Bir motora arabanın kalbi demek önemsiz ama doğru bir karşılaştırmadır. Süspansiyonu ayarlayabilir, direksiyonu ayarlayabilir veya frenleri istediğiniz kadar değiştirebilirsiniz - motor çalışmazsa, hepsi zaman kaybı olur.
Bugün yolda, farklı nesil arabaları bulabilirsiniz: eski karbüratörlü içten yanmalı motorlar ve elektronik tarafından kontrol edilen güçlü dizel motorlar ve hatta gelişmeye yeni başlayan en yeni hidrojen motorlar. Ve tüm bu çeşitlilik içinde, içten yanmalı motorun temellerini ve ilkelerini bilmiyorsanız, gezinmek oldukça zordur.
ICE nedir ve ne içindir?
Motor cihazı Bir aracın hareket etmesi için onu harekete geçirmesi gerekir. Farklı zamanlarda, bunlar koşumlanmış hayvanlardı, sonra buhar ve elektrik motorları değiştirildi (evet, modern arabaların öncüleri geleneksel içten yanmalı motorlardan daha önce ortaya çıktı), ardından yanıcı yakıtla çalışan motorlar.
Modern bir içten yanmalı motor, bir yakıt (ısı) flaşının enerjisini mekanik işe dönüştüren bir mekanizmadır. Oldukça hantal tasarımına rağmen, bugün içten yanmalı motor en uygun enerji kaynağı olmaya devam ediyor.
Elbette elektrik taşımacılığı giderek daha yaygın hale geliyor, ancak "yakıt ikmali" zamanı tüm avantajları ortadan kaldırıyor - bagaja elektrik olan bir bidon koyamazsınız.
ICE uygulamasını birçok alanda bulmuştur: arabalar, motosikletler ve scooterlar, tarım ve inşaat ekipmanları, su taşımacılığı, uçak motorları, askeri teçhizat, çim biçme makineleri aynı prensibe göre çalışır ... Yani, süren veya uçan hemen hemen her şey.
İçten yanmalı motor cihazı
İçten yanmalı motorların çeşitli tip ve tasarımlarına rağmen, cihazının prensibi herhangi bir teknikte pratik olarak değişmeden kalır. Tabii ki, bireysel yapısal elemanlar farklı motorlarda büyük ölçüde değişebilir, ancak ana bileşenler ve bileşenler birbirine çok benzer.
Yani, içten yanmalı motor bu tür yapısal birimlerden oluşur.
- Silindir bloğu (BC), soğutma sisteminin ceketi de dahil olmak üzere CPG'nin ve bir bütün olarak motorun "kabuğu" dur.
Silindir bloğu - Krank mekanizması, yani KShM, pistonun doğrusal hareketinin dönme hareketine dönüştürüldüğü bir birimdir. Bir krank mili, pistonlar, bağlantı çubukları, bir volan ve ayrıca krank mili ve bağlantı çubuklarının desteklendiği kayar yataklardan (gömlekler) oluşur.
Krank mekanizması: 1 - silindir; 2 - volan; 3 - bağlantı kolu yatağı; 4 - krank mili; 5 - diz; 6 - ana yatak; 7 - bağlantı çubuğu. - Gaz dağıtım mekanizması (zamanlama), silindirlere bir yakıt-hava karışımı sağlamak ve egzoz gazlarını çıkarmak için bir sistemdir. Tüm sistemin krank mili hızıyla senkronize çalıştığı eksantrik millerinden, külbütör kollu veya çubuklu valflerden, bir zamanlama kayışından oluşur.
Gaz dağıtım mekanizması - Güç sistemi, yakıt-hava karışımının hazırlandığı ve daha sonra yanma odalarına beslendiği bir ünitedir. Tasarıma bağlı olarak, yakıt besleme sistemi karbüratörlü (motor başına bir nozül), enjeksiyon (nozullar her bir silindirin giriş valfinin önüne monte edilmiştir), doğrudan enjeksiyonlu (nozül yanma odasının içine yerleştirilmiştir) olabilir. Filtreli ve pompalı yakıt deposu, karbüratör (isteğe bağlı), emme manifoldu, enjektörler, enjeksiyon pompası (dizel motorlarda), hava filtreli hava girişi içerir.
Tedarik sistemi - Motor yağlama sistemi - her bir sürtünme birimine ve ayrıca ek soğutma gerektiren alanlara (örneğin, pistonların altına) yağ beslemesi sağlar. Krank miline bağlı bir yağ pompası, sürtünme çiftlerine giden bir boru ve kanal sistemi, bir yağ filtresi, bir yağ karterinden oluşur. Tasarıma bağlı olarak kuru ve ıslak karter motorları vardır. İlkinde, motor yağı toplama kabı, ikincisinde - doğrudan motorun altında ayrı olarak bulunur.
Motor yağlama sistemi: 1 - yağ pompası; 2 - karter tahliye tapası; 3 - yağ alıcısı; 4 - basınç düşürme valfi; 5 - dağıtım dişlilerini yağlamak için delik; 6 - acil durum yağ basıncı sinyal lambasının sensörü; 7 - yağ basıncı gösterge sensörü; 8 - yağ soğutucu valf; 9 - yağ soğutucusu; 10 - yağ filtresi. - Ateşleme sistemi - yanma odasındaki yakıt karışımını ateşlemek için gereklidir. Dizel yakıt kendini sıkıştırmadan tutuşturduğu için sadece benzinli motorlarda kullanılır. Bujileri, yüksek voltaj kablolarını, ateşleme bobinlerini ve eski motorlarda bir dağıtıcı (dağıtıcı) içerir. Modern motorlarda, ateşleme sistemi bir dağıtıcıdan ve hatta telsiz olarak dağıtılır: "mum üzerinde bobin" tasarımı kullanılır.
Motor ateşleme sistemi: 1 - jeneratör; 2 - kontak anahtarı; 3 - ateşleme dağıtıcısı; 4 - kesici kam; 5 - bujiler; 6 - ateşleme bobini; 7 - şarj edilebilir pil. - Soğutma sistemi - motorun belirtilen çalışma sıcaklığını korumaya özen gösterir. Sıvı soğutma sistemi, bir soğutucu (soğutucu, antifriz), bir soğutma ceketi (silindir bloğunun içindeki odalar ve kanallar ağı), bir ısı eşanjörü (soğutma radyatörü), bir su pompası ve bir termostattan oluşur.
Soğutma sistemi - Elektrik sistemi, motoru çalıştırmak ve çalışır durumda tutmak için gereken enerji kaynağıdır. Elektrik sistemi akü, alternatör, marş motoru, kablolar ve motor sensörlerini içerir.
- Egzoz sistemi - yanma ürünlerini motordan çıkarır, egzoz son işlem işlevini yerine getirir, motorun sesini düzenler. Bir egzoz manifoldu, bir katalizör ve bir partikül filtresi (isteğe bağlı), bir rezonatör, bir susturucudan oluşur.
Egzoz sistemi Bu parçaların her biri, zamanın taleplerine göre kademeli olarak gelişmekte ve gelişmektedir. Gücü artırma arzusu yerini en güvenilir ve dayanıklı çözümler arayışına bıraktı, ardından yakıt ekonomisi öne çıktı ve bugün - doğaya özen göster.
Motor nasıl çalışır
Tasarımları ne olursa olsun tüm ICE'ler aynı çalışma prensibini kullanır. Bu, yakıtın yanması sırasında termal genleşme enerjisinin önce doğrusal, sonra da dönme hareketine dönüştürülmesidir.
Dört zamanlı motor vuruşları Tüm otomobillerde, büyük ekipmanlarda ve havacılıkta dört zamanlı motorlar kullanılır. Bu, tasarımcıların tüm dikkatlerini adadıkları klasik içten yanmalı motor türüdür. Geleneksel olarak, CPG'deki her silindirin çalışması 4 aşamaya (strok) bölünebilir. o giriş, sıkıştırma, yanma, egzoz... Aşağıdaki video, 4 zamanlı bir motorun işleyişini 3D animasyonda açıkça göstermektedir.
- Giriş strokunda, silindirdeki piston valflerden alt ölü merkeze (BDC) aşağı doğru hareket eder. Alçalmaya başladığında, giriş valfi açılır ve yakıt / hava karışımı (veya sadece motor doğrudan enjeksiyon ise hava) silindire girer. Hareket ederken, pistonun kendisi, motor atmosferik ise yanma odasına gerekli hava hacmini "pompalar" veya turboşarj takılıysa hava basınç altında girer.
- Alt ölü merkeze ulaştıktan sonra piston yükselmeye başlar. Aynı zamanda giriş valfi kapanır ve hareket sırasında piston, içinde atomize olan yakıt ile havayı kritik bir basınca sıkıştırır.
