Κινητήρας εσωτερικής καύσης: σχεδιασμός και αρχές λειτουργίας

04.04.2017

Μηχανή εσωτερικής καύσηςείναι ένας τύπος θερμικής μηχανής που μετατρέπει την ενέργεια που περιέχεται στο καύσιμο σε μηχανικό έργο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται αέρια ή υγρά καύσιμα που λαμβάνονται με επεξεργασία υδρογονανθράκων. Η ενέργεια εξάγεται ως αποτέλεσμα της καύσης της.

Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης έχουν μια σειρά από μειονεκτήματα. Αυτά περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

• Οι σχετικά μεγάλοι δείκτες βάρους και μεγέθους καθιστούν δύσκολη τη μετακίνησή τους και περιορίζουν το πεδίο χρήσης τους.
• Τα υψηλά επίπεδα θορύβου και οι τοξικές εκπομπές σημαίνουν ότι οι συσκευές που τροφοδοτούνται από κινητήρες εσωτερικής καύσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο με σημαντικούς περιορισμούς σε κλειστούς, ανεπαρκώς αεριζόμενους χώρους.
• Η σχετικά σύντομη διάρκεια ζωής αναγκάζει τους κινητήρες εσωτερικής καύσης να επισκευάζονται αρκετά συχνά, γεγονός που συνδέεται με πρόσθετο κόστος.
• η απελευθέρωση σημαντικής ποσότητας θερμικής ενέργειας κατά τη λειτουργία απαιτεί τη δημιουργία ενός αποτελεσματικού συστήματος ψύξης.
• Λόγω του σχεδιασμού πολλών συστατικών τους, οι κινητήρες εσωτερικής καύσης είναι δύσκολο να κατασκευαστούν και δεν είναι αρκετά αξιόπιστοι.
• Αυτός ο τύπος θερμικής μηχανής χαρακτηρίζεται από υψηλή κατανάλωση καυσίμου.

Παρά όλα τα αναφερόμενα μειονεκτήματα, οι κινητήρες εσωτερικής καύσης είναι εξαιρετικά δημοφιλείς, κυρίως λόγω της αυτονομίας τους (αυτό επιτυγχάνεται λόγω του γεγονότος ότι το καύσιμο περιέχει σημαντικά μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας σε σύγκριση με οποιαδήποτε μπαταρία). Ένας από τους κύριους τομείς εφαρμογής τους είναι τα προσωπικά και τα δημόσια μέσα μεταφοράς.

Τύποι κινητήρων εσωτερικής καύσης

Όσον αφορά τους κινητήρες εσωτερικής καύσης, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι σήμερα υπάρχουν πολλές ποικιλίες τους, οι οποίες διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά.

1. Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης με έμβολο χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι η καύση καυσίμου συμβαίνει στον κύλινδρο. Είναι αυτός που είναι υπεύθυνος για τη μετατροπή της χημικής ενέργειας που περιέχεται στο καύσιμο σε χρήσιμο μηχανικό έργο. Για να επιτευχθεί αυτό, οι κινητήρες εσωτερικής καύσης με έμβολο είναι εξοπλισμένοι με μηχανισμό στροφάλου-ολισθητήρα, με τη βοήθεια του οποίου πραγματοποιείται η μετατροπή.

Οι εμβολοφόροι κινητήρες εσωτερικής καύσης συνήθως χωρίζονται σε διάφορους τύπους (η βάση για την ταξινόμηση είναι το καύσιμο που χρησιμοποιούν).

Στους κινητήρες με καρμπυρατέρ βενζίνης, ο σχηματισμός του μείγματος αέρα-καυσίμου συμβαίνει στο καρμπυρατέρ (πρώτο στάδιο). Στη συνέχεια, μπαίνουν στο παιχνίδι ακροφύσια ψεκασμού (ηλεκτρικά ή μηχανικά), που βρίσκονται στην πολλαπλή εισαγωγής. Το τελικό μείγμα βενζίνης και αέρα εισέρχεται στον κύλινδρο.

Εκεί συμπιέζεται και αναφλέγεται χρησιμοποιώντας έναν σπινθήρα που εμφανίζεται όταν ο ηλεκτρισμός περνά ανάμεσα στα ηλεκτρόδια ενός ειδικού κεριού. Στην περίπτωση των κινητήρων με καρμπυρατέρ, το μείγμα αέρα-καυσίμου είναι εγγενώς ομοιογενές.

Οι κινητήρες έγχυσης βενζίνης χρησιμοποιούν διαφορετική αρχή σχηματισμού μείγματος στη λειτουργία τους. Βασίζεται στην άμεση έγχυση καυσίμου, το οποίο εισέρχεται απευθείας στον κύλινδρο (για αυτό, χρησιμοποιούνται ακροφύσια ψεκασμού, που ονομάζονται επίσης εγχυτήρας). Έτσι, ο σχηματισμός του μείγματος αέρα-καυσίμου, καθώς και η καύση του, γίνεται απευθείας στον ίδιο τον κύλινδρο.

Οι κινητήρες ντίζελ διακρίνονται από το γεγονός ότι χρησιμοποιούν έναν ειδικό τύπο καυσίμου για τη λειτουργία τους, που ονομάζεται «ντίζελ» ή απλώς «ντίζελ». Χρησιμοποιείται υψηλή πίεση για την τροφοδοσία του στον κύλινδρο. Καθώς τροφοδοτούνται νέα μέρη καυσίμου στον θάλαμο καύσης, η διαδικασία σχηματισμού του μείγματος αέρα-καυσίμου και η στιγμιαία καύση του λαμβάνει χώρα ακριβώς μέσα σε αυτόν. Το μίγμα αέρα-καυσίμου αναφλέγεται όχι από σπινθήρα, αλλά από τη δράση θερμαινόμενου αέρα, ο οποίος υπόκειται σε ισχυρή συμπίεση στον κύλινδρο.

Το καύσιμο για τους κινητήρες αερίου είναι διάφοροι υδρογονάνθρακες, οι οποίοι υπό κανονικές συνθήκες βρίσκονται σε αέρια κατάσταση. Από αυτό προκύπτει ότι πρέπει να τηρούνται ειδικές συνθήκες αποθήκευσης και χρήσης τους:

• Τα υγροποιημένα αέρια παρέχονται σε κυλίνδρους διαφόρων όγκων, μέσα στους οποίους δημιουργείται επαρκής πίεση με χρήση κορεσμένου ατμού, αλλά όχι μεγαλύτερη από 16 ατμόσφαιρες. Χάρη σε αυτό, το καύσιμο βρίσκεται σε υγρή κατάσταση. Για να μετατραπεί σε υγρή φάση κατάλληλη για καύση, χρησιμοποιείται μια ειδική συσκευή που ονομάζεται εξατμιστής. Η πίεση μειώνεται σε επίπεδο που αντιστοιχεί περίπου στην κανονική ατμοσφαιρική πίεση σύμφωνα με μια σταδιακή αρχή. Βασίζεται στη χρήση του λεγόμενου μειωτήρα αερίου. Μετά από αυτό, το μείγμα αέρα-καυσίμου εισέρχεται στην πολλαπλή εισαγωγής (πριν από αυτό πρέπει να περάσει από ειδικό μίξερ). Στο τέλος αυτού του μάλλον περίπλοκου κύκλου, το καύσιμο τροφοδοτείται στον κύλινδρο για επακόλουθη ανάφλεξη, που πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας έναν σπινθήρα που εμφανίζεται όταν η ηλεκτρική ενέργεια περνά ανάμεσα στα ηλεκτρόδια ενός ειδικού μπουζί.
• Το συμπιεσμένο φυσικό αέριο αποθηκεύεται σε πολύ υψηλότερη πίεση, η οποία κυμαίνεται από 150 έως 200 ατμόσφαιρες. Η μόνη διαφορά σχεδιασμού μεταξύ αυτού του συστήματος και αυτού που περιγράφηκε παραπάνω είναι η απουσία εξατμιστή. Σε γενικές γραμμές, η αρχή παραμένει η ίδια.

Το αέριο παραγωγής παράγεται από την επεξεργασία στερεών καυσίμων (άνθρακας, σχιστόλιθος πετρελαίου, τύρφη κ.λπ.). Ως προς τα βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά του, πρακτικά δεν διαφέρει από άλλους τύπους αερίων καυσίμων.

Κινητήρες ντίζελ αερίου

Αυτός ο τύπος κινητήρα εσωτερικής καύσης διακρίνεται από το γεγονός ότι η προετοιμασία του κύριου τμήματος του μείγματος αέρα-καυσίμου πραγματοποιείται παρόμοια με τους κινητήρες αερίου. Ωστόσο, για την ανάφλεξή του, δεν χρησιμοποιείται σπινθήρας που παράγεται από ηλεκτρικό μπουζί, αλλά τμήμα ανάφλεξης του καυσίμου (η έγχυσή του στον κύλινδρο γίνεται με τον ίδιο τρόπο όπως στην περίπτωση των κινητήρων ντίζελ).

Κινητήρες εσωτερικής καύσης με περιστροφικό έμβολο

Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει έναν συνδυασμένο τύπο αυτών των συσκευών. Η υβριδική του φύση αντανακλάται στο γεγονός ότι ο σχεδιασμός του κινητήρα περιλαμβάνει δύο σημαντικά δομικά στοιχεία ταυτόχρονα: μια μηχανή περιστροφικού εμβόλου και ταυτόχρονα μια μηχανή λεπίδων (μπορεί να αντιπροσωπεύεται από συμπιεστή, στρόβιλο κ.λπ.). Και τα δύο προαναφερθέντα μηχανήματα συμμετέχουν εξίσου στη διαδικασία εργασίας. Χαρακτηριστικό παράδειγμα τέτοιων συνδυασμένων συσκευών είναι ένας εμβολοφόρος κινητήρας εξοπλισμένος με σύστημα υπερσυμπίεσης.

Μια ειδική κατηγορία αποτελούν οι κινητήρες εσωτερικής καύσης, οι οποίοι χαρακτηρίζονται από την αγγλική συντομογραφία RCV. Διαφέρουν από άλλες ποικιλίες στο ότι η κατανομή αερίου σε αυτή την περίπτωση βασίζεται στην περιστροφή του κυλίνδρου. Όταν εκτελείτε μια περιστροφική κίνηση, το καύσιμο διέρχεται με τη σειρά του από τους σωλήνες εξόδου και εισόδου. Το έμβολο είναι υπεύθυνο για την κίνηση προς την παλινδρομική κατεύθυνση.

Εμβολοφόροι κινητήρες εσωτερικής καύσης: κύκλοι λειτουργίας

Για την ταξινόμηση των κινητήρων εσωτερικής καύσης με έμβολο, χρησιμοποιείται επίσης η αρχή της λειτουργίας τους. Σύμφωνα με αυτόν τον δείκτη, οι κινητήρες εσωτερικής καύσης χωρίζονται σε δύο μεγάλες ομάδες: δίχρονους και τετράχρονους.

Οι τετράχρονοι κινητήρες εσωτερικής καύσης χρησιμοποιούν τον λεγόμενο κύκλο Otto στη λειτουργία τους, ο οποίος περιλαμβάνει τις ακόλουθες φάσεις: εισαγωγή, συμπίεση, ισχύς διαδρομής και εξάτμιση. Θα πρέπει να προστεθεί ότι η διαδρομή ισχύος δεν αποτελείται από μία, όπως οι άλλες φάσεις, αλλά από δύο διαδικασίες ταυτόχρονα: καύση και διαστολή.

Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο σχήμα σύμφωνα με το οποίο πραγματοποιείται ο κύκλος εργασίας σε κινητήρες εσωτερικής καύσης αποτελείται από τα ακόλουθα στάδια:

1. Κατά την έγχυση του μείγματος αέρα-καυσίμου, το έμβολο κινείται μεταξύ του άνω νεκρού σημείου (TDC) και του κάτω νεκρού σημείου (BDC). Ως αποτέλεσμα, ελευθερώνεται ένας σημαντικός χώρος μέσα στον κύλινδρο, στον οποίο εισέρχεται το μείγμα αέρα-καυσίμου, γεμίζοντας τον.

Η αναρρόφηση του μείγματος αέρα-καυσίμου πραγματοποιείται λόγω της διαφοράς πίεσης που υπάρχει μέσα στον κύλινδρο και στην πολλαπλή εισαγωγής. Η ώθηση για να εισέλθει το μείγμα αέρα-καυσίμου στον θάλαμο καύσης είναι το άνοιγμα της βαλβίδας εισαγωγής. Αυτή η στιγμή αναφέρεται συνήθως ως «γωνία ανοίγματος βαλβίδας εισαγωγής» (φa).

