La mayoría de las veces se conduce un automóvil moderno. Existe una gran variedad de motores de este tipo. Se diferencian en volumen, número de cilindros, potencia, velocidad de rotación, combustible utilizado (motores de combustión interna diésel, gasolina y gas). Pero, fundamentalmente, Combustión interna, Parece.
Como funciona el motor¿Y por qué se llama motor de combustión interna de cuatro tiempos? Está claro lo de la combustión interna. El combustible se quema dentro del motor. ¿Por qué 4 tiempos del motor, qué es? De hecho, también existen motores de dos tiempos. Pero rara vez se utilizan en automóviles.
Un motor de cuatro tiempos se llama así porque su trabajo se puede dividir en cuatro partes iguales. El pistón pasará por el cilindro cuatro veces: dos veces hacia arriba y dos veces hacia abajo. La carrera comienza cuando el pistón está en su punto más bajo o más alto. Los mecánicos automovilistas llaman a esto. punto muerto superior (PMS) Y punto muerto inferior (BDC).
El primer golpe es el golpe de admisión.
El primer golpe, también conocido como golpe de admisión, comienza en el PMS(punto muerto superior). Bajando, el pistón aspira dentro del cilindro mezcla de aire y combustible . El trabajo de este trazo ocurre. con la válvula de admisión abierta. Por cierto, hay muchos motores con múltiples válvulas de admisión. Su número, tamaño, tiempo pasado en estado abierto puede afectar significativamente la potencia del motor. Hay motores en los que, en función de la presión sobre el pedal del acelerador, se produce un aumento forzado del tiempo empleado. válvulas de admisión en estado abierto. Esto se hace para aumentar la cantidad de combustible aspirado que, una vez encendido, aumenta la potencia del motor. El coche, en este caso, puede acelerar mucho más rápido.
El segundo golpe es el de compresión.
La siguiente carrera del motor es la carrera de compresión. Una vez que el pistón ha alcanzado el punto inferior, comienza a subir, comprimiendo así la mezcla que ingresó al cilindro durante la carrera de admisión. La mezcla de combustible se comprime. hasta el volumen de la cámara de combustión. ¿Qué tipo de cámara es esta? Espacio libre entre la parte superior del pistón y la parte superior del cilindro cuando el pistón está en el punto muerto superior se llama cámara de combustión. Las válvulas están cerradas durante esta carrera de funcionamiento del motor. completamente. Cuanto más cerrados estén, mejor se producirá la compresión. Es de gran importancia en en este caso, estado del pistón, cilindro, aros de pistón. Si hay grandes espacios, entonces una buena compresión no funcionará y, en consecuencia, la potencia de dicho motor será mucho menor. La compresión se puede comprobar con un dispositivo especial. Basándonos en el nivel de compresión, podemos sacar una conclusión sobre el grado de desgaste del motor.
El tercer golpe es el golpe de poder.
El tercer tiempo está funcionando., comienza en TDC. No es casualidad que le llamen trabajador. Al fin y al cabo, es en este ritmo donde se produce la acción que hace que el coche se mueva. En este tacto entra en juego el trabajo. ¿Por qué este sistema se llama así? Sí, porque ella es la responsable de provocar incendios. mezcla de combustible, comprimido en el cilindro, en la cámara de combustión. Funciona de forma muy sencilla: la bujía del sistema genera una chispa. Para ser justos, vale la pena señalar que la chispa se produce en la bujía varios grados antes de que el pistón alcance punto superior. Estos grados, en un motor moderno, están regulados automáticamente por el “cerebro” del coche.
Después de que el combustible se enciende, hay una explosión- aumenta bruscamente de volumen, lo que obliga el pistón se mueve hacia abajo. Las válvulas en esta carrera del motor, como en la anterior, están cerradas.
El cuarto golpe es el golpe de liberación.
El cuarto golpe del motor, el último es el escape. Al llegar al punto más bajo, después de la carrera de potencia, el motor comienza abierto Válvula de escape . Puede haber varias válvulas de este tipo, como las válvulas de admisión. Subiendo el pistón elimina los gases de escape a través de esta válvula del cilindro - lo ventila. El grado de compresión en los cilindros, eliminación completa de los gases de escape y cantidad requerida la mezcla de aire y combustible de admisión.
Tras el cuarto tiempo, llega el turno del primero. El proceso se repite cíclicamente.. ¿Qué causa la rotación? funcionamiento del motor La combustión interna tiene los 4 tiempos, ¿qué causa que el pistón suba y baje durante las carreras de compresión, escape y admisión? El caso es que no toda la energía recibida durante la carrera de trabajo se dirige al movimiento del vehículo. Parte de la energía se destina a hacer girar el volante. Y él, bajo la influencia de la inercia, se vuelve. cigüeñal motor, moviendo el pistón durante las carreras "no operativas".
La invención del motor de combustión interna permitió a la humanidad dar importantes pasos en el desarrollo. Ahora los motores que se utilizan para realizar trabajo útil La energía liberada durante la combustión del combustible se utiliza en muchas áreas de la actividad humana. Pero estos motores están más extendidos en el transporte.