- Piston geleneksel olarak üst ölü noktaya ulaşır ulaşmaz ve sıkıştırma maksimum hale gelir gelmez, buji tetiklenir ve yakıt alevlenir (dizel yakıtı sıkıştırma sırasında kıvılcım olmaksızın ateşlenir). Flaştan gelen mikro patlama pistonu tekrar BDC'ye doğru iter.
- Ve dördüncü vuruşta egzoz valfi açılır. Piston, egzoz gazlarını yanma odasından egzoz manifolduna iterek tekrar yukarı hareket eder.
Dört zamanlı bir motorun çalışması Aslında, yakıtın yanması pistonu iten aşırı bir basınç oluşturduğunda, motordaki dört yararlı işten yalnızca bir döngü vardır. Kalan üç bara, hareket etme dürtüsü vermeyen, ancak enerji tüketen yardımcı çubuklar olarak gereklidir.
Bu koşullar altında, krank mekanizması (CRM) enerji dengesine geldiğinde motor durabilir. Ancak bunun olmasını önlemek için, pistonlardan gelen yükleri dengelemek için debriyaj sistemine bağlı büyük bir volan ve krank mili üzerindeki karşı ağırlıklar kullanılır.
İki zamanlı motor vuruşları İki zamanlı motorlar yaygın olarak kullanılmamaktadır. Bunlar çoğunlukla scooter ve moped motorları, hafif motorlu tekneler, çim biçme makineleridir. Böyle bir motorun tüm iş akışı iki ana aşamaya ayrılabilir:
- Piston hareketinin başlangıcında aşağıdan yukarıya (alttan ölü merkezden yukarıya), yanma odasına bir yakıt-hava karışımı girer. Yükselen piston, onu kritik bir sıkıştırmaya kadar sıkıştırır ve üst ölü merkezde olduğunda ateşleme meydana gelir.
- Yanma, yakıt pistonu aşağı doğru iterken aynı zamanda egzoz manifolduna erişim açılır ve yanma ürünleri silindiri terk eder. Piston alt ölü merkeze (BDC) ulaşır ulaşmaz, ilk vuruş tekrarlanır - aynı anda giriş ve sıkıştırma.
İki zamanlı motor çalışması Görünüşe göre iki zamanlı bir motor, dört zamanlı bir motordan iki kat daha verimli olmalı, çünkü burada işin yarısı faydalı eylem üzerinde yapılıyor. Ancak gerçekte, iki zamanlı bir motorun gücü istediğimizden çok daha düşüktür ve bunun nedeni, kusurlu gaz dağıtım mekanizmasında yatmaktadır.
Yakıt yakıldığında, enerjinin bir kısmı ısıtma dışında herhangi bir iş yapmadan egzoz manifolduna girer. Sonuç olarak, iki zamanlı motorlar yalnızca düşük güçlü araçlarda kullanılır ve özel motor yağları gerektirir.
Motor sınıflandırması
ICE'ler 100 yıldan fazla bir süredir büyüdüğünden ve geliştiğinden, epeyce çeşitleri vardır. Motorlar farklı özellik ve özelliklere göre sınıflandırılır.
Görev döngüsüne göre
Bu, motorların zaten bildiğimiz iki zamanlı ve dört zamanlı motorlara bölünmesidir.
- İki zamanlı - bir tam çalışma döngüsü iki aşamadan oluşurken, krank mili bir devir yapar;
- Dört zamanlı - bir tam çalışma döngüsünde, dört aşamadan geçer ve krank mili iki tur yapar.
İnşaat türüne göre
İki ana içten yanmalı motor türü vardır: pistonlu ve döner.
- Piston - bu, hemen hemen her taşımada duran pistonlar, silindirler ve krank mili ile bize tanıdık gelen aynı motordur;
- Wankel motoru olarak da bilinen döner piston, piston yerine üçgen rotorun kullanıldığı ve yanma odasının oval bir şekle sahip olduğu özel bir içten yanmalı motor türüdür. Wankel motoru bazı araba modellerinde kullanıldı, ancak üretim ve bakımın karmaşıklığı mühendisleri bu tasarımı terk etmeye zorladı.
Döner motor çalışması Silindir sayısına göre
Motorun CPG'sine 1 ila 16 silindir takılabilir, arabalar için genellikle 3-8'dir. Tipik olarak, tasarımcılar döngü sürelerini dengelemek için çift sayıda silindiri tercih ederler. Kuralın en ünlü istisnası, Ford endişesi tarafından geliştirilen ve sadece üç silindirin takılı olduğu birçok modelde Ecoboost motorudur.
Silindirlerin düzenlenmesi ile
CPG düzeni her zaman sıralı değildir (sıralı bir motor onarımı ve bakımı en kolay olanı olsa da). Mühendislerin hayal gücüne bağlı olarak, motorlar birkaç düzen türüne ayrılmıştır:
- Sıralı - tüm silindirler tek sıra ve tek krank mili üzerinde sıralanmıştır.
Sıralı motor çalışması - V-şekilli - bir krank miline 45 ila 90 derece açıyla monte edilmiş iki sıra silindir.
V motor çalışması - VR-şekilli - bir krank miline monte edilmiş, 10-20 derece küçük kamber açısına sahip iki sıra silindir.
VR motor çalışması
- W-şekilli - bir krank miline monte edilmiş 3 veya 4 sıra silindir bloğunu temsil eder.
W motorlu çalışma Radyal motorlu çalışma
Binek otomobiller sıralı, V-, VR-, W- ve U-şekilli motorlar kullanır ve bazı modellerde ayrıca boxer motorlar da kullanılır. Ancak havacılık teknolojisinde radyaller kullanılmaktadır.
Yakıt türüne göre
Buradaki türün klasikleri benzinli ve dizel motorlardır. Gaz popülerlik kazanıyor, hibrit ve hidrojen yavaş yavaş geliştiriliyor.
- Benzinli motorlar, yakıt / hava karışımının ateşlenmesini gerektirir. Bunun için krank milinin hareketiyle senkronize çalışan fişler ve ateşleme bobinleri kullanılır. Benzinli motorların bir özelliği, yüksek hız geliştirme yeteneğidir;
- Dizel motorlar, bir yakıt-hava karışımının kendiliğinden tutuşması prensibine göre çalışır. Bujileri yoktur, ancak yüksek basınçlı yakıt beslemesi gerektiren doğrudan enjeksiyon sistemine sahiptirler. Motoru çalıştırmak için, havayı önceden ısıtan ve yanma odasını ısıttıktan sonra kapanan kızdırma bujileri kullanılır. Dizel motorlar yüksek güç üretebilirler ancak hız geliştiremezler, bu nedenle ağır ekipmanlarda kullanılırlar;
- Düşük sıvılaştırılmış gaz maliyeti (benzine kıyasla) nedeniyle gaz tesisatları popülerdir. Gaz motorları, benzinli veya dizel motorlardan daha yüksek sıcaklıklarda çalışır ve bu da soğutma sisteminin ve özel motor yağının yüksek kalitede çalışmasını gerektirir;
- Hibrit, bir içten yanmalı motor ve bir elektrik motorunun birleşimidir. Standart sürüş modunda, yalnızca elektrik motoru devreye girer ve içten yanmalı motor, yükün arttırılması veya pillerin yeniden şarj edilmesi gerektiğinde etkinleştirilir;
- Yakın zamana kadar, hidrojen motorları oldukça tehlikeliydi: elektrolizle sudan üretilen oksijen ve hidrojen, dengesiz bir şekilde ve patlama riski ile yanıyordu. Nispeten yakın zamanda, bir hidrojen-oksijen bileşiği kullanmanın başka bir yöntemi bulundu: tanklara hidrojen doldurulur (ve yakıt ikmali yaklaşık 3 dakika sürer), oksijen havadan yakalanır, ardından içten yanmalı bir motora değil bir elektrik jeneratörüne beslenir. Aslında elektroliz işleminin tam tersi bir işlem elde edilir, bunun sonucunda elektrik ve su oluşur. Hidrojen santrali olan ilk otomobil Toyota Mirai idi.
Zamanlama ilkesine göre
Gaz dağıtım mekanizmasının temel unsuru, bir triger kayışı veya zincir kullanılarak motor krank miline entegre edilen eksantrik milidir. Eksantrik mili, tasarımı gereği valflerin çalışmasını düzenler ve tüm sistem motor devri ile senkronize çalışır. Kırık bir triger kayışı neredeyse her zaman elden geçirmenin bir yoludur.
CPG düzenine bağlı olarak, motor sıralıysa 1 eksantrik miline veya V şeklinde bir düzende ise 2-4 eksantrik miline sahip olabilir.
Bununla birlikte, standart zamanlama sistemi, motor gücü ve ekonomi için modern gereksinimleri karşılamayı bırakmıştır. Ve şimdi, standart mekanik sisteme ek olarak, Honda i-VTEC, VTEC-E ve DOHC, Toyota VVT-i, Mitsubishi MIVEC gibi uyarlanabilir sistemler, Volkswagen ve Eco-Motors'un geliştirmeleri ve Koenigsegg üzerine kurulu bir pnömatik zamanlama sistemi var. Regera ve uzun vadede motora% 30 güç katıyor.
