Bugüne kadar motor içten yanma(BUZ) veya aynı zamanda "emişli" olarak da adlandırıldığı gibi - otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılan ana motor türü. BUZ nedir? Bu, çok işlevli bir ısıtma ünitesidir. kimyasal reaksiyonlar ve fizik yasaları kimyasal enerjiyi dönüştürür yakıt karışımı mekanik kuvvete (işe) dönüşür.

İçten yanmalı motorlar ikiye ayrılır:

1. Pistonlu içten yanmalı motor.
2. Döner pistonlu içten yanmalı motor.
3. Gaz türbinli içten yanmalı motor.

Pistonlu içten yanmalı motor, yukarıdaki motorlar arasında en popüler olanıdır; dünya çapında tanınmıştır ve uzun yıllardır otomotiv endüstrisinde lider olmuştur. Cihaza daha yakından bakmayı öneriyorum BUZ ve çalışma prensibi.

Pistonlu içten yanmalı motorun avantajları şunlardır:

1. Çok yönlülük (çeşitli araçlarda kullanım).
2. Yüksek düzeyde pil ömrü.
3. Kompakt boyutlar.
4. Kabul edilebilir fiyat.
5. Hızlı başlatma yeteneği.
6. Hafif.
7. Birlikte çalışabilme yeteneği çeşitli türler yakıt.

İçten yanmalı motorun “avantajlarına” ek olarak aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi ciddi dezavantajı vardır:

1. Yüksek krank mili hızı.
2. Yüksek gürültü seviyesi.
3. Egzoz gazlarında çok yüksek düzeyde toksisite.
4. Düşük verimlilik (performans katsayısı).
5. Küçük bir servis kaynağı.

İçten yanmalı motorlar yakıt türüne göre farklılık gösterir, bunlar:

1. Benzinli olanlar.
2. Dizel.
3. Gaz ve alkolün yanı sıra.

Son ikisine alternatif denilebilir çünkü günümüzde yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Hidrojenle çalışan alkol bazlı içten yanmalı motor en umut verici ve çevre dostu olup, pistonlu içten yanmalı motorların egzoz gazlarında bulunan atmosfere sağlığa zararlı “CO2” yaymaz.

Pistonlu içten yanmalı motor aşağıdaki alt sistemlerden oluşur:

1. Krank mekanizması (CSM).
2. Emme sistemi.
3. Yakıt sistemi.
4. Yağlama sistemi.
5. Ateşleme sistemi (benzinli motorlarda).
6. Egzoz sistemi.
7. Soğutma sistemi.
8. Kontrol sistemi.

Motor gövdesi, aşağıdakileri içeren birkaç parçadan oluşur: silindir bloğu ve silindir kapağı (silindir kapağı). Krank milinin görevi, pistonun ileri geri hareketlerini krank milinin dönme hareketine dönüştürmektir. İçten yanmalı motor için, yakıt-hava karışımının silindirlere zamanında alınmasını ve aynı zamanda egzoz gazlarının zamanında salınmasını sağlamak için gaz dağıtım mekanizması gereklidir.

Emme sistemi, yakıt-hava karışımının oluşumu için gerekli olan motora zamanında hava sağlamaya yarar. Yakıt sistemi motora yakıt sağlar; bu iki sistem birlikte çalışarak bir yakıt-hava karışımı oluşturur ve ardından enjeksiyon sistemi aracılığıyla yanma odasına beslenir.

Yakıt-hava karışımının ateşlenmesi, ateşleme sistemi (benzinli içten yanmalı motorlarda) sayesinde meydana gelir. dizel motorlar Karışımın ve kızdırma bujilerinin sıkıştırılması nedeniyle ateşleme meydana gelir.

Yağlama sistemi, adından da anlaşılacağı gibi, sürtünen parçaların yağlanmasını sağlayarak aşınmalarını azaltır, servis ömrünü uzatır ve böylece yüzeylerindeki sıcaklığı giderir. Isıtılan yüzeylerin ve parçaların soğutulması soğutma sistemi ile sağlanır, radyatör içerisinden geçerek soğutulan ve çevrimi tekrarlayan kanalları vasıtasıyla soğutucu kullanarak sıcaklığı uzaklaştırır. Egzoz sistemi, egzoz gazlarının içten yanmalı motor silindirlerinden uzaklaştırılmasını sağlar ve bu sistemin bir parçası olan gazların salınımıyla birlikte ortaya çıkan gürültüyü ve bunların zehirliliğini azaltır.

Motor yönetim sistemi (içinde modern modeller bunun sorumlusu elektronik ünite kontrol ünitesi (ECU) veya araç bilgisayarı) için gereklidir elektronik kontrol Yukarıda açıklanan tüm sistemler ve bunların senkronizasyonu sağlanır.

İçten yanmalı motor nasıl çalışır?

Prensip içten yanmalı motorun çalışması pistonun silindir içinde hareket etmesi nedeniyle yakıt-hava karışımının yanması sırasında ortaya çıkan gazların termal genleşmesinin etkisine dayanmaktadır. İçten yanmalı bir motorun çalışma döngüsü, krank milinin iki devrinde meydana gelir ve dört stroktan oluşur, dolayısıyla dört zamanlı motor adı verilir.

1. İlk vuruş emmedir.
2. İkincisi ise sıkıştırmadır.
3. Üçüncüsü çalışma hareketidir.
4. Dördüncüsü serbest bırakılmadır.

İlk iki strok sırasında (emme ve güç stroku) piston aşağı doğru hareket eder, diğer ikisi (sıkıştırma ve egzoz stroku) sırasında piston yukarı hareket eder. Her silindirin çalışma döngüsü, fazlar çakışmayacak şekilde yapılandırılmıştır; bu, içten yanmalı motorun düzgün çalışmasını sağlamak için gereklidir. Dünyada çalışma döngüsü yalnızca iki strokta (sıkıştırma ve güç stroku) gerçekleşen başka motorlar da vardır; bu motora iki zamanlı motor denir.

Giriş vuruşunda yakıt sistemi ve giriş sırasında oluşan bir yakıt-hava karışımı oluşturur. Emme manifoldu veya doğrudan yanma odasında (hepsi tasarımın türüne bağlıdır). Benzinli içten yanmalı motorların merkezi ve dağıtılmış enjeksiyonu durumunda emme manifoldunda. Yanma odasında aşağıdaki durumlarda direkt enjeksiyon benzinli ve dizel motorlarda. Emme zamanlama valflerinin açılması sırasında pistonun aşağı doğru hareketi sırasında oluşan vakum nedeniyle yanma odasına yakıt-hava karışımı veya hava verilir.

Emme valfleri sıkıştırma stroku sırasında kapanır ve ardından motor silindirlerindeki hava-yakıt karışımı sıkıştırılır. Güç darbesi sırasında karışım tutuşmaya zorlanır veya kendiliğinden tutuşur. Odada yangın çıktıktan sonra, yüksek basınç Gazların oluşturduğu bu basınç, aşağı doğru hareket etmekten başka seçeneği olmayan pistona etki eder. Bu, pistonun yakın temas halindeki hareketidir. krank mekanizması harekete geçirmek krank mili bu da arabanın tekerleklerini hareket ettiren torku üretir.

"Egzoz" stroku, ardından egzoz gazlarının yanma odasını ve ardından egzoz sistemini serbest bırakarak soğutulmuş ve kısmen temizlenmiş olarak atmosfere salınmasını sağlar.

Kısa özet

Biz düşündükten sonra içten yanmalı motorun çalışma prensibiİçten yanmalı motorun neden yaklaşık %40 gibi düşük bir verime sahip olduğu anlaşılabilir. Bir silindirde faydalı eylem meydana gelirken, geri kalan silindirler kabaca konuşursak aktif değildir ve ilkinin çalışmasını vuruşlarla sağlar: emme, sıkıştırma, egzoz.

Benim için bu kadar, umarım sizin için her şey açıktır, bu makaleyi okuduktan sonra içten yanmalı motorun ne olduğu ve içten yanmalı motorun nasıl çalıştığı sorusuna kolayca cevap verebilirsiniz. İlginiz için teşekkür ederiz!

Pek çok parçadan oluşmasına rağmen oldukça basit. Buna daha detaylı bakalım.

İçten yanmalı motorun genel yapısı

Her motorun bir silindiri ve bir pistonu vardır. İlkinde termal enerji, arabanın hareket etmesine neden olabilecek mekanik enerjiye dönüştürülür. Motordan çıkan krank milinin sürekli dönmesi nedeniyle sadece bir dakika içinde bu işlem birkaç yüz kez tekrarlanır.

Bir makinenin motoru, enerjiyi enerjiye dönüştüren çeşitli sistem ve mekanizma komplekslerinden oluşur. mekanik iş.

Temeli:

gaz dağıtımı;

krank mekanizması.