Todas las centrales eléctricas constan de mecanismos, componentes y sistemas que, interactuando entre sí, aseguran la conversión de la energía liberada durante la combustión de productos inflamables en movimiento de rotación. cigüeñal. Este movimiento es su trabajo útil.
Para que quede más claro, conviene comprender el principio de funcionamiento de una central eléctrica de combustión interna.
Principio de funcionamiento
Cuando se quema una mezcla combustible formada por productos inflamables y aire, se libera más energía. Además, en el momento en que la mezcla se enciende, aumenta significativamente de volumen, la presión en el epicentro de ignición aumenta, de hecho, se produce una pequeña explosión con la liberación de energía. Este proceso se toma como base.
Si la combustión se produce en un espacio cerrado, la presión generada durante la combustión ejercerá presión sobre las paredes de este espacio. Si una de las paredes se hace móvil, entonces la presión, tratando de aumentar el volumen. espacio confinado, moverá este muro. Si coloca algún tipo de varilla en esta pared, ya funcionará Trabajo mecánico- alejándose, empujará esta varilla. Al conectar la varilla a la manivela, al moverse, obligará a la manivela a girar con respecto a su eje.
Este es el principio de funcionamiento. unidad de poder con combustión interna: hay un espacio cerrado (camisa de cilindro) con una pared móvil (pistón). La pared está conectada por una biela (biela) a la manivela (cigüeñal). Luego se realiza la acción inversa: la manivela, haciendo vuelta completa alrededor del eje, empuja la pared con la varilla y así regresa hacia atrás.
Pero esto es sólo el principio de funcionamiento con una explicación de los componentes simples. De hecho, el proceso parece algo más complicado, porque primero hay que asegurarse de que la mezcla entre en el cilindro, comprimirla para un mejor encendido y también eliminar los productos de combustión. Estas acciones se llaman tactos.
Hay 4 medidas en total:
- admisión (la mezcla ingresa al cilindro);
- compresión (la mezcla se comprime reduciendo el volumen dentro de la camisa mediante el pistón);
- carrera de potencia (después del encendido, la mezcla, debido a su expansión, empuja el pistón hacia abajo);
- liberación (eliminación de productos de combustión del cartucho para suministrar la siguiente porción de la mezcla);
Golpes del motor de pistón
De esto se deduce que sólo el trazo de trabajo tiene un efecto útil, los otros tres son preparatorios. Cada carrera va acompañada de un determinado movimiento del pistón. Durante la carrera de admisión y potencia se mueve hacia abajo, y durante la compresión y el agotamiento se mueve hacia arriba. Y dado que el pistón está conectado al cigüeñal, cada carrera corresponde a un cierto ángulo de rotación del eje alrededor del eje.
La implementación de ciclos en el motor se realiza de dos formas. El primero es con una combinación de ritmos. En un motor de este tipo, todas las carreras se realizan con una rotación completa del cigüeñal. Es decir, media vuelta de rodillas. Eje, en el que el pistón se mueve hacia arriba o hacia abajo y va acompañado de dos carreras. Estos motores se denominan de 2 tiempos.
El segundo método son las medidas separadas. Un movimiento del pistón va acompañado de una sola carrera. Al final, para que suceda Ciclo completo trabajo: se requieren 2 vueltas de rodillas. eje alrededor del eje. Estos motores se denominan de 4 tiempos.
Bloque cilíndrico
Ahora la estructura del propio motor de combustión interna. La base de cualquier instalación es el bloque de cilindros. Todos los componentes están ubicados en él y sobre él.
Caracteristicas de diseño Los bloques dependen de ciertas condiciones: la cantidad de cilindros, su ubicación y el método de enfriamiento. El número de cilindros que se combinan en un bloque puede variar de 1 a 16. Además, los bloques con un número impar de cilindros son raros en los motores producidos actualmente; sólo se pueden encontrar unidades de uno y tres cilindros; La mayoría de las unidades vienen con un par de cilindros: 2, 4, 6, 8 y, con menos frecuencia, 12 y 16.
Bloque de cuatro cilindros
Las centrales eléctricas de 1 a 4 cilindros suelen tener una disposición de cilindros en línea. Si el número de cilindros es mayor, se disponen en dos filas, con un cierto ángulo de posición de una fila con respecto a la otra, las llamadas centrales eléctricas con una posición de los cilindros en forma de V. Esta disposición permitió reducir las dimensiones del bloque, pero al mismo tiempo su fabricación es más complicada que con una disposición en línea.
Bloque de ocho cilindros
Existe otro tipo de bloques en los que los cilindros están dispuestos en dos filas y con un ángulo entre ellas de 180 grados. Estos motores se llaman . Se encuentran principalmente en motocicletas, aunque también existen coches con este tipo de unidad de potencia.
Pero la condición del número de cilindros y su ubicación es opcional. Hay motores de 2 y 4 cilindros con posición de cilindros en forma de V o opuestos, así como motores de 6 cilindros con disposición en línea.
Hay dos tipos de refrigeración que se utilizan en las centrales eléctricas: aire y líquido. La característica de diseño del bloque depende de esto. Bloquear con Aire enfriado de menor tamaño y estructuralmente más simple, ya que los cilindros no están incluidos en su diseño.