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυτή τη στιγμή ο κύλινδρος περιέχει ήδη προϊόντα που απομένουν μετά την καύση του προηγούμενου τμήματος καυσίμου (η έννοια των υπολειμματικών αερίων χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό τους). Ως αποτέλεσμα της ανάμειξής τους με το μείγμα αέρα-καυσίμου, που στην επαγγελματική γλώσσα ονομάζεται φρέσκο ​​φορτίο, σχηματίζεται ένα μείγμα εργασίας. Όσο πιο επιτυχημένη είναι η διαδικασία μαγειρέματος, τόσο πιο ολοκληρωμένα καίγεται το καύσιμο, απελευθερώνοντας τη μέγιστη ενέργεια.

Ως αποτέλεσμα, η απόδοση του κινητήρα αυξάνεται. Από αυτή την άποψη, ακόμη και στο στάδιο του σχεδιασμού του κινητήρα, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στον σωστό σχηματισμό μείγματος. Πρωταγωνιστικό ρόλο παίζουν διάφορες παράμετροι του φρέσκου φορτίου, συμπεριλαμβανομένης της απόλυτης τιμής του, καθώς και του ειδικού μεριδίου του στον συνολικό όγκο του μίγματος εργασίας.

2. Κατά την είσοδο στη φάση συμπίεσης, και οι δύο βαλβίδες κλείνουν και το έμβολο κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση (από BDC σε TDC). Ως αποτέλεσμα, η κοιλότητα υπερεμβόλου μειώνεται αισθητά σε όγκο. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι το μείγμα εργασίας που περιέχεται σε αυτό (υγρό εργασίας) συμπιέζεται. Λόγω αυτού, είναι δυνατό να διασφαλιστεί ότι η διαδικασία καύσης του μείγματος αέρα-καυσίμου θα προχωρήσει πιο εντατικά. Η συμπίεση καθορίζει επίσης έναν τόσο σημαντικό δείκτη όπως η πλήρης χρήση της θερμικής ενέργειας που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου και επομένως η απόδοση του ίδιου του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Για να αυξηθεί αυτός ο πιο σημαντικός δείκτης, οι σχεδιαστές προσπαθούν να σχεδιάσουν συσκευές με τον υψηλότερο δυνατό βαθμό συμπίεσης του μείγματος εργασίας. Αν έχουμε να κάνουμε με την εξαναγκασμένη ανάφλεξή του, τότε ο λόγος συμπίεσης δεν ξεπερνά το 12. Εάν ο κινητήρας εσωτερικής καύσης λειτουργεί με την αρχή της αυτανάφλεξης, τότε η παραπάνω παράμετρος είναι συνήθως στην περιοχή από 14 έως 22.

3. Με την ανάφλεξη του μίγματος εργασίας ξεκινά η αντίδραση οξείδωσης, η οποία συμβαίνει λόγω του οξυγόνου του αέρα που περιλαμβάνεται στη σύνθεσή του. Αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από απότομη αύξηση της πίεσης σε όλο τον όγκο της κοιλότητας του υπερεμβόλου. Το μείγμα εργασίας αναφλέγεται χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρικό σπινθήρα, ο οποίος έχει υψηλή τάση (έως 15 kV).

Η πηγή του βρίσκεται σε κοντινή απόσταση από το TDC. Αυτός ο ρόλος παίζει ένα ηλεκτρικό μπουζί, το οποίο βιδώνεται στην κυλινδροκεφαλή. Ωστόσο, εάν η ανάφλεξη του μείγματος αέρα-καυσίμου πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ζεστό αέρα που έχει προηγουμένως συμπιεστεί, η παρουσία αυτού του δομικού στοιχείου δεν είναι απαραίτητη.

Αντίθετα, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι εξοπλισμένος με ειδικό ακροφύσιο. Είναι υπεύθυνο για την παροχή του μείγματος αέρα-καυσίμου, το οποίο σε μια συγκεκριμένη στιγμή τροφοδοτείται υπό υψηλή πίεση (μπορεί να ξεπεράσει τα 30 Mn/m²).

4. Όταν καίγεται καύσιμο, σχηματίζονται αέρια που έχουν πολύ υψηλή θερμοκρασία, και ως εκ τούτου προσπαθούν σταθερά να διαστέλλονται. Ως αποτέλεσμα, το έμβολο μετακινείται ξανά από το TDC στο BDC. Αυτή η κίνηση ονομάζεται ισχύς διαδρομής του εμβόλου. Σε αυτό το στάδιο η πίεση μεταφέρεται στον στροφαλοφόρο άξονα (για την ακρίβεια, στο κομβίο της μπιέλας του), ο οποίος ως αποτέλεσμα περιστρέφεται. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει με τη συμμετοχή μιας μπιέλας.

5. Η ουσία της τελικής φάσης, που ονομάζεται εισαγωγή, συνοψίζεται στο γεγονός ότι το έμβολο κάνει μια αντίστροφη κίνηση (από BDC σε TDC). Σε αυτό το σημείο, η δεύτερη βαλβίδα ανοίγει, επιτρέποντας στα καυσαέρια να φύγουν από το εσωτερικό του κυλίνδρου. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, αυτό δεν ισχύει για ορισμένα από τα προϊόντα καύσης. Παραμένουν σε εκείνο το σημείο του κυλίνδρου από όπου το έμβολο δεν μπορεί να τα μετατοπίσει. Λόγω του γεγονότος ότι ο περιγραφόμενος κύκλος επαναλαμβάνεται διαδοχικά, επιτυγχάνεται συνεχής λειτουργία του κινητήρα.

Αν έχουμε να κάνουμε με μονοκύλινδρο κινητήρα, τότε όλες οι φάσεις (από την προετοιμασία του μείγματος εργασίας έως την εκτόπιση των προϊόντων καύσης από τον κύλινδρο) πραγματοποιούνται από το έμβολο. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιείται η ενέργεια του σφονδύλου που συσσωρεύεται κατά τη διάρκεια της διαδρομής εργασίας. Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις (εννοεί τους κινητήρες εσωτερικής καύσης με δύο ή περισσότερους κυλίνδρους), οι διπλανοί κύλινδροι αλληλοσυμπληρώνονται, βοηθώντας στην εκτέλεση βοηθητικών διαδρομών. Από αυτή την άποψη, ο σφόνδυλος μπορεί να αποκλειστεί από το σχεδιασμό τους χωρίς την παραμικρή ζημιά.

Για να καταστεί πιο βολική η μελέτη διαφόρων κινητήρων εσωτερικής καύσης, προσδιορίζονται διάφορες διαδικασίες στον κύκλο λειτουργίας τους. Ωστόσο, υπάρχει και η αντίθετη προσέγγιση, όταν παρόμοιες διαδικασίες συνδυάζονται σε ομάδες. Η βάση αυτής της ταξινόμησης είναι η θέση του εμβόλου, την οποία καταλαμβάνει σε σχέση και με τα δύο νεκρά κέντρα. Έτσι, οι κινήσεις του εμβόλου αποτελούν το σημείο εκκίνησης από το οποίο είναι βολικό να εξεταστεί η λειτουργία του κινητήρα στο σύνολό του.

Η πιο σημαντική έννοια είναι το «τακτ». Δηλώνει εκείνο το τμήμα του κύκλου εργασίας που ταιριάζει στη χρονική περίοδο κατά την οποία το έμβολο μετακινείται από το ένα παρακείμενο νεκρό σημείο στο άλλο. Η διαδρομή (και μετά ολόκληρη η διαδρομή του εμβόλου που αντιστοιχεί σε αυτήν) ονομάζεται διαδικασία. Παίζει το ρόλο του κύριου όταν κινείται το έμβολο, το οποίο συμβαίνει ανάμεσα στις δύο θέσεις του.

Εάν προχωρήσουμε στις συγκεκριμένες διαδικασίες για τις οποίες μιλήσαμε παραπάνω (εισαγωγή, συμπίεση, διαδρομή ισχύος και εξάτμιση), τότε καθεμία από αυτές περιορίζεται σαφώς σε μια συγκεκριμένη διαδρομή. Από αυτή την άποψη, στους κινητήρες εσωτερικής καύσης είναι συνηθισμένο να γίνεται διάκριση μεταξύ των διαδρομών με το ίδιο όνομα και μαζί τους, των εμβόλων.

Είπαμε ήδη παραπάνω ότι μαζί με τους τετράχρονους κινητήρες υπάρχουν και οι δίχρονοι κινητήρες. Ωστόσο, ανεξάρτητα από τον αριθμό των διαδρομών, ο κύκλος εργασίας οποιουδήποτε κινητήρα εμβόλου αποτελείται από τις πέντε διαδικασίες που αναφέρονται παραπάνω και βασίζεται στο ίδιο κύκλωμα. Τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού σε αυτή την περίπτωση δεν παίζουν θεμελιώδη ρόλο.

Πρόσθετες μονάδες για κινητήρες εσωτερικής καύσης

Ένα σημαντικό μειονέκτημα του κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι το σχετικά στενό εύρος στροφών στο οποίο μπορεί να αναπτύξει σημαντική ισχύ. Για να αντισταθμιστεί αυτό το μειονέκτημα, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης απαιτεί πρόσθετες μονάδες. Τα πιο σημαντικά από αυτά είναι η μίζα και η μετάδοση.

Η παρουσία της τελευταίας συσκευής δεν αποτελεί προϋπόθεση μόνο σε σπάνιες περιπτώσεις (όταν, για παράδειγμα, μιλάμε για αεροπλάνα). Πρόσφατα, η προοπτική δημιουργίας ενός υβριδικού αυτοκινήτου του οποίου ο κινητήρας θα μπορούσε να διατηρεί συνεχώς τη βέλτιστη λειτουργία έχει γίνει όλο και πιο ελκυστική.

Οι πρόσθετες μονάδες που εξυπηρετούν τον κινητήρα εσωτερικής καύσης περιλαμβάνουν το σύστημα καυσίμου, το οποίο τροφοδοτεί το καύσιμο, καθώς και το σύστημα εξάτμισης, το οποίο είναι απαραίτητο για την απομάκρυνση των καυσαερίων.

Οι κινητήρες αυτοκινήτων είναι εξαιρετικά διαφορετικοί. Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται στην ανάπτυξη και εκτόξευση μονάδων ισχύος έχει πλούσια ιστορία. Οι σύγχρονες απαιτήσεις αναγκάζουν τους κατασκευαστές να εισάγουν ετησίως βελτιώσεις στα έργα τους και να εκσυγχρονίζουν τις υπάρχουσες τεχνολογίες.

Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης έχει μια αρχή σχεδιασμού και λειτουργίας που είναι ικανή να παρέχει υψηλή ισχύ και μεγάλη περίοδο λειτουργίας - ο χρήστης απαιτεί μόνο την ελάχιστη απαραίτητη συντήρηση και έγκαιρες μικρές επισκευές.

Με την πρώτη ματιά, είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς λειτουργεί ο κινητήρας: πάρα πολλοί διασυνδεδεμένοι μηχανισμοί συγκεντρώνονται σε έναν μικρό χώρο. Αλλά μετά από λεπτομερή μελέτη και ανάλυση των συνδέσεων σε αυτό το σύστημα, η λειτουργία ενός κινητήρα αυτοκινήτου αποδεικνύεται εξαιρετικά απλή και κατανοητή.

Ο κινητήρας του αυτοκινήτου περιλαμβάνει μια σειρά από εξαρτήματα που είναι σημαντικά και διασφαλίζουν την απόδοση των λειτουργιών λειτουργίας ολόκληρου του συστήματος.

Το μπλοκ κυλίνδρων μερικές φορές ονομάζεται σώμα ή πλαίσιο ολόκληρου του συστήματος. Μια περιγραφή του κινητήρα δεν είναι πλήρης χωρίς τη μελέτη αυτού του δομικού στοιχείου. Σε αυτό το τμήμα του κινητήρα υπάρχει ένα σύστημα συνδεδεμένων καναλιών που έχουν σχεδιαστεί για να λιπαίνουν και να δημιουργούν την απαιτούμενη θερμοκρασία του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Το πάνω μέρος του σώματος του εμβόλου έχει κανάλια για τους δακτυλίους. Οι ίδιοι οι δακτύλιοι εμβόλου χωρίζονται σε άνω και κάτω. Με βάση τις λειτουργίες που εκτελούν, αυτοί οι δακτύλιοι ονομάζονται δακτύλιοι συμπίεσης. Η ροπή του κινητήρα καθορίζεται από τη δύναμη και την απόδοση των στοιχείων που εξετάζονται.

Οι κάτω δακτύλιοι εμβόλου παίζουν σημαντικό ρόλο στη διασφάλιση της διάρκειας ζωής του κινητήρα. Οι κάτω δακτύλιοι εκτελούν 2 ρόλους: διατηρούν τη στεγανότητα του θαλάμου καύσης και είναι στεγανοποιητικά που εμποδίζουν το λάδι να εισχωρήσει στον θάλαμο καύσης.