Ayrıca aşağıdaki sistemleri çalıştırmaktadır:

• ateşleme;

• soğutma;

krank mekanizması

Bu sayede krank milinin ileri geri hareketi dönme hareketine dönüşür. İkincisi, özellikle son iletim bağlantısının tekerlekler olması nedeniyle tüm sistemlere döngüselden daha kolay iletilir. Ve rotasyonla çalışıyorlar.

Eğer araba tekerlekli bir araç olmasaydı bu taşıma mekanizmasına gerek kalmayabilirdi. Bununla birlikte, bir araba söz konusu olduğunda krank işi tamamen haklıdır.

Gaz dağıtım mekanizması

Triger kayışı sayesinde çalışma karışımı veya hava silindirlere girer (motordaki karışımın oluşum özelliklerine bağlı olarak), ardından egzoz gazları ve yanma ürünleri uzaklaştırılır.

Bu durumda, gaz değişimi, belirlenen zamanda belirli bir miktarda, döngülerle organize edilmiş ve yüksek kaliteli bir çalışma karışımını garanti eden ve ayrıca üretilen ısıdan en büyük etkiyi elde eden belirli bir miktarda gerçekleşir.

Tedarik sistemi

Silindirlerde hava ve yakıt karışımı yanar. Söz konusu sistem, bunların tedarikini katı miktar ve oranlarda düzenler. Dış ve iç karışım oluşumu vardır. İlk durumda, hava ve yakıt silindirin dışında, diğerinde ise içinde karıştırılır.

Harici karışım oluşumuna sahip güç kaynağı sistemi özel cihaz karbüratör denir. İçinde yakıt havaya püskürtülür ve ardından silindirlere girer.

Dahili karışım oluşturma sistemine sahip bir araca enjeksiyon ve dizel denir. Silindirleri, özel mekanizmalarla yakıtın enjekte edildiği havayla doldururlar.

Ateşleme sistemi

Burada motordaki çalışma karışımının zorla ateşlenmesi meydana gelir. Dizel ünitelerİşlemleri aracılığıyla yürütüldüğü için bu gerekli değildir. yüksek hava neredeyse kırmızı-sıcak hale gelir.

Temel olarak motorlarda kıvılcım elektrik deşarjı kullanılır. Ancak buna ek olarak çalışma karışımını yanan bir maddeyle ateşleyen ateşleme tüpleri de kullanılabilir.

Başka şekillerde de ateşe verilebilir. Ancak günümüzde en pratik olanı elektrikli kıvılcım sistemi olmaya devam ediyor.

Başlangıç

Bu sistem, çalıştırma sırasında motor krank milinin dönmesini sağlar. Bu, bireysel mekanizmaların ve motorun bir bütün olarak işleyişinin başlaması için gereklidir.

Marş motoru esas olarak başlangıç ​​için kullanılır. Onun sayesinde süreç kolay, güvenilir ve hızlı bir şekilde gerçekleştirilir. Ancak alıcılarda yedek olarak çalışan veya elektrikle çalışan bir kompresörle donatılmış bir pnömatik ünite çeşidi de mümkündür.

En basit sistem, krank milinin motorda döndürüldüğü ve tüm mekanizmaların ve sistemlerin çalışmasının başladığı kranktır. Yakın zamana kadar tüm sürücüler onu yanlarında taşıyordu. Ancak bu durumda herhangi bir kolaylıktan söz edilemez. Bu yüzden bugün herkes onsuz idare ediyor.

Soğutma

Bu sistemin görevi, çalışma ünitesinin belirli bir sıcaklığını korumaktır. Gerçek şu ki, karışımın silindirlerindeki yanma, ısının açığa çıkmasıyla meydana gelir. Motorun bileşenleri ve parçaları ısınır ve normal çalışabilmeleri için sürekli olarak soğutulmaları gerekir.

En yaygın olanları sıvı ve hava sistemleridir.

Motorun sürekli soğutulabilmesi için bir ısı eşanjörüne ihtiyaç vardır. Sıvı versiyonlu motorlarda rolü, onu hareket ettirmek ve ısıyı duvarlara aktarmak için birçok tüpten oluşan bir radyatör tarafından oynanır. Egzoz, radyatörün yanına monte edilen bir fan aracılığıyla daha da artırılır.

olan cihazlarda hava soğutmalı En sıcak elemanların yüzeylerinin inceltilmesi kullanılır, bu nedenle ısı transfer alanı önemli ölçüde artar.

Bu soğutma sistemi düşük verimlidir ve bu nedenle modern arabalar nadiren kurulur. Ağırlıklı olarak motosikletlerde ve ağır iş gerektirmeyen küçük içten yanmalı motorlarda kullanılır.

Yağlama sistemi

Krank mekanizması ve zamanlama mekanizmasında meydana gelen mekanik enerji kaybını azaltmak için parçaların yağlanması gereklidir. Ayrıca işlem, parçalardaki aşınmanın azaltılmasına ve bir miktar soğutma sağlanmasına yardımcı olur.

Araba motorlarındaki yağlama, esas olarak basınç altında, yağın bir pompa kullanılarak boru hatlarından sağlandığı durumlarda kullanılır.

Bazı elemanlar yağ püskürtülerek veya yağa batırılarak yağlanır.

İki zamanlı ve dört zamanlı motorlar

Birinci tip araba motoru tasarımı şu anda oldukça dar bir aralıkta kullanılmaktadır: mopedlerde, ucuz motosikletlerde, teknelerde ve benzinli çim biçme makinelerinde. Dezavantajı, çıkarma sırasında çalışma karışımının kaybıdır. egzoz gazları. Ek olarak, zorunlu temizleme ve egzoz valfinin termal stabilitesine yönelik aşırı gereksinimler, motorun fiyatının artmasına neden olur.

Dört zamanlı motor, gaz dağıtım mekanizmasının varlığından dolayı bu dezavantajlara sahip değildir. Ancak bu sistemin de sorunları var. En iyi motor çalışma modu çok dar bir hız aralığında elde edilecektir krank mili.

Teknolojinin gelişmesi ve elektronik kontrol ünitelerinin ortaya çıkması bu sorunun çözülmesini mümkün kılmıştır. İçinde iç organizasyon Motor artık optimum gaz dağıtım modunun seçildiği elektromanyetik kontrolü içeriyor.

Çalışma prensibi

İçten yanmalı motor aşağıdaki şekilde çalışır. Çalışma karışımı yanma odasına girdikten sonra sıkıştırılır ve bir kıvılcımla ateşlenir. Yanma sırasında, pistonu hareket ettiren silindirde süper güçlü bir basınç oluşur. Güç vuruşu adı verilen üçüncü vuruş (emme ve sıkıştırmadan sonra) olan alt ölü merkeze doğru hareket etmeye başlar. Bu sırada piston sayesinde krank mili dönmeye başlar. Piston da üst ölü noktaya doğru hareket ederek motorun dördüncü stroku olan egzoz gazlarını dışarı iter - egzoz.

Dört zamanlı çalışmaların tümü oldukça basit bir şekilde gerçekleşir. Nasıl olduğunu anlamayı kolaylaştırmak için genel cihaz araba motoru ve çalışması, içten yanmalı motor motorunun işleyişini açıkça gösteren bir videoyu izlemek uygundur.

Ayarlama

Arabalarına alışan birçok araç sahibi, arabanın sağlayabileceğinden daha fazla özellik almak istiyor. Bu nedenle bunu genellikle motoru ayarlayarak, gücünü artırarak yaparlar. Bu çeşitli şekillerde uygulanabilir.

Örneğin, bir motorun bilgisayarın yeniden programlanması yoluyla daha dinamik çalışmaya ayarlanmasıyla chip tuning bilinmektedir. Bu yöntemin hem destekçileri hem de rakipleri var.

Daha geleneksel bir yöntem, motorda bazı değişikliklerin yapıldığı motor ayarlamadır. Bunun için uygun piston ve biyel kolları ile değişim yapılır; türbin kuruludur; aerodinamik ile karmaşık manipülasyonlar gerçekleştirilir vb.

Bir araba motorunun tasarımı o kadar da karmaşık değil. Ancak, içerdiği unsurların çokluğu ve bunların birbirleriyle koordine edilmesi ihtiyacı nedeniyle, herhangi bir değişikliğin istenen sonucu verebilmesi için, bunları gerçekleştirecek kişinin yüksek profesyonellik göstermesi gerekir. Bu nedenle buna karar vermeden önce sanatının gerçek ustasını bulmak için çaba harcamaya değer.

Bu, konuya adanmış bir dizi makalenin giriş kısmıdır. İçten yanmalı motor içten yanmalı motorun evrimini anlatan, tarihe kısa bir gezi. Ayrıca yazı ilk arabalara da değinecek.