El bloque con refrigeración líquida es más complejo; su diseño incluye cilindros y en la parte superior del bloque con cilindros hay una camisa de refrigeración. En su interior circula líquido, eliminando el calor de los cilindros. En este caso, el bloque junto con la camisa de refrigeración constituyen un todo.
El bloque está cubierto en la parte superior con una placa especial: la culata (culata). Es uno de los componentes que proporciona un espacio cerrado en el que se lleva a cabo el proceso de combustión. Su diseño puede ser sencillo, sin incluir mecanismos adicionales o complejo.
mecanismo de manivela
Incluido en el diseño del motor, garantiza la conversión del movimiento alternativo del pistón en el manguito en movimiento de rotación del cigüeñal. El elemento principal de este mecanismo es el cigüeñal. Tiene una conexión móvil al bloque de cilindros. Esta conexión asegura la rotación de este eje alrededor de su eje.
Un volante está unido a un extremo del eje. La función del volante es transmitir aún más el par desde el eje. Como un motor de 4 tiempos tiene sólo media vuelta por cada dos revoluciones del cigüeñal, acción útil- carrera de trabajo, el resto requiere acción inversa, que realiza el volante. Al tener una masa importante y rotar, debido a su energía cinética asegura la rotación de las rodillas. eje durante los golpes preparatorios.
El círculo del volante tiene un anillo dentado, que se utiliza para arrancar la central eléctrica.
En el otro lado del eje hay un engranaje impulsor. bomba de aceite y mecanismo de distribución de gas, así como una brida para fijar la polea.
Este mecanismo también incluye bielas, que transmiten fuerza desde el pistón al cigüeñal y viceversa. Las bielas también están unidas al eje de forma móvil.
Superficies del bloque de cilindros, rodillas. El eje y las bielas no entran en contacto directo entre sí en las juntas; entre ellos hay cojinetes deslizantes: camisas.
Grupo cilindro-pistón
Consiste en este grupo de camisas de cilindros, pistones, aros de pistón y pasadores. Es en este grupo donde tiene lugar el proceso de combustión y la energía liberada se transfiere para su conversión. La combustión se produce en el interior de la camisa, que está cerrada por un lado por la cabeza del bloque y por el otro por el pistón. El propio pistón puede moverse dentro de la camisa.
Para garantizar la máxima estanqueidad dentro de la manga, anillos de pistón, que evitan que la mezcla y los productos de combustión se filtren entre las paredes de la camisa y el pistón.
El pistón está conectado de forma móvil a la biela por medio de un pasador.
Mecanismo de distribución de gas.
La tarea de este mecanismo es suministrar oportunamente la mezcla combustible o sus componentes al cilindro, así como eliminar los productos de combustión.
Ud. motores de dos tiempos no existe ningún mecanismo como tal. En él, el suministro de la mezcla y la eliminación de los productos de combustión se realiza mediante ventanas tecnológicas, que se realizan en las paredes del manguito. Hay tres ventanas de este tipo: entrada, derivación y salida.
El pistón, en movimiento, abre y cierra una u otra ventana, lo que llena el manguito con combustible y elimina los gases de escape. El uso de dicha distribución de gas no requiere componentes adicionales, por lo que la culata de dicho motor es simple y su tarea es solo garantizar la estanqueidad del cilindro.
El motor de 4 tiempos tiene un mecanismo de sincronización de válvulas. El combustible en un motor de este tipo se suministra a través de orificios especiales en el cabezal. Estos agujeros se cierran con válvulas. Cuando es necesario suministrar combustible o extraer gases del cilindro, se abre la válvula correspondiente. Abrir las válvulas garantiza árbol de levas, quien con los puños en momento justo presiona válvula requerida y abre el agujero. El árbol de levas es impulsado por el cigüeñal.
Transmisión por correa y cadena de distribución
El diseño del mecanismo de distribución de gas puede variar. Los motores se fabrican con un árbol de levas inferior (ubicado en el bloque de cilindros) y una válvula en cabeza (en la culata). La transmisión de fuerza desde el eje a las válvulas se realiza a través de varillas y balancines.
Más comunes son los motores en los que tanto el eje como las válvulas están ubicados en la parte superior. En esta disposición, el eje también se sitúa en la culata y actúa sobre las válvulas directamente, sin elementos intermedios.
Sistema de suministros
Este sistema asegura la preparación del combustible para su posterior suministro a los cilindros. El diseño de este sistema depende del combustible utilizado por el motor. El combustible principal ahora se extrae del petróleo, con diferentes fracciones: gasolina y diesel.
Los motores de gasolina tienen dos tipos. Sistema de combustible– carburador e inyección. En el primer sistema, la formación de la mezcla se realiza en el carburador. Suministra y suministra combustible al flujo de aire que lo atraviesa, luego esta mezcla se suministra a los cilindros. Tal sistema consiste en depósito de combustible, líneas de combustible, bomba de combustible de vacío y carburador.
sistema de carburador
Lo mismo se hace en los coches de inyección, pero su dosificación es más precisa. Además, el combustible en los inyectores se agrega al flujo de aire que ya está en el tubo de admisión a través de la boquilla. Esta boquilla atomiza el combustible, lo que asegura una mejor formación de la mezcla. El sistema de inyección consta de un tanque, una bomba ubicada en él, filtros, líneas de combustible y un riel de combustible con inyectores instalados en el colector de admisión.