Ένας κινητήρας αυτοκινήτου είναι ένα σύστημα στο οποίο η ενέργεια μεταφέρεται μεταξύ μηχανισμών με ελάχιστες απώλειες σε διάφορα στάδια. Επομένως, ο μηχανισμός του στρόφαλου γίνεται ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία του συστήματος. Εξασφαλίζει τη μεταφορά της παλινδρομικής ενέργειας από το έμβολο στον στροφαλοφόρο άξονα.

Γενικά, η αρχή λειτουργίας του κινητήρα είναι αρκετά απλή και έχει υποστεί λίγες θεμελιώδεις αλλαγές κατά την περίοδο της ύπαρξής του. Αυτό απλά δεν είναι απαραίτητο - ορισμένες βελτιώσεις και βελτιστοποιήσεις σας επιτρέπουν να επιτύχετε καλύτερα αποτελέσματα στην εργασία σας. Η έννοια ολόκληρου του συστήματος παραμένει αμετάβλητη.

Η ροπή του κινητήρα δημιουργείται λόγω της ενέργειας που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου, η οποία μεταδίδεται από τον θάλαμο καύσης στους τροχούς μέσω συνδετικών στοιχείων. Στα μπεκ μπεκ, το καύσιμο μεταφέρεται στον θάλαμο καύσης, όπου εμπλουτίζεται με αέρα. Το μπουζί δημιουργεί έναν σπινθήρα που αναφλέγει αμέσως το μείγμα που προκύπτει. Αυτό προκαλεί μια μικρή έκρηξη για να κρατήσει τον κινητήρα σε λειτουργία.

Ως αποτέλεσμα αυτής της δράσης, σχηματίζεται ένας μεγάλος όγκος αερίων, διεγείροντας τις κινήσεις προς τα εμπρός. Έτσι δημιουργείται η ροπή του κινητήρα. Η ενέργεια από το έμβολο μεταφέρεται στον στροφαλοφόρο άξονα, ο οποίος μεταδίδει την κίνηση στο κιβώτιο ταχυτήτων και μετά από αυτό, ένα ειδικό σύστημα ταχυτήτων μεταφέρει την κίνηση στους τροχούς.

Η διαδικασία λειτουργίας ενός κινητήρα σε λειτουργία είναι απλή και, με τα κατάλληλα συνδετικά στοιχεία, εγγυάται ελάχιστες απώλειες ενέργειας. Το σχήμα λειτουργίας και η δομή κάθε μηχανισμού βασίζονται στη μετατροπή της δημιουργούμενης ώθησης σε πρακτικά χρησιμοποιήσιμη ποσότητα ενέργειας. Η διάρκεια ζωής του κινητήρα καθορίζεται από την αντίσταση στη φθορά κάθε συνδέσμου.

Αρχή λειτουργίας κινητήρα εσωτερικής καύσης

Ο κινητήρας ενός επιβατικού αυτοκινήτου κατασκευάζεται με τη μορφή ενός από τους τύπους συστημάτων εσωτερικής καύσης. Η αρχή λειτουργίας του κινητήρα μπορεί να διαφέρει από ορισμένες απόψεις, γεγονός που χρησιμεύει ως βάση για τη διαίρεση των κινητήρων σε διάφορους τύπους και τροποποιήσεις.

Οι καθοριστικές παράμετροι που χρησιμοποιούνται για τη διαίρεση των μονάδων ισχύος σε κατηγορίες είναι:

• όγκος εργασίας,
• αριθμός κυλίνδρων,
• ισχύς συστήματος,
• ταχύτητα περιστροφής κόμβων,
• καύσιμο που χρησιμοποιείται για εργασία κ.λπ.

Η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας ενός κινητήρα είναι εύκολη. Καθώς όμως μελετάμε, εμφανίζονται νέοι δείκτες που εγείρουν ερωτήματα. Έτσι, μπορείτε συχνά να βρείτε κινητήρες διαιρούμενους με τον αριθμό των κύκλων. Τι είναι και πώς επηρεάζει τη λειτουργία του μηχανήματος;

Ο κινητήρας του αυτοκινήτου βασίζεται σε ένα τετράχρονο σύστημα.Αυτές οι 4 διαδρομές είναι ίσες χρονικά - κατά τη διάρκεια ολόκληρου του κύκλου το έμβολο ανεβαίνει δύο φορές στον κύλινδρο και πέφτει δύο φορές. Η διαδρομή ξεκινά τη στιγμή που το έμβολο βρίσκεται στο πάνω ή στο κάτω μέρος. Οι μηχανικοί ονομάζουν αυτά τα σημεία TDC και BDC - πάνω και κάτω νεκρά κέντρα, αντίστοιχα.

Αριθμός εγκεφαλικού επεισοδίου 1 - πρόσληψη. Καθώς κινείται προς τα κάτω, το έμβολο τραβάει το μείγμα γεμάτο με καύσιμο στον κύλινδρο. Το σύστημα λειτουργεί με ανοιχτή τη βαλβίδα εισαγωγής. Η ισχύς ενός κινητήρα αυτοκινήτου καθορίζεται από τον αριθμό, το μέγεθος και τον χρόνο που η βαλβίδα είναι ανοιχτή.

Σε ορισμένα μοντέλα, η λειτουργία του πεντάλ αερίου αυξάνει την περίοδο που η βαλβίδα είναι ανοιχτή, γεγονός που επιτρέπει την αύξηση του όγκου του καυσίμου που εισέρχεται στο σύστημα. Αυτός ο σχεδιασμός των κινητήρων εσωτερικής καύσης παρέχει ισχυρή επιτάχυνση του συστήματος.

Beat αριθμός 2 - συμπίεση. Σε αυτό το στάδιο, το έμβολο αρχίζει την ανοδική του κίνηση, η οποία οδηγεί σε συμπίεση του μείγματος που λαμβάνεται στον κύλινδρο. Συρρικνώνεται ακριβώς στον όγκο του θαλάμου καύσης καυσίμου. Αυτός ο θάλαμος είναι ο χώρος μεταξύ της κορυφής του εμβόλου και της κορυφής του κυλίνδρου όταν το έμβολο βρίσκεται στο TDC. Οι βαλβίδες εισαγωγής είναι καλά κλειστές σε αυτό το σημείο λειτουργίας.

Η ποιότητα της συμπίεσης του μείγματος εξαρτάται από την πυκνότητα κλεισίματος. Εάν το ίδιο το έμβολο, ή ο κύλινδρος ή οι δακτύλιοι εμβόλου είναι φθαρμένα και δεν είναι σε σωστή κατάσταση, τότε η ποιότητα λειτουργίας και η διάρκεια ζωής του κινητήρα θα μειωθούν σημαντικά.

Αριθμός εγκεφαλικού επεισοδίου 3 - ισχύς. Αυτό το στάδιο ξεκινά στο TDC. Το σύστημα ανάφλεξης εξασφαλίζει την ανάφλεξη του μείγματος καυσίμου και εξασφαλίζει την απελευθέρωση ενέργειας. Συμβαίνει μια έκρηξη του μείγματος, απελευθερώνοντας ενέργεια. Και λόγω της αύξησης του όγκου, το έμβολο πιέζεται προς τα κάτω. Οι βαλβίδες είναι κλειστές. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του κινητήρα εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την πορεία της τρίτης διαδρομής του κινητήρα.

Μέτρο Νο 4 - απελευθέρωση. Τέλος του κύκλου εργασίας. Η ανοδική κίνηση του εμβόλου εξασφαλίζει την αποβολή των αερίων. Με αυτόν τον τρόπο αερίζεται ο κύλινδρος. Αυτή η διαδρομή είναι σημαντική για τη διασφάλιση της διάρκειας ζωής του κινητήρα.

Ο κινητήρας έχει μια αρχή λειτουργίας που βασίζεται στην κατανομή της ενέργειας από εκρήξεις αερίου και απαιτεί προσοχή στη δημιουργία όλων των εξαρτημάτων.

Η λειτουργία ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι κυκλική. Όλη η ενέργεια που δημιουργείται στη διαδικασία εκτέλεσης εργασιών και στις 4 διαδρομές των εμβόλων κατευθύνεται στην οργάνωση της λειτουργίας του αυτοκινήτου.

Επιλογές σχεδιασμού εσωτερικού κινητήρα

Τα χαρακτηριστικά του κινητήρα εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά του σχεδιασμού του.Η εσωτερική καύση είναι ο κύριος τύπος φυσικής διαδικασίας που συμβαίνει στο σύστημα κινητήρα των σύγχρονων αυτοκινήτων. Κατά την περίοδο ανάπτυξης της μηχανολογίας, εφαρμόστηκαν με επιτυχία αρκετοί τύποι κινητήρων εσωτερικής καύσης.

Ο σχεδιασμός ενός βενζινοκινητήρα χωρίζει το σύστημα σε 2 τύπους - κινητήρες έγχυσης και μοντέλα καρμπυρατέρ. Υπάρχουν επίσης διάφοροι τύποι καρμπυρατέρ και συστημάτων έγχυσης στην παραγωγή. Η βάση της εργασίας είναι η καύση βενζίνης.

Η απόδοση του βενζινοκινητήρα φαίνεται προτιμότερη. Αν και κάθε χρήστης έχει τις δικές του προσωπικές προτεραιότητες και οφέλη από τη λειτουργία του κάθε κινητήρα. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης βενζίνης είναι ένας από τους πιο διαδεδομένους στη σύγχρονη αυτοκινητοβιομηχανία. Η διαδικασία λειτουργίας του κινητήρα είναι απλή και δεν διαφέρει από την κλασική ερμηνεία.

Οι κινητήρες ντίζελ βασίζονται στη χρήση προετοιμασμένου καυσίμου ντίζελ. Εισέρχεται στους κυλίνδρους μέσω των μπεκ. Το κύριο πλεονέκτημα ενός κινητήρα ντίζελ είναι ότι δεν απαιτεί ηλεκτρική ενέργεια για την καύση καυσίμου. Απαιτείται μόνο η εκκίνηση του κινητήρα.

Ένας κινητήρας αερίου χρησιμοποιεί υγροποιημένα και συμπιεσμένα αέρια, καθώς και ορισμένους άλλους τύπους αερίων, για τη λειτουργία του.

Ο καλύτερος τρόπος για να μάθετε ποια είναι η διάρκεια ζωής του κινητήρα στο αυτοκίνητό σας είναι από τον κατασκευαστή. Οι προγραμματιστές ανακοινώνουν ένα κατά προσέγγιση αριθμό στα συνοδευτικά έγγραφα για το όχημα. Περιέχει όλες τις τρέχουσες και ακριβείς πληροφορίες για τον κινητήρα. Στο διαβατήριο θα μάθετε τις τεχνικές παραμέτρους του κινητήρα, πόσο ζυγίζει ο κινητήρας και όλες τις πληροφορίες για τη μονάδα οδήγησης.

Η διάρκεια ζωής του κινητήρα εξαρτάται από την ποιότητα συντήρησης και την ένταση χρήσης. Η διάρκεια ζωής που έχει οριστεί από τον προγραμματιστή συνεπάγεται προσεκτικό και προσεκτικό χειρισμό του μηχανήματος.

Τι σημαίνει κινητήρας; Αυτό είναι ένα βασικό στοιχείο στο αυτοκίνητο, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να εξασφαλίζει την κίνησή του. Η αξιοπιστία και η ακρίβεια λειτουργίας όλων των εξαρτημάτων του συστήματος εγγυάται την ποιότητα κίνησης και την ασφαλή λειτουργία του μηχανήματος.

Τα χαρακτηριστικά του κινητήρα ποικίλλουν πολύ, αν και... Ότι η αρχή της εσωτερικής καύσης του καυσίμου παραμένει αμετάβλητη. Έτσι οι προγραμματιστές καταφέρνουν να ικανοποιήσουν τις ανάγκες των πελατών και να υλοποιήσουν έργα για τη βελτίωση της απόδοσης των αυτοκινήτων γενικότερα.

Ο μέσος πόρος ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι αρκετές εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα. Κάτω από τέτοια φορτία, όλα τα εξαρτήματα του συστήματος απαιτούν αντοχή και ακριβή εργασία αρμού. Επομένως, η γνωστή και διεξοδικά μελετημένη έννοια της εσωτερικής καύσης βελτιώνεται συνεχώς και εισάγονται νέες προσεγγίσεις.

Η διάρκεια ζωής του κινητήρα ποικίλλει σε μεγάλο εύρος. Η διαδικασία λειτουργίας είναι ωστόσο γενική (με μικρές αποκλίσεις από το πρότυπο). Το βάρος του κινητήρα και τα μεμονωμένα χαρακτηριστικά ενδέχεται να διαφέρουν ελαφρώς.

Ο σύγχρονος κινητήρας εσωτερικής καύσης έχει κλασική σχεδίαση και προσεκτικά μελετημένη αρχή λειτουργίας. Επομένως, δεν είναι δύσκολο για τους μηχανικούς να λύσουν οποιοδήποτε πρόβλημα στο συντομότερο δυνατό χρόνο.