Türbin motorunun çalışmasıTurboşarjlı motorların avantajları ve dezavantajları vardır: Bir yandan, ne kadar fazla hava olursa, motor o kadar fazla güç sağlayabilir. Öte yandan, turbo gecikme etkisi spor sürüş tutkunlarının sinirlerini ciddi şekilde bozabilir. Ve fazladan bir birim, ekstra zayıf bir noktadır, bu nedenle turboşarjlı motorlar (veya iki türbinli bir motor olarak çift turbolu) herkesin hoşuna gitmez. Bazen iyi monte edilmiş bir emişli sistem herhangi bir takviye "bandı takabilir".
ICE avantajları ve dezavantajları
- İçten yanmalı motorların avantajları söz konusu olduğunda, kullanım kolaylığı her şeyden önce gelecektir. Benzin çağının yüzyılı boyunca, bir benzin istasyonları ağıyla büyümüşüz ve her zaman yakıt ikmali ve sürüş fırsatı olacağından şüphemiz bile yok. Bir benzin istasyonuyla karşılaşmama riski vardır - önemli değil, yanınızda teneke kutuda benzin alabilirsin. İçten yanmalı motorların kullanımını bu kadar konforlu hale getiren altyapıdır.
- Öte yandan, motora yakıt ikmali yapmak birkaç dakika sürer, basit ve ekonomiktir. Tankı doldurdum ve yola devam ettim. Bu, elektrikli bir arabayı şarj etmek gibi bir şey değil.
- Yetkili bakımla uzun süre hizmet verebilme yeteneği, ünlü milyondan fazla motorların sahip olabileceği şeydir. Düzenli zamanında yapılan bakım, motorun performansını çok uzun bir süre koruyabilir.
- Ve tabii ki, güçlü bir motorun tatlı yürekli kükremesini de unutmayalım. Gerçek, dürüst, modern elektrikli arabaların seslendirmelerinden tamamen farklı. Bazı otomobil endişelerinin araçlarının motorlarının sesini özel olarak ayarlaması boşuna değil.
İçten yanmalı bir motorun ana dezavantajı nedir?
- Tabii ki, bu düşük bir verimlilik -% 20-25 içinde. Bugüne kadar ICE'ler arasında en yüksek verimlilik göstergesi, Toyota VVT-iE motoru tarafından verilen% 38'dir. Bununla karşılaştırıldığında, elektrik motorları, özellikle rejeneratif fren sistemleri ile çok daha iyi görünüyor.
- İkinci önemli dezavantaj, tüm sistemin genel karmaşıklığıdır. Modern motorlar, klasik bir içten yanmalı motor şemasında anlatıldığı gibi, uzun zamandır bu kadar "basit" olmaktan çıkmıştır. Aksine, motorlar için gereksinimler yükseliyor, motorların kendileri daha doğru ve karmaşık, yeni teknolojiler ve mühendislik çözümleri ortaya çıkıyor. Bütün bunlar ayrıca motorun tasarımını karmaşıklaştırır ve ne kadar karmaşık olursa o kadar zayıf noktalar vardır.
Öyleyse, eğer komşu Vasya Amca, kendi "kuruşunun" motorunu tek başına geçtiyse, ancak yepyeni modern arabalarda, özel ekipman ve aletler olmadan neredeyse hiç kimse ince ICE sistemine giremez.
Son olarak, petrol çağının kendisi geçmişte kaldı. Ulaşımın çevresel güvenliği için gereksinimlerin artması boşuna değil ve aynı zamanda güneş panellerinin verimliliğinin de artması boşuna değil. Evet, benzinli ve dizel motorlar yakında sokaklardan kaybolmayacak, ancak Avrupa zaten elektrikli araçların tanıtımı için mücadele ediyor, bu sayede insanlık bir gün "benzin dumanı" kelimesini unutacak.
Sonuç
Herhangi bir eksikliğe rağmen, içten yanmalı motor "ana nakliye aracı" olmaya devam ediyor. Kimyagerler yeni motor yağları üretiyor, mühendisler yeni zamanlama sistemleri geliştiriyor ve benzin üreticileri fiyatları düşürmek için acele etmiyorlar. Bunun nedeni, alıştığımız motorların rahatlığı ve özerkliği ile henüz hiçbir taşıma modunun karşılaştırılamamasıdır.
İçten yanmalı motorun icadı, insanlığın gelişimde önemli ölçüde öne çıkmasına izin verdi. Artık yakıtın yanması sırasında açığa çıkan enerjiyi faydalı işler yapmak için kullanan motorlar, insan faaliyetinin birçok alanında kullanılıyor. Ancak bu motorlar en çok ulaşımda kullanılmaktadır.
Tüm santraller, yanıcı ürünlerin yanması sırasında açığa çıkan enerjiyi krank milinin dönme hareketine dönüştürmek için birbiriyle etkileşim halinde olan mekanizma, montaj ve sistemlerden oluşur. Onun yararlı çalışması bu harekettir.
Daha net hale getirmek için, bir içten yanmalı elektrik santralinin çalışma prensibini anlamalısınız.
Çalışma prensibi
Yanıcı ürünler ve havanın yanıcı bir karışımı yandığında, daha fazla enerji açığa çıkar. Dahası, karışımın tutuşma anında hacim olarak önemli ölçüde artar, tutuşmanın merkez üssündeki basınç artar, aslında enerji salınmasıyla küçük bir patlama meydana gelir. Bu süreç esas alınır.
Yanma kapalı bir alanda yapılırsa, yanma sırasında ortaya çıkan basınç bu alanın duvarlarına baskı yapacaktır. Duvarlardan biri hareketli hale getirilirse, kapalı alanın hacmini artırmaya çalışan basınç bu duvarı hareket ettirecektir. Bu duvara herhangi bir çubuk takarsanız, o zaman zaten mekanik bir çalışma gerçekleştirecek - uzaklaşmak, bu çubuğu itecektir. Çubuğu kranka bağlayarak hareket ederken krankın ekseni etrafında dönmesini sağlar.
Bu, içten yanmalı bir güç ünitesinin çalışma prensibidir - bir hareketli duvar (piston) ile kapalı bir alan (silindir gömleği) vardır. Duvar kranka (krank miline) bir çubuk (bağlantı çubuğu) ile bağlanır. Ardından, tersi hareket gerçekleştirilir - eksen etrafında tam bir dönüş yapan krank, çubuğu çubukla iter ve böylece geri gelir.
Ancak bu, yalnızca basit bileşenlerin açıklamasıyla çalışma prensibidir. Aslında, süreç biraz daha karmaşık görünüyor, çünkü önce karışımın silindire akışını sağlamanız, daha iyi ateşleme için sıkıştırmanız ve ayrıca yanma ürünlerini çıkarmanız gerekir. Bu eylemlere çubuk adı verilir.
Toplam saat döngüleri 4:
- giriş (karışım silindire girer);
- sıkıştırma (karışım, piston tarafından astar içindeki hacmi azaltarak sıkıştırılır);
- çalışma stroku (ateşlemeden sonra, karışım genişlemesi nedeniyle pistonu aşağı iter);
- çıkış (karışımın bir sonraki bölümünü sağlamak için yanma ürünlerinin astardan çıkarılması);
Pistonlu motor vuruşları
Bundan, sadece çalışma vuruşunun faydalı bir etkiye sahip olduğu, diğer üçünün hazırlık olduğu sonucu çıkar. Her vuruşa, pistonun belirli bir hareketi eşlik eder. Giriş ve strok sırasında aşağı, sıkıştırma ve egzoz sırasında yukarı doğru hareket eder. Piston krank miline bağlandığından, her vuruş, milin eksen etrafında belirli bir dönüş açısına karşılık gelir.
Motorda strokların uygulanması iki şekilde yapılır. Birincisi, örtüşen önlemlerle. Böyle bir motorda, tüm vuruşlar krank milinin bir tam krankıyla gerçekleştirilir. Yani, dizlerin yarım dönüşü. pistonun yukarı veya aşağı hareketine iki vuruş eşlik eden şaft. Bu motorlara 2 zamanlı motorlar denir.
İkinci yol, ayrı ölçümlerdir. Bir piston hareketine yalnızca bir vuruş eşlik eder. Sonuç olarak, tam bir çalışma döngüsünün gerçekleşmesi için dizlerin 2 dönüşü gerekir. eksen etrafında mil. Bu tür motorlar 4 zamanlı olarak adlandırıldı.
Silindir bloğu
Şimdi içten yanmalı motorun yapısı. Herhangi bir kurulumun temeli silindir bloğudur. Tüm bileşenler içinde ve üzerinde bulunur.
