Motor pistonu: tasarım özellikleri. Pistonlu içten yanmalı motor tipleri Otomotiv endüstrisinde pratik uygulama

Döner pistonlu motor (RPD) veya Wankel motoru. Felix Wankel tarafından 1957'de Walter Freude ile birlikte geliştirilen içten yanmalı motor. RPD'de, bir pistonun işlevi, karmaşık şekilli bir boşluk içinde dönen üç köşeli (üçgen) bir rotor tarafından gerçekleştirilir. Yirminci yüzyılın 60'ları ve 70'lerinde deneysel otomobil ve motosiklet modelleri dalgasından sonra, RPD'lere olan ilgi azaldı, ancak bazı şirketler hala Wankel motorunun tasarımını geliştirmek için çalışıyor. Şu anda RPD, Mazda binek otomobilleriyle donatılmıştır. Döner pistonlu motor modellemede uygulama bulur.

Çalışma prensibi

Yanmış yakıt-hava karışımından gelen gaz basıncının kuvveti, eksantrik mili üzerindeki yataklar vasıtasıyla monte edilen rotoru tahrik eder. Rotorun motor mahfazasına (stator) göre hareketi, biri daha büyük boyutta olan, rotorun iç yüzeyine sabitlenmiş, ikincisi ise daha küçük olanı destekleyen bir çift dişli vasıtasıyla gerçekleştirilir. boyutunda, motor yan kapağının iç yüzeyine sıkıca tutturulmuştur. Dişlilerin etkileşimi, rotorun yanma odasının iç yüzeyi ile kenarlara temas ederek dairesel eksantrik hareketler yapmasına neden olur. Sonuç olarak, rotor ve motor muhafazası arasında, yakıt-hava karışımının sıkıştırılması, yanması, rotorun çalışma yüzeyine basınç uygulayan gazların genleşmesi ve temizleme işlemlerinin yapıldığı değişken hacimli üç izole oda oluşur. yanma odası egzoz gazlarından meydana gelir. Rotorun dönme hareketi, yataklara monte edilmiş bir eksantrik şafta iletilir ve torku aktarma mekanizmalarına iletir. Böylece, RPD'de iki mekanik çift aynı anda çalışır: birincisi rotorun hareketini düzenler ve bir çift dişliden oluşur; ikincisi ise rotorun dairesel hareketini eksantrik milin dönüşüne dönüştürür. Rotor ve stator dişlilerinin dişli oranı 2: 3'tür, bu nedenle eksantrik milin bir tam dönüşünde rotorun 120 derece dönme zamanı vardır. Buna karşılık, kenarları tarafından oluşturulan üç bölmenin her birinde rotorun bir tam dönüşü için, içten yanmalı motorun tam bir dört zamanlı döngüsü gerçekleştirilir.
rPD şeması
1 - giriş penceresi; 2 çıkış penceresi; 3 - vücut; 4 - yanma odası; 5 - sabit dişli; 6 - rotor; 7 - bir dişli çark; 8 - şaft; 9 - buji

RPD'nin avantajları

Döner pistonlu bir motorun temel avantajı, tasarımın basitliğidir. RPD, dört zamanlı pistonlu bir motordan yüzde 35-40 daha az parçaya sahiptir. RPD'de pistonlar, bağlantı çubukları ve bir krank mili yoktur. RPD'nin "klasik" versiyonunda da gaz dağıtım mekanizması yoktur. Yakıt-hava karışımı, motorun çalışma boşluğuna rotorun kenarını açan giriş penceresinden girer. Egzoz gazları, yine rotorun kenarından geçen egzoz portundan boşaltılır (bu, iki zamanlı bir pistonlu motorun gaz dağıtım cihazına benzer).
Yağlama sistemi, RPD'nin en basit versiyonunda pratik olarak bulunmayan özel bir sözü hak ediyor. Yağ, iki zamanlı motosiklet motorlarında olduğu gibi yakıta eklenir. Sürtünme çiftleri (birincil olarak yanma odasının rotor ve çalışma yüzeyi) yakıt-hava karışımının kendisi tarafından yağlanır.
Rotorun kütlesi küçük olduğundan ve eksantrik şaft karşı ağırlıklarının kütlesi ile kolayca dengelendiğinden, RPD düşük bir titreşim seviyesine ve iyi bir çalışma homojenliğine sahiptir. RPD'li araçlarda, bir bütün olarak otomobilin konforu üzerinde iyi bir etkiye sahip olan minimum titreşim seviyesine ulaşarak motoru dengelemek daha kolaydır. Çift rotorlu motorlar, rotorların kendilerinin de titreşim azaltıcı dengeleyiciler olduğu, özellikle düzgün çalışır.
RPD'nin bir başka çekici kalitesi, eksantrik milin yüksek hızlarında yüksek güç yoğunluğudur. Bu, nispeten düşük yakıt tüketimine sahip RPD'li bir arabadan mükemmel hız özellikleri elde etmeyi mümkün kılar. Pistonlu içten yanmalı motorlara kıyasla rotorun düşük ataleti ve artan güç yoğunluğu, otomobilin dinamiklerini iyileştirir.
Son olarak, RPD'nin önemli bir avantajı küçük boyutudur. Bir döner motor, aynı güce sahip dört zamanlı pistonlu bir motorun yaklaşık yarısı boyutundadır. Ve bu, motor bölmesinin alanını daha verimli kullanmayı, şanzıman ünitelerinin konumunu ve ön ve arka akslardaki yükü daha doğru bir şekilde hesaplamayı mümkün kılar.

