpušnimi bati, je 20-30 stopinj pred sesanjem. Zaradi tega napredka se izboljša kakovost pihanja, ki je v tem primeru neposredno pretočno, in izboljša se polnjenje jeklenke, saj so na koncu pihanja izpušni odprtini že zaprti. V tridesetih - štiridesetih letih dvajsetega stoletja so bile predlagane sheme s pari divergentnih batov - diamantne, trikotne; obstajali so letalski dizelski motorji s tremi radialno različnimi bati, od katerih sta bila dva sesalna in ena izpušna. V dvajsetih letih Junkers predlagal sistem z eno gredjo z dolgimi ojnicami, povezanimi z zgornjimi batnimi zatiči s posebnimi vrtljivimi kraki; zgornji bat je s pomočjo dolgih ojnic prenašal moči na ročično gred, na valj pa so bili trije koleni gredi. Na rokerskih rokavih so bili tudi kvadratni bati čistilnih votlin. Dvotaktni motorji z različnimi bati katerega koli sistema imajo v bistvu dve pomanjkljivosti: prvič so zelo zapleteni in dimenzijski, drugič pa imajo izpušni bati in obloge v območju izpušnih oken znaten temperaturni stres in nagnjenost k pregrevanju. Izpušni batni obroči so tudi toplotno obremenjeni, nagnjeni k koksanju in izgubi elastičnosti. Zaradi teh lastnosti je zasnova takšnih motorjev nepomembna naloga.
Motorji z direktnim pretokom so opremljeni z odmična gred in izpušni ventili. To bistveno zmanjša zahteve za materiale in zasnovo CPG. Vstop poteka skozi okna v oblogi cilindra, ki jih odpira bat. Tako je sestavljena večina sodobnih dvotaktnih dizelskih motorjev. Območje oken in obloga na dnu sta v mnogih primerih ohlajena s polnilnim zrakom.
V primerih, ko je ena glavnih zahtev za motor znižanje stroškov, se uporabljajo različne vrste pihanja okenskega okna okna ročične komore - zanka, povratna zanka (deflektor) v različnih modifikacijah. Za izboljšanje parametrov motorja se uporabljajo različne konstrukcijske tehnike - spremenljiva dolžina sesalnih in izpušnih kanalov, število in lokacija obvodnih kanalov se lahko spreminja, uporabljajo se tuljave, vrtljivi rezalniki plina, obloge in polkna, ki spreminjajo višino oken (in s tem trenutke začetka sesanja in izpuha). Večina teh motorjev se pasivno hladi z zrakom. Njihove slabosti so razmeroma nizka kakovost izmenjave plinov in izguba gorljive mešanice med pihanjem; v prisotnosti več jeklenk je treba odseke ročičnih komor ločiti in zatesniti, zasnova ročične gredi postane bolj zapletena in dražja.
Dodatne enote, potrebne za motor z notranjim zgorevanjem
Pomanjkljivost motorja z notranjim zgorevanjem je, da se razvija najvišje moč le v ozkem območju vrtljajev. Zato je sestavni atribut motorja z notranjim zgorevanjem prenos ... Le v nekaterih primerih (na primer v letala), lahko brez zapletenega prenosa. Ideja postopoma osvaja svet hibridni avto , pri katerem motor vedno deluje optimalno.
Poleg tega motor z notranjim zgorevanjem zahteva sistem napajanja (za dovajanje goriva in zraka - priprava mešanice goriva in zraka), izpušni sistem (za odstranjevanje izpušnih plinov) prav tako ne morete brez sistema za mazanje (zasnovan za zmanjšanje sil trenja v mehanizmih motorja, zaščito delov motorja pred korozijo in tudi skupaj s hladilnim sistemom za vzdrževanje optimalnih toplotnih pogojev), hladilnega sistema (za vzdrževanje optimalnih toplotnih pogojev motor), sistem za izstrelitev (uporabljajo se zagonske metode: električni zaganjalnik s pomočjo pomožnega zagonskega motorja, pnevmatski s pomočjo moči človeške mišice), vžigalni sistem (za vžig mešanice goriva in zraka, ki se uporablja za motorje s prisilnim vžigom).