Aşağıdaki bölümlerde çeşitli içten yanmalı motorlar ayrıntılı olarak açıklanacaktır:

Biyel ve piston
Döner
Turbo jet
Jet

Motor, Saône Nehri'ne doğru yelken açabilen bir tekneye yerleştirildi. Bir yıl sonra, testlerin ardından kardeşler, buluşları için Napolyon Bonopart tarafından 10 yıl süreyle imzalanan bir patent aldılar.

Bu motora jet motoru demek daha doğru olur, çünkü görevi teknenin altında bulunan bir borudan suyu dışarı itmekti...

Motor bir ateşleme odası ve bir yanma odası, hava enjeksiyonu için bir körük, bir yakıt dağıtıcısı ve bir ateşleme cihazından oluşuyordu. Motorun yakıtı kömür tozuydu.

Körük, için için yanan fitilin karışımı ateşlediği ateşleme odasına kömür tozuyla karıştırılmış bir hava akımı enjekte etti. Bundan sonra kısmen tutuşan karışım (kömür tozu nispeten yavaş yanar) yanma odasına girdi ve burada tamamen yandı ve genleşme meydana geldi.
Daha sonra gazların basıncı suyu dışarı itti. egzoz borusu Bu, teknenin hareket etmesini sağladı ve ardından döngü tekrarlandı.
Motor ~12 i/dak frekansla darbe modunda çalıştırıldı.

Kardeşler bir süre sonra yakıta reçine ekleyerek iyileştirme yapmış, daha sonra yerine yağ koyarak basit bir enjeksiyon sistemi tasarlamışlardır.
Önümüzdeki on yıl boyunca projede herhangi bir gelişme olmadı. Claude, motor fikrini tanıtmak için İngiltere'ye gitti, ancak tüm parayı çarçur etti ve hiçbir şey başaramadı ve Joseph fotoğrafçılığa başladı ve dünyanın ilk fotoğrafı olan "Pencereden Görünüm"ün yazarı oldu.

Fransa'da Niepce ev müzesinde “Pyreolophore” un bir kopyası sergileniyor.

Kısa bir süre sonra de Riva, motorunu dört tekerlekli bir arabaya monte etti ve tarihçilere göre bu, içten yanmalı motora sahip ilk otomobil oldu.

Alessandro Volta Hakkında

Volta, sürekli üretim yapmak için çinko ve bakır plakaları asit içine yerleştiren ilk kişiydi. elektrik Dünyanın ilk kimyasal akım kaynağını yaratmak ("Volta Sütunu").

1776'da Volta, gazın elektrik kıvılcımından patladığı bir gaz tabancası olan "Volta tabancası" icat etti.

1800 yılında kimyasal reaksiyonlar kullanarak elektrik üretmeyi mümkün kılan kimyasal bir pil yaptı.

Elektrik voltajının ölçü birimi - Volt - adını Volta'dan almıştır.

A- silindir, B- "buji, C- piston, D- hidrojenli “balon”, e- cırcır, F- egzoz gazı tahliye valfi, G- valfi kontrol etmek için tutamak.

Hidrojen, bir boruyla bir silindire bağlanan bir "balonun" içinde depolanıyordu. Yakıt ve hava beslemesinin yanı sıra karışımın ateşlenmesi ve egzoz gazlarının salınması kollar kullanılarak manuel olarak gerçekleştirildi.

Çalışma prensibi:

Hava, egzoz gazı tahliye valfinden yanma odasına girdi.
Vana kapanıyordu.
Balondan hidrojen tedarik eden valf açıldı.
Musluk kapanıyordu.
Düğmeye basıldığında “muma” elektrik deşarjı uygulandı.
Karışım alevlendi ve pistonu yukarı kaldırdı.
Egzoz gazı tahliye valfi açıldı.
Piston kendi ağırlığının altına düştü (ağırdı) ve tekerlekleri bir bloğun içinden döndüren bir ipi çekti.

Bundan sonra döngü tekrarlandı.

1813'te de Riva başka bir araba yaptı. Yaklaşık altı metre uzunluğunda, tekerlekleri iki metre çapında ve neredeyse bir ton ağırlığında bir arabaydı.
Araç, taş yüküyle 26 metre yol kat edebildi (yaklaşık 700 pound) ve dört adam, saatte 3 km hızla.
Her döngüde makine 4-6 metre hareket etti.

Çağdaşlarından çok azı bu buluşu ciddiye aldı ve Fransız Bilimler Akademisi, içten yanmalı motorun performans açısından asla buhar motoruyla rekabet edemeyeceğini savundu.

1833'te Amerikalı mucit Lemuel Wellman Wright, iki zamanlı su soğutmalı içten yanmalı gaz motoru için patent tescil ettirdi.
(aşağıya bakınız)"Gaz ve Petrol Motorları" adlı kitabında Wright motoru hakkında şunları yazdı:

"Motor çizimi çok işlevsel ve ayrıntılar dikkatle düşünülmüş. Karışımın patlaması doğrudan krank milini bir biyel kolu aracılığıyla döndüren pistona etki eder. İle dış görünüş motor bir buhar makinesine benziyor yüksek basınç gaz ve havanın ayrı tanklardan pompalarla sağlandığı. Küresel kaplarda bulunan karışım, piston TDC'ye (üst ölü merkez) yükselerek aşağı/yukarı iterken ateşlendi. Strok sonunda valf açıldı ve egzoz gazlarını atmosfere saldı.”

Bu motorun yapılıp yapılmadığı bilinmiyor ancak bir çizimi var:

1838'deİngiliz mühendis William Barnett, üç içten yanmalı motor için patent aldı.

İlk motor iki zamanlı, tek etkili bir motordur. (yakıt pistonun yalnızca bir tarafında yandı) Gaz ve hava için ayrı pompalar ile. Karışım ayrı bir silindirde ateşlendi ve ardından yanan karışım çalışma silindirine aktı. Emme ve egzoz mekanik valfler aracılığıyla gerçekleştirildi.

İkinci motor birinciyi tekrarladı ancak çift etkiliydi, yani yanma pistonun her iki tarafında dönüşümlü olarak meydana geldi.

Üçüncü motor da çift etkiliydi, ancak silindir duvarlarında piston en uç noktaya ulaştığında açılan giriş ve çıkış pencereleri vardı (modern iki zamanlı motorlarda olduğu gibi). Bu, egzoz gazlarının otomatik olarak serbest bırakılmasını ve karışımın yeni bir yükünün kabul edilmesini mümkün kıldı.

Barnett motorunun ayırt edici özelliği, taze karışımın ateşlemeden önce piston tarafından sıkıştırılmasıydı.

Barnett'in motorlarından birinin çizimi:

1853-57'deİtalyan mucitler Eugenio Barzanti ve Felice Matteucci, 5 l/s gücünde iki silindirli içten yanmalı bir motor geliştirdiler ve patentini aldılar.
Patent Londra ofisi tarafından verildi çünkü İtalyan kanunları yeterli korumayı garanti edemiyordu.

Prototipin yapımı Bauer & Co.'ya emanet edildi. Milano" (Helvetica) ve 1863'ün başlarında tamamlandı. Çok daha verimli olan motorun başarısı Buhar motoru, o kadar büyük çıktı ki şirket dünyanın her yerinden sipariş almaya başladı.

Erken dönem tek silindirli Barzanti-Matteucci motor:

Barzanti-Matteucci iki silindirli motor modeli:

Matteucci ve Barzanti, motorun üretimi için Belçikalı şirketlerden biriyle anlaşma imzaladı. Barzanti, işi bizzat denetlemek için Belçika'ya gitti ve aniden tifüsten öldü. Barzanti'nin ölümüyle birlikte motor üzerindeki tüm çalışmalar durduruldu ve Matteucci, hidrolik mühendisi olarak eski işine geri döndü.

1877'de Matteucci, kendisinin ve Barzanti'nin içten yanmalı motorun ana yaratıcıları olduğunu ve August Otto tarafından üretilen motorun Barzanti-Matteucci motoruna çok benzediğini iddia etti.

Barzanti ve Matteucci patentlerine ilişkin belgeler Floransa'daki Museo Galileo kütüphanesinin arşivlerinde saklanmaktadır.

Nikolaus Otto'nun en önemli icadı motordu. dört zamanlı çevrim- Otto döngüsü. Bu döngü bugün hala çoğu gazlı ve benzinli motorun çalışmasının temelini oluşturmaktadır.

Dört zamanlı çevrim en büyüğüydü teknik başarı Otto, ancak kısa süre sonra, onun icadından birkaç yıl önce, Fransız mühendis Beau de Rochas tarafından tamamen aynı motor çalışma prensibinin tanımlandığı keşfedildi. (yukarıyı görmek). Bir grup Fransız sanayici, mahkemede Otto'nun patentine itiraz etti ve mahkeme onların argümanlarını ikna edici buldu. Otto'nun patenti kapsamındaki hakları, dört zamanlı çevrim üzerindeki tekelinin iptali de dahil olmak üzere önemli ölçüde azaltıldı.