RPD'nin dezavantajları

Döner pistonlu bir motorun ana dezavantajı, rotor ile yanma odası arasındaki boşluğu kapatmanın düşük verimliliğidir. Karmaşık bir şekle sahip RPD rotoru, yalnızca kenarlar boyunca değil (ve her yüzeyde bunlardan dört tane vardır - ikisi üstte, ikisi yan kenarlarda), aynı zamanda motor kapaklarıyla temas halinde olan yan yüzeyde de güvenilir contalar gerektirir. . Bu durumda contalar, hem çalışma yüzeylerinin hem de uçların özellikle hassas bir şekilde işlenmesiyle yaylı yüksek alaşımlı çelikten şeritler şeklinde yapılır. Conta tasarımına dahil edilen ısınmadan metalin genleşme toleransları özelliklerini bozar - sızdırmazlık plakalarının uç kısımlarında gazların patlamasını önlemek neredeyse imkansızdır (pistonlu motorlarda labirent etkisi kullanılır, montaj farklı yönlerde boşluklu sızdırmazlık halkaları).
Son yıllarda, mühürlerin güvenilirliği önemli ölçüde artmıştır. Tasarımcılar contalar için yeni malzemeler buldular. Ancak henüz herhangi bir atılımdan bahsetmeye gerek yok. Mühürler hala RPD'nin darboğazıdır.
Karmaşık rotor sızdırmazlık sistemi, sürtünme yüzeylerinin etkili bir şekilde yağlanmasını gerektirir. RPD, dört zamanlı pistonlu bir motordan daha fazla yağ tüketir (1000 kilometrede 400 gramdan 1 kilograma kadar). Bu durumda motorların çevre dostu olmalarını olumsuz etkileyen yakıtla birlikte yağ da yanar. RPD'nin egzoz gazlarında, pistonlu motorların egzoz gazlarından daha fazla insan sağlığı için tehlikeli madde vardır.
RPD'de kullanılan yağların kalitesine özel şartlar getirilir. Bunun nedeni, öncelikle artan aşınma eğiliminden (temas eden parçaların geniş alanı nedeniyle - rotor ve motorun iç odası) ve ikinci olarak aşırı ısınmaya (yine artan sürtünme ve motorun kendisinin küçük boyutu). RPD için, düzensiz yağ değişiklikleri ölümcüldür - çünkü eski yağdaki aşındırıcı parçacıklar, motor aşınmasını ve motor hipotermisini keskin bir şekilde artırır. Soğuk bir motorun çalıştırılması ve yetersiz ısınması, rotor contalarının yanma odası ve yan kapakların yüzeyi ile temas bölgesinde çok az yağlanma olmasına neden olur. Pistonlu motor aşırı ısınma nedeniyle sıkışırsa, o zaman RPD en sık - soğuk bir motorun çalıştırılması sırasında (veya soğuk havada sürüş sırasında, soğutma aşırı olduğunda).
Genel olarak, RPD'nin çalışma sıcaklığı, pistonlu motorlarınkinden daha yüksektir. Termal olarak en fazla strese maruz kalan alan, küçük bir hacme ve buna bağlı olarak artan bir sıcaklığa sahip olan yanma odasıdır ve bu, yakıt-hava karışımını ateşleme sürecini zorlaştırır (yanma odasının genişletilmiş şekli nedeniyle RPD'ler, patlama, bu tür bir motorun dezavantajlarına da atfedilebilir). Bu nedenle RPD'nin mum kalitesine olan titizliği. Genellikle bu motorlara çiftler halinde kurulurlar.
Mükemmel güç ve hız özelliklerine sahip döner pistonlu motorlar, pistonlu motorlara göre daha az esnektir (veya daha az elastiktir). Yalnızca yeterince yüksek devirlerde optimum güç sağlarlar, bu da tasarımcıları RPD'leri çok kademeli dişli kutuları ile birlikte kullanmaya zorlar ve otomatik şanzıman tasarımını karmaşıklaştırır. Sonuç olarak, YYEP'ler teoride olması gerektiği kadar ekonomik değildir.

Otomotiv endüstrisinde pratik uygulama

RPD'ler en yaygın olanı, Wankel motorunun patentinin dünyanın önde gelen 11 otomobil üreticisi tarafından satın alındığı geçen yüzyılın sonlarında ve 70'lerin başlarında görüldü.
1967'de, Alman şirketi NSU, seri NSU Ro 80 ticari sınıf binek otomobilini piyasaya sürdü. Bu model 10 yıl boyunca üretilmiş ve dünya çapında 37.204 kopya adetle satılmıştır. Araba popülerdi, ancak içine yerleştirilen RPD'nin eksiklikleri, sonunda bu harika arabanın itibarını bozdu. Dayanıklı rakiplerin arka planına karşı, NSU Ro 80 modeli "soluk" görünüyordu - beyan edilen 100 bin kilometre ile motor revizyonundan önceki kilometre 50 bini geçmedi.
Citroen, Mazda, VAZ endişesi RPD ile deneyler yaptı. En büyük başarı, NSU Ro 80'in ortaya çıkmasından dört yıl önce, 1963'te RPD'li binek otomobilini piyasaya süren Mazda tarafından elde edildi. Bugün, Mazda, RX serisinin RPD spor otomobillerini donatıyor. Modern Mazda RX-8 arabaları, Felix Wankel'in RPD'sinin birçok dezavantajından kurtuldu. Araç sahipleri ve onarım uzmanları arasında "kaprisli" olarak kabul edilmelerine rağmen, oldukça çevre dostu ve güvenilirler.

Motosiklet endüstrisinde pratik uygulama

70'lerde ve 80'lerde, bazı motosiklet üreticileri RPD'ler - Hercules, Suzuki ve diğerleri ile deneyler yaptı. Şu anda, "döner" motosikletlerin küçük ölçekli üretimi yalnızca, NRV588 modelini üreten ve NRV700 motosikleti seri üretime hazırlayan Norton'da kurulmaktadır.
Norton NRV588, toplam hacmi 588 santimetre küp olan ve 170 beygir gücü geliştiren iki rotorlu bir motora sahip bir spor bisiklettir. 130 kg'lık bir motosikletin kuru ağırlığı ile, bir spor motosikletin güç-ağırlık oranı tam anlamıyla engelleyici görünüyor. Bu makinenin motoru değişken emme sistemi ve elektronik yakıt enjeksiyonu ile donatılmıştır. NRV700 modeli hakkında bilinen tek şey, bu spor motosikletin RPD gücünün 210 hp'ye ulaşacağıdır.

Tanım.

Pistonlu motor - yanan yakıtın iç enerjisini pistonun öteleme hareketinin mekanik işine dönüştürerek çalışan içten yanmalı motorun varyantlarından biri. Çalışma sıvısı silindirde genişlediğinde piston harekete geçirilir.

Krank mekanizması, pistonun ileri hareketini krank milinin dönme hareketine dönüştürür.

Motorun çalışma döngüsü, tek yönlü ileri piston vuruşlarının bir dizi vuruşundan oluşur. İki ve dört zamanlı motorlar alt bölümlere ayrılmıştır.

İki zamanlı ve dört zamanlı pistonlu motorların çalışma prensibi.

İçindeki silindir sayısı pistonlu motorlar tasarıma göre değişebilir (1 ile 24 arasında). Motor hacminin, kapasitesi enine kesitin ürünü ve pistonun stroku ile bulunan tüm silindirlerin hacimlerinin toplamına eşit olduğu kabul edilir.

İÇİNDE pistonlu motorlar çeşitli tasarımlarda, yakıt ateşleme süreci farklı şekillerde gerçekleşir:

Elektrospark deşarjıbujilerde oluşan. Bu motorlar hem benzinle hem de diğer yakıtlarla (doğal gaz) çalışabilir.

Çalışma sıvısını sıkıştırarak:

İÇİNDE dizel motorlarDizel yakıt veya gazla çalışan (% 5 dizel yakıt ilavesiyle) hava sıkıştırılır ve piston maksimum sıkıştırma noktasına ulaştığında, ısıtılmış hava ile temastan tutuşan yakıt enjekte edilir.

Sıkıştırma motorları... Onlara yakıt beslemesi, benzinli motorlarla tamamen aynıdır. Bu nedenle, operasyonları için, özel bir yakıt bileşimi (hava ve dietil eter karışımları ile) ve ayrıca sıkıştırma oranının hassas bir şekilde ayarlanması gerekir. Kompresör motorları, uçak ve otomotiv endüstrilerinde dağıtımını bulmuştur.