En los motores diésel, los componentes de la mezcla de combustible se suministran por separado. El mecanismo de distribución de gas suministra solo aire a los cilindros a través de válvulas. El combustible se suministra a los cilindros por separado, mediante inyectores y a alta presión. Consiste en este sistema Del tanque, filtros, bomba de combustible. alta presión(bomba de combustible) e inyectores.
Recientemente, han aparecido sistemas de inyección que funcionan según el principio de un sistema de combustible diesel: un inyector con inyección directa.
El sistema de eliminación de gases de escape garantiza la eliminación de los productos de combustión de los cilindros y la neutralización parcial. sustancias nocivas y reducción del sonido cuando se descargan los gases de escape. comprende colector de escape, resonador, catalizador (no siempre) y silenciador.
Sistema de lubricación
El sistema de lubricación reduce la fricción entre las superficies que interactúan del motor creando una película especial que evita el contacto directo de las superficies. Además, elimina el calor y protege los elementos del motor de la corrosión.
El sistema de lubricación consta de una bomba de aceite, un recipiente de aceite: un cárter, una entrada de aceite, filtro de aceite, canales a través de los cuales el aceite se mueve hacia las superficies de fricción.
Sistema de refrigeración
Mantener óptimo Temperatura de funcionamiento Durante el funcionamiento del motor, lo proporciona el sistema de refrigeración. Se utilizan dos tipos de sistemas: aire y líquido.
El sistema de aire produce enfriamiento soplando aire sobre los cilindros. Para mejor enfriamiento Los cilindros tienen aletas de refrigeración.
EN sistema liquido El enfriamiento se realiza mediante un líquido que circula en la camisa de enfriamiento en contacto directo con la pared exterior de los revestimientos. Este sistema consta de una camisa de refrigeración, una bomba de agua, un termostato, tuberías y un radiador.
Sistema de encendido
El sistema de encendido se utiliza sólo en motores de gasolina. En los motores diésel, la mezcla se enciende por compresión, por lo que no necesita dicho sistema.
En los coches de gasolina, el encendido se realiza mediante una chispa que salta en un momento determinado entre los electrodos de una bujía incandescente instalada en la culata de modo que su faldón queda en la cámara de combustión del cilindro.
El sistema de encendido consta de una bobina de encendido, distribuidor (distribuidor), cableado y bujías.
Equipo eléctrico
Proporciona energía eléctrica a este equipo. red a bordo vehículo, incluido el sistema de encendido. Este equipo también arranca el motor. Consta de una batería, un generador, un motor de arranque, cableado y varios sensores que monitorean el funcionamiento y estado del motor.
Esta es toda la estructura de un motor de combustión interna. Aunque se mejora constantemente, su principio de funcionamiento no cambia; sólo se mejoran componentes y mecanismos individuales.
Desarrollos modernos
La principal tarea a la que se enfrentan los fabricantes de automóviles es reducir el consumo de combustible y las emisiones de sustancias nocivas a la atmósfera. Por ello, están mejorando constantemente el sistema alimentario, el resultado es la reciente aparición sistemas de inyección con inyección directa.
Se buscan combustibles alternativos Ultimo desarrollo En este sentido, hasta ahora es posible el uso de alcoholes y también aceites vegetales como combustible.
Los científicos también están intentando establecer la producción de motores con un principio de funcionamiento completamente diferente. Este es, por ejemplo, el motor Wankel, pero hasta ahora no ha tenido mucho éxito.
Autopuerro(motor de combustión interna) es un motor térmico y funciona según el principio de quemar una mezcla de combustible y aire en una cámara de combustión. La tarea principal de un dispositivo de este tipo es convertir la energía de combustión de una carga de combustible en trabajo mecánico útil.
A pesar de principio general acciones, hoy en día existe una gran cantidad de unidades que se diferencian significativamente entre sí debido a una serie de características de diseño individuales. En este artículo hablaremos de qué tipos de motores de combustión interna existen, así como cuáles son sus principales características y diferencias.
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Tipos de motores de combustión interna
Para empezar, un motor de combustión interna puede ser de dos y cuatro tiempos. Sobre motores de auto, estas unidades son de cuatro tiempos. Los ciclos de funcionamiento del motor son:
- admisión de la mezcla aire-combustible o aire (que depende del tipo de motor de combustión interna);
- compresión de la mezcla de combustible y aire;
- combustión de carga de combustible y carrera de trabajo;
- liberación de gases de escape de la cámara de combustión;
Tanto los motores de gasolina como los diésel funcionan según este principio. motores de pistón quien encontro aplicación amplia en automóviles y otros equipos. También cabe mencionar que el combustible gaseoso se quema de forma similar al diésel o la gasolina.
Unidades de energía de gasolina
Tal sistema de energía, especialmente inyección distribuida, le permite aumentar la potencia del motor, mientras logra eficiencia de combustible y hay una reducción de la toxicidad de los gases de escape. Esto fue posible gracias a la dosificación precisa del combustible suministrado bajo control ( sistema electrónico motor de control).