Rakiplerin dört zamanlı motorlar üretmeye başlamasına rağmen, uzun yıllara dayanan deneyimle kanıtlanmış Otto modeli hala en iyisiydi ve ona olan talep durmadı. 1897 yılına gelindiğinde bu motorlardan farklı güçlerde yaklaşık 42 bin adet üretildi. Ancak aydınlatıcı gazın yakıt olarak kullanılması, bunların uygulama kapsamını büyük ölçüde daraltmıştır.
Aydınlatma ve gaz santrallerinin sayısı Avrupa'da bile önemsizdi ve Rusya'da bunlardan yalnızca ikisi vardı - Moskova ve St. Petersburg'da.

1865'te Fransız mucit Pierre Hugo, karışımı sağlamak için bir krank mili tarafından tahrik edilen iki lastik pompa kullanan dikey, tek silindirli, çift etkili bir motor olan bir makinenin patentini aldı.

Hugo daha sonra Lenoir motoruna benzer yatay bir motor tasarladı.

Bilim Müzesi, Londra.

1870 yılında Avusturya-Macaristanlı mucit Samuel Marcus Siegfried, sıvı yakıtla çalışan içten yanmalı bir motor tasarladı ve bunu dört tekerlekli bir arabaya yerleştirdi.

Bugün bu araba "İlk Marcus Arabası" olarak biliniyor.

1887'de Bromovsky & Schulz ile işbirliği içinde Marcus ikinci bir araba olan İkinci Marcus Arabasını yaptı.

1872'de Amerikalı bir mucit, gazyağıyla çalışan iki silindirli sabit basınçlı içten yanmalı motorun patentini aldı.
Brayton motoruna "Hazır Motor" adını verdi.

İlk silindir, gazyağının sürekli olarak beslendiği yanma odasına havayı zorlayan bir kompresör görevi gördü. Yanma odasında karışım ateşlendi ve makara mekanizması aracılığıyla ikinci çalışma silindirine girdi. Diğer motorlardan önemli bir fark şuydu: hava-yakıt karışımı kademeli olarak ve sabit basınçta yandı.

Motorun termodinamik yönleriyle ilgilenenler Brayton Döngüsü hakkında bilgi alabilirler.

1878'deİskoç mühendis efendim (1917'de şövalye)İlk iki zamanlı içten yanmalı motoru geliştirdi. 1881'de İngiltere'de patentini aldı.

Motor tuhaf bir şekilde çalışıyordu: hava ve yakıt sağ silindire beslendi, burada karıştırıldı ve bu karışım, karışımın bir bujiyle ateşlendiği sol silindire itildi. Genişleme meydana geldi, her iki piston da sol silindirden düştü (sol borudan) egzoz gazları serbest bırakıldı ve sağ silindire yeni bir kısım hava ve yakıt emildi. Ataletin ardından pistonlar yükseldi ve döngü tekrarlandı.

1879'da, tamamen güvenilir bir benzin üretti iki zamanlı motor ve bunun için bir patent aldı.

Ancak Benz'in gerçek dehası, sonraki projelerde çeşitli cihazları birleştirebilmesiyle ortaya çıktı. (gaz kelebeği, akü buji ateşlemesi, buji, karbüratör, debriyaj, şanzıman ve radyatör)ürünlerinde bu durum tüm makine mühendisliği endüstrisi için bir standart haline geldi.

1883 yılında Benz, gaz motorlarının üretimi için "Benz & Cie" şirketini kurdu ve 1886'da patentini aldı. dört zamanlı arabalarında kullandığı motor.

Benz & Cie'nin başarısı sayesinde Benz, atsız arabalar tasarlamayı başardı. Motor imalatındaki tecrübesini ve uzun süredir devam eden bisiklet tasarlama hobisini birleştirerek 1886 yılında ilk arabasını üretti ve ona "Benz Patentli Motorwagen" adını verdi.

Tasarım güçlü bir üç tekerlekli bisiklete benziyor.

954 cm3 çalışma hacmine sahip tek silindirli dört zamanlı içten yanmalı motor, " Benz Patentli Motorwagen".

Motor, büyük bir volan (yalnızca düzgün dönüş için değil, aynı zamanda çalıştırma için de kullanılır), 4,5 litrelik bir gaz deposu, buharlaştırıcı tipte bir karbüratör ve içinden yakıtın yanma odasına girdiği bir sürgülü valf ile donatılmıştı. Ateşleme, voltajı bir Ruhmkorff bobininden sağlanan, Benz'in kendi tasarımı olan bir buji ile üretildi.

Soğutma suydu ama kapalı bir döngü değildi, buharlaşmalıydı. Buhar atmosfere kaçtı, bu yüzden arabaya sadece benzinle değil aynı zamanda suyla da yakıt ikmali yapılması gerekiyordu.

Motor 0,9 hp'lik bir güç geliştirdi. 400 rpm'de ve arabayı 16 km/saat hıza çıkardı.

Karl Benz arabasının direksiyonuna geçti.

Biraz sonra, 1896'da Karl Benz icat etti boksör motoru (veya düz motor) Burada pistonlar üst ölü noktaya aynı anda ulaşarak birbirlerini dengelerler.

Stuttgart'taki Mercedes-Benz Müzesi.

1882'deİngiliz mühendis James Atkinson, Atkinson döngüsünü ve Atkinson motorunu icat etti.

Atkinson motoru aslında dört zamanlı bir motordur. Otto'nun döngüsü, ancak değiştirilmiş bir krank mekanizmasıyla. Aradaki fark, Atkinson motorunda dört vuruşun tamamının krank milinin bir devrinde meydana gelmesiydi.

Atkinson çevriminin motorda kullanılması, daha düşük egzoz basıncı nedeniyle yakıt tüketiminin azaltılmasını ve çalışma gürültüsünün azaltılmasını mümkün kıldı. Ayrıca bu motor, valflerin açılması krank milini çalıştırdığından gaz dağıtım mekanizmasını çalıştırmak için bir dişli kutusuna ihtiyaç duymuyordu.

Bir takım avantajlara rağmen (Otto'nun patentlerinin atlatılması dahil) motor, üretimin karmaşıklığı ve diğer bazı eksiklikler nedeniyle yaygın olarak kullanılmıyordu.
Atkinson döngüsü en iyiyi elde etmenizi sağlar çevresel göstergeler ve verimlilik, ancak gerektirir yüksek hız. Düşük hızlarda nispeten az tork üretir ve durabilir.

Artık Atkinson motoru kullanılıyor hibrit arabalar « Toyota Prius" ve "Lexus HS 250h".

1884'teİngiliz mühendis Edward Butler, Londra'daki "Stanley Cycle Show" bisiklet sergisinde üç tekerlekli bir arabanın çizimlerini gösterdi. benzinli motor içten yanma 1885'te onu inşa etti ve aynı sergide "Velocycle" adını vererek gösterdi. Ayrıca bu kelimeyi ilk kullanan da Butler oldu. benzin.

"Velocycle"ın patenti 1887'de yayınlandı.

Velocycle, ateşleme bobini, karbüratör, gaz kelebeği ve gaz kelebeği ile donatılmış tek silindirli, dört zamanlı bir benzinli motorla donatılmıştı. sıvı soğutmalı. Motor yaklaşık 5 hp'lik bir güç geliştirdi. 600 cm3 hacimle arabayı 16 km/saat hıza çıkardı.

Yıllar geçtikçe Butler, aracının performansını artırdı ancak "Kırmızı Bayrak Yasası" nedeniyle aracı test etmesi engellendi. (1865'te yayınlandı), Vasıtasıyla Araçlar 3 km/saat'i aşan hızları aşmamalıdır. Ayrıca arabada üç kişi olması gerekiyordu ve bunlardan biri kırmızı bayrakla arabanın önüne yürümek zorunda kaldı. (bunlar güvenlik önlemleridir) .

1890 tarihli English Mechanic dergisinde Butler şöyle yazdı: "Yetkililer otomobilin yollarda kullanılmasını yasakladı ve bunun sonucunda ben de daha fazla geliştirmeyi reddediyorum."

Arabaya kamunun ilgi göstermemesi nedeniyle Butler arabayı hurdaya çıkardı ve patent haklarını Harry J. Lawson'a sattı. (bisiklet üreticisi) teknelerde kullanılmak üzere motor üretimine devam etti.

Butler'ın kendisi sabit ve gemi motorları.