Bloğun tasarım özellikleri belirli koşullara bağlıdır - silindir sayısı, konumları, soğutma yöntemi. Bir blokta birleştirilen silindir sayısı 1 ila 16 arasında değişebilir. Üstelik, tek sayıda silindire sahip bloklar nadirdir, şu anda üretilen motorlardan sadece bir ve üç silindirli üniteler bulabilirsiniz. Çoğu birim çift sayıda silindirle gelir - 2, 4, 6, 8 ve daha az sıklıkla 12 ve 16.
Dört silindirli blok
1 ila 4 silindirli enerji santrallerinde genellikle sıralı silindirler bulunur. Silindir sayısı daha fazlaysa, silindirlerin V şeklinde bir konuma sahip sözde enerji santralleri olarak adlandırılan diğerine göre bir sıranın belirli bir konum açısına sahip iki sıra halinde düzenlenirler. Bu düzenleme, birimin boyutlarının azaltılmasını mümkün kılmıştır, ancak aynı zamanda bunların imalatı, sıralı düzenlemeden daha zordur.
Sekiz silindirli blok
Silindirlerin iki sıra halinde ve aralarında 180 derecelik bir açı ile düzenlendiği başka bir tip blok vardır. Bu motorlar adlandırılır. Bu tip güç ünitesine sahip arabalar olmasına rağmen, esas olarak motosikletlerde bulunurlar.
Ancak silindir sayısının ve konumlarının durumu isteğe bağlıdır. V şeklinde veya karşılıklı silindirlere sahip 2 silindirli ve 4 silindirli motorların yanı sıra 6 silindirli sıralı motorlar vardır.
Enerji santrallerinde kullanılan hava ve sıvı olmak üzere iki tür soğutma vardır. Bloğun tasarım özelliği buna bağlıdır. Hava soğutmalı ünite, silindirler tasarımının bir parçası olmadığı için tasarımı daha küçük ve daha basittir.
Sıvı soğutmalı blok daha karmaşıktır, tasarımı silindirler içerir ve silindirli bloğun üstüne bir soğutma ceketi yerleştirilmiştir. Sıvı, silindirlerden ısıyı alarak içinde dolaşır. Bu durumda, soğutma ceketi ile birlikte blok bir bütünü temsil eder.
Yukarıdan, blok özel bir plaka ile kaplıdır - silindir kafası (silindir kafası). Yanma işleminin gerçekleştiği kapalı bir alan sağlayan bileşenlerden biridir. Ek mekanizmalar veya karmaşık içermeyen tasarımı basit olabilir.
krank mekanizması
Motor tasarımının bir parçası, pistonun kovandaki ileri geri hareketini krank milinin dönme hareketine dönüştürür. Bu mekanizmanın ana unsuru krank milidir. Silindir bloğuna hareketli bir bağlantısı vardır. Böyle bir bağlantı, bu şaftın bir eksen etrafında dönmesine izin verir.
Milin bir ucuna bir volan takılıdır. Volanın görevi, torku şafttan daha fazla aktarmaktır. 4 zamanlı bir motor, yararlı bir eylemle yalnızca bir yarım dönüşe sahip olduğundan - iki krank mili devri için bir çalışma stroku, geri kalanı, volan tarafından gerçekleştirilen zıt eylemi gerektirir. Önemli bir kütleye ve dönme özelliğine sahip olması, sahip olduğu kinetik enerjiden dolayı dizlerin kranklanmasını sağlar. hazırlık önlemleri sırasında şaft.
Volan çevresi, santralin çalıştırıldığı bir çember dişlisine sahiptir.
Milin diğer tarafında, yağ pompasının tahrik dişlisi ve gaz dağıtım mekanizması ile kasnağı bağlamak için flanş bulunur.
Bu mekanizma aynı zamanda gücü pistondan krank miline ve tersi yönde aktaran bağlantı çubuklarını da içerir. Bağlantı kolu miline montaj da hareketlidir.
Silindir blok yüzeyleri, dizler. mafsallardaki şaft ve biyel kolları birbirleriyle doğrudan temas etmez, aralarında düz yataklar vardır - gömlekler.
Silindir-piston grubu
Bu grup, silindir gömlekleri, pistonlar, piston segmanları ve parmaklardan oluşur. Bu grupta, yanma süreci ve salınan enerjinin transferi dönüşüm için gerçekleşir. Yanma, bir tarafta blok kafası tarafından ve diğer tarafta piston tarafından kapatılan astarın içinde meydana gelir. Pistonun kendisi astarın içinde hareket edebilir.
Astar içerisinde maksimum sızdırmazlığı sağlamak için, karışım ve yanma ürünlerinin gömlek duvarları ile piston arasına sızmasını önlemek için piston segmanları kullanılır.
Piston, bir pim vasıtasıyla bağlantı çubuğuna hareketli bir şekilde bağlanmıştır.
Gaz dağıtım mekanizması
Bu mekanizmanın görevi, yanıcı karışımın veya bileşenlerinin silindire zamanında tedarik edilmesi ve yanma ürünlerinin çıkarılmasıdır.
İki zamanlı motorlarda böyle bir mekanizma yoktur. İçinde, karışımın temini ve yanma ürünlerinin çıkarılması, manşonun duvarlarında yapılan teknolojik pencerelerle yapılır. Bu tür üç pencere vardır - giriş, baypas ve çıkış.
Piston hareket ederken bir veya daha fazla pencereyi açar ve kapatır, bu şekilde gömlek yakıtla doldurulur ve egzoz gazları giderilir. Böyle bir gaz dağıtımının kullanılması ek birimler gerektirmez, bu nedenle böyle bir motorun silindir kafası basittir ve görevi yalnızca silindirin sıkılığını sağlamaktır.
4 zamanlı motorun bir zamanlama mekanizması vardır. Böyle bir motor için yakıt, kafadaki özel deliklerden sağlanır. Bu açıklıklar vanalarla kapatılır. Silindirden yakıt veya egzoz gazları beslemek gerekirse, ilgili valf açılır. Valflerin açılması, kamları ile doğru anda istenen valfe bastıran ve deliği açan eksantrik mili tarafından sağlanmaktadır. Eksantrik mili, krank mili tarafından tahrik edilir.
Kayış ve zincir tahrikli zamanlama
Zamanlama değişebilir. Motorlar, daha düşük bir eksantrik mili (silindir bloğunda bulunur) ve üstten valflerle (silindir kafasında) mevcuttur. Şafttan vanalara kuvvet aktarımı, çubuklar ve külbütör kolları vasıtasıyla gerçekleştirilir.
Daha yaygın olanı, hem şaftın hem de valflerin tepede olduğu motorlardır. Bu düzenleme ile şaft da silindir kafasında bulunur ve ara elemanlar olmadan doğrudan valf üzerine etki eder.
Tedarik sistemi
Bu sistem, silindirlere daha fazla beslenmesi için yakıt hazırlığı sağlar. Bu sistemin tasarımı, motor tarafından kullanılan yakıta bağlıdır. Şimdi asıl olan, farklı fraksiyonlarla - benzin ve dizel yakıt - yağdan ayrılan yakıttır.
Benzinli motorların iki tür yakıt sistemi vardır - karbüratör ve enjeksiyon. İlk sistemde karışım karbüratörde üretilir. İçinden geçen hava akışına yakıt dozajı verir ve verir, daha sonra bu karışım silindirlere beslenir. Böyle bir sistem bir yakıt deposu, yakıt hatları, bir vakum yakıt pompası ve bir karbüratörden oluşur.
Karbüratör sistemi
Aynısı enjeksiyon arabalarında da yapılır, ancak dozajları daha doğrudur. Ayrıca, enjektörlerdeki yakıt, emme manifoldunda bulunan hava akışına enjektör aracılığıyla eklenir. Bu nozül yakıtı atomize ederek daha iyi karışım oluşumunu sağlar. Enjeksiyon sistemi, bir tank, içinde bulunan bir pompa, filtreler, yakıt hatları ve emme manifolduna takılı enjektörlü bir yakıt dağıtım borusundan oluşur.
Dizel motorlarda, yakıt karışımı bileşenleri ayrı olarak sağlanır. Gaz dağıtım mekanizması, valfler aracılığıyla silindirlere sadece hava sağlar. Yakıt, silindirlere ayrı ayrı, nozullarla ve yüksek basınç altında beslenir. Bu sistem bir depo, filtreler, yüksek basınçlı yakıt pompası (TNVD) ve nozullardan oluşur.
Son zamanlarda, bir dizel yakıt sistemi - doğrudan enjeksiyonlu bir enjektör prensibi üzerinde çalışan enjeksiyon sistemleri ortaya çıktı.