Un mayor desarrollo de los sistemas de suministro de combustible condujo a la aparición de motores con inyección directa. Su principal diferencia con respecto a sus predecesores es que el aire y el combustible se suministran a la cámara de combustión por separado. En otras palabras, el inyector no está instalado encima de las válvulas de admisión, sino directamente en el cilindro.
Esta solución permite suministrar el combustible directamente, dividiéndose el propio suministro en varias etapas (subinyecciones). Como resultado, es posible lograr la combustión más eficiente y completa de la carga de combustible, el motor puede funcionar a mezcla magra(por ejemplo, motores de la familia GDI), disminuye el consumo de combustible, disminuye la toxicidad de los gases de escape, etc.
Motores diesel
Funciona con combustible diésel y también se diferencia significativamente de la gasolina. La principal diferencia es la ausencia de un sistema de encendido por chispa. La ignición de la mezcla de combustible y aire en un motor diesel se produce debido a la compresión.
En pocas palabras, primero se comprime aire en los cilindros, que se calienta mucho. EN último momento La inyección se produce directamente en la cámara de combustión, después de lo cual la mezcla calentada y altamente comprimida se enciende por sí sola.
Si comparamos los motores de combustión interna diésel y gasolina, el diésel se caracteriza por una mayor eficiencia, mejor eficiencia y máxima, que está disponible en bajas revoluciones. Teniendo en cuenta el hecho de que los motores diésel desarrollan más empuje a velocidades más bajas del cigüeñal, en la práctica no es necesario "girar" un motor de este tipo al principio, y también se puede contar con una aceleración segura desde abajo.
Sin embargo, la lista de desventajas de tales unidades incluye mayor peso y menores velocidades en velocidad máxima. El hecho es que el diésel es inicialmente de "baja velocidad" y tiene una velocidad de rotación más baja en comparación con los motores de combustión interna de gasolina.
Los motores diésel también tienen un peso mayor, ya que las características del encendido por compresión implican cargas más severas en todos los elementos de dicha unidad. En otras palabras, las piezas de un motor diésel son más resistentes y pesadas. También motores diesel más ruidoso, lo que se debe al proceso de ignición y combustión del combustible diesel.
motor rotativo
motor Wankel ( motor de pistones rotativos) es fundamentalmente diferente planta de energía. En un motor de combustión interna de este tipo, simplemente no existen los pistones habituales que realizan movimientos alternativos en el cilindro. El elemento principal motor rotativo es el rotor.
El rotor especificado gira a lo largo de una trayectoria determinada. Giratorio gasolina hielo, ya que dicho diseño no es capaz de proporcionar un alto grado de compresión de la mezcla de trabajo.
Las ventajas incluyen compacidad, más poder con un pequeño volumen de trabajo, así como la capacidad de girar rápidamente hasta alta velocidad. Como resultado, los automóviles con un motor de combustión interna de este tipo tienen excelentes características de aceleración.
Si hablamos de las desventajas, vale la pena destacar el recurso notablemente reducido en comparación con las unidades de pistón, así como alto consumo combustible. También motor rotativo Se caracteriza por una mayor toxicidad, es decir, no se ajusta del todo a los estándares medioambientales modernos.
motor híbrido
Algunos motores de combustión interna se utilizan junto con turbocompresor para obtener la potencia necesaria, mientras que otros con exactamente la misma cilindrada y diseño no disponen de tales soluciones.
Por esta razón, para evaluar objetivamente el rendimiento de un motor en particular a diferentes velocidades, no en el cigüeñal, sino en las ruedas, es necesario realizar mediciones exhaustivas especiales en un banco dinamométrico.
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Bastante sencillo, a pesar de las numerosas partes que lo componen. Veamos esto con más detalle.
Estructura general del motor de combustión interna.
Cada motor tiene un cilindro y un pistón. En el primero, la energía térmica se convierte en energía mecánica, lo que puede hacer que el coche se mueva. En tan solo un minuto, este proceso se repite varios cientos de veces, por lo que el cigüeñal que sale del motor gira continuamente.
El motor de una máquina consta de varios complejos de sistemas y mecanismos que convierten la energía en trabajo mecánico.
Su base es:
distribución de gas;
mecanismo de manivela.
Además, opera los siguientes sistemas:
encendido;
enfriamiento;
mecanismo de manivela
Gracias a ello, el movimiento alternativo del cigüeñal se convierte en movimiento de rotación. Este último se transmite a todos los sistemas más fácilmente que el cíclico, sobre todo porque el eslabón final de la transmisión son las ruedas. Y funcionan mediante rotación.
Si el auto no tuviera ruedas vehículo, entonces este mecanismo de movimiento podría no ser necesario. Sin embargo, en el caso de un automóvil, el trabajo de manivela está completamente justificado.
Mecanismo de distribución de gas.
Gracias a la correa de distribución, la mezcla de trabajo o el aire ingresan a los cilindros (dependiendo de las características de formación de la mezcla en el motor), luego se eliminan los gases de escape y los productos de combustión.