Proizvodne tehnološke značilnosti
Visoke zahteve so postavljene pri obdelavi lukenj v različnih delih, vključno z deli motorja (luknje glave valja (glave valja)), obloge cilindrov, luknje ročice in glave bata, luknje zobnikov itd. Uporablja se visoko natančna tehnologija brušenje in brušenje.
Poglej tudi
| na Wikimedia Commons | |
| Motor z notranjim izgorevanjem na Wikinews |
- Hladilni sistem motorja z notranjim zgorevanjem
- Philippe Le Bon - francosko inženir prejeto v 1801 leto patent za motor z notranjim zgorevanjem s kompresijo mešanice plina in zraka.
- Vrtljivo batni motor (Wankelov motor)
LED je motor z notranjim zgorevanjem različna goriva neposredno znotraj same enote. Za razliko od motorjev druge vrste so ICE prikrajšani za: vse elemente, ki prenašajo toploto za nadaljnjo pretvorbo v mehansko energijo, pretvorba poteka neposredno iz zgorevanja goriva; veliko bolj kompaktna; imajo majhno težo glede na druge vrste enot s primerljivo močjo; zahtevajo uporabo določenega goriva s togimi značilnostmi temperature zgorevanja, stopnje izhlapevanja, oktansko število itd.
Štiritaktni motorji se uporabljajo v avtomobilski industriji:
1. Dovod;
2. Stiskanje;
3. Delovni udar;
4.
Sprostite.
Obstajajo pa tudi dvotaktne različice motorjev z notranjim zgorevanjem, vendar v sodobnem svetu, so omejene uporabe.
V tem članku bodo upoštevani samo motorji, nameščeni na avtomobilih.
Vrste motorjev za uporabljeno gorivo
Bencinski motorji, kot že ime pove, se uporabljajo kot gorivo za delo - bencin z različnimi oktanskimi števili in sistem prisilnega vžiga mešanica goriva z električno iskro.Razdelimo jih lahko glede na vrsto vnosa v uplinjač in vbrizg. Karburatorji zaradi težav pri finem uravnavanju že izginjajo iz proizvodnje, velika poraba bencin, neučinkovitost mešanja mešanice goriv in neskladje s sodobnimi okoljske zahteve... Pri takih motorjih se mešanje gorljive zmesi začne v komorah uplinjača in konča med potjo v sesalnem kolektorju.
Enote za vbrizg se hitro razvijajo, sistem vbrizgavanja goriva pa se izboljšuje z vsako generacijo. Prvi injektorji so imeli "eno injekcijo" z eno šobo. Pravzaprav je šlo za modernizacijo motorji uplinjača... Sčasoma so se na večini enot začeli uporabljati sistemi z ločenimi šobami za vsak valj. Uporaba injektorjev v sesalnem sistemu je omogočila natančnejši nadzor razmerja med gorivom in zrakom v različnih načinih delovanja enote, zmanjšala porabo goriva, povečala kakovost mešanice goriv ter povečala moč in okolju prijaznost agregatov.
Sodobni injektorji, nameščeni na pogonskih enotah s sistemom neposredno injiciranje gorivo v jeklenke lahko proizvede več ločenih vbrizgov goriva na takt. To še izboljša kakovost mešanice goriv in poveča porabo energije iz količine porabljenega bencina. To pomeni, da sta se ekonomičnost in zmogljivost motorjev še povečala.
Dizelske enote - uporabite princip vžiga mešanice dizelsko gorivo in zrak pri segrevanju zaradi močnega stiskanja. Hkrati se v dizelskih enotah ne uporabljajo sistemi prisilnega vžiga. Ti motorji imajo številne prednosti pred bencinskimi motorji, najprej so varčni (do 20%) s primerjalno močjo. Zaradi višjega kompresijskega razmerja v jeklenkah se porabi manj goriva, kar izboljša zgorevalne lastnosti in izhodno energijo mešanice goriv, \u200b\u200bzato je za doseganje enakih rezultatov potrebno manj goriva. Poleg tega dizelske enote ne uporabljajo dušilke, ki izboljša pretok zraka v pogonsko enoto, kar še dodatno zmanjša porabo goriva. Dizelski motorji razvijejo več navora in pri nižjih hitrostih motorne gredi.