Isı makineleri... Çalışma prensibi, birçok açıdan sıkıştırma modeli motorlara benzer, ancak yapısal bir özellik olmadan değildir. İçlerindeki ateşlemenin rolü, önceki strokta yanan yakıtın enerjisi ile parıldayan bir kızdırma bujisi tarafından gerçekleştirilir. Yakıtın bileşimi de metanol, nitrometan ve hint yağı bazında özeldir. Bu tür motorlar hem arabalarda hem de uçaklarda kullanılır.

Motorların kalibrasyonu... Bu motorlarda ateşleme, yakıt motorun sıcak parçalarıyla (genellikle piston başıyla) temas ettiğinde meydana gelir. Yakıt olarak açık ocak gazı kullanılır. Haddehanelerde tahrik motoru olarak kullanılırlar.

Kullanılan yakıtlar pistonlu motorlar:

Sıvı yakıt - dizel yakıt, benzin, alkoller, biyodizel;

Gazlar - doğal ve biyolojik gazlar, sıvılaştırılmış gazlar, hidrojen, yağ kırılmasının gaz halindeki ürünleri;

Gazlaştırıcıda kömür, turba ve odundan üretilen karbon monoksit de yakıt olarak kullanılmaktadır.

Pistonlu motorların çalışması.

Motor çevrimleri teknik termodinamikte ayrıntılı. Farklı siklogramlar, farklı termodinamik döngülerle tanımlanır: Otto, Diesel, Atkinson veya Miller ve Trinkler.

Pistonlu motor arızalarının nedenleri.

Bir pistonlu içten yanmalı motorun verimliliği.

Elde edilen maksimum verimlilik pistonlu motor % 60, yani Yanan yakıtın yarısından biraz daha azı motor parçalarının ısıtılmasına harcanır ve ayrıca egzoz gazlarının ısısıyla dışarı çıkar. Bu bağlamda, motorları soğutma sistemleri ile donatmak gerekir.

Soğutma sistemleri sınıflandırması:

Hava CO - silindirlerin nervürlü dış yüzeyinden dolayı havaya ısı verir. Uygulanıyor
zayıf motorlarda (onlarca hp) veya hızlı bir hava akımı ile soğutulan güçlü uçak motorlarında daha fazla.

Sıvı CO - soğutma ceketi (silindir bloğunun duvarlarındaki kanallar) boyunca pompalanan ve hava akışlarıyla soğutulduğu soğutma radyatörüne giren, soğutucu olarak bir sıvı (su, antifriz veya yağ) kullanılır, doğal veya hayranlardan. Nadiren, ancak metalik sodyum, ısınan bir motorun ısısıyla eriyen bir soğutucu olarak da kullanılır.

Uygulama.

Pistonlu motorlar, güç aralıkları nedeniyle (1 watt - 75.000 kW) sadece otomotiv endüstrisinde değil, aynı zamanda uçak ve gemi yapımında da büyük popülerlik kazanmıştır. Aynı zamanda askeri, tarım ve inşaat ekipmanlarını, güç jeneratörlerini, su pompalarını, motorlu testereleri ve diğer makineleri hem mobil hem de sabit olarak çalıştırmak için kullanılırlar.

Tüm dünyada en ünlü ve yaygın olarak kullanılan mekanik cihazlar içten yanmalı motorlardır (bundan sonra ICE olarak anılacaktır). Yelpazeleri geniştir ve bir dizi özellik bakımından farklılık gösterirler; örneğin, yakıt tarafından kullanılan, sayısı 1 ila 24 arasında değişebilen silindir sayısı.

Pistonlu bir içten yanmalı motorun çalışması

Tek silindirli içten yanmalı motor Yeni nesil çok silindirli motorlar yaratmanın başlangıç \u200b\u200bnoktası olmasına rağmen, en ilkel, dengesiz ve dengesiz vuruş olarak kabul edilebilir. Günümüzde uçak modellemesinde, tarım, ev ve bahçe aletlerinin üretiminde kullanılmaktadırlar. Otomotiv endüstrisi için dört silindirli motorlar ve daha katı araçlar yaygın olarak kullanılmaktadır.

Nasıl işliyor ve nelerden oluşuyor?

Pistonlu içten yanmalı motor karmaşık bir yapıya sahiptir ve şunlardan oluşur:

Bir silindir bloğu, bir silindir kafası içeren bir gövde;
Gaz dağıtım mekanizması;
Krank mekanizması (bundan sonra KShM olarak anılacaktır);
Bir dizi yardımcı sistem.

KShM, silindirdeki yakıt-hava karışımının (bundan sonra FA olarak anılacaktır) yanması sırasında açığa çıkan enerji ile aracın hareketini sağlayan krank mili arasında bir bağlantı bağlantısıdır. Gaz dağıtım sistemi, ünitenin çalışması sırasında gaz değişiminden sorumludur: atmosferik oksijen ve yakıt düzeneklerinin motora erişimi ve yanma sırasında oluşan gazların zamanında uzaklaştırılması.

En basit pistonlu motorun cihazı

Yardımcı sistemler sunulmuştur:

Motora oksijen sağlayan giriş;
Yakıt enjeksiyon sistemi ile temsil edilen yakıt;
Ateşleme, benzinle çalışan motorlar için yakıt gruplarının kıvılcımını ve ateşlemesini sağlar (dizel motorlar, karışımın yüksek sıcaklıklardan kendiliğinden tutuşmasıyla ayırt edilir);
Makine yağı kullanarak eşleşen metal parçaların sürtünmesini ve aşınmasını azaltan yağlama sistemi;
Motorun çalışan parçalarının aşırı ısınmasını önleyen, antifriz gibi özel sıvıları dolaştıran bir soğutma sistemi;
Gazların uygun bir mekanizmaya alınmasını sağlayan, egzoz valflerinden oluşan bir egzoz sistemi;
İçten yanmalı motorun çalışmasını elektronik düzeyde izleyen bir kontrol sistemidir.

Açıklanan düğümdeki ana çalışma öğesi kabul edilir içten yanmalı motor pistonukendisi de prefabrik bir parçadır.

İçten yanmalı motor piston cihazı

Adım adım işleyiş şeması

İçten yanmalı motorun çalışması, genişleyen gazların enerjisine dayanmaktadır. Mekanizmanın içindeki yakıt düzeneklerinin yanmasının sonucudur. Bu fiziksel süreç, pistonu silindir içinde hareket etmeye zorlar. Bu durumda yakıt şu şekilde olabilir:

Sıvılar (benzin, dizel yakıt);
Gazlar;
Katı yakıtların yanmasının bir sonucu olarak karbon monoksit.

Motor çalışması, belirli sayıda stroktan oluşan sürekli bir kapalı döngüdür. En yaygın ICE'ler, döngü sayılarına göre farklılık gösteren iki türdendir:

İki zamanlı, sıkıştırma ve çalışma darbesi üreten;
Dört zamanlı - aynı süreye sahip dört aşama ile karakterize edilir: giriş, sıkıştırma, çalışma stroku ve son bırakma, bu, ana çalışma elemanının konumunda dört kat bir değişiklik olduğunu gösterir.

Vuruşun başlangıcı, pistonun doğrudan silindir içindeki konumuna göre belirlenir:

Üst ölü merkez (bundan sonra TDC olarak anılacaktır);
Alt ölü merkez (bundan sonra BDC olarak anılacaktır).