En este caso, el intercambio de gases se produce en el momento señalado en una determinada cantidad, organizado en ciclos y garantizando una mezcla de trabajo de alta calidad, además de obtener el mayor efecto del calor generado.
Sistema de suministros
La mezcla de aire y combustible arde en los cilindros. El sistema considerado regula su suministro en estrictas cantidades y proporciones. Hay formación de mezclas externas e internas. En el primer caso, el aire y el combustible se mezclan fuera del cilindro, y en el otro, dentro del mismo.
El sistema de alimentación con formación de mezcla externa tiene dispositivo especial llamado carburador. En él, el combustible se rocía en el aire y luego ingresa a los cilindros.
Un automóvil con un sistema interno de formación de mezcla se llama inyección y diésel. Llenan los cilindros con aire, en el que se inyecta combustible mediante mecanismos especiales.
Sistema de encendido
Aquí se produce el encendido forzado de la mezcla de trabajo en el motor. Las unidades diésel no necesitan esto, ya que su proceso se realiza mediante aire alto, que se vuelve prácticamente al rojo vivo.
La mayoría de los motores usan chispa. descarga eléctrica. Sin embargo, además de esto, se pueden utilizar tubos de encendido, que encienden la mezcla de trabajo con una sustancia ardiente.
Se puede prender fuego de otras formas. Pero lo más práctico hoy en día sigue siendo el sistema de chispa eléctrica.
Comenzar
Este sistema logra la rotación del cigüeñal del motor durante el arranque. Esto es necesario para el funcionamiento de los mecanismos individuales y del motor en su conjunto.
El motor de arranque se utiliza principalmente para arrancar. Gracias a él, el proceso se realiza de forma sencilla, fiable y rápida. Pero también es posible una variante de una unidad neumática que funcione como reserva en los receptores o esté provista de un compresor accionado eléctricamente.
El sistema más simple es la manivela, a través de la cual se hace girar el cigüeñal del motor y comienza el funcionamiento de todos los mecanismos y sistemas. Hasta hace poco, todos los conductores lo llevaban consigo. Sin embargo, en este caso no se puede hablar de conveniencia alguna. Por eso hoy todo el mundo se las arregla sin él.
Enfriamiento
La tarea de este sistema es mantener una cierta temperatura de la unidad operativa. El hecho es que la combustión en los cilindros de la mezcla se produce con liberación de calor. Los componentes y piezas del motor se calientan y necesitan enfriarse constantemente para funcionar con normalidad.
Los más comunes son los sistemas líquidos y aéreos.
Para que el motor se enfríe constantemente, se necesita un intercambiador de calor. En motores con versión líquida su función la desempeña un radiador, que consta de muchos tubos para moverlo y transferir calor a las paredes. El escape se incrementa aún más mediante un ventilador que se instala junto al radiador.
Los dispositivos enfriados por aire utilizan aletas en las superficies de los elementos más calientes, lo que aumenta significativamente el área de transferencia de calor.
Este sistema de enfriamiento es poco eficiente y por lo tanto autos modernos rara vez se instala. Se utiliza principalmente en motocicletas y pequeños motores de combustión interna que no requieren trabajos pesados.
Sistema de lubricación
La lubricación de piezas es necesaria para reducir la pérdida de energía mecánica que se produce en mecanismo de manivela y correa de distribución. Además, el proceso ayuda a reducir el desgaste de las piezas y a proporcionar algo de enfriamiento.
La lubricación en los motores de los automóviles se utiliza principalmente bajo presión, cuando el aceite se suministra a través de tuberías mediante una bomba.
Algunos elementos se lubrican mediante pulverización o inmersión en aceite.
Motores de dos y cuatro tiempos
El primer tipo de diseño de motor de automóvil se utiliza actualmente en un espectro bastante reducido: en ciclomotores, motocicletas económicas, barcos y cortacéspedes de gasolina. Su desventaja es la pérdida de la mezcla de trabajo durante la remoción. gases de escape. Además, la purga forzada y los mayores requisitos de estabilidad térmica. válvula de escape hacer que el precio del motor aumente.
EN motor de cuatro tiempos No se indican desventajas debido a la presencia de un mecanismo de distribución de gas. Sin embargo, este sistema también tiene sus problemas. Mejor modo El funcionamiento del motor se logrará en un rango de velocidad del cigüeñal muy estrecho.
El desarrollo de la tecnología y la aparición de unidades de control electrónico permitieron solucionar este problema. En organización interna El motor ahora está incluido. control electromagnético, con la ayuda del cual se selecciona el modo óptimo de distribución de gas.
Principio de funcionamiento
El motor de combustión interna funciona de la siguiente manera. Una vez que la mezcla de trabajo ingresa a la cámara de combustión, se comprime y se enciende mediante una chispa. Durante la combustión se genera una presión muy fuerte en el cilindro, que acciona el pistón. Él comienza a avanzar hacia muerto abajo punto, que es el tercer golpe (después de la admisión y la compresión), llamado golpe de potencia. En este momento, gracias al pistón, el cigüeñal comienza a girar. El pistón, a su vez, moviéndose hacia el punto muerto superior, expulsa los gases de escape, que es la cuarta carrera del motor: el escape.
