Većina vozača nema pojma šta je motor automobila. I ovo morate znati, jer nije uzalud da se prilikom učenja u mnogim autoškolama učenicima kaže princip ICE operacija. Svaki vozač treba da ima ideju o radu motora, jer to znanje može biti od koristi na putu.

Naravno, postoje različite vrste i marke motora automobila, čiji se rad razlikuje u detaljima (sistemi za ubrizgavanje goriva, raspored cilindara itd.). Međutim, osnovni princip za sve tipove motora sa unutrašnjim sagorevanjem ostaje nepromenjen.

Uređaj motora automobila u teoriji

Uvijek je prikladno razmotriti uređaj motora s unutarnjim sagorijevanjem na primjeru rada jednog cilindra. Iako najčešće automobili imaju 4, 6, 8 cilindara. U svakom slučaju, glavni dio motora je cilindar. Sadrži klip koji se može kretati gore-dolje. Istovremeno, postoje 2 granice njegovog kretanja - gornja i donja. Profesionalci ih zovu TDC i BDC (gornja i donja mrtva točka).

Sam klip je spojen na klipnjaču, a klipnjača je spojena na klipnjaču radilica. Kada se klip kreće gore-dolje, klipnjača prenosi opterećenje na radilicu i ona se okreće. Opterećenje sa osovine se prenosi na točkove, zbog čega automobil počinje da se kreće.

Ali glavni zadatak je da klip radi, jer je on glavna pokretačka snaga ovog složenog mehanizma. To se radi pomoću benzina, dizel goriva ili plina. Kap goriva zapaljena u komori za sagorevanje baci klip nadole velikom silom i time ga pokreće. Zatim se po inerciji klip vraća na gornju granicu, gdje ponovo dolazi do eksplozije benzina i ovaj ciklus se neprestano ponavlja sve dok vozač ne ugasi motor.

Ovako izgleda motor automobila. Međutim, ovo je samo teorija. Pogledajmo bliže cikluse motora.

Cetvorotaktni ciklus

Gotovo svi motori rade na 4-taktnom ciklusu:

1. Ulaz goriva.
2. Kompresija goriva.
3. Sagorijevanje.
4. Izlaz izduvnih gasova izvan komore za sagorevanje.

Šema

Slika ispod prikazuje tipičan dijagram motora automobila (jedan cilindar).

Ovaj dijagram jasno pokazuje glavne elemente:

A - Bregasto vratilo.

B - Poklopac ventila.

C - Ispušni ventil kroz koji se gasovi odvode iz komore za sagorevanje.

D - Ispušni otvor.

E - Glava cilindra.

F - Komora rashladne tečnosti. Najčešće postoji antifriz, koji hladi kućište motora grijanja.

G - Blok motora.

H - Karter za ulje.

I - Pan u koji teče svo ulje.

J - Svjećica koja stvara iskru za paljenje mješavine goriva.

K - Usisni ventil kroz koji smjesa goriva ulazi u komoru za sagorijevanje.

L - Ulaz.

M - Klip koji se kreće gore-dole.

N - Klipnjača spojena na klip. Ovo je glavni element koji prenosi silu radilica i transformiše linearno kretanje (gore i dole) u rotaciono.

O - ležaj klipnjače.

P - Radilica. Rotira se zbog kretanja klipa.

Također je vrijedno istaknuti takav element kao što su klipni prstenovi (oni se nazivaju i prstenovi za struganje ulja). Oni nisu prikazani na slici, ali su važna komponenta sistema motora automobila. Ovi prstenovi se omotavaju oko klipa i stvaraju maksimalnu brtvu između zidova cilindra i klipa. One sprečavaju ulazak goriva u uljnu posudu i ulazak ulja u komoru za sagorevanje. Većina starih VAZ-ovih automobila, pa čak i motora europskih proizvođača, imaju istrošene prstenove koji ne stvaraju efikasnu brtvu između klipa i cilindra, što može uzrokovati ulazak ulja u komoru za izgaranje. U takvoj situaciji će ih biti povećana potrošnja benzin i "zhor" ulje.

Ovo su osnovni elementi dizajna koji se nalaze u svim motorima. unutrašnjim sagorevanjem. Zapravo, ima mnogo više elemenata, ali nećemo se doticati suptilnosti.

Kako radi motor?

Počnimo s početnim položajem klipa - on je na vrhu. U ovom trenutku, ulazni otvor se otvara ventilom, klip se počinje pomicati prema dolje i usisava mješavinu goriva u cilindar. U tom slučaju samo mala kap benzina ulazi u kapacitet cilindra. Ovo je prvi ciklus rada.