Dört zamanlı örneğin algoritmasını inceleyerek iyice anlayabilirsiniz. araba motoru çalışma prensibi.

Araba motorunun prensibi

Giriş, yakıt düzeneğinin aynı anda geri çekilmesiyle çalışan piston silindirinin tüm boşluğu boyunca üst ölü merkezden geçerek gerçekleşir. Tasarım hususlarına bağlı olarak, gelen gazların karışması meydana gelebilir:

Emme manifoldunda, motor dağıtılmış veya merkezi enjeksiyonlu bir benzinli motor ise bu önemlidir;
Yanma odasında, dizel motor durumunda ve ayrıca benzinle çalışan ancak doğrudan enjeksiyonlu bir motorda.

İlk önlem gaz dağıtım mekanizmasının girişinin açık valfleri ile geçer. Emme ve egzoz valflerinin sayısı, açık kalma süreleri, boyutları ve aşınma durumları motor gücünü etkileyen faktörlerdir. Sıkıştırmanın ilk aşamasında, piston BDC'ye yerleştirilir. Daha sonra, yukarı doğru hareket etmeye ve biriken yakıt düzeneğini yanma odası tarafından belirlenen boyuta sıkıştırmaya başlar. Yanma odası, üst ölü merkezde üst ile piston arasında kalan silindirdeki boş alandır.

İkinci ölçü tüm motor valflerinin kapatılmasını içerir. Uyumlarının sıkılığı, yakıt grubu sıkıştırmasının kalitesini ve ardından yanmasını doğrudan etkiler. Ayrıca, yakıt grubu sıkıştırmasının kalitesi, motor bileşenlerinin aşınma seviyesinden büyük ölçüde etkilenir. Valflerin sızdırmazlığında piston ile silindir arasındaki boşluğun boyutuyla ifade edilir. Bir motorun sıkıştırma seviyesi, motor gücünü etkileyen ana faktördür. Özel bir cihaz olan bir kompresometre ile ölçülür.

Çalışma inme işlem bağlandığında başlar ateşleme sistemibir kıvılcım oluşturmak. Bu durumda, piston maksimum üst konumdadır. Karışım patlar, gazlar salınır, artan basınç oluşturur ve piston harekete geçirilir. Krank mekanizması sırayla, arabanın hareketini sağlayan krank milinin dönüşünü harekete geçirir. Sistemlerin tüm vanaları bu sırada kapalı konumdadır.

Mezuniyet inceliğini söz konusu döngünün sonuncusudur. Tüm egzoz valfleri, motorun yanma ürünlerini "solumasına" izin verecek şekilde açık konumdadır. Piston başlangıç \u200b\u200bnoktasına döner ve yeni bir çevrimi başlatmaya hazırdır. Bu hareket, egzoz gazlarının egzoz sistemine ve ardından çevreye boşaltılmasını sağlar.

İçten yanmalı motor çalışma şemasıyukarıda belirtildiği gibi döngüselliğe dayanmaktadır. Ayrıntılı olarak düşündükten sonra, bir pistonlu motor nasıl çalışırböyle bir mekanizmanın verimliliğinin% 60'ı geçmediğini özetleyebiliriz. Bu yüzde, belirli bir anda, çalışma strokunun yalnızca bir silindirde gerçekleştirilmesinden kaynaklanmaktadır.

Şu anda alınan enerjinin tamamı arabanın hareketine yönlendirilmemiştir. Bir kısmı, volanın hareket halinde tutulması için harcanır, bu da ataletle diğer üç vuruş sırasında arabanın çalışmasını sağlar.

Vücudun ve egzoz gazlarının ısıtılması için farkında olmadan belli bir miktar termal enerji harcanır. Bu nedenle, bir araba motorunun gücü, silindir sayısına göre belirlenir ve sonuç olarak, tüm çalışan silindirlerin toplam hacmi olarak belirli bir formüle göre hesaplanan sözde motor hacmi tarafından belirlenir.

Yakıt yandığında termal enerji açığa çıkar. Yakıtın doğrudan çalışma silindiri içinde yandığı ve ortaya çıkan gazların enerjisinin silindirde hareket eden bir piston tarafından algılandığı bir motora pistonlu motor denir.

Bu nedenle, daha önce de belirtildiği gibi, bu tip motor, modern otomobiller için ana motordur.

Bu tür motorlarda, yanma odası, yakıt-hava karışımının yanmasından gelen ısıl enerjinin, öteleme hareket eden bir pistonun mekanik enerjisine ve daha sonra krank denilen özel bir mekanizma ile dönüştürüldüğü bir silindir içine yerleştirilmiştir. -bağlantı çubuğu, krank milinin dönme enerjisine dönüştürülür.

Hava ve yakıttan (yanıcı) oluşan bir karışımın oluştuğu yerde, pistonlu içten yanmalı motorlar dış ve iç dönüşümlü motorlara ayrılır.

Aynı zamanda, kullanılan yakıt cinsine göre dış karışım oluşumuna sahip motorlar, hafif sıvı yakıt (benzin) ile çalışan karbüratör ve enjeksiyon motorları ile gazla çalışan gaz motorları (gaz jeneratörü, aydınlatma, doğalgaz vb.) Olarak ikiye ayrılır. .). Sıkıştırma ateşlemeli motorlar dizel motorlardır (dizel). Ağır fuel oil (dizel) ile çalışırlar. Genel olarak, motorların kendilerinin tasarımı pratik olarak aynıdır.

Dört zamanlı pistonlu motorların çalışma döngüsü, krank mili iki devir yaptığında meydana gelir. Tanım olarak, dört ayrı işlemden (veya stroktan) oluşur: giriş (1 vuruş), hava-yakıt karışımının sıkıştırılması (2 zamanlı), güç stroku (3 zamanlı) ve egzoz (4 zamanlı).

Motor çalışma vuruşlarındaki değişiklik, bir eksantrik mili, silindirin çalışma alanını dış ortamdan izole eden ve esas olarak valf zamanlamasında bir değişiklik sağlayan bir iticiler ve valflerden oluşan bir iletim sisteminden oluşan bir gaz dağıtım mekanizması ile sağlanır. Gazların ataleti nedeniyle (gaz dinamiği işlemlerinin özellikleri), gerçek bir motor örtüşmesi için giriş ve egzoz vuruşları, bu da onların birleşik etkileri anlamına gelir. Yüksek devirde, faz çakışması motor performansı üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Aksine, düşük devirlerde ne kadar yüksek olursa, motor torku o kadar düşük olur. Bu fenomen, modern motorların çalışmasında dikkate alınır. Çalışma sırasında valf zamanlamasını değiştirmenize izin veren cihazlar oluştururlar. En uygunları elektromanyetik valf zamanlama cihazları (BMW, Mazda) olan bu tür cihazların çeşitli tasarımları vardır.