Οι εργασίες επισκευής γίνονται πιο περίπλοκες εάν η βλάβη δεν επιδιορθωθεί αμέσως. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η σειρά λειτουργίας των μηχανισμών μπορεί να διαταραχθεί πλήρως και να απαιτηθούν σοβαρές εργασίες αποκατάστασης. Η διάρκεια ζωής του κινητήρα δεν θα επηρεαστεί μετά από σωστή επισκευή.

Κάθε οδηγός ενδιαφέρεται και πρέπει να γνωρίζει πώς λειτουργεί ένα αυτοκίνητο, τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σε ένα αυτοκίνητο, από τι αποτελείται ένας κινητήρας αυτοκινήτου και ποια είναι η διάρκεια ζωής ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Διαφορά μεταξύ κινητήρων εσωτερικής καύσης και κινητήρων εξωτερικής καύσης

Ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης ονομάζεται ακριβώς επειδή το καύσιμο καίγεται μέσα στο σώμα εργασίας (κύλινδρος) δεν χρειάζεται εδώ ένα ενδιάμεσο ψυκτικό υγρό, για παράδειγμα ατμός, καθώς είναι οργανωμένο σε ατμομηχανές. Αν λάβουμε υπόψη μια ατμομηχανή και μια μηχανή εσωτερικής καύσης ενός αυτοκινήτου, η δομή τους είναι παρόμοια, αυτό είναι προφανές (στην εικόνα στα δεξιά είναι μια ατμομηχανή, στα αριστερά είναι μια μηχανή εσωτερικής καύσης).

Η αρχή λειτουργίας είναι η ίδια: κάποια δύναμη δρα στο έμβολο. Αυτό αναγκάζει το έμβολο να κινηθεί προς τα εμπρός ή προς τα πίσω (παλίνδρομα). Οι κινήσεις αυτές μετατρέπονται σε περιστροφή χρησιμοποιώντας έναν ειδικό μηχανισμό (μανιβέλα) (οι τροχοί μιας ατμομηχανής και ο στροφαλοφόρος άξονας ενός αυτοκινήτου). Στις μηχανές εξωτερικής καύσης, το νερό θερμαίνεται, μετατρέπεται σε ατμό, και αυτός ο ατμός κάνει ήδη χρήσιμη δουλειά πιέζοντας το έμβολο, και σε μια μηχανή εσωτερικής καύσης θερμαίνουμε τον αέρα μέσα (απευθείας στον κύλινδρο) και αυτός (ο αέρας) κινεί το έμβολο. Αυτό κάνει την απόδοση των κινητήρων εσωτερικής καύσης, φυσικά, υψηλότερη.

Ιστορία της δημιουργίας κινητήρων εσωτερικής καύσης

Η ιστορία λέει ότι ο πρώτος λειτουργικός κινητήρας εσωτερικής καύσης για εμπορική χρήση, δηλαδή που παρήχθη για πώληση, αναπτύχθηκε από τον Γάλλο εφευρέτη Lenoir. Ο κινητήρας του λειτουργούσε με αέριο φωτισμού αναμεμειγμένο με αέρα. Επιπλέον, ήταν αυτός που μάντεψε να βάλει φωτιά σε αυτό το μείγμα χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρικό σπινθήρα. Μόνο το 1864 τεκμηριώθηκε η πώληση περισσότερων από 310 τέτοιων κινητήρων. Αυτό τον έκανε πλούσιο. Ο Jean Etienne Lenoir έχασε το ενδιαφέρον για την εφεύρεση και σύντομα (το 1877) οι κινητήρες του αντικαταστάθηκαν από τις πιο προηγμένες, εκείνη την εποχή, κινητήρες του Otto, ενός εφευρέτη από τη Γερμανία. Ο Donat Banki (Ούγγρος μηχανικός) το 1893 έκανε μια πραγματική επανάσταση στην κατασκευή μηχανών. Εφηύρε το καρμπυρατέρ. Από εδώ και πέρα, η ιστορία δεν γνωρίζει βενζινοκινητήρες χωρίς αυτή τη συσκευή. Και αυτό συνεχίστηκε για περίπου 100 χρόνια. Αντικαταστάθηκε από ένα σύστημα άμεσης έγχυσης, αλλά αυτό είναι πρόσφατη ιστορία.
Όλοι οι πρώτοι κινητήρες εσωτερικής καύσης ήταν μόνο μονοκύλινδροι. Η αύξηση της ισχύος πραγματοποιήθηκε αυξάνοντας τη διάμετρο του κυλίνδρου εργασίας. Μόνο προς τα τέλη του 19ου αιώνα εμφανίστηκαν κινητήρες εσωτερικής καύσης με δύο κυλίνδρους και στις αρχές του 20ου αιώνα - τετρακύλινδροι. Τώρα, η αύξηση της ισχύος επιτεύχθηκε αυξάνοντας τον αριθμό των κυλίνδρων. Σήμερα μπορείτε να βρείτε κινητήρες αυτοκινήτων με 2, 4, 6 κυλίνδρους. Λιγότερο συχνά, 8 και 12. Ορισμένα σπορ αυτοκίνητα έχουν 24 κυλίνδρους. Η διάταξη των κυλίνδρων μπορεί να είναι είτε σε σειρά είτε σε σχήμα V.
Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, ούτε ο Gottlieb Daimler, ούτε ο Karl Benz, ούτε ο Henry Ford άλλαξαν ριζικά τη σχεδίαση του κινητήρα του αυτοκινήτου (εκτός από μικρές τροποποιήσεις), αλλά είχαν τεράστιο αντίκτυπο στην αυτοκινητοβιομηχανία ως τέτοια. Θα δούμε τώρα τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σε ένα αυτοκίνητο.

Γενική δομή κινητήρα εσωτερικής καύσης

Έτσι, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης αποτελείται από ένα περίβλημα στο οποίο είναι τοποθετημένα όλα τα άλλα μέρη. Τις περισσότερες φορές αυτό είναι το μπλοκ κυλίνδρων.

Αυτό το σχήμα δείχνει έναν κύλινδρο χωρίς μπλοκ. Ο σχεδιασμός του κινητήρα εσωτερικής καύσης στοχεύει στη δημιουργία των πιο άνετων συνθηκών για τους κυλίνδρους, επειδή σε αυτούς πραγματοποιείται η εργασία. Ένας κύλινδρος είναι ένας μεταλλικός (συνήθως χάλυβας) σωλήνας μέσα στον οποίο κινείται ένα έμβολο. Υποδεικνύεται στο σχήμα με τον αριθμό 7. Πάνω από τον κύλινδρο είναι εγκατεστημένη η κυλινδροκεφαλή 1, στην οποία είναι τοποθετημένες βαλβίδες (5 - είσοδος και 4 - εξαγωγή), καθώς και μπουζί 3 και βραχίονες παλινδρόμησης 2.
Υπάρχουν ελατήρια πάνω από τις βαλβίδες 4 και 5 που τις κρατούν κλειστές. Οι βραχίονες, με τη βοήθεια των ωθητικών 14 και του εκκεντροφόρου 13, ανοίγουν τις βαλβίδες σε μια συγκεκριμένη στιγμή (όταν χρειάζεται). Ο εκκεντροφόρος άξονας με έκκεντρα περιστρέφεται από τον στροφαλοφόρο άξονα 11 μέσω των γραναζιών κίνησης 12.
Οι κινήσεις του εμβόλου 7 μετατρέπονται σε περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα 11 χρησιμοποιώντας τη ράβδο σύνδεσης 8 και τον στρόφαλο. Αυτός ο στρόφαλος χρησιμεύει ως «γόνατο» στον άξονα (βλ. εικόνα), γι' αυτό ο άξονας ονομάζεται στροφαλοφόρος άξονας. Λόγω του γεγονότος ότι η κρούση στο έμβολο δεν συμβαίνει συνεχώς, αλλά μόνο όταν το καύσιμο καίγεται στον κύλινδρο. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης έχει 9 σφόνδυλο, ο οποίος είναι αρκετά ογκώδης. Ο σφόνδυλος, όπως ήταν, αποθηκεύει περιστροφική ενέργεια και την απελευθερώνει όταν χρειάζεται.
Οποιοσδήποτε κινητήρας έχει πολλά εξαρτήματα τριβής, χρησιμοποιείται λάδι αυτοκινήτου για τη λίπανσή τους. Αυτό το λάδι αποθηκεύεται στον στροφαλοθάλαμο 10 και τροφοδοτείται στα τριβόμενα μέρη από ειδική αντλία.
Οι λεπτομέρειες του μηχανισμού στροφάλου (CSM) εμφανίζονται με μπλε χρώμα. Μπλε - μείγμα καυσίμου και αέρα. Γκρι – μπουζί. Κόκκινο – καυσαέρια.

Η αρχή λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης

Έχοντας αποσυναρμολογήσει τον κινητήρα εσωτερικής καύσης και τη δομή του, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε πώς αλληλεπιδρούν τα μέρη του και πώς λειτουργεί. Η γνώση της δομής δεν είναι το παν, αλλά το πώς αλληλεπιδρούν οι μηχανισμοί, ποια είναι τα πλεονεκτήματα των πετρελαιοκίνητων αυτοκινήτων και ποια τα μειονεκτήματά τους για αρχάριους (για ανδρείκελα) είναι πολύ σημαντικό.
Δεν υπάρχει τίποτα περίπλοκο σε αυτό. Με μια βήμα προς βήμα εξέταση των διεργασιών, θα προσπαθήσουμε να πούμε πώς τα κύρια μέρη του κινητήρα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους κατά τη λειτουργία. Από τι υλικό είναι κατασκευασμένα τα μηχανικά εξαρτήματα του κινητήρα εσωτερικής καύσης;
Όλοι οι κινητήρες αυτοκινήτων λειτουργούν με την ίδια αρχή: καύση βενζίνης ή ντίζελ. Για τι; Για να αποκτήσουμε την ενέργεια που χρειαζόμαστε, φυσικά. Οι κινητήρες αυτοκινήτων, που μερικές φορές ονομάζονται κινητήρες, μπορεί να είναι δίχρονοι ή τετράχρονοι. Μια διαδρομή είναι η κίνηση του εμβόλου είτε προς τα πάνω είτε προς τα κάτω. Λένε επίσης από το πάνω νεκρό σημείο (TDC) στο κάτω νεκρό σημείο (BDC). Αυτό το σημείο ονομάζεται νεκρό γιατί το έμβολο φαίνεται να παγώνει για μια στιγμή και αρχίζει να κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Έτσι, σε έναν δίχρονο κινητήρα ολόκληρη η διαδικασία (ή ο κύκλος) συμβαίνει σε 2 διαδρομές εμβόλου, σε έναν τετράχρονο κινητήρα - σε 4. Και δεν έχει καθόλου σημασία αν ο κινητήρας είναι βενζίνης, ντίζελ ή αερίου .
Παραδόξως, είναι καλύτερο να εξηγήσουμε την αρχή λειτουργίας χρησιμοποιώντας έναν 4χρονο κινητήρα βενζίνης με καρμπυρατέρ.

Το πρώτο εγκεφαλικό επεισόδιο είναι η αναρρόφηση.

Το έμβολο κατεβαίνει και τραβάει ένα μείγμα αέρα και καυσίμου. Αυτό το μείγμα παρασκευάζεται σε ξεχωριστή συσκευή - στο καρμπυρατέρ. Σε αυτή την περίπτωση, η βαλβίδα εισόδου, που ονομάζεται επίσης βαλβίδα "αναρρόφησης", είναι, φυσικά, ανοιχτή. Εμφανίζεται με μπλε χρώμα στο σχήμα.

Η επόμενη, δεύτερη διαδρομή είναι η συμπίεση του μείγματος.

Το έμβολο ανεβαίνει από το BDC στο TDC. Ταυτόχρονα, η πίεση και, φυσικά, η θερμοκρασία πάνω από το έμβολο αυξάνεται. Αλλά αυτή η θερμοκρασία δεν είναι αρκετή για να αναφλεγεί αυθόρμητα το μείγμα. Για αυτό χρησιμοποιείται ένα κερί. Παράγει μια σπίθα την κατάλληλη στιγμή. Συνήθως αυτό είναι 6...8 γωνιακές μοίρες πριν φτάσετε στο TDC. Για να αρχίσουμε να κατανοούμε τη διαδικασία, μπορούμε να υποθέσουμε ότι ο σπινθήρας αναφλέγει το μείγμα ακριβώς στο κορυφαίο σημείο.

Το τρίτο εγκεφαλικό επεισόδιο είναι η διαστολή των προϊόντων καύσης.