Egzoz gazı tahliye sistemi, yanma ürünlerinin silindirlerden uzaklaştırılmasını, zararlı maddelerin kısmen nötralize edilmesini ve egzoz gazı çıkarıldığında sesin azalmasını sağlar. Bir egzoz manifoldu, rezonatör, katalizör (her zaman değil) ve bir susturucudan oluşur.
Yağlama sistemi
Yağlama sistemi, yüzeyler arasında doğrudan teması engelleyen özel bir film oluşturarak motorun etkileşim yüzeyleri arasındaki sürtünmeyi azaltır. Ek olarak, ısıyı giderir, motor elemanlarını korozyondan korur.
Yağlama sistemi, bir yağ pompası, bir yağ kabı - bir tava, bir yağ girişi, bir yağ filtresi, yağın sürtünme yüzeylerine geçtiği kanallardan oluşur.
Soğutma sistemi
Soğutma sistemi, motor çalışırken optimum çalışma sıcaklığını korur. Hava ve sıvı olmak üzere iki tür sistem kullanılır.
Hava sistemi, silindirlerin üzerine hava üfleyerek soğutma sağlar. Daha iyi soğutma için silindirlere soğutma kanatları yapılmıştır.
Sıvı bir sistemde soğutma, gömleklerin dış duvarı ile doğrudan temas halinde bir soğutma ceketi içinde dolaşan bir sıvı tarafından gerçekleştirilir. Böyle bir sistem bir soğutma ceketi, bir su pompası, bir termostat, borular ve bir radyatörden oluşur.
Ateşleme sistemi
Ateşleme sistemi sadece benzinli motorlarda kullanılır. Dizel motorlarda karışım sıkıştırma ile ateşlenir, bu nedenle böyle bir sisteme ihtiyacı yoktur.
Benzinli araçlarda ateşleme, blok kafasına takılan kızdırma bujisinin elektrotları arasında belirli bir anda atlayan bir kıvılcımdan yapılır, böylece eteği silindirin yanma odasına gelir.
Ateşleme sistemi bir ateşleme bobini, dağıtıcı (dağıtıcı), kablolar ve bujilerden oluşur.
Elektrikli ekipman
Bu ekipman, arabanın yerleşik ağına, ateşleme sistemi dahil olmak üzere elektrik sağlar. Bu ekipman aynı zamanda motoru da çalıştırır. Bir akü, jeneratör, marş motoru, kablolama, motorun çalışmasını ve durumunu izleyen her türlü sensörden oluşur.
Bu, içten yanmalı motorun tüm cihazıdır. Sürekli iyileştirilmesine rağmen, çalışma prensibi değişmiyor, sadece bireysel birimler ve mekanizmalar geliştiriliyor.
Modern gelişmeler
Otomobil üreticilerinin üzerinde mücadele ettiği ana görev, yakıt tüketimini ve zararlı maddelerin atmosfere salınmasını azaltmaktır. Bu nedenle, güç sistemini sürekli olarak iyileştiriyorlar, sonuç, son zamanlarda doğrudan enjeksiyon sistemlerinin tanıtımı.
Alternatif yakıtlar aranmaktadır, bu yöndeki son gelişme, yakıt olarak alkol ve bitkisel yağların kullanılmasıdır.
Ayrıca bilim adamları, tamamen farklı bir çalışma prensibi ile motor üretimini kurmaya çalışıyorlar. Örneğin, Wankel motoru budur, ancak şu ana kadar belirli bir başarı elde edilememiştir.
AutoleekYaklaşık yüz yıldır, tüm dünyada, arabalar ve motosikletler, traktörler ve biçerdöverler üzerindeki ana güç ünitesi, diğer ekipman içten yanmalı motordur. Dıştan yanmalı (buharlı) motorların yerini almak üzere yirminci yüzyılın başında gelen bu motor, yirmi birinci yüzyılda en uygun maliyetli motor türü olmaya devam ediyor. Bu yazıda, cihaza, çeşitli içten yanmalı motorların çalışma prensibine ve ana yardımcı sistemlerine daha yakından bakacağız.
ICE işleminin tanımı ve genel özellikleri
Herhangi bir içten yanmalı motorun ana özelliği, yakıtın ek harici taşıyıcılarda değil, doğrudan çalışma odası içinde ateşlenmesidir. Çalışma sırasında, yakıtın yanmasından gelen kimyasal ve termal enerji mekanik işe dönüştürülür. İçten yanmalı motorun çalışma prensibi, yakıt-hava karışımının motor silindirleri içinde basınç altında yanması sırasında oluşan gazların ısıl genleşmesinin fiziksel etkisine dayanmaktadır.
İçten yanmalı motor sınıflandırması
İçten yanmalı motorun evrim sürecinde, bu motorların aşağıdaki türleri etkinliklerini kanıtlamıştır:
- Pistonluiçten yanmalı motorlar. İçlerinde, çalışma odası silindirlerin içinde bulunur ve termal enerji, hareket enerjisini krank miline aktaran bir krank mekanizması vasıtasıyla mekanik işe dönüştürülür. Pistonlu motorlar sırayla
- karbüratörhava-yakıt karışımının karbüratörde oluşturulduğu, silindire enjekte edildiği ve orada bujiden gelen kıvılcımla tutuşturulduğu;
- enjeksiyonkarışımın, elektronik kontrol ünitesinin kontrolü altında, özel nozullar vasıtasıyla doğrudan emme manifolduna beslendiği ve ayrıca bir mum vasıtasıyla ateşlendiği;
- dizelHava-yakıt karışımının mumsuz, yanma sıcaklığını aşan bir sıcaklıktan basınçla ısıtılan havayı sıkıştırarak ateşlemesinin gerçekleştiği ve yakıtın nozullar vasıtasıyla silindirlere enjekte edildiği.
- Döner piston içten yanmalı motorlar. Bu tip motorlarda, termal enerji, özel bir şekle ve profile sahip bir rotorun çalışma gazları ile döndürülmesiyle mekanik işe dönüştürülür. Rotor, çalışma odası içinde bir "sekiz" şekline sahip olan ve hem piston hem de zamanlama mekanizması (gaz dağıtım mekanizması) ve bir krank mili görevi gören "gezegen yörüngesi" boyunca hareket eder.
- Gaz türbini içten yanmalı motorlar. Bu motorlarda termal enerjinin mekanik işe dönüşümü, türbin milini hareket ettiren özel kama biçimli kanatlara sahip bir rotor döndürülerek gerçekleştirilir.
Yakıt tüketimi açısından en güvenilir, iddiasız, ekonomik ve düzenli bakım ihtiyacı pistonlu motorlardır.
Diğer içten yanmalı motor türlerine sahip araçlar Kırmızı Kitaba dahil edilebilir. Günümüzde sadece Mazda, döner pistonlu motorlu arabalar üretmektedir. "Chrysler" tarafından gaz türbini motorlu deneysel bir araba serisi üretildi, ancak bu 60'lı yıllarda yapıldı ve başka hiçbir otomobil üreticisi bu sayıya geri dönmedi. SSCB'de T-80 tankları ve Zubr çıkarma gemileri gaz türbini motorlarıyla donatıldı, ancak daha sonra bu tür motorları terk etmeye karar verildi. Bu bağlamda, "dünya hakimiyetini kazanan" pistonlu içten yanmalı motorları ayrıntılı olarak inceleyelim.
Motor muhafazası tek bir organizmada birleşir:
- silindir bloğuyakıt-hava karışımının tutuşturulduğu yanma odalarının içinde ve bu yanmadan çıkan gazlar pistonları tahrik eder;
- krank mekanizmasıhareket enerjisini krank miline aktaran;
- gaz dağıtım mekanizmasıyanıcı karışımın ve egzoz gazlarının girişi / çıkışı için valflerin zamanında açılmasını / kapanmasını sağlamak için tasarlanmış olan;
- yakıt-hava karışımının besleme ("enjeksiyon") ve ateşleme ("ateşleme") sistemi;
- yanma ürünü giderme sistemi (egzoz gazları).
Dört zamanlı içten yanmalı bir motorun kesit görünümü
Motor çalıştırıldığında, emme valfleri aracılığıyla silindirlerine bir hava-yakıt karışımı enjekte edilir ve orada bir buji ile ateşlenir. Aşırı basınçtan kaynaklanan gazların yanması ve ısıl genleşmesi sırasında, piston hareket eder ve mekanik işi krank milinin dönüşüne aktarır.
Bir pistonlu içten yanmalı motorun çalışması döngüsel olarak gerçekleştirilir. Bu döngüler dakikada birkaç yüz kez tekrarlanır. Bu, motordan çıkan krank milinin sürekli ileri dönüşünü sağlar.