Karbüratörlü içten yanmalı motorlar

Karbüratörlü motorlarda, hava-yakıt karışımı, motor silindirlerine girmeden önce, özel bir cihazda - karbüratörde hazırlanır. Bu tür motorlarda, silindirlere giren ve artık egzoz gazlarıyla (çalışma karışımı) karışan yanıcı karışım (yakıt ve hava karışımı), harici bir enerji kaynağı - ateşleme sisteminin elektrik kıvılcımı ile ateşlenir.

Enjeksiyon ICE

Bu tür motorlarda, emme manifolduna benzin enjekte eden püskürtme nozullarının varlığından dolayı hava ile karışım oluşumu meydana gelir.

Gazlı BUZ

Bu motorlarda gaz düşürücüden çıktıktan sonra gaz basıncı büyük ölçüde azaltılarak atmosfere yaklaştırılır, ardından hava-gaz karıştırıcısı yardımıyla emilir ve elektrikli nozullarla (enjeksiyona benzer şekilde) enjekte edilir. motorlar) motor emme manifolduna.

Ateşleme, önceki motor türlerinde olduğu gibi, elektrotları arasında kayan bir mum kıvılcımından gerçekleştirilir.

Dizel içten yanmalı motorlar

Dizel motorlarda karışım oluşumu doğrudan motor silindirlerinin içinde gerçekleşir. Hava ve yakıt, silindirlere ayrı ayrı girer.

Aynı zamanda, ilk önce silindirlere sadece hava girer, sıkıştırılır ve maksimum sıkıştırma anında, özel bir nozul (bu tür motorların silindirlerinin içindeki basınç) aracılığıyla silindire ince atomize edilmiş bir yakıt jeti enjekte edilir. önceki tipteki motorlardan çok daha yüksek değerlere ulaşır), oluşan karışımlar.

Bu durumda karışımın tutuşması, silindir içerisindeki kuvvetli sıkıştırması ile havanın sıcaklığının artması sonucu oluşur.

Dizel motorların dezavantajları arasında, önceki tipteki pistonlu motorlara kıyasla daha yüksek olanı, parçalarının mekanik gerilimi, özellikle gelişmiş mukavemet özellikleri gerektiren krank mekanizması ve sonuç olarak büyük boyutlar, ağırlık ve maliyet. Daha sofistike motor tasarımı ve daha iyi malzemelerin kullanılması nedeniyle artar.

Ek olarak, bu tür motorlar, silindirlerin içindeki çalışma karışımının heterojen yanması nedeniyle kaçınılmaz kurum emisyonları ve egzoz gazlarında artan nitrojen oksit içeriği ile karakterize edilir.

Gaz-dizel içten yanmalı motorlar

Böyle bir motorun çalışma prensibi, gaz motorlarının herhangi bir çeşidine benzer.

Hava-yakıt karışımı, benzer bir prensibe göre, bir hava-gaz karıştırıcısına veya emme manifolduna gaz verilerek hazırlanır.

Bununla birlikte, karışım, dizel motorların çalışmasına benzer şekilde, bir elektrik fişi kullanılmadan silindire enjekte edilen dizel yakıtın ateşleme kısmı ile ateşlenir.

Döner pistonlu içten yanmalı motorlar

Köklü isme ek olarak, bu motor adını onu yaratan bilim adamı-mucitten alır ve Wankel motoru olarak adlandırılır. 20. yüzyılın başında önerildi. Şu anda, Mazda RX-8 üreticileri bu tür motorlarla uğraşmaktadır.

Motorun ana parçası, iç yüzeyin tasarımına göre belirli bir şekle sahip bir hazne içinde dönen, "8" sayısını anımsatan üçgen bir rotordan (bir piston benzeri) oluşur. Bu rotor, bir krank mili pistonu ve bir gaz dağıtım mekanizması görevi görür, böylece pistonlu motorlar için gerekli olan valf zamanlama sistemini ortadan kaldırır. Tek bir devirde üç tam çalışma döngüsü gerçekleştirerek böyle bir motorun altı silindirli bir pistonlu motorun yerini almasına izin verir. Tasarımının temel sadeliği de dahil olmak üzere birçok olumlu niteliğe rağmen, yaygın kullanımını engelleyen dezavantajlara sahiptir. Rotor ile odanın dayanıklı güvenilir contalarının oluşturulması ve gerekli motor yağlama sisteminin yapımı ile ilişkilidirler. Döner pistonlu motorların çalışma döngüsü dört vuruştan oluşur: hava-yakıt karışımının girişi (1 zamanlı), karışımın sıkıştırılması (2 zamanlı), yanma karışımının genişlemesi (3 zamanlı), egzoz (4 zamanlı).

Döner yanmalı içten yanmalı motorlar

Bu, Yo-mobile'da kullanılan motorun aynısıdır.

Gaz türbini içten yanmalı motorlar

Zaten bugün, bu motorlar arabalardaki pistonlu içten yanmalı motorların yerini başarıyla alabilmektedir. Ve bu motorların tasarımı sadece son birkaç yılda bu mükemmelliğe ulaşmış olsa da, gaz türbinli motorların otomobillerde kullanılması fikri uzun zaman önce ortaya çıktı. Güvenilir gaz türbini motorları yaratmanın gerçek olasılığı, artık yüksek bir gelişme seviyesine, metalurjiye ve üretim teknolojisine ulaşan kanatlı motorlar teorisi tarafından sağlanmaktadır.

Gaz türbini motoru nedir? Bunu yapmak için şematik diyagramına bakalım.

Kompresör (öğe 9) ve gaz türbini (öğe 7) aynı şaft (öğe 8) üzerindedir. Gaz türbini mili yataklar (10) içinde döner. Kompresör atmosferdeki havayı alır, sıkıştırır ve yanma odasına yönlendirir (madde 3). Yakıt pompası (öğe 1) da türbin mili tarafından çalıştırılır. Yanma odasına takılan enjektöre (madde 2) yakıt sağlar. Gaz halindeki yanma ürünleri, gaz türbininin kılavuz kanadı (madde 4) vasıtasıyla pervanesinin kanatları (madde 5) üzerine beslenir ve belirli bir yönde dönmesini sağlar. Egzoz gazları branşman borusundan atmosfere salınır (madde 6).

Ve bu motor kusurlarla dolu olmasına rağmen, tasarım geliştikçe yavaş yavaş ortadan kalkıyor. Ayrıca, pistonlu içten yanmalı motorlara kıyasla, gaz türbinli içten yanmalı motorların bir takım önemli avantajları vardır. Her şeyden önce, bir buhar türbini gibi bir gaz türbininin yüksek hızlar geliştirebileceğine dikkat edilmelidir. Bu, daha küçük motorlardan daha fazla güç ve daha hafif (neredeyse 10 kat) almanızı sağlar. Ek olarak, bir gaz türbinindeki tek hareket türü rotasyoneldir. Bir pistonlu motor, rotasyona ek olarak, pistonlu piston hareketlerine ve karmaşık bağlantı kolu hareketlerine sahiptir. Ayrıca, gaz türbini motorları özel soğutma ve yağlama sistemleri gerektirmez. Minimum sayıda yatak içeren önemli sürtünme yüzeylerinin olmaması, gaz türbini motorunun uzun süreli çalışmasını ve yüksek güvenilirliğini sağlar. Son olarak, gazyağı veya dizel yakıtla çalıştırıldıklarına dikkat etmek önemlidir. benzinden daha ucuz tipler. Otomobil gaz türbini motorlarının gelişimini engelleyen sebep, türbin kanatlarına giren gazların sıcaklığını yapay olarak sınırlama ihtiyacıdır, çünkü yüksek alevli metaller hala çok pahalıdır. Sonuç olarak, motorun yararlı kullanımını (verimliliğini) azaltır ve özgül yakıt tüketimini (1 hp başına yakıt miktarı) artırır. Yolcu ve kargo otomobil motorları için gaz sıcaklığı 700 ° C ile ve uçak motorlarında 900 ° C ile sınırlandırılmalıdır.Ancak günümüzde egzoz ısısını ortadan kaldırarak bu motorların verimini artırmanın bazı yolları vardır. yanma odalarına giren havayı ısıtmak için gazlar. Yüksek verimli bir otomotiv gaz türbin motoru oluşturma sorununun çözümü, büyük ölçüde bu alandaki çalışmanın başarısına bağlıdır.