Ne brez napak. Zaradi povečane obremenitve sten cilindra so morali oblikovalci uporabiti bolj zanesljive materiale in povečati velikost konstrukcije (povečana teža in višji proizvodni stroški). Poleg tega delovanje dizla napajalna enota - glasen zaradi značilnosti vžiga goriva. In povečana masa delov motorju ne omogoča razvoja visoki vrtljaji z enako hitrostjo kot bencin, največja vrednost vrtljajev motorne gredi pa je nižja od vrednosti vrtljajev motornih gredi.
Nekakšen motor z notranjim zgorevanjem po zasnovi
Hibridni pogonski sklop
Ta vrsta avtomobilov je začela pridobivati \u200b\u200bpriljubljenost v zadnjih letih. Zahvaljujoč njegovi učinkovitosti pri varčni porabi goriva in povečanju celotne moči vozila s kombinacijo obeh tipov agregatov. Dejansko ta zasnova predstavlja dve ločeni enoti - majhen motor z notranjim zgorevanjem (najpogosteje dizelski) in elektromotor (ali več elektromotorjev) z polnilna baterija velika zmogljivost.
Prednosti kombinacije se kažejo v zmožnosti združevanja energije obeh enot med pospeševanjem ali pri uporabi vsakega tipa motorja posebej, odvisno od potrebe. Na primer, med vožnjo v mestnem zastoju lahko deluje le elektromotor, ki prihrani dizelsko gorivo. Med vožnjo po podeželskih cestah motor z notranjim zgorevanjem deluje kot trpežnejši, močnejši in z veliko enoto rezerve moči.
Hkrati lahko posebno baterijo za elektromotorje napolnite iz generatorja ali z uporabo regenerativnega zavornega sistema, ki prihrani ne le gorivo, temveč tudi elektriko, potrebno za polnjenje akumulatorja.
Vrtljivo batni motor
Vrtljivo batni motor je izdelan v skladu z edinstvena shema gibanje batnega rotorja, ki se znotraj valja ne premika po batni poti, temveč okoli svoje osi. To je posledica posebne trikotne zasnove bata in posebne ureditve dovoda in izstopa v valju.
Zahvaljujoč tej zasnovi motor hitro poveča hitrost, kar poveča dinamične lastnosti avtomobila. Toda z razvojem klasične zasnove ICE je motor Wankel zaradi oblikovnih omejitev začel izgubljati svoj pomen. Načelo gibanja bata ne omogoča doseganja visokega kompresijskega razmerja mešanice goriva, kar izključuje uporabo dizelskega goriva. In majhen vir, zapletenost vzdrževanja in popravil ter šibek okoljska uspešnost ne dovolijo proizvajalcem avtomobilov, da razvijejo to smer.
Sorte pogonskih enot po postavitvi
Zaradi potrebe po zmanjšanju teže in dimenzij ter namestitve večjega števila batov v eno enoto je prišlo do pojava tipov motorjev glede na postavitev.Vrstni motorji
Vrstni motor je najbolj klasična različica pogonske enote. V kateri so vsi bati in valji v eni vrsti. Hkrati sodobni motorji z vrstno postavitvijo vsebujejo največ šest valjev. Ampak to je šestvaljnik vrstni motorji, imajo najboljše rezultate pri uravnoteženju vibracij med delovanjem. Edina pomanjkljivost je velika dolžina motorja glede na druge postavitve.
V-obliki motorji
Ti motorji so se pojavili kot posledica želje oblikovalcev po zmanjšanju velikosti motorjev in potrebe po namestitvi več kot šestih batov v en blok. V teh motorjih so valji v različnih ravninah. Vizualno razporeditev jeklenk tvori črko "V", od tod tudi ime. Kot med obema vrstama se imenuje kot pregiba in se zelo razlikuje in se deli ta tip motorji v podskupine.
Boxer motorji
Boxer motor, imam največji kot pregib 180 stopinj. To je oblikovalcem omogočilo, da višino enote zmanjšajo na najmanjše velikostiin razporedite obremenitev na ročična gred, povečuje svoj vir.