Tokom drugog takta, klip dostiže najnižu tačku, dok se ulaz zatvara, klip počinje da se kreće prema gore, usled čega se mešavina goriva komprimira, jer nema gde da ide u zatvorenoj komori. Kada klip dostigne svoju maksimalnu gornju tačku, mješavina goriva se komprimira do maksimuma.

Treća faza je paljenje komprimirane mješavine goriva pomoću svjećice koja emituje iskru. Kao rezultat toga, zapaljiva kompozicija eksplodira i velikom snagom gura klip prema dolje.

U završnoj fazi, dio dolazi do donje granice i vraća se u gornju tačku po inerciji. U tom trenutku se otvara ispušni ventil, izduvna smjesa u obliku plina izlazi iz komore za sagorijevanje i kroz izduvni sistem izlazi na ulicu. Nakon toga, ciklus, počevši od prve faze, ponavlja se ponovo i nastavlja se cijelo vrijeme dok vozač ne ugasi motor.

Kao rezultat eksplozije benzina, klip se pomiče prema dolje i gura radilicu. Okreće se i prenosi teret na točkove automobila. Ovako izgleda motor automobila.

Razlike u benzinskim motorima

Gore opisana metoda je univerzalna. Rad skoro svih benzinski motori. Dizel motori se razlikuju po tome što nema svijeća - elementa koji pali gorivo. Detonacija dizel goriva vrši se zbog jake kompresije mješavine goriva. Odnosno, u trećem ciklusu, klip se podiže, snažno komprimira smjesu goriva i ona prirodno eksplodira pod pritiskom.

ICE alternativa

Treba napomenuti da su se nedavno na tržištu pojavili električni automobili - automobili sa elektromotorima. Tamo je princip rada motora potpuno drugačiji, jer izvor energije nije benzin, već električna energija u baterijama. Ali za sada automobilsko tržište spada u vozila sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem, i električni motori ne može se pohvaliti visokom efikasnošću.

Nekoliko riječi u zaključku

Takav uređaj motora s unutrašnjim sagorijevanjem je gotovo savršen. Ali svake godine se razvijaju nove tehnologije koje povećavaju efikasnost motora, a karakteristike benzina se poboljšavaju. Sa pravom održavanje motor automobila, može raditi decenijama. Neki uspješni japanski motori i Njemačka zabrinutost"pretrčati" milion kilometara i postati neupotrebljivi isključivo zbog mehaničke zastarjelosti dijelova i frikcionih parova. Ali mnogi motori, čak i nakon milion vožnje, uspješno prolaze kroz remont i nastavljaju ispunjavati svoju namjenu.

Čitanje 10 min. Pregleda 1k. Objavljeno 17. novembra 2018

Gotovo svi moderni automobili su opremljeni motor sa unutrašnjim sagorevanjem ima skraćenicu DVS. Uprkos stalnom napretku i današnjoj želji automobilskih koncerna da bi se napustili motori koji rade na naftne derivate u korist ekološki prihvatljivije električne energije, lavovski dio automobila radi na benzin ili dizel gorivo.

Main ICE princip je da se mješavina goriva pali direktno unutar jedinice, a ne izvan nje (kao, na primjer, u dizel lokomotivama ili zastarjelim parnim lokomotivama). Ova metoda ima relativno visoku efikasnost. Osim toga, ako govorimo o alternativnim elektromotorima, motori s unutarnjim sagorijevanjem imaju niz neospornih prednosti.

• velika rezerva snage na jednom rezervoaru;
• brzo punjenje goriva;
• prema prognozama, za nekoliko godina energetski sistemi razvijenih zemalja neće moći da zadovolje potražnju za električnom energijom zbog velikog broja električnih automobila, što može dovesti do kolapsa.

Klasifikacija motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Direktno ICE se razlikuju po svom uređaju. Svi motori se mogu podijeliti u nekoliko najpopularnijih kategorija ovisno o principu rada:

Petrol

Najčešća kategorija. Radi na glavnim proizvodima prerade nafte. Glavni element u takvom motoru je cilindar-klipna grupa ili CPG, koja uključuje: radilicu, klipnjaču, klip, klipni prstenovi i složen mehanizam za distribuciju gasa koji osigurava pravovremeno punjenje i pražnjenje cilindra.