Kombine içten yanmalı motorlar

SSCB mühendisi Profesör A.N. Shelest, kombine motorların çalıştırılması ve yaratılmasının teorik yönlerine büyük katkı sağladı.

Alexey Nesterovich Shelest

Bu motorlar iki makinenin birleşimidir: pistonlu ve kanatlı, türbin veya kompresör olabilir. Bu makinelerin her ikisi de iş akışının temel unsurlarıdır. Böyle bir turboşarjlı motora bir örnek. Aynı zamanda, klasik bir pistonlu motorda, bir turboşarj yardımıyla silindirlere hava girerek motor gücünün artırılmasını mümkün kılar. Egzoz gazı akımının enerjisinin kullanımına dayanır. Şafta tek taraflı takılan türbin çarkına etki eder. Ve onu döndürür. Kompresör kanatları aynı şaftın diğer tarafında bulunur. Böylelikle kompresör yardımı ile bir yandan hazne içerisindeki vakum nedeniyle motor silindirlerine hava pompalanmakta, diğer yandan da basınçlı hava beslemesi motora büyük miktarda hava ve yakıt karışımı girmektedir. Sonuç olarak, yanıcı yakıt hacmi artar ve ortaya çıkan yanma gazı daha büyük bir hacim kaplar ve bu da piston üzerinde daha büyük bir kuvvet oluşturur.

İki zamanlı içten yanmalı motorlar

Bu, alışılmadık bir gaz dağıtım sistemine sahip içten yanmalı bir motorun adıdır. Pistonlu pistonun giriş ve çıkış olmak üzere iki nozuldan geçirilmesi sürecinde gerçekleştirilir. Yabancı tanımını "RCV" bulabilirsiniz.

Motorun çalışma süreçleri bir krank mili devri ve iki piston stroku sırasında gerçekleşir. Çalışma prensibi aşağıdaki gibidir. İlk olarak, silindir temizlenir, bu da yanıcı karışımın egzoz gazlarının aynı anda alınmasıyla alınması anlamına gelir. Daha sonra, çalışma karışımı, krank milini TDC'ye geçerken karşılık gelen BDC'nin konumundan 20-30 derece döndürme anında sıkıştırılır. Ve uzunluğu, alt ölü noktaya (BDC) ulaşmadan önce üst ölü noktadan (TDC) piston stroku olan çalışma stroku, krank mili devirleri cinsinden 20-30 derece.

İki zamanlı motorların açık dezavantajları vardır. İlk olarak, iki zamanlı döngüdeki zayıf halka motor temizlemedir (yine gaz dinamikleri açısından). Bu, bir yandan taze yükün egzoz gazlarından ayrılmasının sağlanamaması nedeniyle olur, yani. kaçınılmaz olarak, esasen egzoz borusuna kaçan taze bir karışımın (veya bir dizel motordan bahsediyorsak hava) kayıpları. Öte yandan, çalışma stroku yarım devirden daha az sürer ve bu da motor verimliliğinde bir düşüş olduğunu gösterir. Son olarak, dört zamanlı bir motorda çalışma döngüsünün yarısını kaplayan son derece önemli gaz değişim sürecinin süresi artırılamaz.

Bir tahliye veya basınçlandırma sisteminin zorunlu kullanımı nedeniyle iki zamanlı motorlar daha karmaşık ve daha pahalıdır. Hiç şüphe yok ki, silindir-piston grubunun parçalarının artan termal gerilimi, tek tek parçalar için daha pahalı malzemelerin kullanılmasını gerektiriyor: pistonlar, halkalar, silindir gömlekleri. Ayrıca, piston tarafından gaz dağıtım işlevlerinin performansı, piston strokunun yüksekliği ve üfleme pencerelerinin yüksekliğinden oluşan yüksekliğinin boyutuna bir sınırlama getirir. Bu, bir motosiklette o kadar kritik değildir, ancak önemli güç tüketimi gerektiren arabalara takıldığında pistonu çok daha ağır hale getirir. Bu nedenle, güç onlarca hatta yüzlerce beygir gücü olarak ölçüldüğünde, piston kütlesindeki artış çok belirgindir.

Bununla birlikte, bu tür motorların geliştirilmesi yönünde bazı çalışmalar yapılmıştır. Ricardo motorlarında, pistonun boyutlarını ve ağırlığını azaltmayı mümkün kılmak için dikey stroklu özel dağıtım manşonları tanıtıldı. Sistemin oldukça karmaşık ve gerçekleştirmesi çok pahalı olduğu ortaya çıktı, bu nedenle bu tür motorlar yalnızca havacılıkta kullanıldı. Ek olarak, egzoz valflerinin, dört zamanlı motorların valflerine kıyasla iki kat daha fazla ısı yoğunluğuna (doğrudan akış valfli temizleme ile) sahip olduğuna dikkat edilmelidir. Ek olarak, koltukların egzoz gazlarıyla daha uzun bir doğrudan teması ve dolayısıyla daha kötü bir ısı dağılımı vardır.

Altı zamanlı ICE

Çalışma, dört zamanlı bir motorun çalışma prensibine dayanmaktadır. Ayrıca tasarımı, bir yandan verimliliğini artırırken diğer yandan kayıplarını azaltan unsurlar içerir. Bu motorların iki farklı türü vardır.

Otto ve Diesel çevrimlerine göre çalışan motorlarda yakıtın yanması sırasında önemli ısı kayıpları vardır. Bu kayıplar ilk motor tasarımında ek güç olarak kullanılır. Bu tür motorların tasarımlarında, ek piston stroku, buhar veya hava için çalışma ortamı olarak ek bir yakıt-hava karışımı kullanılır ve bunun sonucunda güç artar. Bu tür motorlarda her yakıt enjeksiyonundan sonra pistonlar her iki yönde üç kez hareket eder. Bu durumda, biri yakıt, diğeri buhar veya hava olmak üzere iki çalışma stroku vardır.