Terminolojiyi tanımlayalım. İnme, bir motorda pistonun bir vuruşunda, daha doğrusu bir yönde tek yönde, yukarı veya aşağı doğru gerçekleşen bir çalışma sürecidir. Bir döngü, belirli bir sırayla tekrar eden bir ölçümler koleksiyonudur. Bir çalışma döngüsü içindeki strok sayısına göre, içten yanmalı motorlar iki zamanlı (döngü, krank milinin bir dönüşü ve iki piston strokunda gerçekleştirilir) ve dört zamanlı (krank milinin iki dönüşü ve pistonun dört vuruşunda) bölünür. Aynı zamanda hem bu motorlarda hem de diğer motorlarda çalışma süreci şu plana göre ilerler: giriş; sıkıştırma; yanma; genişleme ve yayın.
İçten yanmalı motor prensipleri
- İki zamanlı bir motorun çalışma prensibi
Motor çalıştığında, krank milinin dönüşü ile taşınan piston hareket etmeye başlar. Alt ölü merkezine (BDC) ulaşır ve yukarı doğru hareket eder etmez, silindirin yanma odasına bir yakıt-hava karışımı beslenir.
Yukarı doğru hareketinde piston onu sıkıştırır. Piston üst ölü merkeze (TDC) ulaştığında, elektronik bujiden gelen kıvılcım yakıt-hava karışımını ateşler. Anında genişleyen yanan yakıt buharları, pistonu hızla alt ölü merkeze geri iter.
Bu sırada, sıcak egzoz gazlarının yanma odasından çıkarıldığı egzoz valfi açılır. BDC'yi tekrar geçtikten sonra piston, TDC'ye doğru hareketine devam eder. Bu süre zarfında krank mili bir devir yapar.
Pistonun yeni bir hareketiyle, yayılan egzoz gazlarının tüm hacminin yerini alan yakıt-hava karışımının giriş kanalı tekrar açılır ve tüm süreç yeniden tekrarlanır. Pistonun bu tür motorlarda çalışmasının iki vuruşla sınırlı olması nedeniyle, dört zamanlı bir motordan çok daha az performans gösterir, belirli bir zaman birimi için hareket sayısı. Sürtünme kayıpları minimuma indirilmiştir. Bununla birlikte, çok fazla ısı enerjisi açığa çıkar ve iki zamanlı motorlar daha hızlı ve daha güçlü ısınır.
İki zamanlı motorlarda piston, hareketi sırasında belirli zamanlarda valf zamanlama mekanizmasının yerini alır, silindirdeki çalışma giriş ve egzoz açıklıklarını açıp kapatır. Dört zamanlı bir motora kıyasla en kötü gaz değişimi, iki zamanlı bir ICE sisteminin ana dezavantajıdır. Egzoz gazlarının çıkarılması anında, sadece çalışma maddesinin belirli bir yüzdesi değil, aynı zamanda güç de kaybolur.
İki zamanlı içten yanmalı motorların pratik uygulama alanları mopedler ve motorlu scooterlardır; tekne motorları, çim biçme makineleri, motorlu testereler vb. düşük güçlü ekipman.
Bu dezavantajlar, çeşitli versiyonlarda hemen hemen tüm modern arabalara, traktörlere ve diğer ekipmanlara monte edilen dört zamanlı içten yanmalı motorlardan yoksundur. İçlerinde, yanıcı karışım / egzoz gazlarının girişi / çıkışı, iki zamanlı olanlarda olduğu gibi sıkıştırma ve genişleme ile birleştirilmeden ayrı çalışma süreçleri şeklinde gerçekleştirilir. Gaz dağıtım mekanizması, emme ve egzoz valflerinin çalışmasının krank mili hızı ile mekanik senkronizasyonunu sağlar. Dört zamanlı bir motorda, yakıt-hava karışımının enjeksiyonu yalnızca egzoz gazlarının tamamen çıkarılmasından ve egzoz valflerinin kapatılmasından sonra gerçekleşir.
İçten yanmalı motor çalışma süreci
Her çalışma stroku, yukarıdan aşağı ölü merkeze kadar aralıkta bir piston vuruşudur. Bu durumda, motor aşağıdaki çalışma aşamalarından geçer:
- İlk vuruş, giriş... Piston yukarıdan aşağıya ölü merkeze doğru hareket eder. Bu sırada silindirin içinde bir vakum oluşur, giriş valfi açılır ve yakıt-hava karışımı girer. Girişin sonunda, silindir boşluğundaki basınç 0,07 ila 0,095 MPa aralığındadır; sıcaklık - 80 ila 120 santigrat derece.
- İkinci ölçü, sıkıştırma... Piston aşağıdan yukarıya ölü noktaya hareket ettiğinde ve giriş ve egzoz valfleri kapatıldığında, yanıcı karışım silindir boşluğunda sıkıştırılır. Bu sürece 1,2-1,7 MPa'ya kadar basınç ve 300-400 santigrat dereceye kadar sıcaklık artışı eşlik eder.
- Üçüncü önlem, genişleme... Yakıt / hava karışımı tutuşur. Buna önemli miktarda termal enerji salınımı eşlik eder. Silindir boşluğundaki sıcaklık keskin bir şekilde 2,5 bin santigrat dereceye yükselir. Basınç altında, piston hızla alt ölü merkezine hareket eder. Bu durumda basınç göstergesi 4 ila 6 MPa'dır.
- Dördüncü önlem, konu... Pistonun üst ölü merkeze doğru ters hareketi sırasında, egzoz gazlarının silindirden egzoz borusuna ve ardından ortama itildiği egzoz valfi açılır. Döngünün son aşamasındaki basınç göstergeleri 0.1-0.12 MPa'dır; sıcaklıklar - 600-900 santigrat derece.
İçten yanmalı motor yardımcı sistemleri
- Ateşleme sistemi
Ateşleme sistemi, makinenin elektrikli ekipmanının bir parçasıdır ve kıvılcım sağlamak, silindirin çalışma odasındaki yakıt-hava karışımını ateşleyerek. Ateşleme sisteminin bileşenleri şunlardır:
- Güç kaynağı... Motor çalıştırıldığında bu aküdür ve motor çalışırken jeneratördür.
- Anahtar veya kontak anahtarı... Önceleri mekanik bir cihazdı ve son yıllarda giderek daha fazla elektrik voltajı sağlamak için bir elektrik kontak cihazı idi.
- Enerji depolama... Bobin veya otomatik transformatör, buji elektrotları arasında gerekli deşarjı oluşturmak için yeterli enerjiyi depolamak ve dönüştürmek için tasarlanmış bir birimdir.
- Ateşleme dağıtıcısı (dağıtıcı)... Silindirlerin her birinin bujilerine giden teller boyunca yüksek voltaj darbesi dağıtmak için tasarlanmış bir cihaz.
ICE ateşleme sistemi
- Emme sistemi
İçten yanmalı motor giriş sistemi tasarlanmıştır için kesintisiz dosyalama motora atmosferik hava, yakıtla karıştırmak ve yanıcı bir karışım hazırlamak için. Geçmişteki karbüratörlü motorlarda, giriş sisteminin bir hava kanalı ve bir hava filtresinden oluştuğu unutulmamalıdır. Ve hepsi bu. Modern otomobillerin, traktörlerin ve diğer ekipmanların giriş sistemi şunları içerir:
- Hava girişi... Her bir motor için uygun bir şekle sahip bir dal borusudur. Bunun sayesinde, atmosferik hava, atmosferdeki ve motordaki basınç farkı yoluyla motora emilir, burada pistonlar hareket ettiğinde bir vakum oluşur.
- Hava filtresi... Motora giren havayı toz ve katı partiküllerden temizlemek, filtre üzerinde tutmak için tasarlanmış bir sarf malzemesidir.
- Kısma supabı... Gerekli miktarda hava beslemesini düzenlemek için tasarlanmış hava valfi. Mekanik olarak gaz pedalına basılarak ve modern teknolojide elektronik olarak çalıştırılır.
- Emme manifoldu... Hava akışını motor silindirlerine dağıtır. Hava akışını istenilen dağılımı sağlamak için özel giriş kanatları ve bir vakum güçlendirici kullanılmaktadır.
- Yakıt sistemi
Yakıt sistemi veya içten yanmalı motor güç sistemi, kesintisiz olarak "sorumludur". yakıt tedariği bir yakıt-hava karışımının oluşumu için. Yakıt sistemi şunları içerir:
- Yakıt tankı - yakıt alma cihazı (pompa) ile benzin veya dizel yakıtı depolamak için bir depo.
- Yakıt hatları - motorun "yemeğini" aldığı bir dizi boru ve hortum.
- Karıştırma cihazı, yani karbüratör veya enjektör - bir yakıt-hava karışımı hazırlamak ve içten yanmalı motora enjeksiyonu için özel bir mekanizma.
- Elektronik kontrol ünitesi (ECU) karışım oluşumu ve enjeksiyon - enjeksiyon motorlarında, bu cihaz, yanıcı karışımın oluşması ve motora beslenmesinin senkronize ve verimli çalışmasından "sorumludur".