VR motorji
Je kombinacija lastnosti linijskih enot in enot v obliki črke V. Kot odklona pri takšnih motorjih doseže 15 stopinj, kar omogoča uporabo ene glave valja z enojnim časovnim mehanizmom ventila.
Motorji v obliki črke W
Eden najmočnejših in "ekstremnih" modelov ICE. Lahko imajo tri vrste jeklenk z velikim kotom nagiba ali dva kombinirana bloka VR. Danes so se močno razširili motorji za osem in dvanajst valjev, vendar zasnova omogoča uporabo večjega števila valjev.
Značilnosti motorja z notranjim zgorevanjem
Po pregledu veliko informacij o različni avtomobili, bo vsaka zainteresirana oseba videla nekatere osnovne parametre motorja:Moč pogonske enote, merjena v KM. (ali kWh);
Največji navor, ki ga razvije pogonska enota, izmerjen v N / m;
Večina avtomobilskih navdušencev pogonske enote deli le po moči. Toda ta delitev ni povsem pravilna. Seveda enota 200 "konjev" zaželen motor 100 "konjev" na težkem križancu. In za lahkega mestnega kombilimuzino zadostuje motor s 100 konjskimi močmi. Obstaja pa nekaj odtenkov.
Največja moč, navedeno v tehnični dokumentaciji, se doseže pri določenih hitrostih motorne gredi. Toda pri uporabi avtomobila v urbanih razmerah voznik redko vrti motor nad 2500 vrtljajev na minuto. Zato je daljši čas delovanja stroja vključen le del potencialne moči.
Toda pogosto so primeri na cesti. Kadar je treba hitrost prehitevanja močno povečati ali se izogniti v sili... Največji navor vpliva na sposobnost enote, da hitro pridobi zahtevano hitrost in moč. Preprosto povedano, navor vpliva na dinamiko vozila.
Omeniti velja majhno razliko med bencinskimi in dizelskimi motorji. Bencinski motor - zagotavlja največji navor pri vrtljajih motorne gredi od 3.500 do 6.000 na minuto in dizelski motorji lahko doseže največje parametre pri nižjih vrtljajih. Zato se mnogim zdi. Da so dizelske enote zmogljivejše in boljše "vlečejo". Toda večina najmočnejših enot uporablja bencinsko gorivo, saj lahko razvijejo večje število vrtljajev na minuto.
Za podrobno razumevanje izraza navor si oglejte enote njegove meritve: Newtoni pomnoženi z metri. Z drugimi besedami, navor določa silo, s katero bat potiska proti ročični gredi, ta pa prenaša moč na menjalnik in navsezadnje na kolesa.
Omenimo lahko tudi močno tehniko, pri kateri je največji navor dosežen s hitrostjo 1.500 na minuto. V bistvu gre za traktorje, močne prekucnike in nekaj dizelskih terenskih vozil. Seveda takim strojem ni treba vrteti motorja do največjih vrtljajev.
Na podlagi posredovanih informacij je mogoče sklepati, da je navor odvisen od prostornine pogonske enote, njenih dimenzij, velikosti delov in njihove teže. Težji kot so ti elementi, več navora prevladuje pri nizkih vrtljajih. Dizelske enote imajo več navora in nižje število vrtljajev motorne gredi (večja vztrajnost težke ročične gredi in drugih elementov ne omogoča razvoja visokih vrtljajev).
Moč avtomobilskega motorja
Treba je priznati, da sta moč in navor medsebojno povezana parametra, ki sta odvisna drug od drugega. Moč je določena količina dela, ki ga motor opravi v določenem času. Po drugi strani je delo motorja navor. Zato je moč označena kot količina navora na časovno enoto.Obstaja dobro znana formula, ki označuje razmerje moči in navora:
Moč \u003d navor * vrt / min / 9549
Kot rezultat dobimo vrednost moči v kilovatih. Toda seveda smo glede na lastnosti avtomobilov bolj navajeni, da številke vidimo v "KM". Če želite pretvoriti kilovate v KM dobljeno vrednost morate pomnožiti z 1,36.