Όταν καίγεται ένα τέτοιο ενεργοβόρο καύσιμο, υπάρχουν πολύ λίγα προϊόντα καύσης στον κύλινδρο, αλλά η δύναμη εμφανίζεται μόνο επειδή ο αέρας θερμάνθηκε καθώς αυξανόταν η θερμοκρασία και επομένως επεκτάθηκε, στην περίπτωσή μας, αυξάνοντας την πίεση. Αυτή η πίεση είναι που κάνει την απαραίτητη δουλειά. Πρέπει να γνωρίζετε ότι θερμαίνοντας τον αέρα στους 273 0C, έχουμε αύξηση της πίεσης σχεδόν 2 φορές. Η θερμοκρασία εξαρτάται από την ποσότητα καυσίμου που καίγεται. Η μέγιστη θερμοκρασία στο εσωτερικό του κυλίνδρου εργασίας μπορεί να φτάσει τους 2500 0C όταν ο κινητήρας εσωτερικής καύσης λειτουργεί με πλήρη ισχύ.

Το τέταρτο μέτρο είναι το τελευταίο.

Μετά από αυτόν θα είναι και πάλι ο πρώτος. Το έμβολο κινείται από το BDC στο TDC. Σε αυτή την περίπτωση, η βαλβίδα εξαγωγής είναι ανοιχτή. Ο κύλινδρος καθαρίζεται, απελευθερώνοντας ό,τι έχει καεί και ότι δεν έχει καεί στην ατμόσφαιρα.
Όσο για τον κινητήρα ντίζελ, όλα τα κύρια μέρη με το καρμπυρατέρ είναι σχεδόν ίδια. Άλλωστε και οι δύο είναι κινητήρες εσωτερικής καύσης. Η εξαίρεση είναι ο σχηματισμός μείγματος. Σε καρμπυρατέρ, το μείγμα παρασκευάζεται χωριστά, στο ίδιο καρμπυρατέρ. Αλλά σε έναν κινητήρα ντίζελ, το μείγμα παρασκευάζεται απευθείας στον κύλινδρο, πριν από την καύση. Το καύσιμο (ντίζελ) τροφοδοτείται από ειδική αντλία σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Η ανάφλεξη του μείγματος γίνεται μέσω αυτανάφλεξης. Η θερμοκρασία στο εσωτερικό του κυλίνδρου σε έναν κινητήρα ντίζελ είναι πολύ υψηλότερη από ό,τι σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης με καρμπυρατέρ. Για το λόγο αυτό, τα εξαρτήματα εκεί είναι πιο δυνατά και το σύστημα ψύξης είναι καλύτερο. Να σημειωθεί ότι, παρά την υψηλή θερμοκρασία στο εσωτερικό του κυλίνδρου, η θερμοκρασία λειτουργίας του κινητήρα δεν ανεβαίνει ποτέ πάνω από τους 90...95 0C. Μερικές φορές, τα μέρη του κινητήρα ντίζελ είναι κατασκευασμένα από σκληρότερο μέταλλο, γεγονός που μειώνει το βάρος, αλλά αυξάνει την τιμή του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Ωστόσο, ο συντελεστής απόδοσης (COP) είναι υψηλότερος σε έναν κινητήρα ντίζελ. Δηλαδή είναι πιο οικονομικό και το υψηλό κόστος των ανταλλακτικών αποδίδει.
Ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης ντίζελ έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής εάν ακολουθήσετε τους κανόνες λειτουργίας. Οι πετρελαιοκινητήρες ιδιαίτερα συχνά αποτυγχάνουν λόγω κακού καυσίμου.
Το διάγραμμα λειτουργίας ενός κινητήρα ντίζελ φαίνεται στο σχήμα στα αριστερά. Στην τρίτη διαδρομή, η παροχή καυσίμου εμφανίζεται στο TDC, αν και αυτό δεν είναι απολύτως αληθές.
Τα συστήματα κινητήρων εσωτερικής καύσης που διασφαλίζουν την απόδοσή τους είναι σχεδόν τα ίδια: σύστημα λίπανσης, σύστημα καυσίμου, σύστημα ψύξης και σύστημα ανταλλαγής αερίων. Υπάρχουν μερικά ακόμη, αλλά δεν είναι από τα κύρια.
Κοιτάζοντας τη δομή οποιουδήποτε κινητήρα εσωτερικής καύσης, μπορεί να σκεφτείτε ότι όλα τα μέρη είναι κατασκευασμένα από χάλυβα. Αυτό απέχει πολύ από το να είναι αλήθεια. Τα σώματα είναι είτε από χυτοσίδηρο είτε από κράμα αλουμινίου, αλλά τα έμβολα δεν είναι κατασκευασμένα από χυτοσίδηρο, είτε είναι κατασκευασμένα από κράμα αλουμινίου υψηλής αντοχής. Γνωρίζοντας τη γενική δομή αυτού του κινητήρα εσωτερικής καύσης και τις συνθήκες λειτουργίας των μερών του, είναι προφανές ότι τόσο οι βαλβίδες όσο και η κυλινδροκεφαλή πρέπει να είναι ανθεκτικά, καθώς πρέπει να αντέχουν σε πίεση μέσα στον κύλινδρο μεγαλύτερη από 100 ατμόσφαιρες. Όμως το τηγάνι όπου συλλέγεται το λάδι δεν φέρει κανένα ιδιαίτερο μηχανικό φορτίο και είναι κατασκευασμένο από λεπτό φύλλο χάλυβα ή αλουμίνιο.
χαρακτηριστικά ICE
Όταν μιλούν για ένα αυτοκίνητο, συνήθως πρώτα από όλα σημειώνουν τον κινητήρα εσωτερικής καύσης, όχι τη σχεδίασή του, αλλά την ισχύ του. Η (ισχύς) μετριέται ως συνήθως (με τον παλιό τρόπο) σε ιπποδύναμη ή (με τον σύγχρονο τρόπο) κιλοβάτ. Φυσικά, όσο περισσότερη ισχύς, τόσο πιο γρήγορα το αυτοκίνητο ανεβάζει ταχύτητα. Και κατ 'αρχήν, όσο υψηλότερη είναι η απόδοση, τόσο πιο ισχυρός είναι ο κινητήρας του αυτοκινήτου. Ωστόσο, αυτό συμβαίνει μόνο όταν ο κινητήρας λειτουργεί συνεχώς σε ονομαστική (οικονομικά δικαιολογημένη) ταχύτητα. Αλλά σε χαμηλές στροφές (όταν δεν χρησιμοποιείται πλήρης ισχύς), η απόδοση πέφτει σημαντικά και αν σε ονομαστικές λειτουργίες ένας κινητήρας ντίζελ έχει απόδοση 40...42%, τότε στις χαμηλές στροφές είναι μόνο 7%. Ο βενζινοκινητήρας δεν μπορεί καν να το καυχηθεί για αυτό. Η χρήση πλήρους ισχύος εξοικονομεί καύσιμο. Για το λόγο αυτό, η κατανάλωση καυσίμου ανά 100 χιλιόμετρα είναι χαμηλότερη στα μικρά αυτοκίνητα. Αυτό το ποσοστό μπορεί να είναι 5 ή και 4 l/100 km. Η κατανάλωση για ισχυρά SUV μπορεί να είναι 10 ή και 15 l/100 km.
Ένας άλλος δείκτης για τα αυτοκίνητα είναι η επιτάχυνση από 0 km/h έως 100 km/h. Φυσικά, όσο πιο δυνατός είναι ο κινητήρας, τόσο πιο γρήγορα επιταχύνει το αυτοκίνητο, αλλά δεν χρειάζεται να μιλάμε καθόλου για απόδοση.
Έτσι, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης, τη δομή του οποίου γνωρίζετε τώρα, δεν φαίνεται καθόλου περίπλοκος. Και στην ερώτηση "ICE - τι είναι;" Μπορείτε να απαντήσετε "Αυτό ξέρω".

Ένας κινητήρας αυτοκινήτου μπορεί να μοιάζει με ένα μεγάλο μπερδεμένο χάος από μεταλλικά μέρη, σωλήνες και καλώδια για τους αμύητους. Ταυτόχρονα, ο κινητήρας είναι η «καρδιά» σχεδόν κάθε αυτοκινήτου - το 95% όλων των αυτοκινήτων λειτουργούν με κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Σε αυτό το άρθρο θα συζητήσουμε τη λειτουργία ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης: τη γενική του αρχή, θα μελετήσουμε τα συγκεκριμένα στοιχεία και τις φάσεις της λειτουργίας του κινητήρα, θα ανακαλύψουμε πώς ακριβώς το δυναμικό του καυσίμου μετατρέπεται σε περιστροφική δύναμη και θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε στις ακόλουθες ερωτήσεις: πώς λειτουργεί ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης, ποιοι τύποι κινητήρων υπάρχουν και οι τύποι τους και τι σημαίνουν αυτές ή αυτές οι παράμετροι και τα χαρακτηριστικά του κινητήρα; Και, όπως πάντα, όλα αυτά είναι απλά και προσιτά, σαν δύο φορές.

Ο κύριος σκοπός ενός βενζινοκινητήρα αυτοκινήτου είναι να μετατρέπει τη βενζίνη σε κίνηση, έτσι ώστε το αυτοκίνητό σας να μπορεί να κινείται. Επί του παρόντος, ο ευκολότερος τρόπος για να δημιουργήσετε κίνηση από τη βενζίνη είναι απλά να την κάψετε μέσα στον κινητήρα. Έτσι, ένας "κινητήρας" αυτοκινήτου είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης - δηλ. καύση βενζίνης συμβαίνει μέσα σε αυτό.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι κινητήρων εσωτερικής καύσης. Οι κινητήρες ντίζελ είναι μια μορφή, ενώ οι κινητήρες αεριοστροβίλου είναι μια άλλη. Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

Λοιπόν, όπως θα παρατηρήσετε, αφού υπάρχει κινητήρας εσωτερικής καύσης, τότε πρέπει να υπάρχει κινητήρας εξωτερικής καύσης. Η ατμομηχανή σε παλιομοδίτικα τρένα και ατμόπλοια είναι ακριβώς το καλύτερο παράδειγμα μηχανής εξωτερικής καύσης. Το καύσιμο (κάρβουνο, ξύλο, λάδι, οποιοδήποτε άλλο) σε μια ατμομηχανή καίγεται έξω από τη μηχανή για να δημιουργήσει ατμό και ο ατμός δημιουργεί κίνηση μέσα στον κινητήρα. Φυσικά, ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι πολύ πιο αποδοτικός (τουλάχιστον, καταναλώνει πολύ λιγότερα καύσιμα ανά χιλιόμετρο διαδρομής οχήματος) από έναν κινητήρα εξωτερικής καύσης, και επιπλέον, ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι πολύ μικρότερος σε μέγεθος από έναν αντίστοιχο εξωτερικό μηχανή εσωτερικής καύσης. Αυτό εξηγεί γιατί δεν βλέπουμε ούτε ένα αυτοκίνητο που να μοιάζει με ατμομηχανή.

Τώρα ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο πώς λειτουργεί ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης.

Ας δούμε την αρχή πίσω από κάθε παλινδρομική μηχανή εσωτερικής καύσης: εάν βάλετε μια μικρή ποσότητα καυσίμου υψηλής ενέργειας (όπως βενζίνη) σε ένα μικρό κλειστό χώρο και το ανάψετε (αυτό το καύσιμο), θα απελευθερωθεί μια απίστευτη ποσότητα ενέργειας τη μορφή ενός διαστελλόμενου αερίου. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτήν την ενέργεια, για παράδειγμα, για να προωθήσετε μια πατάτα. Σε αυτή την περίπτωση, η ενέργεια μετατρέπεται σε κίνηση αυτής της πατάτας. Για παράδειγμα, εάν ρίξετε λίγη βενζίνη σε έναν σωλήνα, του οποίου το ένα άκρο είναι καλά κλειστό και το άλλο ανοιχτό, και στη συνέχεια βάλετε μια πατάτα και βάλετε φωτιά στη βενζίνη, τότε η έκρηξή της θα προκαλέσει την κίνηση αυτής της πατάτας λόγω πιέζοντάς το από τη βενζίνη που εκρήγνυται, έτσι η πατάτα θα πετάξει ψηλά στον ουρανό αν δείξετε το σωλήνα προς τα πάνω. Περιγράψαμε εν συντομία την αρχή λειτουργίας ενός αρχαίου κανονιού. Αλλά μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε αυτήν την ενέργεια βενζίνης για πιο ενδιαφέροντες σκοπούς. Για παράδειγμα, εάν μπορείτε να δημιουργήσετε έναν κύκλο εκρήξεων βενζίνης εκατοντάδες φορές το λεπτό και εάν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτήν την ενέργεια για χρήσιμους σκοπούς, τότε να ξέρετε ότι έχετε ήδη τον πυρήνα για έναν κινητήρα αυτοκινήτου!