1891'de, Herbert Aykroyd Stewart, Richard Hornsby and Sons ile işbirliği içinde, içine yakıtın (gazyağı) basınç altında enjekte edildiği Hornsby-Akroyd motorunu yaptı. ek kamera (şekli nedeniyle “sıcak top” olarak adlandırılmıştır) silindir kafasına monte edilir ve dar bir geçitle yanma odasına bağlanır. Yakıt, ilave odanın sıcak duvarlarından ateşlendi ve yanma odasına hızla gönderildi.

1. Ek kamera (sıcak top).
2. Silindir.
3. Pistonlu.
4. Carter.

Motoru çalıştırmak için ek odayı ısıtmak için bir kaynak makinesi kullanıldı (çalıştırıldıktan sonra egzoz gazları tarafından ısıtıldı). Bu nedenle Hornsby-Akroyd motoru Rudolf Diesel tarafından tasarlanan dizel motorun öncüsü olan genellikle "yarı dizel" olarak adlandırılır. Ancak bir yıl sonra Aykroyd, motora bir "su ceketi" ekleyerek (1892 patenti) motorunu geliştirdi; bu, sıkıştırma oranını artırarak yanma odasındaki sıcaklığın arttırılmasını mümkün kıldı ve artık bu ceket yoktu. ihtiyaç için ek kaynakısıtma

1893'te, Rudolf Diesel bir ısı motoru ve "Isıyı işe dönüştürmek için yöntem ve aparat" başlıklı değiştirilmiş bir "Carnot döngüsü" için patent aldı.

1897'de Augsburg Mühendislik Fabrikasında (1904'ten beri MAN) Friedrich Krupp ve Sulzer kardeşlerin şirketlerinin mali katılımıyla Rudolf Diesel'in çalışan ilk dizel motoru yaratıldı.
Motor gücü 20 idi At gücü 172 devir/dakikada, verimliliği %26,2 ve ağırlığı beş ton.
Bu çok daha üstündü mevcut motorlar Otto %20 verimlilikle ve sevkıyatla Buhar türbinleri% 12'lik bir verimlilikle bu da sektörün ilgisini çekti. Farklı ülkeler.

Dizel motor dört zamanlıydı. Mucit, yanıcı karışımın sıkıştırma oranının arttırılmasıyla içten yanmalı bir motorun verimliliğinin arttığını buldu. Ancak yanıcı karışımı çok fazla sıkıştırmak imkansızdır çünkü o zaman basınç ve sıcaklık artar ve kendiliğinden tutuşur. Bu nedenle Diesel, yanıcı karışımı değil temiz havayı sıkıştırmaya ve sıkıştırmanın sonunda güçlü basınç altında yakıtı silindire enjekte etmeye karar verdi.
Basınçlı havanın sıcaklığı 600-650 °C'ye ulaştığından, yakıt kendiliğinden tutuştu ve genişleyen gazlar pistonu hareket ettirdi. Böylece Diesel, motor verimliliğini önemli ölçüde artırmayı, ateşleme sisteminden kurtulmayı ve bunun yerine karbüratör kullanmayı başardı. benzin pompası yüksek basınç
1933'te Elling kehanet niteliğinde şunları yazdı: "Çalışmaya başladığımda gaz türbini 1882 yılında buluşumun uçak endüstrisinde talep göreceğine kesinlikle ikna olmuştum.”

Ne yazık ki Elling, 1949'da, turbojet havacılık çağının başlangıcından önce öldü.

Bulabildiğim tek fotoğraf.

Belki birisi Norveç Teknoloji Müzesi'nde bu adam hakkında bir şeyler bulabilir.

1903'te Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky, "Scientific Review" dergisinde "Dünya uzaylarının jet aletleriyle keşfedilmesi" başlıklı bir makale yayınladı ve burada bir roketin uzay uçuşu yapabilen bir cihaz olduğunu ilk kez kanıtladı. Makale ayrıca uzun menzilli bir füzenin ilk tasarımını da önerdi. Vücudu, aşağıdakilerle donatılmış dikdörtgen metal bir odaydı: sıvı Jet motoru (aynı zamanda içten yanmalı bir motordur). Sırasıyla yakıt ve oksitleyici olarak sıvı hidrojen ve oksijenin kullanılmasını önerdi.

Muhtemelen bu roket-uzay notunun tarihi kısmını bitirmekte fayda var, çünkü 20. yüzyıl gelip her yerde İçten Yanmalı Motorlar üretilmeye başlandı.

Felsefi sonsöz...

K.E. Tsiolkovsky, öngörülebilir gelecekte insanların sonsuza kadar olmasa da en azından çok uzun bir süre yaşamayı öğreneceğine inanıyordu. Bu bakımdan Dünya'da çok az yer (kaynak) kalacak ve gemilerin başka gezegenlere taşınması gerekecek. Maalesef bu dünyada bir şeyler ters gitti ve ilk füzelerin yardımıyla insanlar kendi türlerini yok etmeye karar verdiler...

Okuyan herkese teşekkürler.

Tüm hakları saklıdır © 2016
Malzemelerin herhangi bir şekilde kullanılmasına yalnızca kaynağa aktif bir bağlantı olması durumunda izin verilir.

İçten yanmalı motorlar

Bölüm I motor teorisinin temelleri

1. İÇTEN YANMALI MOTORLARIN SINIFLANDIRILMASI VE ÇALIŞMA PRENSİBİ

1.1. Genel bilgi ve sınıflandırma

1.2. Dört zamanlı içten yanmalı motorun çalışma çevrimi

1.3. İki zamanlı içten yanmalı motorun görev döngüsü

2. İÇTEN YANMALI MOTORLARIN ISI HESAPLARI

2.1. İçten yanmalı motorların teorik termodinamik çevrimleri

2.1.1. Sabit hacimde ısı girdisi olan teorik çevrim

2.1.2. Sabit basınçta ısı girdisi olan teorik çevrim

2.1.3. Sabit hacimde ve sabit basınçta ısı girdisi olan teorik çevrim (karışık çevrim)

2.2. Geçerli içten yanmalı motor çevrimleri

2.2.1. Çalışma akışkanları ve özellikleri

2.2.2. Giriş süreci

2.2.3. Sıkıştırma işlemi

2.2.4. Yanma süreci

2.2.5. Genişletme süreci

2.2.6. Yayın Süreci

2.3. Gösterge ve etkili motor göstergeleri

2.3.1. Motor göstergeleri

2.3.2. Verimli motor performansı

2.4. Çalışma döngüsünün özellikleri ve termal hesaplama iki zamanlı motorlar

3. İÇTEN YANMALI MOTORLARIN PARAMETRELERİ.

3.1. Motor termal dengesi

3.2. Motorların ana boyutlarının belirlenmesi

3.3. Temel motor parametreleri.

4. İÇTEN YANMALI MOTORLARIN ÖZELLİKLERİ

4.1. Ayar özellikleri

4.2. Hız özellikleri

4.2.1. Harici hız karakteristiği

4.2.2. Kısmi hız özellikleri

4.2.3. Analitik yöntem kullanılarak hız karakteristiklerinin oluşturulması

4.3. Düzenleyici özellikler

4.4. Yük karakteristiği

Kaynakça

1. İçten yanmalı motorların sınıflandırılması ve çalışma prensibi

Genel bilgi ve sınıflandırma

Pistonlu içten yanmalı motor (ICE), yakıtın kimyasal enerjisinin çalışma silindirinin içinde termal ve daha sonra mekanik enerjiye dönüştürüldüğü bir ısı motorudur. Bu tür motorlarda ısının işe dönüştürülmesi, çalışma döngüleri ve tasarımdaki farkı belirleyen bir dizi karmaşık fiziksel-kimyasal, gaz-dinamik ve termodinamik süreçlerin uygulanmasıyla ilişkilidir.

Pistonlu içten yanmalı motorların sınıflandırılması Şekil 1'de gösterilmektedir. 1.1. İlk sınıflandırma kriteri, motorun çalıştığı yakıt türüdür. İçten yanmalı motorlar için gaz yakıtlar doğal, sıvılaştırılmış ve jeneratör gazlarıdır. Sıvı yakıt, petrol rafinerisinin bir ürünüdür: benzin, gazyağı, dizel yakıt vb. Gaz-sıvı motorlar, ana yakıtın gaz olduğu ve sıvının küçük miktarlarda ateşleme yakıtı olarak kullanıldığı, gaz ve sıvı yakıtların bir karışımı üzerinde çalışır. Çok yakıtlı motorlar, ham petrolden yüksek oktanlı benzine kadar çeşitli yakıtlarla uzun süreli çalışma kapasitesine sahiptir.