Bu alanda aşağıdaki motorlar oluşturulmuştur:

bajulaz motoru (İngilizce Bajulaz'dan). Bayoulas (İsviçre) tarafından oluşturulmuştur;

crower'ın motoru (English Crower'dan). Bruce Crower (ABD) tarafından icat edildi;

Bruce Crower

Velozeta motoru (İngiliz Velozeta'dan) Mühendislik Koleji'nde (Hindistan) inşa edildi.

İkinci tip motorun çalışma prensibi, her bir silindirde ve ana olanın karşısına yerleştirilmiş ek bir piston tasarımında kullanılmasına dayanmaktadır. Yardımcı piston, ana pistona göre yarıya indirilmiş bir frekansta hareket eder ve döngü başına altı piston vuruşu sağlar. Ek piston, ana amacı gereği, motorun geleneksel gaz dağıtım mekanizmasının yerini alır. İkinci işlevi, sıkıştırma oranını artırmaktır.

Bu tür motorların bağımsız olarak oluşturulmuş iki ana tasarımı vardır:

beare Head motoru. Malcolm Beer (Avustralya) tarafından icat edildi;

"Şarj pompası" adlı motor (İngilizce Almanca Şarj pompasından). Helmut Kotmann (Almanya) tarafından icat edildi.

Yakın gelecekte içten yanmalı motora ne olacak?

Yazının başında belirtilen içten yanmalı motorun eksikliklerine ek olarak, içten yanmalı motorun aracın şanzımanından ayrı olarak kullanılmasına izin vermeyen bir başka temel dezavantaj daha vardır. Otomobilin güç ünitesi, otomobilin şanzımanıyla bağlantılı olarak motor tarafından oluşturulur. Aracın gerekli tüm sürüş hızlarında hareket etmesini sağlar. Ancak ayrı bir içten yanmalı motor, en yüksek gücü yalnızca dar bir hız aralığında geliştirir. Bu yüzden bir şanzımana ihtiyaç vardır. Yalnızca istisnai durumlarda iletimden vazgeçerler. Örneğin bazı uçak tasarımlarında.

Piston ICE'ler en çok karayolu, demiryolu ve deniz taşımacılığında, tarım ve inşaat endüstrilerinde (traktörler, buldozerler), özel tesisler (hastaneler, iletişim hatları vb.) İçin acil durum güç kaynağı sistemlerinde ve diğer pek çok yerde enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. insan faaliyet alanları. Son yıllarda, gaz pistonlu içten yanmalı motorlara dayanan mini-CHPP'ler, küçük yerleşim alanlarının veya endüstrilerin güç kaynağı sorunlarının etkin bir şekilde çözülmesiyle özellikle yaygınlaştı. Bu tür CHPP'lerin merkezi sistemlerden (RAO UES gibi) bağımsızlığı, operasyonlarının güvenilirliğini ve istikrarını artırır.

Çok çeşitli tasarıma sahip pistonlu içten yanmalı motorlar, çok küçükten (uçak modelleri için motor) çok büyüklere (okyanus tankerleri için motor) kadar çok geniş bir güç yelpazesi sunabilir.

Okul fizik dersinden başlayıp "Teknik termodinamik" kursu ile biten cihazın temellerini ve pistonlu içten yanmalı motorların çalışma prensibini defalarca öğrendik. Yine de bilgimizi pekiştirmek ve derinleştirmek için bu konuyu tekrar kısaca ele alalım.

İncirde. 6.1, motor cihazının bir şemasını gösterir. Bildiğiniz gibi, içten yanmalı bir motorda yakıtın yanması doğrudan çalışma sıvısında gerçekleştirilir. Pistonlu içten yanmalı motorlarda, bu tür yanma çalışma silindirinde gerçekleştirilir. 1 içinde hareket eden bir piston ile 6. Yanma sonucu oluşan baca gazları pistonu iter ve onu faydalı bir iş yapmaya zorlar. Pistonun bağlantı çubuğu (7) ve krank mili (9) yardımıyla öteleme hareketi, kullanım için daha uygun olan dönel hale dönüştürülür. Krank mili krank karterinde bulunur ve motor silindirleri, silindir bloğu (veya ceketi) adı verilen başka bir gövde kısmında bulunur. 2. Silindir kapağı 5 girişi içerir 3 ve mezuniyet 4 makinenin krank miline kinematik olarak bağlanmış özel bir eksantrik milinden zorunlu kam tahrikli valfler.

Şekil: 6.1.

Motorun sürekli çalışması için, yanma ürünlerini periyodik olarak silindirden çıkarmak ve pistonun hareketleri ve valflerin çalışması nedeniyle yapılan yeni yakıt ve oksitleyici (hava) kısımları ile doldurmak gerekir. .

Pistonlu içten yanmalı motorlar genellikle çeşitli genel özelliklere göre sınıflandırılır.

1. Karışım oluşturma, ateşleme ve ısı temini yöntemine göre, motorlar zorunlu ateşlemeli ve kendiliğinden tutuşmalı (karbüratör veya enjeksiyon ve dizel) makinelere ayrılır.
2. Çalışma sürecinin organizasyonuna göre - dört zamanlı ve iki zamanlı olarak. İkincisi, çalışma süreci dörtte değil, iki piston vuruşunda tamamlanır. Buna karşılık, iki zamanlı içten yanmalı motorlar, tek akışlı valf yarıklı blöf, krank odası blöfü, doğrudan akışlı blöf ve ters yönde hareket eden pistonlar vb. İle makinelere ayrılır.
3. Randevu alarak - sabit, gemi, dizel lokomotif, otomobil, otomobil traktör vb. İçin
4. Devir sayısına göre - düşük hıza (200 rpm'ye kadar) ve yüksek hıza.
5. Ortalama piston hızına göre d\u003e n \u003d? p / 30 - düşük hız ve yüksek hız için (th? „\u003e 9 m / s).
6. Sıkıştırmanın başlangıcında hava basıncı ile - tahrikli üfleyiciler yardımıyla konvansiyonel ve süper şarjlı.
7. Egzoz gazı ısısının kullanımına göre - konvansiyonel (bu ısıyı kullanmadan), turboşarjlı ve kombine. Turboşarjlı arabalarda, egzoz valfleri normalden biraz daha erken açılır ve normalden daha yüksek basınçtaki baca gazları, turboşarjı silindirlere hava beslemesi için çalıştıran bir darbe türbinine gönderilir. Bu, silindirde daha fazla yakıtın yakılmasına izin vererek hem verimliliği hem de makine performansını artırır. Kombine içten yanmalı motorlarda, piston parçası birçok bakımdan bir gaz jeneratörü olarak hizmet eder ve makinenin gücünün yalnızca ~% 50-60'ını üretir. Toplam gücün geri kalanı baca gazı türbininden elde edilir. Bunun için yüksek basınçlı baca gazları r ve sıcaklık / türbine gönderilir; şaftı, bir dişli transmisyonu veya bir akışkan kaplini vasıtasıyla alınan gücü tesisin ana şaftına aktarır.
8. Silindirlerin sayısına ve düzenine göre motorlar: bir, iki ve çok silindirli, sıralı, K-şekilli, .T-şekilli.