Todo el trabajo de cuatro tiempos se realiza de forma bastante sencilla. Para que sea más fácil entender cómo dispositivo general El motor del automóvil y su funcionamiento, es conveniente ver un video que demuestra claramente el funcionamiento del motor de combustión interna.
Afinación
Muchos propietarios de automóviles, una vez acostumbrados a su automóvil, quieren obtener más funciones de las que este puede ofrecer. Por lo tanto, a menudo lo hacen ajustando el motor y aumentando su potencia. Esto se puede hacer de varias maneras.
Por ejemplo, se conoce el chip tuning, cuando, mediante reprogramación informática, el motor se sintoniza a más trabajo dinámico. Este método tiene tanto partidarios como detractores.
Un método más tradicional es el ajuste del motor, en el que se realizan algunas modificaciones al motor. Para ello, se realiza la sustitución por pistones y bielas adecuados; la turbina está instalada; se llevan a cabo manipulaciones complejas con la aerodinámica, etc.
El diseño del motor de un coche no es tan complicado. Sin embargo, debido a la gran cantidad de elementos que contiene y a la necesidad de coordinarlos entre sí, para que cualquier modificación tenga el resultado deseado se requiere una alta profesionalidad por parte de quien la llevará a cabo. Por lo tanto, antes de decidirse por esto, vale la pena dedicar esfuerzos a encontrar un verdadero maestro en su oficio.
El motor de combustión interna, o ICE, es el tipo de motor más común que se encuentra en los automóviles. A pesar de que el motor de combustión interna de los automóviles modernos consta de muchas piezas, su principio de funcionamiento es extremadamente sencillo. Echemos un vistazo más de cerca a qué es un motor de combustión interna y cómo funciona en un automóvil.
ICE ¿qué es?
Un motor de combustión interna es un tipo motor térmico, en el que parte de la energía química obtenida de la combustión del combustible se convierte en energía mecánica, que pone en movimiento los mecanismos.
Los ICE se dividen en categorías según los ciclos de funcionamiento: dos tiempos y cuatro tiempos. También se distinguen por el método de preparación de la mezcla aire-combustible: con externos (inyectores y carburadores) e internos ( unidades diesel) formación de mezclas. Dependiendo de cómo se convierta la energía en los motores, se dividen en de pistón, de chorro, de turbina y combinados.
Mecanismos básicos de un motor de combustión interna.
Un motor de combustión interna consta de una gran cantidad de elementos. Pero hay unos básicos que caracterizan su desempeño. Veamos la estructura del motor de combustión interna y sus principales mecanismos.
1. El cilindro es la parte más importante de la unidad de potencia. Motores de coche Por regla general, tienen cuatro o más cilindros, hasta dieciséis en los superdeportivos de serie. La disposición de los cilindros en estos motores puede ser en uno de tres órdenes: lineal, en forma de V y opuesto.
2. La bujía genera una chispa que enciende la mezcla de aire y combustible. Gracias a esto se produce el proceso de combustión. Para que el motor funcione como un reloj, la chispa debe suministrarse exactamente en el momento adecuado.
3. Las válvulas de admisión y escape también funcionan sólo en determinados momentos. Uno se abre cuando es necesario dejar entrar la siguiente porción de combustible y el otro cuando es necesario liberar los gases de escape. Ambas válvulas están herméticamente cerradas cuando ocurren las carreras de compresión y combustión del motor. Esto asegura la estanqueidad completa necesaria.
4. El pistón es una pieza metálica que tiene forma de cilindro. El pistón sube y baja dentro del cilindro.
5. Los aros de pistón sirven como sellos deslizantes para el borde exterior del pistón y superficie interior cilindro. Su uso se debe a dos finalidades:
Evitan que la mezcla combustible ingrese al cárter del motor de combustión interna desde la cámara de combustión en los momentos de compresión y carrera de potencia.
Evitan que el aceite pase del cárter a la cámara de combustión, donde puede encenderse. Muchos automóviles que queman aceite tienen motores más viejos y sus anillos de pistón ya no sellan correctamente.
6. La biela sirve como elemento de conexión entre el pistón y el cigüeñal.
7. El cigüeñal convierte los movimientos de traslación de los pistones en rotacionales.
8. El cárter está ubicado alrededor del cigüeñal. En su parte inferior (cárter) se acumula una cierta cantidad de aceite.
Principio de funcionamiento de un motor de combustión interna.
En las secciones anteriores analizamos el propósito y dispositivo de motor de combustión interna. Como ya entendiste, cada uno de estos motores tiene pistones y cilindros, dentro de los cuales la energía térmica se convierte en energía mecánica. Esto a su vez hace que el coche se mueva. Este proceso se repite con una frecuencia asombrosa: varias veces por segundo. Gracias a esto, el cigüeñal que sale del motor gira continuamente.
Echemos un vistazo más de cerca al principio de funcionamiento de un motor de combustión interna. La mezcla de combustible y aire ingresa a la cámara de combustión a través de la válvula de admisión. Luego se comprime y se enciende mediante una chispa de la bujía. Cuando el combustible se quema, muy calor, lo que lleva a la aparición presión demasiada en un cilindro. Esto hace que el pistón se mueva hacia el “punto muerto”. De esta manera realiza un movimiento funcional. Cuando el pistón desciende, hace girar el cigüeñal a través de la biela. Luego, moviéndose desde abajo justo en el centro hacia arriba, empuja el material de desecho en forma de gases a través de la válvula de liberación hacia el interior. Sistema de escape carros.