İçten yanmalı motorlar ayrıca aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılır:

çalışma karışımını ateşleme yöntemine göre - zorla ateşleme ve sıkıştırma ateşlemesi ile;

çalışma döngüsünü uygulama yöntemine göre - iki zamanlı ve dört zamanlı, süper şarjlı ve doğal emişli;

Pirinç. 1.1. İçten yanmalı motorların sınıflandırılması.

karışım oluşturma yöntemiyle - harici karışım oluşumuyla (karbüratör ve gaz) ve dahili karışım oluşumuyla (silindire yakıt enjeksiyonlu dizel ve benzin);

soğutma yöntemiyle - sıvı ve hava soğutmalı;

silindirlerin düzenine göre - dikey, eğimli yatay düzenlemeye sahip tek sıra; V şeklinde ve karşıt düzenlemeli çift sıralı.

Motor silindirinde yakılan yakıtın kimyasal enerjisinin mekanik işe dönüştürülmesi, gazlı bir gövdenin (sıvı veya gazlı yakıtın yanma ürünleri) yardımıyla gerçekleştirilir. Gaz basıncının etkisi altında piston ileri geri hareket eder ve bu hareket gaza dönüştürülür. dönme hareketiİçten yanmalı motorun krank mekanizmasını kullanarak krank mili. İş süreçlerini ele almadan önce içten yanmalı motorlar için benimsenen temel kavram ve tanımlar üzerinde duralım.

Krank milinin bir dönüşü sırasında piston, hareket yönünün değiştiği aşırı konumlarda iki kez bulunacaktır (Şekil 1.2). Bu piston konumlarına genellikle denir ölü noktalarÇünkü bu anda pistona uygulanan kuvvet krank milinin dönme hareketine neden olamaz. Pistonun, motor mili eksenine olan mesafesinin maksimuma ulaştığı silindir içindeki konumu denir. Üst ölü nokta(TDC). Alt ölü merkez(BDC), pistonun silindir içindeki, motor mili eksenine olan mesafesinin minimuma ulaştığı konumudur.

Silindir ekseni boyunca ölü noktalar arasındaki mesafeye piston stroku denir. Her piston stroku krank milinin 180° dönmesine karşılık gelir.

Pistonun silindir içindeki hareketi, pistonun üzerindeki boşluğun hacminde bir değişikliğe neden olur. Piston TDC'deyken silindirin iç boşluğunun hacmine denir. yanma odası hacmiV C .

Pistonun ölü noktalar arasında hareket ederken oluşturduğu silindirin hacmine denir. silindir deplasmanıV H .

Nerede D - silindir çapı, mm;

S – piston stroku, mm

Piston BDC konumundayken pistonun üzerinde kalan boşluğun hacmine ne ad verilir? toplam silindir hacmiV A .

Şekil 1.2. Pistonlu içten yanmalı motorun şeması

Motor hacmi, silindir hacmi ile silindir sayısının çarpımıdır.

Toplam silindir hacmi oranı V A yanma odasının hacmine V C isminde Sıkıştırma oranı

.

Piston silindir içinde hareket ettiğinde çalışma akışkanının hacminin değişmesinin yanı sıra basıncı, sıcaklığı, ısı kapasitesi ve iç enerjisi de değişir. Çalışma döngüsü, yakıtın termal enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için gerçekleştirilen bir dizi ardışık işlemdir.

Çalışma çevrimlerinin sıklığına ulaşılması özel mekanizmalar ve motor sistemleri kullanılarak sağlanır.

Herhangi bir pistonlu içten yanmalı motorun çalışma döngüsü, Şekil 2'de gösterilen iki şemadan birine göre gerçekleştirilebilir. 1.3.

Şekil 2'de gösterilen şemaya göre. 1.3a'da çalışma döngüsü aşağıdaki gibi gerçekleştirilir. Yakıt ve hava, motor silindirinin dışında belirli oranlarda karışarak yanıcı bir karışım oluşturur. Ortaya çıkan karışım silindire (giriş) girer ve ardından sıkıştırılır. Aşağıda gösterildiği gibi karışımın sıkıştırılması, çevrim başına işi arttırmak için gereklidir, çünkü bu, çalışma sürecinin gerçekleştiği sıcaklık sınırlarını genişletir. Ön sıkıştırma ayrıca hava-yakıt karışımının yanması için daha iyi koşullar yaratır.

Karışımın silindire emilmesi ve sıkıştırılması sırasında, yakıt ve havanın ilave karışımı meydana gelir. Hazırlanan yanıcı karışım silindir içerisinde elektrik kıvılcımı kullanılarak ateşlenir. Karışımın silindirdeki hızlı yanması nedeniyle, pistonun TDC'den BDC'ye hareket ettiği etkisi altında sıcaklık ve dolayısıyla basınç keskin bir şekilde artar. Genleşme süreci sırasında yüksek sıcaklığa ısıtılan gazlar faydalı iş. Basınç ve bununla birlikte silindirdeki gazların sıcaklığı azalır. Genleşmeden sonra silindir yanma ürünlerinden (egzoz) temizlenir ve çalışma döngüsü tekrarlanır.

Pirinç. 1.3. Motor çalışma döngüsü diyagramları

Ele alınan şemada, bir hava ve yakıt karışımının hazırlanması, yani karışım oluşturma süreci esas olarak silindirin dışında meydana gelir ve silindir hazır yanıcı bir karışımla doldurulur, bu nedenle bu şemaya göre çalışan motorlar motorlar olarak adlandırılan dış karışım oluşumu. Bu motorlar, benzinle çalışan karbüratörlü motorları, gaz motorlarını ve emme manifolduna yakıt enjeksiyonlu motorları, yani normal koşullar altında kolayca buharlaşan ve havayla iyi karışan yakıtı kullanan motorları içerir.

Dış karışım oluşumu olan motorların silindirindeki karışımın sıkıştırılması, sıkıştırma sonundaki basınç ve sıcaklık, erken parlama veya çok hızlı (patlama) yanmanın meydana gelebileceği değerlere ulaşmayacak şekilde olmalıdır. Kullanılan yakıta, karışım bileşimine, silindir duvarlarına ısı transfer koşullarına vb. bağlı olarak, dış karışım oluşumuna sahip motorlar için sıkıştırma sonu basıncı 1,0–2,0 MPa aralığındadır.

Motor çalışma çevrimi yukarıda açıklanan şemayı takip ederse, iyi bir karışım oluşumu ve silindir hacminin kullanılması sağlanır. Bununla birlikte, karışımın sınırlı sıkıştırma oranı motor verimliliğini artırmaz ve cebri ateşleme ihtiyacı, tasarımını zorlaştırır.

Çalışma döngüsü Şekil 2'de gösterilen şemaya göre gerçekleştirilirse. 1.3b , karışım oluşturma süreci yalnızca silindirin içinde gerçekleşir. Bu durumda çalışma silindiri karışımla değil, sıkıştırılmış hava (giriş) ile doldurulur. Sıkıştırma işleminin sonunda yakıt, yüksek basınç altında bir nozül aracılığıyla silindire enjekte edilir. Enjekte edildiğinde ince bir şekilde püskürtülür ve silindir içindeki hava ile karıştırılır. Sıcak havayla temas eden yakıt parçacıkları buharlaşarak bir hava-yakıt karışımı oluşturur. Motor bu şemaya göre çalışırken karışımın ateşlenmesi, havanın, sıkıştırma nedeniyle yakıtın kendiliğinden tutuşmasını aşan sıcaklıklara ısıtılması sonucu meydana gelir. Erken parlamayı önlemek için yakıt enjeksiyonu yalnızca sıkıştırma strokunun sonunda başlar. Ateşleme sırasında yakıt enjeksiyonu genellikle henüz sona ermemiştir. Enjeksiyon işlemi sırasında oluşan hava-yakıt karışımı heterojendir, bunun sonucunda yakıtın tamamen yanması ancak önemli miktarda hava fazlalığı ile mümkündür. Motor bu şemaya göre çalıştığında izin verilen daha yüksek sıkıştırma oranı sonucunda daha yüksek verim sağlanır. Yakıtın yanmasından sonra, silindirin yanma ürünlerinden (egzoz) genleşmesi ve temizlenmesi işlemi takip eder. Böylece, ikinci şemaya göre çalışan motorlarda, karışımın oluşumu ve yanıcı karışımın yanma için hazırlanması sürecinin tamamı silindirin içinde gerçekleşir. Bu tür motorlara motor denir iç karışım oluşumu ile. Yüksek sıkıştırma sonucu yakıtın tutuşmasının meydana geldiği motorlara denir. sıkıştırma ateşlemeli motorlar veya dizel motorlar.

Dört zamanlı içten yanmalı motorun çalışma çevrimi

Çalışma çevrimi dört strok veya krank milinin iki turuyla tamamlanan motora ne ad verilir? dört zamanlı. Böyle bir motordaki çalışma döngüsü aşağıdaki gibi gerçekleşir.

İlk ölçü – giriş(Şekil 1.4). İlk strokun başlangıcında piston ÜÖN'e yakın bir konumdadır. Giriş, giriş noktasının ÜÖN'den 10–30° önce açıldığı andan itibaren başlar.