Σχεδόν όλα τα αυτοκίνητα στις μέρες μας χρησιμοποιούν αυτό που λέγεται τετράχρονος κύκλος καύσηςγια να μετατρέψει τη βενζίνη σε κίνηση. Ο τετράχρονος κύκλος είναι επίσης γνωστός ως κύκλος Otto, από τον Nicholas Otto, ο οποίος τον εφηύρε το 1867. Να, λοιπόν, αυτές οι 4 διαδρομές του κινητήρα:

1. Διαδρομή εισαγωγής καυσίμου
2. Διαδρομή συμπίεσης καυσίμου
3. Εγκεφαλικό επεισόδιο καύσης
4. Εγκεφαλικό επεισόδιο εξάτμισης

Φαίνεται ότι όλα είναι ήδη ξεκάθαρα από αυτό, έτσι δεν είναι; Μπορείτε να δείτε στο παρακάτω σχήμα ότι ένα στοιχείο που ονομάζεται έμβολο αντικαθιστά μια πατάτα στο «κανόνι πατάτας» που περιγράψαμε προηγουμένως. Το έμβολο συνδέεται με τον στροφαλοφόρο άξονα χρησιμοποιώντας μια μπιέλα. Απλώς μην φοβάστε τους νέους όρους - στην πραγματικότητα, δεν υπάρχουν πολλοί από αυτούς στην αρχή της λειτουργίας του κινητήρα!

Τα ακόλουθα στοιχεία κινητήρα υποδεικνύονται με γράμματα στο σχήμα:

A - Εκκεντροφόρος άξονας
B - Κάλυμμα βαλβίδας
C - Βαλβίδα εξαγωγής
D - Θύρα εξάτμισης
E - Κυλινδροκεφαλή
F - Κοιλότητα ψυκτικού
G - Μπλοκ κινητήρα
H - Κάρτερ λαδιού
I - Κάρτερ κινητήρα
J - Μπουζί
K - Βαλβίδα εισαγωγής
L - Είσοδος
Μ - Έμβολο
N - Μπίζα
O - Ρουλεμάν μπιέλας
P - Στροφαλοφόρος άξονας

Δείτε τι συμβαίνει όταν ένας κινητήρας περνάει τον πλήρη τετράχρονο κύκλο του:

1. Η αρχική θέση του εμβόλου είναι στην κορυφή, αυτή τη στιγμή ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής και το έμβολο κινείται προς τα κάτω, ρουφώντας έτσι το προετοιμασμένο μείγμα βενζίνης και αέρα στον κύλινδρο. Αυτό είναι το εγκεφαλικό επεισόδιο πρόσληψης. Μόνο μια μικροσκοπική σταγόνα βενζίνης χρειάζεται να αναμειχθεί με τον αέρα για να λειτουργήσει το όλο πράγμα.
2. Όταν το έμβολο φτάσει στο χαμηλότερο σημείο του, η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει και το έμβολο αρχίζει να κινείται ξανά προς τα πάνω (η βενζίνη παγιδεύεται), συμπιέζοντας αυτό το μείγμα καυσίμου και αέρα. Η συμπίεση στη συνέχεια θα κάνει την έκρηξη πιο ισχυρή.
3. Όταν το έμβολο φτάσει στην κορυφή της διαδρομής του, το μπουζί εκπέμπει έναν σπινθήρα που παράγεται από πάνω από δέκα χιλιάδες βολτ για να ανάψει τη βενζίνη. Εμφανίζεται έκρηξη και η βενζίνη στον κύλινδρο εκρήγνυται, σπρώχνοντας το έμβολο προς τα κάτω με απίστευτη δύναμη.
4. Αφού το έμβολο φτάσει ξανά στο κάτω μέρος της διαδρομής του, είναι η σειρά της βαλβίδας εξαγωγής να ανοίξει. Στη συνέχεια, το έμβολο κινείται προς τα πάνω (αυτό συμβαίνει με αδράνεια) και το εξαντλημένο μείγμα βενζίνης και αέρα εξέρχεται από την οπή εξαγωγής από τον κύλινδρο για να ξεκινήσει το ταξίδι του προς τον σωλήνα εξάτμισης και περαιτέρω στην ανώτερη ατμόσφαιρα.

Τώρα που η βαλβίδα είναι πίσω στην κορυφή, ο κινητήρας είναι έτοιμος για τον επόμενο κύκλο, έτσι ρουφάει το επόμενο μέρος του μείγματος αέρα και βενζίνης για να περιστρέψει περαιτέρω τον στροφαλοφόρο άξονα, ο οποίος, στην πραγματικότητα, μεταδίδει τη ροπή του περαιτέρω. τη μετάδοση στους τροχούς. Τώρα δείτε παρακάτω πώς λειτουργεί ο κινητήρας και στις τέσσερις διαδρομές.

Μπορείτε να δείτε τη λειτουργία ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης πιο καθαρά σε δύο κινούμενα σχέδια παρακάτω:

Πώς λειτουργεί ο κινητήρας - κινούμενα σχέδια

Σημειώστε ότι η κίνηση που δημιουργείται από τη λειτουργία μιας μηχανής εσωτερικής καύσης είναι περιστροφική, ενώ η κίνηση που δημιουργείται από ένα πιστόλι πατάτας είναι γραμμική (ευθεία). Σε έναν κινητήρα, η γραμμική κίνηση των εμβόλων μετατρέπεται σε περιστροφική κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα. Χρειαζόμαστε περιστροφική κίνηση γιατί σκοπεύουμε να γυρίσουμε τους τροχούς του αυτοκινήτου μας.

Τώρα ας δούμε όλα τα μέρη που συνεργάζονται ως ομάδα για να συμβεί αυτό, ξεκινώντας από τους κυλίνδρους!

Ο πυρήνας ενός κινητήρα είναι ένας κύλινδρος με ένα έμβολο που κινείται πάνω και κάτω μέσα στον κύλινδρο. Ο κινητήρας που περιγράφεται παραπάνω έχει έναν κύλινδρο. Φαίνεται, τι άλλο χρειάζεται για ένα αυτοκίνητο;! Αλλά όχι, για να οδηγεί ένα αυτοκίνητο άνετα, χρειάζεται τουλάχιστον 3 ακόμη από αυτούς τους κυλίνδρους με έμβολα και όλα τα απαραίτητα χαρακτηριστικά για αυτό το ζευγάρι (βαλβίδες, μπιέλες κ.λπ.), αλλά ένας κύλινδρος είναι κατάλληλος μόνο για τα περισσότερα χλοοκοπτικά. Κοιτάξτε - παρακάτω στο animation θα δείτε τη λειτουργία ενός 4κύλινδρου κινητήρα:

Τύποι κινητήρων

Τα αυτοκίνητα έχουν συνήθως τέσσερις, έξι, οκτώ και ακόμη και δέκα, δώδεκα και δεκαέξι κυλίνδρους (οι τρεις τελευταίες επιλογές εγκαθίστανται κυρίως σε σπορ αυτοκίνητα και αγωνιστικά αυτοκίνητα). Σε έναν πολυκύλινδρο κινητήρα, όλοι οι κύλινδροι είναι συνήθως διατεταγμένοι με έναν από τους τρεις τρόπους:

• Σειρά
• σε σχήμα V
• Αντίθετος

Εδώ είναι - και οι τρεις τύποι διάταξης κυλίνδρων στον κινητήρα:

Εν σειρά διάταξη 4 κυλίνδρων

Αντίθετη διάταξη 4 κυλίνδρων

Διάταξη σε σχήμα V 6 κυλίνδρων

Οι διαφορετικές διαμορφώσεις έχουν διαφορετικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα όσον αφορά τους κραδασμούς, το κόστος κατασκευής και τα χαρακτηριστικά σχήματος. Αυτά τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα τα καθιστούν πιο κατάλληλα για χρήση σε ορισμένα συγκεκριμένα οχήματα. Έτσι, σπάνια έχει νόημα να φτιάχνουμε 4κύλινδρους κινητήρες V-twin, επομένως είναι συνήθως σε σειρά. και οι 8κύλινδροι κινητήρες κατασκευάζονται συχνά με διάταξη κυλίνδρων σε σχήμα V.

Τώρα ας δούμε ξεκάθαρα πώς λειτουργεί το σύστημα ψεκασμού καυσίμου, το λάδι και άλλα εξαρτήματα στον κινητήρα:

Ας δούμε μερικά βασικά μέρη του κινητήρα με περισσότερες λεπτομέρειες:

Τώρα προσοχή! Με βάση όλα όσα διαβάσαμε, ας δούμε τον πλήρη κύκλο λειτουργίας του κινητήρα με όλα τα στοιχεία του:

Πλήρης κύκλος κινητήρα

Γιατί δεν λειτουργεί ο κινητήρας;

Ας πούμε ότι βγαίνεις στο αυτοκίνητό σου το πρωί και ξεκινάς να το ξεκινάς, αλλά δεν ξεκινά. Τι μπορεί να φταίει; Τώρα που ξέρετε πώς λειτουργεί ένας κινητήρας, μπορείτε να κατανοήσετε τα βασικά πράγματα που μπορούν να εμποδίσουν την εκκίνηση του κινητήρα. Τρία θεμελιώδη πράγματα μπορούν να συμβούν:

• Φτωχό μείγμα καυσίμου
• Χωρίς συμπίεση
• Καμία σπίθα

Ναι, υπάρχουν χιλιάδες άλλα δευτερεύοντα πράγματα που μπορούν να δημιουργήσουν προβλήματα, αλλά οι Τρεις Μεγάλοι είναι τις περισσότερες φορές το αποτέλεσμα ή η αιτία ενός από αυτά. Από μια απλή κατανόηση της απόδοσης του κινητήρα, μπορούμε να καταλήξουμε σε μια σύντομη λίστα του πώς αυτά τα προβλήματα επηρεάζουν τον κινητήρα.

Ένα φτωχό μείγμα καυσίμου μπορεί να οφείλεται σε έναν από τους παρακάτω λόγους:

• Απλώς έχετε ξεμείνει από βενζίνη στο ρεζερβουάρ και ο κινητήρας προσπαθεί να ξεκινήσει από τον αέρα.
• Η εισαγωγή αέρα μπορεί να είναι βουλωμένη, επομένως ο κινητήρας παίρνει καύσιμο αλλά όχι αρκετό αέρα για να εκραγεί.
• Το σύστημα καυσίμου μπορεί να παρέχει πολύ ή πολύ λίγο καύσιμο στο μείγμα, που σημαίνει ότι η καύση δεν πραγματοποιείται σωστά.
• Μπορεί να υπάρχουν ακαθαρσίες στο καύσιμο (και αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τη ρωσική ποιοτική βενζίνη) που εμποδίζουν το καύσιμο να καεί πλήρως.

Έλλειψη συμπίεσης - Εάν η φόρτιση αέρα και καυσίμου δεν μπορεί να συμπιεστεί σωστά, η διαδικασία καύσης δεν θα λειτουργήσει όπως θα έπρεπε. Η έλλειψη συμπίεσης μπορεί να συμβεί για τους ακόλουθους λόγους:

• Οι δακτύλιοι εμβόλου έχουν φθαρεί (επιτρέποντας στον αέρα και το καύσιμο να ρέουν πέρα ​​από το έμβολο κατά τη συμπίεση)
• Οι βαλβίδες εισαγωγής ή εξαγωγής δεν σφραγίζουν σωστά, ανοίγοντας ξανά τις διαρροές κατά τη συμπίεση
• Μια τρύπα εμφανίστηκε στον κύλινδρο.

Η έλλειψη σπινθήρα μπορεί να οφείλεται σε διάφορους λόγους:

• Αν τα μπουζί ή το σύρμα που τους πηγαίνει είναι φθαρμένα, ο σπινθήρας θα είναι αδύναμος.
• Εάν το καλώδιο είναι κατεστραμμένο ή απλά λείπει, ή εάν το σύστημα που στέλνει τον σπινθήρα μέσα από το καλώδιο δεν λειτουργεί σωστά.
• Εάν ο σπινθήρας εμφανιστεί είτε πολύ νωρίς είτε πολύ αργά στον κύκλο, το καύσιμο δεν θα αναφλεγεί την κατάλληλη στιγμή και αυτό μπορεί να προκαλέσει κάθε είδους προβλήματα.

Και εδώ είναι αρκετοί άλλοι λόγοι για τους οποίους ο κινητήρας μπορεί να μην λειτουργεί, και εδώ θα αγγίξουμε ορισμένα μέρη εκτός του κινητήρα:

• Εάν η μπαταρία είναι νεκρή, δεν θα μπορείτε να βάλετε τη μίζα του κινητήρα για να τον εκκινήσετε.
• Εάν τα ρουλεμάν που επιτρέπουν στον στροφαλοφόρο άξονα να περιστρέφεται ελεύθερα είναι φθαρμένα, ο στροφαλοφόρος άξονας δεν θα μπορεί να στρίψει, επομένως ο κινητήρας δεν θα μπορεί να λειτουργήσει.
• Εάν οι βαλβίδες δεν ανοίγουν και κλείνουν τις σωστές στιγμές ή δεν λειτουργούν καθόλου, ο αέρας δεν θα μπορεί να μπει μέσα και η εξάτμιση δεν θα μπορεί να βγει έξω, οπότε και πάλι ο κινητήρας δεν θα ικανός να τρέξει.
• Αν κάποιος, για λόγους χούλιγκαν, βάλει μια πατάτα στον σωλήνα εξάτμισης, τα καυσαέρια δεν θα μπορέσουν να βγουν από τον κύλινδρο και ο κινητήρας δεν θα λειτουργήσει ξανά.
• Εάν δεν υπάρχει αρκετό λάδι στον κινητήρα, το έμβολο δεν θα μπορεί να κινείται ελεύθερα πάνω-κάτω στον κύλινδρο, καθιστώντας δύσκολη ή αδύνατη τη σωστή λειτουργία του κινητήρα.