Benzinski motori sa unutrašnjim sagorevanjem se dele u dva tipa u zavisnosti od sistema napajanja:

1. karburator. Zastarjeli model u uslovima moderne stvarnosti. Ovdje se formiranje mješavine goriva i zraka vrši u karburatoru, a udio zraka i benzina određuje se nizom mlaznica. Nakon toga, karburator dovodi gorive sklopove u komoru za sagorijevanje. Nedostaci ovog principa napajanja su povećana potrošnja goriva i hirovitost cijelog sistema. Osim toga, jako ovisi o vremenskim, temperaturnim i drugim uvjetima.
2. injektor ili injekcija. Principi rada motora sa injektorom su radikalno suprotni. Ovdje se smjesa ubrizgava direktno u usisnu granu kroz injektore, a zatim se razrjeđuje odgovarajućom količinom zraka. Za ispravan rad odgovorna je elektronička upravljačka jedinica, koja samostalno izračunava željene proporcije.

Diesel

Dizajn dizel motora se bitno razlikuje od benzinske jedinice. Paljenje smjese ovdje nije zbog svjećica, koje daju iskru u određenom trenutku, već zbog visokog stepena kompresije u komori za sagorevanje. Ova tehnologija ima svoje prednosti (veća efikasnost, manji gubitak energije zbog velike nadmorske visine, veliki obrtni moment) i nedostatke (prevrtljivost pumpe za gorivo visokog pritiska prema kvalitetu goriva, velika emisija CO2 i čađi).

Wankel rotacioni klipni motori

Ova jedinica ima klip u obliku rotora i tri komore za izgaranje, od kojih je svaka spojena na svjećicu. Teoretski, rotor koji se kreće duž planetarne putanje, svaki udarac čini radni hod. Ovo vam omogućava da značajno povećate efikasnost i povećate snagu motora sa unutrašnjim sagorevanjem. U praksi, ovo utiče na mnogo manji resurs. Samo do danas auto kompanija Mazda proizvodi takve jedinice.

gasna turbina

Princip rada ovog tipa motora sa unutrašnjim sagorevanjem je da se toplotna energija pretvara u mehaničku energiju, a sam proces obezbeđuje rotaciju rotora koji pokreće osovinu turbine. Slične tehnologije se koriste u avijaciji.

Svaki klipni motor sa unutrašnjim sagorevanjem (najčešći u modernim stvarnostima) ima obavezni set delova. Ovi dijelovi uključuju:

1. Blok cilindra, unutar kojeg se pomiču klipovi i odvija se sam proces;
2. CPG: cilindar, klipovi, klipni prstenovi;
3. radilica. Uključuje radilicu, klipnjaču, "prste" i pričvrsne prstenove;
4. tajming. Mehanizam sa ventilima, bregastim vratilima ili "laticama" (za 2-taktne motore), koji osigurava ispravnu opskrbu gorivom u pravo vrijeme;
5. usisni sistemi. Gore su spomenuti - uključuje karburatore, filtere za zrak, injektore, pumpa za gorivo, injektori;
6. Izduvni sistemi. Uklanja izduvne gasove iz komore za sagorevanje, a takođe smanjuje buku izduvnih gasova;

Princip rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Ovisno o uređaju, motori se mogu podijeliti na četverotaktne i dvotaktne. Hod je kretanje klipa iz njegovog donjeg položaja (BDC mrtva tačka) u njegov gornji položaj (TDC mrtva tačka). U jednom ciklusu, motor uspijeva napuniti komore za sagorijevanje gorivom, komprimirati ih i zapaliti, te ih također očistiti. Moderni motori sa unutrašnjim sagorevanjem to rade u dva ili četiri ciklusa.

Princip rada dvotaktnog motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Značajka takvog motora bila je da se cijeli radni ciklus odvija u samo dva pokreta klipa. Pri kretanju prema gore stvara se rijetki pritisak koji usisava smjesu goriva u komoru za sagorijevanje. U blizini TDC-a, klip zatvara usisni otvor, a svjećica pali gorivo. Nakon drugog takta slijedi radni udar i pročišćavanje. Izduvni kanal se otvara nakon prolaska dijela puta prema dolje i omogućava izlaz izduvnih plinova. Nakon toga, proces se ponovo pokreće na novom.

Teoretski, prednost takvog motora je veća gustina snage. To je logično, jer se sagorevanje goriva i radni ciklus dešavaju duplo češće. Shodno tome, snaga takvog motora može biti dvostruko veća. Ali ovaj dizajn ima mnogo problema. Zbog velikih gubitaka pri izduvavanju, velike potrošnje goriva, kao i složenosti u proračunima i "šifrovanog" rada motora, ova tehnologija se trenutno koristi samo na vozilima malog kapaciteta.