Pirinç. 1.4. Giriş

Yanma odası, basıncı atmosfer basıncından biraz daha yüksek olan önceki işlemden elde edilen yanma ürünleriyle doldurulur. Gösterge diyagramında pistonun başlangıç ​​konumu şu noktaya karşılık gelir: R. Krank mili döndüğünde (ok yönünde), biyel kolu pistonu BDC'ye hareket ettirir ve dağıtım mekanizması emme valfini tamamen açar ve motor silindirinin piston üstündeki boşluğunu emme manifolduna bağlar. Girişin ilk anında, valf yükselmeye başlar ve giriş açıklığı milimetrenin onda birkaçı yüksekliğinde yuvarlak, dar bir yarık şeklindedir. Bu nedenle giriş anında yanıcı karışım (veya hava) neredeyse silindirin içine geçmez. Bununla birlikte, piston ÜÖN'ü geçtikten sonra alçalmaya başladığında, mümkün olduğu kadar açık olması ve havanın veya karışımın silindire akışını engellememesi için giriş deliğinin açıklığının ilerletilmesi gereklidir. Pistonun BDC'ye hareketi sonucunda silindir taze şarjla (hava veya yanıcı karışım) doldurulur.

Bu durumda emme sistemi ve emme valflerinin direnci nedeniyle silindir içindeki basınç 0,01–0,03 MPa olur. daha az baskı emme manifoldunda . Gösterge şemasında emme stroku çizgiye karşılık gelir ra.

Emme stroku, alçalan pistonun hareketi hızlandığında oluşan gazların emilmesinden ve hareketi yavaşladığında emmeden oluşur.

Piston hareketini hızlandırırken emme, pistonun alçalmaya başladığı anda başlar ve ÜÖN'den sonra yaklaşık 80° şaft dönüşünde pistonun maksimum hıza ulaştığı anda sona erer. Piston alçalmaya başladığında, giriş deliğinin küçük açıklığından dolayı silindire çok az hava veya karışım geçer ve dolayısıyla önceki çevrimden yanma odasında kalan gazlar genleşir ve silindir içindeki basınç düşer. Piston indirildiğinde, emme manifoldunda duran veya içinde düşük hızda hareket eden yanıcı karışım veya hava, giderek artan bir hızla silindirin içine geçerek pistonun boşalttığı hacmi doldurmaya başlar. Piston alçaldıkça hızı kademeli olarak artar ve krank mili yaklaşık 80° döndüğünde maksimuma ulaşır. Bu durumda giriş deliği giderek daha fazla açılır ve yanıcı karışım (veya hava) büyük miktarlarda silindire girer.

Yavaş piston hareketiyle emme, pistonun en yüksek hıza ulaştığı andan itibaren başlar ve BDC'de biter. , hızı sıfır olduğunda. Piston hızı azaldıkça silindire geçen karışımın (veya havanın) hızı bir miktar azalır ancak BDC'de sıfır değildir. Piston yavaş hareket ettiğinde yanıcı karışım (veya hava), piston tarafından serbest bırakılan silindirin hacmindeki artış ve atalet kuvveti nedeniyle silindire girer. Bu durumda silindir içindeki basınç giderek artar ve BDC'de emme borusundaki basıncı bile aşabilir.

Emme manifoldu basıncı, doğal emişli motorlarda atmosferik basınca yakın veya süperşarjlı motorlarda takviye derecesine (0,13-0,45 MPa) bağlı olarak daha yüksek olabilir.

Giriş, BDC'den sonra giriş portu kapandığı anda (40–60°) sona erecektir. Piston kademeli olarak yükseldiğinde emme valfinin kapanması gecikir; silindirdeki gazların hacminin azalması. Sonuç olarak, karışım (veya hava), jetin silindire akışı sırasında biriken gaz akışının önceden oluşturulan vakumu veya ataletinden dolayı silindire girer.

Düşük şaft hızlarında, örneğin motoru çalıştırırken, emme manifoldundaki gazların atalet kuvveti neredeyse tamamen yoktur, bu nedenle emme gecikmesi sırasında, emme manifolduna giren karışımın (veya havanın) ters emisyonu olacaktır. Ana giriş sırasında silindir daha erken.

Ortalama hızlarda gazların ataleti daha yüksektir, bu nedenle piston yükselişinin en başında yeniden şarj meydana gelir. Ancak piston yükseldikçe silindir içindeki gaz basıncı artacak ve başlayan şarj işlemi ters emisyona dönüşebilecektir.

Yüksek hızlarda emme manifoldundaki gazların atalet kuvveti maksimuma yakın olduğundan silindir yoğun şekilde şarj edilir ve ters emisyon oluşmaz.

İkinci ölçü – sıkıştırma. Piston BDC'den TDC'ye hareket ettiğinde (Şekil 1.5), silindire giren yük sıkıştırılır.

Aynı zamanda gazların basıncı ve sıcaklığı artar ve pistonun BDC'den bir miktar hareket etmesiyle silindirdeki basınç, emme basıncıyla aynı olur (nokta) T gösterge tablosunda). Valf kapandıktan sonra piston daha fazla hareket ettikçe silindir içindeki basınç ve sıcaklık artmaya devam eder. Sıkıştırma sonundaki basınç değeri (nokta İle) sıkıştırma derecesine, çalışma boşluğunun sıkılığına, duvarlara ısı transferine ve ayrıca ilk sıkıştırma basıncının değerine bağlı olacaktır.

Şekil 1.5. Sıkıştırma

Yakıtın hem iç hem de dış karışım oluşumu sırasında tutuşması ve yanması süreci çok az da olsa biraz zaman gerektirir. Yanma sırasında açığa çıkan ısının en iyi şekilde kullanılması için, yakıtın yanmasının piston konumu muhtemelen ÜÖN'e yakın olacak şekilde sona ermesi gerekir. Bu nedenle, dış karışım oluşumuna sahip motorlarda çalışma karışımının bir elektrik kıvılcımından ateşlenmesi ve iç karışım oluşumuna sahip motorların silindirine yakıt enjeksiyonu genellikle piston ÜÖN'e ulaşmadan önce gerçekleştirilir. Böylece ikinci strok sırasında silindirdeki yük esas olarak sıkıştırılır. Ayrıca strok başlangıcında silindirin doldurulması devam eder ve sonunda yakıtın yanması başlar. Gösterge diyagramında ikinci vuruş çizgiye karşılık gelir AC. Üçüncü önlem - Yanma ve genişleme.Üçüncü vuruş, piston ÜÖN'den BDC'ye hareket ederken meydana gelir (Şekil 1.6). Strok başlangıcında silindire giren ve ikinci strok sonunda bunun için hazırlanan yakıt yoğun bir şekilde yanar.

Büyük miktarda ısının açığa çıkması nedeniyle, silindir içindeki hacimde hafif bir artışa rağmen silindir içindeki sıcaklık ve basınç keskin bir şekilde artar (bölüm z gösterge tablosunda).

Basıncın etkisi altında piston BDC'ye doğru hareket eder ve gazlar genişler. Genişleme sırasında gazlar yararlı işler yapar, bu nedenle üçüncü strok da denir. yapım aşamasında. Gösterge diyagramında üçüncü vuruş çizgiye karşılık gelir сzb.

Pirinç. 1.6. Eklenti

Dördüncü önlem - serbest bırakmak. Dördüncü strok sırasında silindir egzoz gazlarından temizlenir (Şekil 1.7). ). BDC'den TDC'ye hareket eden piston, gazları silindirden açık silindire doğru iter. Egzoz vanası. Dört zamanlı motorlarda egzoz portu, piston BDC'ye (nokta) ulaşana kadar 40–80° açılır. B) ve piston ÜÖN'ü geçtikten sonra 20-40° kapatın. Böylece silindirin egzoz gazlarından temizlenme süresi farklı motorlar 240 ila 300° krank mili dönüş açısı. Egzoz işlemi, egzoz deliğinin açıldığı andan itibaren pistonun alçalmasıyla meydana gelen ön egzoz olarak ayrılabilir (nokta). B) BDC'ye, yani 40–80° sırasında ve ana egzoz, piston BDC'den egzoz portu kapanana kadar hareket ettiğinde, yani 200–220° krank mili dönüşü sırasında meydana gelir. Ön tahliye sırasında piston alçalır ve egzoz gazlarını silindirden çıkaramaz.

Bununla birlikte, ön egzozun başlangıcında silindirdeki basınç, egzoz manifoldundakinden önemli ölçüde daha yüksektir.

Bu nedenle egzoz gazları kendi aşırı basınçlarından dolayı kritik hızlarda silindirden dışarı atılır. Bu kadar yüksek hızlarda gaz akışına, hangi susturucuların takıldığını absorbe etmek için bir ses efekti eşlik eder.