- Benzin pompası - benzin veya dizel yakıtı yakıt hattına pompalamak için elektrikli bir cihaz.
- Yakıt filtresi, depodan motora nakliyesi sırasında ek yakıt arıtma için bir sarf malzemesidir.
ICE yakıt sistemi şeması
- Yağlama sistemi
İçten yanmalı motor yağlama sisteminin amacı, sürtünme kuvvetinde azalma ve parçalar üzerindeki yıkıcı etkisi; saptırma fazlalığın parçaları sıcaklık; silme Ürün:% s karbon birikintileri ve aşınma; koruma metal korozyondan... İçten yanmalı motor yağlama sistemi şunları içerir:
- Yağ haznesi - motor yağını depolamak için depo. Karterdeki yağ seviyesi sadece özel bir seviye çubuğu ile değil, aynı zamanda bir sensör ile de kontrol edilir.
- Yağ pompası - karterden yağ pompalar ve özel delinmiş kanallar - "hatlar" vasıtasıyla gerekli motor parçalarına besler. Yerçekimi etkisi altında yağ, yağlanan parçalardan aşağıya, tekrar yağ karterine akar, orada birikir ve yağlama döngüsü tekrarlanır.
- Yağ filtresi karbon birikintilerinden ve aşınma ürünlerinden oluşan katı partikülleri yakalar ve motor yağından uzaklaştırır. Filtre elemanı, her motor yağı değişiminde daima yenisiyle değiştirilir.
- Yağ radyatörü motor soğutma sisteminden gelen sıvıyı kullanarak motor yağını soğutmak için tasarlanmıştır.
- Egzoz sistemi
İçten yanmalı motorun egzoz sistemi, kaldırmak için harcandı gazlar ve gürültü azaltma motor çalışması. Modern teknolojide egzoz sistemi aşağıdaki parçalardan oluşur (motordan çıkan egzoz gazlarının sırasına göre):
- Egzoz manifoldu. Bu, akkor egzoz gazlarını alan, birincil salınım sürecini söndüren ve bunları giriş borusuna daha da gönderen yüksek sıcaklıkta dökme demirden yapılmış bir boru sistemidir.
- İniş borusu - yangına dayanıklı metalden yapılmış, halk arasında "pantolon" olarak anılan eğimli bir gaz çıkışı.
- Rezonatörveya popüler dilde konuşursak, susturucunun "yatağı", içinde egzoz gazlarının ayrıldığı ve hızlarının azaltıldığı bir kaptır.
- Katalizör - egzoz gazlarını temizlemek ve nötralize etmek için tasarlanmış bir cihaz.
- Susturucu - gaz akışı yönündeki çoklu değişiklikler ve buna bağlı olarak gürültüleri için tasarlanmış bir özel bölme kompleksine sahip bir kap.
İçten yanmalı motor egzoz sistemi
- Soğutma sistemi
Mopedlerde, motorlu scooterlarda ve ucuz motosikletlerde, motorun hava soğutma sistemi hala kullanılıyor - yaklaşan bir hava akışıyla, o zaman elbette daha güçlü ekipman için yeterli değildir. Burada bir sıvı soğutma sistemi çalışıyor, tasarlanmış için aşırı ısı almak motorda ve termal yüklerin azaltılması ayrıntılarında.
- Radyatör soğutma sistemi, fazla ısının ortama aktarılmasına hizmet eder. Ek ısı dağılımı için nervürlü çok sayıda kavisli alüminyum borudan oluşur.
- Fan gelen hava akışının radyatör üzerindeki soğutma etkisini artırmak için tasarlanmıştır.
- Su Pompası (pompa) - soğutucuyu "küçük" ve "büyük" daireler boyunca "sürerek" motor ve radyatörde dolaşımını sağlar.
- Termostat - "Küçük bir daire" içinde çalıştırarak, radyatörü atlayarak (soğuk bir motorla) ve radyatörden "büyük bir daire" içinde - sıcak bir motorla soğutucunun optimum sıcaklığını sağlayan özel bir valf.
Bu yardımcı sistemlerin iyi koordine edilmiş çalışması, içten yanmalı motor için maksimum verimlilik ve güvenilirlik sağlar.
Sonuç olarak, öngörülebilir gelecekte, içten yanmalı motora layık rakiplerin ortaya çıkmasının beklenmediğine dikkat edilmelidir. Modern, gelişmiş biçimiyle, birkaç on yıl boyunca dünya ekonomisinin tüm sektörlerinde baskın motor türü olarak kalacağını iddia etmek için her neden var.
Bu yazıda içten yanmalı bir motorun cihazı hakkında konuşacağız ve nasıl çalıştığını öğreneceğiz. Şuna bir bakalım. İçten yanmalı motorun uzun zaman önce icat edilmiş olmasına rağmen bugün hala çok popüler. Doğru, büyük bir süre için, içten yanmalı motorun tasarımı çeşitli değişikliklere uğradı.
Mühendislerin çabaları sürekli olarak motor ağırlığını hafifletmeye, verimliliği artırmaya, gücü artırmaya ve ayrıca emisyonları azaltmaya odaklanıyor.
Motorlar benzinli ve dizeldir. Daha az sıklıkla kullanılan döner ve gaz türbinli motorlar da vardır. Onlar hakkında diğer makalelerde konuşacağız.
İçten yanmalı motor silindirlerinin düzenine göre sıralı, V şeklinde ve karşılıklı bulunmaktadır. Silindir sayısına göre 2,4,6,8,10,12,16. Ayrıca 5 silindirli içten yanmalı motorlar da mevcuttur.
Her düzenin kendine özgü avantajları vardır, örneğin sıralı 6 silindirli bir motor iyi dengelenmiş ancak aşırı ısınmaya meyilli bir motordur. V-motorların başka bir avantajı daha vardır: Kaputun altında daha az yer kaplarlar, ancak sınırlı erişim nedeniyle bakımı daha zordur. Önceden, sıralı 8 silindirli motorlar da vardı, büyük olasılıkla aşırı ısınma eğiliminden dolayı gitmişlerdi ve kaputun altında çok yer kaplıyorlardı.
Çalışma türüne göre, iki tür içten yanmalı motor vardır: iki zamanlı ve dört zamanlı. İki zamanlı içten yanmalı motorlar çoğunlukla motosikletlerde kullanılır. Arabalar neredeyse her zaman 4 zamanlı motorlar kullanmıştır.
ICE cihazı
Motoru bağlam içinde ele alalım
İçten yanmalı motor aşağıdaki bileşenlerden ve yardımcı sistemlerden oluşur.
1) Silindir bloğu. Silindir bloğu, pistonların çalıştığı motorun ana gövdesidir. Genellikle dökme demirden yapılır ve soğutma için bir soğutma ceketi vardır.
2) Zamanlama mekanizması. Gaz dağıtım mekanizması, yakıt-hava karışımının beslenmesini ve egzoz gazlarının uzaklaştırılmasını düzenler. Supap yaylarına etki eden eksantrik mili kamları yardımıyla. Motor strokuna bağlı olarak valfler açılır veya kapanır. Giriş valfleri açıldığında, silindirler bir yakıt-hava karışımı ile doldurulur. Egzoz valfleri açıldığında egzoz gazları boşaltılır.
4) KShM- Krank mekanizması. Gücü biyel kolundan krank miline aktararak faydalı bir çalışma yapılır.
5) Yağ karteri. Yağ karteri, yağlama sistemi tarafından yatakları ve içten yanmalı motor bileşenlerini yağlamak için kullanılan motor yağı içerir.
6) Soğutma sistemi. Soğutma sistemi sayesinde içten yanmalı motor optimum sıcaklığı korur. Soğutma sistemi bir pompa, bir radyatör, bir termostat, soğutma boruları ve bir soğutma ceketinden oluşur.
7) Yağlama sistemi. Yağlama sistemi, motor bileşenlerini erken aşınmadan korumaya yarar. Ayrıca motor yağı, yanmalı motorda soğutma ve korozyona karşı koruma sağlar. Yağlama sistemi şunlardan oluşur: yağ pompası, yağ filtresi, yağ hatları ve yağ karteri.
8) Güç kaynağı sistemi. Yakıt besleme sistemi, zamanında yakıt beslemesi sağlar. 3 tip karbüratör, mono enjeksiyon ve enjektörde farklılık gösterir.
Yapabileceğiniz en iyi karbüratör veya enjektörün hangisi olduğu hakkında daha fazla bilgi edinin.
Karbüratörde, daha sonraki besleme için karbüratörde yakıt-hava karışımı hazırlanır. Karbüratörün mekanik bir yakıt pompası vardır.
Mono enjeksiyon, esasen karbüratörden enjektöre veya ara bağlantıya geçiştir. Kontrol ünitesi sayesinde ihtiyaç duyulan yakıt miktarı için komut tek bir enjektöre gönderilir.