Una carrera es un proceso que ocurre en un cilindro durante una carrera del pistón. El conjunto de dichos ciclos que se repiten en estricta secuencia y durante un período determinado es el ciclo de trabajo del motor de combustión interna.
Entrada
El golpe de admisión es el primero. Comienza desde el punto muerto superior del pistón. Se mueve hacia abajo, succionando una mezcla de combustible y aire hacia el cilindro. Esta carrera ocurre cuando la válvula de admisión está abierta. Por cierto, hay motores que tienen varias válvulas de admisión. Su especificaciones Afecta significativamente la potencia del motor de combustión interna. En algunos motores, puedes ajustar la cantidad de tiempo que las válvulas de admisión permanecen abiertas. Esto se regula presionando el pedal del acelerador. Gracias a este sistema, la cantidad de combustible entrante aumenta y, después de que se enciende, la potencia de la unidad de potencia aumenta significativamente. En este caso, el coche puede acelerar considerablemente.
Compresión
El segundo golpe de potencia de un motor de combustión interna es la compresión. Cuando el pistón alcanza el punto muerto inferior, se eleva. Debido a esto, la mezcla que ingresa al cilindro se comprime durante la primera carrera. Mezcla de combustible y aire Se comprime al tamaño de la cámara de combustión. Esto es lo mismo lugar libre entre la parte superior del cilindro y el pistón, que se encuentra en su punto muerto superior. Las válvulas están bien cerradas en el momento de esta carrera. Cuanto más hermético sea el espacio formado, mejor será la compresión obtenida. Es muy importante el estado en el que se encuentran el pistón, sus aros y el cilindro. Si hay espacios en alguna parte, entonces no se puede hablar de una buena compresión y, en consecuencia, la potencia de la unidad de potencia será significativamente menor. La cantidad de compresión determina qué tan desgastada está la unidad de potencia.
Carrera de trabajo
Este tercer tiempo comienza en el punto muerto superior. Y no recibió este nombre por casualidad. Es durante esta carrera que se producen en el motor los procesos que mueven el coche. En esta carrera, el sistema de encendido está conectado. Se encarga de encender la mezcla de aire y combustible comprimida en la cámara de combustión. Principio funcionamiento del motor de combustión interna Este paso es muy simple: la bujía del sistema genera una chispa. Después de que el combustible se enciende, se produce una microexplosión. Después de eso, aumenta bruscamente de volumen, lo que obliga al pistón a moverse bruscamente hacia abajo. Las válvulas en esta carrera están en estado cerrado, como en la anterior.
Liberar
El golpe final de un motor de combustión interna es el escape. Después de la carrera de potencia, el pistón alcanza el punto muerto inferior y luego se abre la válvula de escape. Después de esto, el pistón se mueve hacia arriba y a través de esta válvula expulsa los gases de escape del cilindro. Este es el proceso de ventilación. El grado de compresión en la cámara de combustión, eliminación completa de materiales de desecho y cantidad requerida mezcla aire-combustible.
Después de este latido todo vuelve a empezar. ¿Qué causa que el cigüeñal gire? El caso es que no toda la energía se gasta en mover el coche. Parte de la energía hace girar el volante que, bajo la influencia de fuerzas de inercia, hace girar el cigüeñal del motor de combustión interna, moviendo el pistón durante las carreras no operativas.
¿Sabes? Un motor diésel es más pesado que uno de gasolina debido a una mayor tensión mecánica. Por tanto, los diseñadores utilizan elementos más masivos. Pero la vida útil de estos motores es mayor que la de sus homólogos de gasolina. Además, coches diesel Se encienden con mucha menos frecuencia que los de gasolina, ya que el diésel no es volátil.
Ventajas y desventajas
Aprendimos qué es un motor de combustión interna, así como su estructura y principio de funcionamiento. En conclusión, analizaremos sus principales ventajas y desventajas.
Ventajas de los motores de combustión interna:
1. Posibilidad de movimiento prolongado con el tanque lleno.
2. Bajo peso y volumen del tanque.
3. Autonomía.
4. Versatilidad.
5. Costo moderado.
6. Tamaño compacto.
7. Inicio rápido.
8. Posibilidad de utilizar varios tipos de combustible.
Desventajas de los motores de combustión interna:
1. Baja eficiencia operativa.
2. Fuerte contaminación ambiental.
3. Presencia obligatoria de caja de cambios.
4. Sin modo de recuperación de energía.
5. Trabaja con poca carga la mayor parte del tiempo.
6. Muy ruidoso.
7. Alta velocidad rotación del cigüeñal.
8. Pequeño recurso.
¡Dato interesante! Mayoría motor pequeño Diseñado en Cambridge. Sus dimensiones son 5*15*3 mm y su potencia es 11,2 W. La velocidad de rotación del cigüeñal es de 50.000 rpm.