Şimdi modern bir dört zamanlı dizel motorun gerçek sürecini ele alalım. Dört zamanlı döngü olarak adlandırılır çünkü burada tam bir döngü, pistonun dört tam vuruşunda gerçekleştirilir, ancak şimdi göreceğimiz gibi, bu süre zarfında biraz daha gerçek termodinamik işlemler gerçekleştirilir. Bu işlemler Şekil 6.2'de gösterilmektedir.

Şekil: 6.2.

I - emilim; II - sıkıştırma; III - çalışma stroku; IV - ejeksiyon

Vuruş sırasında emme (1) emme (giriş) valfi, üst ölü noktadan (TDC) birkaç derece önce açılır. Nokta, açılış anına karşılık gelir r açık r- ^ -chart. Bu durumda, emme işlemi, piston alt ölü merkeze (BDC) hareket ettiğinde ve bir basınçta ilerlediğinde gerçekleşir. p ns daha az atmosferik /; a (veya artırma basıncı r n). Pistonun hareket yönü değiştiğinde (BDC'den TDC'ye), giriş valfi de hemen kapanmaz, ancak belirli bir gecikmeyle (noktada t). Ayrıca, valfler kapatıldığında, çalışma sıvısı sıkıştırılır (noktaya kadar) ile). Dizel otomobillerde, temiz hava emilir ve sıkıştırılır ve karbüratörlü arabalarda - benzin buharı ile çalışan bir hava karışımı. Bu piston vuruşuna genellikle strok denir sıkıştırma (II).

TDC'den önce krank milinin birkaç derece dönme açısı, dizel yakıt silindire bir meme vasıtasıyla enjekte edilir, kendiliğinden tutuşur, yanma ve yanma ürünlerinin genleşmesi. Karbüratör makinelerinde, çalışma karışımı bir elektrik kıvılcım boşaltımı kullanılarak zorla ateşlenir.

Hava sıkıştırıldığında ve duvarlarla nispeten az ısı alışverişi olduğunda, sıcaklığı önemli ölçüde artar ve yakıtın kendiliğinden tutuşma sıcaklığını aşar. Bu nedenle enjekte edilen ince atomize yakıt çok hızlı ısınır, buharlaşır ve tutuşur. Yakıtın yanmasının bir sonucu olarak, önce aniden silindir içindeki basınç, daha sonra piston BDC'ye doğru yol almaya başladığında azalan bir hızla maksimuma yükselir ve ardından enjeksiyon sırasında beslenen yakıtın son kısımları olduğu için yanıyor, hatta azalmaya başlıyor (yoğun büyüme silindiri hacmi nedeniyle). Bu noktada şartlı olarak varsayacağız ile" yanma süreci sona erer. Bunu, basınç kuvveti pistonu BDC'ye hareket ettirdiğinde baca gazlarının genleşme süreci izler. Yanma ve genleşme süreçlerini içeren üçüncü piston strokuna denir çalışma vuruşu (III), çünkü sadece şu anda motor faydalı işler yapıyor. Bu iş bir volan kullanılarak biriktirilerek tüketiciye verilir. Kalan üç döngünün yürütülmesinde biriken işin bir kısmı harcanmaktadır.

Piston BDC'ye yaklaştığında, egzoz valfi biraz ilerleyerek açılır (nokta B) ve egzoz baca gazları egzoz borusuna girer ve silindirdeki basınç keskin bir şekilde neredeyse atmosfer basıncına düşer. Piston TDC'ye hareket ettiğinde, baca gazları silindirin dışına itilir (IV - ejeksiyon). Motorun egzoz hattı belirli bir hidrolik dirence sahip olduğundan, bu işlem sırasında silindirdeki basınç atmosferik basıncın üzerinde kalır. Çıkış vanası TDC'den sonra kapanır (nokta p),böylece her döngüde, hem giriş hem de egzoz valfleri aynı anda açık olduğunda bir durum ortaya çıkar (valf örtüşmesinden söz ederler). Bu, çalışan silindirin yanma ürünlerinden daha iyi temizlenmesini mümkün kılar ve sonuç olarak yakıt yanmasının verimliliği ve eksiksizliği artar.

Döngü, iki zamanlı makineler için farklı şekilde düzenlenmiştir (Şekil 6.3). Bunlar genellikle süper şarjlı motorlardır ve bunun için genellikle tahrikli bir fan veya turboşarja sahiptirler. 2 motor çalışması sırasında hava alıcısına hava pompalayan 8.

İki zamanlı bir motorun çalışma silindiri her zaman, içinden piston BDC'ye geçerken, onları daha fazla açmaya başladığında alıcıdan gelen havanın silindire girdiği süpürme deliklerine 9 sahiptir.

Çoğunlukla çalışma stroku olarak adlandırılan pistonun ilk stroku sırasında, enjekte edilen yakıt motor silindirinde yanar ve yanma ürünleri genişler. Gösterge diyagramındaki bu işlemler (Şekil 6.3, ve) çizgi tarafından yansıtılır c - I - t. Noktada tegzoz valfleri açılır ve aşırı basıncın etkisi altında baca gazları egzoz kanalına akar 6, sonuç olarak

Şekil: 6.3.

1 - emme branşman borusu; 2 - üfleyici (veya turboşarj); 3 - piston; 4 - egzoz valfleri; 5 - meme; 6 - egzoz kanalı; 7 - işçi

silindir; 8 - hava alıcısı; 9- pencereleri temizle

tate, silindirdeki basınç gözle görülür şekilde düşer (nokta p). Piston, boşaltma deliklerinin açılmaya başlaması için indirildiğinde, alıcıdan silindire basınçlı hava akar. 8 kalan baca gazlarını silindirin dışına itmek. Aynı zamanda çalışma hacmi artmaya devam eder ve silindirdeki basınç neredeyse alıcıdaki basınca kadar düşer.

Piston hareketinin yönü tersine çevrildiğinde, boşaltma delikleri en azından kısmen açık kaldığı sürece silindir temizleme işlemi devam eder. Noktada -e(şek. 6.3, b) piston, boşaltma deliklerini tamamen örter ve silindire giren havanın bir sonraki kısmı sıkışmaya başlar. TDC'den birkaç derece önce (noktada ile") yakıt enjeksiyonu nozülden başlar ve daha sonra daha önce açıklanan işlemler meydana gelir ve yakıtın tutuşmasına ve yanmasına yol açar.

İncirde. 6.4, diğer iki zamanlı motorların tasarımını açıklayan diyagramları gösterir. Genel olarak, tüm bu makinelerin çalışma döngüsü açıklananla benzerdir ve tasarım özellikleri büyük ölçüde yalnızca süreyi etkiler

Şekil: 6.4.

ve - döngü yuvası üfleme; 6 - ters yönde hareket eden pistonlarla doğrudan akışlı boşaltma; içinde - krank odası boşaltma

bireysel süreçler ve sonuç olarak motorun teknik ve ekonomik özellikleri.

Sonuç olarak, iki zamanlı motorların teorik olarak, ceteris paribus'un iki kat daha fazla güç elde etmesine izin verdiği belirtilmelidir, ancak gerçekte, silindiri temizlemek için daha kötü koşullar ve nispeten büyük iç kayıplar nedeniyle, bu kazanç biraz daha azdır.