Enjektör. Yakıt enjeksiyon sistemleri sağlanmaktadır. ECU - elektronik kontrol ünitesi, enjektörler, yakıt rayı. ECU komutları sayesinde enjektörlere o anda ne kadar yakıt gerektiğine dair bir sinyal gönderilir. ECU hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.
Bunlar günümüzde en yaygın yakıt sistemleridir. Bir takım avantajları olduğu için. Tekli enjeksiyon ve karbüratöre kıyasla ekonomi, çevre dostu ve daha iyi performans.
Direkt yakıt enjeksiyonu da vardır. Enjektörler yakıtı doğrudan yanma odasına enjekte ettiğinde, daha karmaşık tasarımları ve dağıtım enjeksiyonuna kıyasla daha az güvenilirlikleri nedeniyle genellikle kullanılmazlar. Bu tasarımın avantajı daha iyi verimlilik ve çevre dostudur.
9) Ateşleme sistemi. Ateşleme sistemi, yakıt-hava karışımını ateşlemek için kullanılır. Yüksek gerilim kabloları, ateşleme bobinleri, bujilerden oluşur. Marş motoru yanmalı motoru çalıştırır. Başlangıç \u200b\u200bhakkında daha fazla ayrıntı, bağlantıya tıklayarak bulunabilir.
10) Volan. Volanın ana görevi, içten yanmalı motoru krank mili üzerinden bir marş motoru kullanarak çalıştırmaktır.
Çalışma prensibi
İçten yanmalı motor 4 çevrim veya strok tamamlar.
1) Giriş. Bu aşamada hava-yakıt karışımı enjekte edilir.
2) Sıkıştırma. Piston sıkıştırıldığında yakıt-hava karışımını sıkıştırır.
3) Çalışma vuruşu. Gazların basıncı altındaki piston BDC'ye (alt ölü merkez) gönderilir. Piston, enerjiyi bağlantı çubuğuna iletir, ardından bağlantı çubuğu aracılığıyla krank miline enerji iletilir. Böylece, gazların enerjisi, faydalı mekanik işler için değiştirilir.
4) Bırakın. Piston yukarı gönderilir. Çıkış valfleri, bozunma ürünlerini serbest bırakmak için açılır.
İçten yanmalı motor yenilikleri
1) İçten yanmalı motorlarda yakıt ateşlemesi için lazer kullanımı. Bujilere kıyasla lazerler daha kolay ateşleme açısı ayarlarına ve daha fazla güce sahip olacaktır. Güçlü bir kıvılcıma sahip geleneksel mumlar hızla bozulur.
2) FreeValve teknolojisi, bu teknoloji eksantrik milleri olmayan bir motor anlamına gelir. Eksantrik milleri yerine vanalar, her vana için ayrı aktüatörlerle kontrol edilir. Bu tür içten yanmalı motorların çevre dostu ve verimliliği daha yüksektir. Teknoloji, Koniesseg'in bir yan kuruluşu tarafından geliştirilmiştir ve benzer bir FreeValve ismine sahiptir. Teknoloji hala kaba, ancak halihazırda bir takım avantajlar gösterdi. Bundan sonra ne olacağını zaman gösterecek.
3) Motorların soğuk ve sıcak parçalara ayrılması. Teknolojinin özü, motorun iki bölüme ayrılmasıdır. Soğukta, soğuk kısımda bu aşamalar daha verimli gerçekleşeceği için giriş ve kompresyon meydana gelecektir. Bu teknoloji ile mühendisler% 30-40 performans artışı vaat ediyor. Sıcak kısım tutuşacak ve tükenecektir.
Ve içten yanmalı motorun gelecekteki hangi teknolojilerini duydunuz, yorumlarda paylaştığınızdan emin olun.
Çoğu zaman modern bir araba kullanılır. Bu tür birçok motor var. Hacim, silindir sayısı, güç, dönüş hızı, kullanılan yakıt (dizel, benzinli ve gazlı içten yanmalı motorlar) bakımından farklılık gösterirler. Ancak, temelde içten yanmalı gibi görünüyor.
Motor nasıl çalışır ve neden buna dört zamanlı içten yanmalı motor deniyor? İçten yanma temiz. Motorun içinde yakıt yanıyor. Neden 4 motor darbesi, nedir? Aslında, iki zamanlı motorlar da var. Ancak arabalarda nadiren kullanılırlar.
Dört zamanlı bir motor denir çünkü çalışmaları bölünebilir dört, eşit zamanda, bölümler... Piston, silindir içinde iki kez yukarı ve iki kez aşağı olmak üzere dört kez hareket edecektir. Vuruş, piston aşırı alçak veya yüksek noktasında olduğunda başlar. Sürücüler-mekaniği için denir üst ölü merkez (TDC) ve alt ölü merkez (BDC).
İlk vuruş - giriş inme
Giriş olarak da bilinen ilk vuruş TDC'den başlar (Üst ölü nokta). Pistondan aşağı hareket hava-yakıt karışımını silindire emer... Bu ritmin işi olur giriş valfi açıkken... Bu arada, birden fazla giriş valfine sahip birçok motor var. Açık durumdaki sayıları, boyutları, süreleri motor gücünü önemli ölçüde etkileyebilir. Gaz pedalına basmaya bağlı olarak, giriş valflerinin açık olduğu sürede zorunlu bir artış olan motorlar vardır. Bu, ateşlemeden sonra motor gücünü artıran emilen yakıt miktarını artırmak için yapılır. Bu durumda araba çok daha hızlı hızlanabilir.
İkinci vuruş - sıkıştırma atışı
Motorun bir sonraki stroku sıkıştırma stroku. Piston en alçak noktasına ulaştıktan sonra yukarı doğru yükselmeye başlar, böylece giriş vuruşunda silindire giren karışımı sıkıştırır. Yakıt karışımı sıkıştırılır yanma odasının hacmine. Bu kamera nedir? Piston üst ölü merkezdeyken pistonun üstü ile silindirin üstü arasındaki boş alana yanma odası denir. Motorun bu stroku sırasında kapanan valfler tamamen. Ne kadar sıkı kapatılırlarsa, sıkıştırma o kadar iyidir. Bu durumda piston, silindir, piston segmanlarının durumu büyük önem taşır. Büyük boşluklar varsa, o zaman iyi sıkıştırma işe yaramaz ve buna göre böyle bir motorun gücü çok daha düşük olacaktır. Sıkıştırma özel bir cihazla kontrol edilebilir. Sıkıştırma miktarına göre, motor aşınma derecesi hakkında bir sonuca varılabilir.
Üçüncü döngü - çalışma stroku
Üçüncü ölçü bir işçidirTDC ile başlar. Ona işçi denmesi tesadüf değil. Sonuçta, arabayı hareket ettiren eylem bu ritimde gerçekleşir. Şu anda devreye giriyor. Bu sistem neden böyle adlandırılıyor? Evet, çünkü yanma odasında silindirde sıkıştırılan yakıt karışımının ateşlenmesinden sorumludur. Çok basit çalışıyor - sistemin mumu bir kıvılcım veriyor. Adil olmak gerekirse, kıvılcımın, piston en üst noktaya ulaşmadan birkaç derece önce bujiden yayıldığını belirtmek gerekir. Modern bir motordaki bu dereceler, arabanın "beyinleri" tarafından otomatik olarak düzenlenir.
Yakıt tutuştuktan sonra, patlama meydana gelir - zorlayarak hacimde keskin bir şekilde artar piston aşağı hareket... Bu motor çalışma döngüsündeki valfler, öncekinde olduğu gibi kapalı durumdadır.
Dördüncü ölçü - bırakma ritmi
Motorun dördüncü vuruşu, sonuncusu egzozdur. En alt noktaya ulaştıktan sonra, çalışma döngüsünden sonra motor çalışır. çıkış vanasını açın... Giriş valflerinin yanı sıra bu tür birkaç valf olabilir. Harekete geçmek piston, bu valf yoluyla egzoz gazlarını giderir silindirden - havalandırır. Silindirlerdeki sıkıştırma derecesi, egzoz gazlarının tamamen uzaklaştırılması ve emilen hava-yakıt karışımının gerekli miktarı, valflerin tam olarak çalışmasına bağlıdır.
Dördüncü ölçüden sonra, birincinin sırası. İşlem döngüsel olarak tekrar eder... Ve dönüşün meydana gelmesinden dolayı - motor çalışması 4 strokta da içten yanma, pistonun sıkıştırma, egzoz ve emme vuruşlarında yükselip alçalmasına ne sebep olur? Gerçek şu ki, bir çalışma darbesinde alınan enerjinin tamamı arabanın hareketine yönelik değildir. Enerjinin bir kısmı volanı gevşetmek için kullanılır. Ve atalet etkisi altında, motorun krank milini döndürerek, "çalışmayan" stroklar sırasında pistonu hareket ettirir.