Σε έναν κινητήρα που λειτουργεί σωστά, όλοι αυτοί οι παράγοντες είναι εντός των ορίων ανοχής. Όπως μπορείτε να δείτε, ο κινητήρας διαθέτει μια σειρά από συστήματα που τον βοηθούν να κάνει τη δουλειά του να μετατρέπει το καύσιμο σε πρόωση άψογα. Θα εξετάσουμε τα διάφορα υποσυστήματα που χρησιμοποιούνται στους κινητήρες στις επόμενες ενότητες.

Τα περισσότερα υποσυστήματα κινητήρα μπορούν να εφαρμοστούν χρησιμοποιώντας μια ποικιλία τεχνολογιών και οι καλύτερες τεχνολογίες μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την απόδοση του κινητήρα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ανάπτυξη της αυτοκινητοβιομηχανίας συνεχίζεται με τον υψηλότερο ρυθμό, επειδή ο ανταγωνισμός μεταξύ των αυτοκινητοβιομηχανιών είναι αρκετά μεγάλος για να επενδύσει πολλά χρήματα σε κάθε πρόσθετη ιπποδύναμη που συμπιέζεται από έναν κινητήρα του ίδιου όγκου. Ας δούμε τα διάφορα υποσυστήματα που χρησιμοποιούνται στους σύγχρονους κινητήρες, ξεκινώντας από τη λειτουργία των βαλβίδων στον κινητήρα.

Πώς λειτουργούν οι βαλβίδες;

Ένα σύστημα βαλβίδων αποτελείται από βαλβίδες και έναν μηχανισμό που τις ανοίγει και τις κλείνει. Το σύστημα ανοίγματος και κλεισίματός τους ονομάζεται εκκεντροφόρος άξονας. Ο εκκεντροφόρος έχει ειδικά εξαρτήματα στον άξονά του που κινούν τις βαλβίδες πάνω-κάτω, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Οι περισσότεροι σύγχρονοι κινητήρες έχουν αυτό που λέγεται πάνω από τα σαγόνια. Αυτό σημαίνει ότι ο άξονας βρίσκεται πάνω από τις βαλβίδες, όπως βλέπετε στην εικόνα. Οι παλαιότεροι κινητήρες χρησιμοποιούν έναν εκκεντροφόρο άξονα που βρίσκεται στο στροφαλοθάλαμο κοντά στον στροφαλοφόρο άξονα. Ο εκκεντροφόρος, περιστρέφοντας, μετακινεί το έκκεντρο με την προεξοχή του προς τα κάτω, έτσι ώστε να σπρώχνει τη βαλβίδα προς τα κάτω, δημιουργώντας ένα κενό για τη διέλευση καυσίμου ή καυσαερίων. Ο ιμάντας χρονισμού ή η κίνηση της αλυσίδας κινείται από τον στροφαλοφόρο άξονα και μεταδίδει τη ροπή από αυτόν στον εκκεντροφόρο έτσι ώστε οι βαλβίδες να είναι σε συγχρονισμό με τα έμβολα. Ο εκκεντροφόρος περιστρέφεται πάντα μία έως δύο φορές πιο αργά από τον στροφαλοφόρο άξονα. Πολλοί κινητήρες υψηλής απόδοσης έχουν τέσσερις βαλβίδες ανά κύλινδρο (δύο για την εισαγωγή καυσίμου και δύο για την εξάτμιση του εξαντλημένου μείγματος).

Πώς λειτουργεί το σύστημα ανάφλεξης;

Το σύστημα ανάφλεξης παράγει φορτίο υψηλής τάσης και το μεταφέρει στα μπουζί χρησιμοποιώντας καλώδια ανάφλεξης. Η φόρτιση πηγαίνει πρώτα στο πηνίο ανάφλεξης (διανομέας που διανέμει τον σπινθήρα στους κυλίνδρους σε μια συγκεκριμένη στιγμή), το οποίο μπορείτε εύκολα να βρείτε κάτω από το καπό των περισσότερων αυτοκινήτων. Το πηνίο ανάφλεξης έχει ένα καλώδιο που τρέχει στο κέντρο και τέσσερα, έξι, οκτώ ή περισσότερα καλώδια ανάλογα με τον αριθμό των κυλίνδρων που βγαίνουν από αυτό. Αυτά τα καλώδια ανάφλεξης στέλνουν μια φόρτιση σε κάθε μπουζί. Ο κινητήρας δέχεται έναν σπινθήρα που χρονομετρείται με τέτοιο τρόπο ώστε μόνο ένας κύλινδρος να δέχεται σπινθήρα από τον διανομέα κάθε φορά. Αυτή η προσέγγιση εξασφαλίζει τη μέγιστη ομαλότητα του κινητήρα.

Πώς λειτουργεί η ψύξη;

Το σύστημα ψύξης στα περισσότερα αυτοκίνητα αποτελείται από ένα ψυγείο και μια αντλία νερού. Το νερό κυκλοφορεί μέσω διόδων (καναλιών) γύρω από τους κυλίνδρους και στη συνέχεια περνά μέσα από το ψυγείο για να κρυώσει όσο το δυνατόν περισσότερο. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένα μοντέλα αυτοκινήτων (κυρίως το Volkswagen Beetle), καθώς και οι περισσότερες μοτοσυκλέτες και χλοοκοπτικά, που διαθέτουν αερόψυκτο κινητήρα. Πιθανότατα έχετε δει αυτούς τους αερόψυκτους κινητήρες που έχουν πτερύγια στο πλάι - μια ραβδωτή επιφάνεια που καλύπτει το εξωτερικό κάθε κυλίνδρου για να βοηθήσει στη διάχυση της θερμότητας.

Η ψύξη με αέρα κάνει τον κινητήρα ελαφρύτερο αλλά πιο ζεστό και γενικά μειώνει τη διάρκεια ζωής του κινητήρα και τη συνολική απόδοση. Τώρα λοιπόν ξέρετε πώς και γιατί ο κινητήρας σας παραμένει κρύος.

Πώς λειτουργεί το σύστημα εκκίνησης;

Η βελτίωση της απόδοσης του κινητήρα σας είναι μεγάλη υπόθεση, αλλά αυτό που είναι πιο σημαντικό είναι τι ακριβώς συμβαίνει όταν γυρίζετε το κλειδί για να τον εκκινήσετε! Το σύστημα εκκίνησης αποτελείται από μια μίζα με έναν ηλεκτροκινητήρα. Όταν γυρίζετε το κλειδί της μίζας, η μίζα περιστρέφει τον κινητήρα αρκετές στροφές, έτσι ώστε η διαδικασία καύσης να αρχίσει να λειτουργεί και μπορεί να σταματήσει μόνο στρέφοντας το κλειδί προς την αντίθετη κατεύθυνση όταν ο σπινθήρας σταματήσει να ρέει στους κυλίνδρους και έτσι ο κινητήρας στάβλος.

Η μίζα έχει έναν ισχυρό ηλεκτροκινητήρα που περιστρέφει έναν κινητήρα ψυχρής εσωτερικής καύσης. Η μίζα είναι πάντα ένας αρκετά ισχυρός κινητήρας και, επομένως, ένας κινητήρας που καταναλώνει μπαταρία, επειδή πρέπει να ξεπεράσει:

• Όλες οι εσωτερικές τριβές που προκαλούνται από τους δακτυλίους του εμβόλου και επιδεινώνονται από το κρύο, μη θερμαινόμενο λάδι.
• Η πίεση συμπίεσης οποιουδήποτε κυλίνδρου(ων) που εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της διαδρομής συμπίεσης.
• Η αντίσταση που ασκεί ο εκκεντροφόρος για το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων.
• Όλες οι άλλες διαδικασίες που σχετίζονται άμεσα με τον κινητήρα, συμπεριλαμβανομένης της αντίστασης της αντλίας νερού, της αντλίας λαδιού, της γεννήτριας κ.λπ.

Βλέπουμε ότι η μίζα θέλει πολλή ενέργεια. Το αυτοκίνητο χρησιμοποιεί τις περισσότερες φορές ένα ηλεκτρικό σύστημα 12 volt και εκατοντάδες αμπέρ ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να ρέουν στη μίζα.

Πώς λειτουργεί το σύστημα έγχυσης και λίπανσης;

Όσον αφορά την καθημερινή συντήρηση του αυτοκινήτου, το πρώτο σας μέλημα είναι πιθανώς να ελέγξετε την ποσότητα αερίου στο αυτοκίνητό σας. Πώς φτάνει η βενζίνη από τη δεξαμενή καυσίμου στους κυλίνδρους; Το σύστημα καυσίμου του κινητήρα αναρροφά βενζίνη από το ρεζερβουάρ χρησιμοποιώντας μια αντλία καυσίμου που βρίσκεται στο ρεζερβουάρ και την αναμιγνύει με τον αέρα έτσι ώστε το κατάλληλο μείγμα αέρα και καυσίμου να μπορεί να ρέει στους κυλίνδρους. Το καύσιμο παρέχεται με έναν από τους τρεις συνήθεις τρόπους: καρμπυρατέρ, έγχυση καυσίμου ή άμεσος ψεκασμός καυσίμου.

Τα καρμπυρατέρ είναι πλέον πολύ ξεπερασμένα και δεν περιλαμβάνονται στα νέα μοντέλα αυτοκινήτων. Σε έναν κινητήρα έγχυσης καυσίμου, η σωστή ποσότητα καυσίμου εγχέεται ξεχωριστά σε κάθε κύλινδρο, είτε απευθείας στη βαλβίδα εισαγωγής (έγχυση καυσίμου) είτε απευθείας στον κύλινδρο (άμεσος ψεκασμός καυσίμου).

Σημαντικό ρόλο παίζει και το λάδι. Ένα άψογα και σωστά λιπασμένο σύστημα διασφαλίζει ότι κάθε κινούμενο μέρος του κινητήρα λαμβάνει λάδι ώστε να μπορεί να κινείται εύκολα. Τα δύο κύρια μέρη που χρειάζονται λάδι είναι το έμβολο (ή πιο συγκεκριμένα, οι δακτύλιοι του) και τυχόν ρουλεμάν που επιτρέπουν σε πράγματα όπως ο στροφαλοφόρος άξονας και άλλοι άξονες να περιστρέφονται ελεύθερα. Στα περισσότερα αυτοκίνητα, το λάδι αναρροφάται από τη λεκάνη λαδιού από μια αντλία λαδιού, διέρχεται από ένα φίλτρο λαδιού για να αφαιρεθούν τα σωματίδια βρωμιάς και στη συνέχεια ψεκάζεται κάτω από υψηλή πίεση στα ρουλεμάν και στα τοιχώματα του κυλίνδρου. Το λάδι στη συνέχεια ρέει σε ένα κάρτερ όπου συλλέγεται ξανά και ο κύκλος επαναλαμβάνεται.

Σύστημα εξάτμισης

Τώρα που γνωρίζουμε πολλά πράγματα που βάλαμε (χύσαμε) στο αυτοκίνητό μας, ας ρίξουμε μια ματιά στα άλλα πράγματα που προκύπτουν από αυτό. Το σύστημα εξάτμισης περιλαμβάνει σωλήνα εξάτμισης και σιγαστήρα. Χωρίς σιγαστήρα, θα ακούγατε τον ήχο χιλιάδων μικρών εκρήξεων από τον σωλήνα της εξάτμισης. Ο σιγαστήρας μειώνει τον ήχο. Το σύστημα εξάτμισης περιλαμβάνει επίσης έναν καταλύτη, ο οποίος χρησιμοποιεί καταλύτη και οξυγόνο για να κάψει τυχόν αχρησιμοποίητο καύσιμο και ορισμένες άλλες χημικές ουσίες στα καυσαέρια. Έτσι, το αυτοκίνητό σας πληροί ορισμένα ευρωπαϊκά πρότυπα για τα επίπεδα ατμοσφαιρικής ρύπανσης.