800–1200 K sıcaklıklarda kritik egzoz gazı akış hızı 500–600 m/sn'dir.

Pirinç. 1.7. Serbest bırakmak

Piston BDC'ye yaklaştıkça silindir içindeki gazın basıncı ve sıcaklığı düşer ve egzoz gazı akış hızı düşer. Piston BDC'ye yaklaştığında silindir içindeki basınç azalacaktır. Bu, kritik sona erme süresini sona erdirecek ve ana sürümü başlatacaktır. Ana salınım sırasında gazların çıkışı daha düşük hızlarda gerçekleşir ve salınımın sonunda 60-160 m/sn'ye ulaşır. Böylece ön salınım daha kısa olur, gaz hızları çok yüksektir ve ana salınım yaklaşık üç kat daha uzun olur ancak bu sırada gazlar silindirden daha düşük hızlarda çıkarılır. Bu nedenle ön egzoz ve ana egzoz sırasında silindirden çıkan gazların miktarları yaklaşık olarak aynıdır. Motor devri azaldıkça tüm çevrim basınçları ve dolayısıyla egzoz deliğinin açıldığı andaki basınç da düşer. Bu nedenle, ortalama dönüş hızlarında azalır ve bazı modlarda (düşük hızlarda), ön salınımın karakteristik özelliği olan kritik hızlarda gazların çıkışı tamamen ortadan kalkar.

Boru hattındaki gazların sıcaklığı, krankın dönme açısına göre salınımın başlangıcında maksimumdan çıkışta minimuma kadar değişir. Çıkışın önceden açılması gösterge diyagramının faydalı alanını bir miktar azaltır. Ancak bu deliğin daha sonra açılması, yüksek basınçlı gazların silindir içinde hapsolmasına neden olacak ve piston hareket ettiğinde bunları çıkarmak için ek iş yapılması gerekecektir.

Egzoz deliğinin kapatılmasındaki hafif bir gecikme, silindiri yanmış gazlardan daha iyi temizlemek için silindirden daha önce çıkan egzoz gazlarının ataletini kullanma fırsatı yaratır. Buna rağmen yanma ürünlerinin bir kısmı kaçınılmaz olarak silindir kafasında kalır ve her çevrimden diğerine artık gazlar şeklinde geçer. Gösterge diyagramında dördüncü vuruş çizgiye karşılık gelir zb.

Dördüncü vuruş çalışma döngüsünü sonlandırır. Şu tarihte: daha fazla hareket pistonda tüm çevrim işlemleri aynı sırayla tekrarlanır.

Sadece yanma ve genleşme stroku çalışmakta olup, diğer üç strok volan ile dönen krank milinin kinetik enerjisi ve diğer silindirlerin çalışması nedeniyle gerçekleştirilir.

Silindir egzoz gazlarından ne kadar tamamen arındırılırsa ve içine ne kadar taze yük girerse çevrim başına o kadar faydalı iş elde edilebilir.

Silindirin temizlenmesini ve doldurulmasını iyileştirmek için, egzoz valfi egzoz strokunun (ÜÖN) sonunda değil, biraz sonra (krank mili ÜÖN'den sonra 5-30° döndürüldüğünde), yani ilk strokun başlangıcında kapanır. . Aynı nedenden dolayı, emme valfi bir miktar ilerlemeyle (ÜÖN'den 10–30° önce, yani dördüncü strokun sonunda) açılır. Böylece dördüncü strok sonunda her iki valf de belli bir süre açık kalabilmektedir. Bu valf pozisyonuna denir valf örtüşmesi. Egzoz boru hattındaki gaz akışının dışarı atma eyleminin bir sonucu olarak dolumun iyileştirilmesine yardımcı olur.

Dört zamanlı çalışma çevriminin incelenmesinden, dört zamanlı bir motorun, çevrim için harcanan zamanın yalnızca yarısı kadar bir ısı motoru olarak (sıkıştırma ve genleşme strokları) çalıştığı sonucu çıkar. Zamanın ikinci yarısında (emme ve egzoz stroku) motor bir hava pompası gibi çalışır.

Modern traktörlerde ve arabalarda çoğunlukla kullanılırlar pistonlu motorlar içten yanma. Bu motorların içerisinde yanıcı bir karışım (belirli oran ve miktarlarda yakıt ve hava karışımı) yanar. Bu işlem sırasında açığa çıkan ısının bir kısmı mekanik işe dönüştürülür.

Motor sınıflandırması

Pistonlu motorlar aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılır:

• yanıcı karışımın tutuşturulma yöntemine göre - sıkıştırmadan (dizel) ve elektrik kıvılcımından
• karışım oluşturma yöntemine göre - harici (karbüratör ve gaz) ve dahili (dizel) karışım oluşumu ile
• çalışma döngüsünü uygulama yöntemine göre - dört ve iki zamanlı;
• kullanılan yakıt türüne göre - sıvı (benzin veya dizel yakıt), gaz (sıkıştırılmış veya sıvılaştırılmış gaz) yakıt ve çoklu yakıtla çalıştırma
• silindir sayısına göre - tek ve çok silindirli (iki, üç, dört, altı silindirli vb.)
• silindirlerin düzenine göre - tek sıralı veya doğrusal (silindirler bir sıra halinde bulunur) ve çift sıralı veya V şeklinde (bir sıra silindir diğerine açılı olarak yerleştirilir)

Traktörlerde ve ağır iş araçlarında dört zamanlı çok silindirli dizel motorlar, binek araçlarda, hafif ve orta iş araçlarında ise dört zamanlı çok silindirli karbüratör ve dizel motorlar sıkıştırılmış ve sıvılaştırılmış gazla çalışan motorların yanı sıra.

Temel mekanizmalar ve motor sistemleri

Bir pistonlu içten yanmalı motor aşağıdakilerden oluşur:

• vücut kısımları
• krank mekanizması
• gaz dağıtım mekanizması
• güç Sistemleri
• Soğutma Sistemleri
• yağlama sistemi
• ateşleme ve çalıştırma sistemleri
• hız kontrolcüsü

Dört zamanlı tek silindirli cihaz karbüratörlü motor resimde gösterilen:

Çizim. Tek silindirli dört zamanlı karbüratörlü motorun tasarımı:
1 - tahrik dişlileri eksantrik mili; 2 — eksantrik mili; 3 - itici; 4 - bahar; 5 - egzoz borusu; 6 - giriş borusu; 7 - karbüratör; 8 - egzoz valfi; 9 - bujiye giden kablo; 10 - buji; 11 - giriş valfi; 12 - silindir kafası; 13 - silindir: 14 - su ceketi; 15 - piston; 16 - piston pimi; 17 - biyel kolu; 18 - volan; 19 - krank mili; 20 - yağ deposu (karter).

krank mekanizması(KShM), pistonun doğrusal ileri geri hareketini krank milinin dönme hareketine dönüştürür ve bunun tersi de geçerlidir.

Gaz dağıtım mekanizması(GRM), piston üstü hacminin taze şarj emme sistemine zamanında bağlanması ve belirli zaman aralıklarında yanma ürünlerinin (egzoz gazlarının) silindirden salınması için tasarlanmıştır.

Tedarik sistemi yanıcı bir karışım hazırlayıp silindire (karbüratörlü ve gazlı motorlarda) beslemeye veya silindiri havayla doldurmaya ve yüksek basınç altında yakıt sağlamaya (dizel motorda) hizmet eder. Ayrıca bu sistem egzoz gazlarını dışarıya atmaktadır.

Soğutma sistemi Optimum motor termal koşullarını korumak için gereklidir. Motor parçalarından aşırı ısıyı uzaklaştıran bir madde; soğutucu sıvı veya hava olabilir.

Yağlama sistemi tedarik için tasarlandı yağlayıcı (motor yağı) sürtünme yüzeylerini ayırmak, soğutmak, korozyondan korumak ve aşınma ürünlerini temizlemek için kullanılır.

Ateşleme sistemiçalışma karışımının karbüratör ve gaz motorlarının silindirlerinde bir elektrik kıvılcımı ile zamanında ateşlenmesine hizmet eder.

Başlangıç ​​sistemi motor silindirlerinde çalışma döngüsünün istikrarlı bir şekilde başlatılmasını sağlayan etkileşimli mekanizmalar ve sistemlerden oluşan bir komplekstir.

Hız kontrol cihazı- bu, motor yüküne bağlı olarak yakıt veya yanıcı karışım beslemesini değiştirmek için tasarlanmış otomatik olarak çalışan bir mekanizmadır.

Dizelde karbüratörden farklı olarak gaz motorları ateşleme sistemi yoktur ve güç sisteminde karbüratör veya karıştırıcı yerine yakıt ekipmanı (yüksek basınçlı yakıt pompası, yüksek basınçlı yakıt hatları ve enjektörler) kuruludur.