Τι άλλο υπάρχει εκτός από όλα τα παραπάνω στο αυτοκίνητο; Το ηλεκτρικό σύστημα αποτελείται από μια μπαταρία και μια γεννήτρια. Η γεννήτρια συνδέεται με τον κινητήρα μέσω ενός ιμάντα και παράγει ηλεκτρική ενέργεια για να φορτίσει την μπαταρία. Η μπαταρία παρέχει μια φόρτιση 12 volt ηλεκτρικής ενέργειας που είναι διαθέσιμη σε οτιδήποτε στο αυτοκίνητο χρειάζεται ηλεκτρική ενέργεια (σύστημα ανάφλεξης, ραδιόφωνο,

Ο σύγχρονος κινητήρας εσωτερικής καύσης έχει κάνει πολύ δρόμο από τους προγόνους του. Έχει γίνει μεγαλύτερο, πιο ισχυρό, πιο φιλικό προς το περιβάλλον, αλλά ταυτόχρονα η αρχή λειτουργίας, η δομή του κινητήρα του αυτοκινήτου, καθώς και τα κύρια στοιχεία του έχουν παραμείνει αμετάβλητα.

Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης, που χρησιμοποιούνται ευρέως στα αυτοκίνητα, είναι τύπου εμβόλου. Αυτός ο τύπος κινητήρα εσωτερικής καύσης πήρε το όνομά του λόγω της αρχής λειτουργίας του. Μέσα στον κινητήρα υπάρχει ένας θάλαμος εργασίας που ονομάζεται κύλινδρος. Το μείγμα εργασίας καίγεται σε αυτό. Όταν ένα μείγμα καυσίμου και αέρα καίγεται στο θάλαμο, η πίεση που αντιλαμβάνεται το έμβολο αυξάνεται. Ενώ κινείται, το έμβολο μετατρέπει την λαμβανόμενη ενέργεια σε μηχανικό έργο.

Πώς λειτουργεί ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης;

Οι πρώτοι κινητήρες με έμβολο είχαν μόνο έναν κύλινδρο μικρής διαμέτρου. Στη διαδικασία ανάπτυξης, για να αυξηθεί η ισχύς, πρώτα αυξήθηκε η διάμετρος του κυλίνδρου και στη συνέχεια ο αριθμός τους. Σταδιακά, οι κινητήρες εσωτερικής καύσης πήραν τη μορφή που γνωρίζουμε. Ο κινητήρας ενός σύγχρονου αυτοκινήτου μπορεί να έχει έως και 12 κυλίνδρους.

Ένας σύγχρονος κινητήρας εσωτερικής καύσης αποτελείται από διάφορους μηχανισμούς και βοηθητικά συστήματα, τα οποία, για ευκολία κατανόησης, ομαδοποιούνται ως εξής:

1. KShM – μηχανισμός στροφάλου.
2. Ο χρονισμός είναι ένας μηχανισμός για τη ρύθμιση του χρονισμού της βαλβίδας.
3. Σύστημα λίπανσης.
4. Σύστημα ψύξης.
5. Σύστημα παροχής καυσίμου.
6. Σύστημα εξάτμισης.

Τα συστήματα ICE περιλαμβάνουν επίσης συστήματα ηλεκτρικής εκκίνησης και ελέγχου κινητήρα.

KShM – μηχανισμός στροφάλου

Ο στροφαλοφόρος άξονας είναι ο κύριος μηχανισμός ενός εμβολοφόρου κινητήρα. Εκτελεί την κύρια εργασία - μετατρέπει τη θερμική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια. Ο μηχανισμός αποτελείται από τα ακόλουθα μέρη:

• Μπλοκ κυλίνδρων.
• Κυλινδροκεφαλή.
• Έμβολα με πείρους, κρίκους και μπιέλες.
• Στροφαλοφόρος άξονας με σφόνδυλο.

Μηχανισμός χρονισμού - μηχανισμός διανομής αερίου

Για να εισέλθει η απαιτούμενη ποσότητα καυσίμου και αέρα στον κύλινδρο και τα προϊόντα καύσης να αφαιρεθούν έγκαιρα από τον θάλαμο εργασίας, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης διαθέτει έναν μηχανισμό που ονομάζεται μηχανισμός διανομής αερίου. Είναι υπεύθυνο για το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων εισαγωγής και εξαγωγής, μέσω των οποίων το εύφλεκτο μείγμα καυσίμου-αέρα εισέρχεται στους κυλίνδρους και απομακρύνονται τα καυσαέρια. Τα εξαρτήματα του οδοντωτού τροχού χρονισμού περιλαμβάνουν:

• Εκκεντροφόρος άξονας.
• Βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής με ελατήρια και δακτυλίους οδήγησης.
• Μέρη κίνησης βαλβίδων.
• Στοιχεία κίνησης χρονισμού.

Ο ιμάντας χρονισμού κινείται από τον στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα του αυτοκινήτου. Με τη χρήση αλυσίδας ή ιμάντα, η περιστροφή μεταδίδεται στον εκκεντροφόρο, ο οποίος, χρησιμοποιώντας έκκεντρα ή βραχίονες παλινδρόμησης μέσω ώθησης, πιέζει τη βαλβίδα εισαγωγής ή εξαγωγής και τα ανοίγει και κλείνει με τη σειρά του.

Ανάλογα με το σχεδιασμό και τον αριθμό των βαλβίδων, ο κινητήρας μπορεί να εξοπλιστεί με έναν ή δύο εκκεντροφόρους για κάθε συστοιχία κυλίνδρων. Με ένα σύστημα δύο αξόνων, κάθε άξονας είναι υπεύθυνος για τη λειτουργία της δικής του σειράς βαλβίδων - εισαγωγής ή εξαγωγής. Ο σχεδιασμός ενός άξονα έχει την αγγλική ονομασία SOHC (Single OverHead Camshaft). Το σύστημα με δύο άξονες ονομάζεται DOHC (Double Overhead Camshaft).

Ενώ ο κινητήρας λειτουργεί, τα μέρη του έρχονται σε επαφή με θερμά αέρια που σχηματίζονται κατά την καύση του μείγματος καυσίμου-αέρα. Για να αποφευχθεί η καταστροφή των εξαρτημάτων του κινητήρα εσωτερικής καύσης λόγω υπερβολικής διαστολής κατά τη θέρμανση, πρέπει να ψύχονται. Μπορείτε να ψύξετε έναν κινητήρα αυτοκινήτου χρησιμοποιώντας αέρα ή υγρό. Οι σύγχρονοι κινητήρες έχουν συνήθως ένα κύκλωμα ψύξης υγρού, το οποίο σχηματίζεται από τα ακόλουθα μέρη:

• Μπουφάν ψύξης κινητήρα
• Αντλία (αντλία)
• Σώμα καλοριφέρ
• Ανεμιστήρας
• Δοχείο διαστολής

Το χιτώνιο ψύξης των κινητήρων εσωτερικής καύσης σχηματίζεται από κοιλότητες μέσα στο BC και την κυλινδροκεφαλή, μέσω των οποίων κυκλοφορεί το ψυκτικό. Παίρνει την υπερβολική θερμότητα από τα μέρη του κινητήρα και τη μεταφέρει στο ψυγείο. Η κυκλοφορία παρέχεται από μια αντλία που κινείται από έναν ιμάντα από τον στροφαλοφόρο άξονα.

Ο θερμοστάτης εξασφαλίζει το απαιτούμενο καθεστώς θερμοκρασίας του κινητήρα του αυτοκινήτου ανακατευθύνοντας τη ροή του υγρού στο ψυγείο ή παρακάμπτοντάς το. Το ψυγείο, με τη σειρά του, έχει σχεδιαστεί για να ψύχει το θερμαινόμενο υγρό. Ο ανεμιστήρας αυξάνει την εισερχόμενη ροή αέρα, αυξάνοντας έτσι την απόδοση ψύξης. Ένα δοχείο διαστολής είναι απαραίτητο για τους σύγχρονους κινητήρες, καθώς τα ψυκτικά που χρησιμοποιούνται διαστέλλονται πολύ όταν θερμαίνονται και απαιτούν επιπλέον όγκο.

Σύστημα λίπανσης κινητήρα

Οποιοσδήποτε κινητήρας έχει πολλά εξαρτήματα τριβής που πρέπει να λιπαίνονται συνεχώς για να μειωθεί η απώλεια ισχύος λόγω τριβής και να αποφευχθεί η αυξημένη φθορά και η εμπλοκή. Υπάρχει ένα σύστημα λίπανσης για αυτό. Στην πορεία, λύνει πολλά άλλα προβλήματα: προστασία εξαρτημάτων κινητήρα εσωτερικής καύσης από τη διάβρωση, πρόσθετη ψύξη των εξαρτημάτων του κινητήρα και αφαίρεση των προϊόντων φθοράς από τα σημεία επαφής των εξαρτημάτων τριβής. Το σύστημα λίπανσης ενός κινητήρα αυτοκινήτου αποτελείται από:

• κάρτερ λαδιού (κάρτερ).
• Αντλία παροχής λαδιού.
• Φίλτρο λαδιού με .
• Γραμμές πετρελαίου.
• Ράβδος στάθμης λαδιού (δείκτης στάθμης λαδιού).
• Ένδειξη πίεσης συστήματος.
• Λαιμός πλήρωσης λαδιού.

Η αντλία παίρνει λάδι από το κάρτερ λαδιού και το τροφοδοτεί στις γραμμές και τα κανάλια λαδιού που βρίσκονται στο BC και την κυλινδροκεφαλή. Μέσω αυτών, το λάδι ρέει στα σημεία επαφής των επιφανειών τριβής.

Σύστημα ανεφοδιασμού

Τα συστήματα τροφοδοσίας για κινητήρες εσωτερικής καύσης με ανάφλεξη με σπινθήρα και ανάφλεξη με συμπίεση διαφέρουν μεταξύ τους, αν και έχουν ορισμένα κοινά στοιχεία. Τα κοινά είναι:

• Δεξαμενή καυσίμων.
• Αισθητήρας στάθμης καυσίμου.
• Φίλτρα καθαρισμού καυσίμου - χονδροειδή και λεπτά.
• Αγωγοί καυσίμων.
• Πολλαπλή εισαγωγής.
• Αεροσωλήνες.
• Φίλτρο αέρα.

Και τα δύο συστήματα διαθέτουν αντλίες καυσίμου, ράγες καυσίμου και μπεκ ψεκασμού καυσίμου, αλλά λόγω των διαφορετικών φυσικών ιδιοτήτων της βενζίνης και του καυσίμου ντίζελ, ο σχεδιασμός τους έχει σημαντικές διαφορές. Η ίδια η αρχή τροφοδοσίας είναι η ίδια: το καύσιμο από τη δεξαμενή τροφοδοτείται από μια αντλία μέσω φίλτρων στη ράγα καυσίμου, από την οποία εισέρχεται στα μπεκ ψεκασμού. Αλλά αν στους περισσότερους κινητήρες εσωτερικής καύσης βενζίνης τα μπεκ το τροφοδοτούν στην πολλαπλή εισαγωγής του κινητήρα του αυτοκινήτου, τότε στους κινητήρες ντίζελ τροφοδοτείται απευθείας στον κύλινδρο και εκεί αναμιγνύεται με αέρα. Τα μέρη που εξασφαλίζουν τον καθαρισμό του αέρα και τη ροή στους κυλίνδρους - το φίλτρο αέρα και οι σωλήνες - ανήκουν επίσης στο σύστημα καυσίμου.

Σύστημα εξάτμισης

Το σύστημα εξάτμισης έχει σχεδιαστεί για να αφαιρεί τα καυσαέρια από τους κυλίνδρους ενός κινητήρα αυτοκινήτου. Βασικές λεπτομέρειες και στοιχεία:

• Πολλαπλή εξάτμισης.
• Σωλήνας εξάτμισης σιγαστήρα.
• Αντηχείο.
• Κασκόλ.
• Εξάτμιση.

Στους σύγχρονους κινητήρες εσωτερικής καύσης, ο σχεδιασμός των καυσαερίων συμπληρώνεται με συσκευές για την εξουδετέρωση των επιβλαβών εκπομπών. Αποτελείται από καταλυτικό μετατροπέα και αισθητήρες που επικοινωνούν με τη μονάδα ελέγχου κινητήρα. Τα καυσαέρια από την πολλαπλή εξαγωγής εισέρχονται στον καταλυτικό μετατροπέα μέσω του σωλήνα εξάτμισης και, στη συνέχεια, μέσω του αντηχείου στον σιγαστήρα. Στη συνέχεια απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα μέσω του σωλήνα εξάτμισης.

Συμπερασματικά, είναι απαραίτητο να αναφέρουμε τα συστήματα εκκίνησης και ελέγχου κινητήρα του αυτοκινήτου. Αποτελούν σημαντικό μέρος του κινητήρα, αλλά πρέπει να ληφθούν υπόψη σε συνδυασμό με το ηλεκτρικό σύστημα του οχήματος, κάτι που δεν εμπίπτει στο πεδίο εφαρμογής αυτού του άρθρου που εξετάζει τα εσωτερικά του κινητήρα.