Zanimljivo je da se prije pola stoljeća aktivno provodio razvoj dizelskog dvotaktnog motora s unutrašnjim sagorijevanjem. Proces rada praktički se nije razlikovao od benzinskog kolege. Međutim, unatoč prednostima takvog motora, on je napušten zbog niza nedostataka.

Glavni nedostatak je bila velika prekomjerna potrošnja nafte. Zbog kombinovanog sistema podmazivanja, gorivo je ulazilo u komoru za sagorevanje zajedno sa uljem, koje je zatim jednostavno izgorelo ili je uklonjeno kroz izduvni sistem. Velika termička opterećenja su također zahtijevala glomazniji sistem hlađenja, što je povećalo veličinu motora. Treći nedostatak je bio visok protok vazduh koji je doveo do prevremeno habanje filteri za vazduh.

Četverotaktni motor sa unutrašnjim sagorevanjem

Motor kod kojeg radni ciklus traje četiri takta klipa naziva se četverotaktni motor.

1. Prvi hod - ulaz. Klip se kreće od gornje mrtve tačke. U ovom trenutku, tajming otvara usisni ventil, kroz koji smjesa goriva i zraka ulazi u komoru za sagorijevanje. U slučaju karburatorskih jedinica, usis se može vršiti zbog vakuuma, a motori za ubrizgavanje ubrizgavaju gorivo pod pritiskom.
2. Drugi korak - kompresija. Klip se tada kreće gore od donje mrtve tačke. U ovom trenutku, usisni ventil je zatvoren, a smjesa se postepeno komprimira u šupljini komore za izgaranje. Radna temperatura raste do 400 stepeni.
3. Treći hod - hod klipa. U TDC-u, svjećica (ili visoki omjer kompresije u slučaju dizela) pali gorivo i gura klip i radilicu prema dolje. Ovo je glavni ciklus u cijelom ciklusu motora.
4. Četvrta mjera - puštanje. Klip se ponovo pomera prema gore, izduvni ventil se otvara, a izduvni gasovi se uklanjaju iz komore za sagorevanje.

Dodatni ICE sistemi

Bez obzira od čega se motor sastoji, on mora imati pomoćne sisteme koji mogu osigurati njegov pravilan rad. Na primjer, ventili se moraju otvoriti u pravo vrijeme, odgovarajuća količina goriva mora ući u komore u određenom omjeru, iskra mora biti dovedena u pravo vrijeme itd. U nastavku su navedeni glavni dijelovi koji doprinose ispravnom radu.

Sistem paljenja

Ovaj sistem je odgovoran za električnu energiju dio na paljenje goriva. Glavni elementi uključuju:

• Baterija. Glavni izvor napajanja je baterija. Omogućava rotaciju startera s isključenim motorom. Nakon toga se uključuje generator koji napaja motor, a također puni samu bateriju. baterija preko releja za punjenje.
• Ingnition coil. Uređaj koji prenosi trenutno punjenje direktno na svjećicu. U modernim automobilima, broj zavojnica je ekvivalentan broju cilindara koji rade u motoru.
• Prekidač paljenja ili razdjelnik. Posebno "pametno" elektronski uređaj, koji određuje trenutak napajanja varnicom.
• Svjećica. Važan element u benzinskom motoru sa unutrašnjim sagorevanjem, koji obezbeđuje pravovremeno paljenje mešavine goriva i vazduha. Napredni motori imaju dvije svjećice po cilindru.

usisni sistem

Smjesa mora na vrijeme ući u komore za sagorijevanje. Usisni sistem je odgovoran za ovaj proces. To uključuje:

• usis vazduha. Razvodna cijev posebno izvučena na mjesto nedostupno vodi, prašini ili prljavštini. Kroz njega se uzima vazduh koji zatim ulazi u motor;
• Filter zraka. Zamjenski dio koji čisti zrak od prljavštine i sprječava ulazak stranih materijala u komoru za sagorijevanje. U pravilu, moderni automobili imaju zamjenjive filtere od debelog papira ili nauljene pjenaste gume. Na arhaičnijim motorima nalaze se filteri za uljni zrak.
• Gas. Specijalni amortizer koji reguliše količinu vazduha koji ulazi u usisnu granu. Na modernoj tehnologiji djeluje putem elektronike. Prvo, vozač pritisne papučicu gasa, a zatim elektronski sistem obrađuje signal i prati komandu.
• Usisna grana . Cijev koja distribuira mešavina goriva i vazduha na različitim cilindrima. Pomoćni elementi u ovom sistemu su usisne klapne i pojačala.

Sistemi goriva

Princip rada bilo kojeg motora s unutrašnjim sagorijevanjem podrazumijeva pravovremenu opskrbu gorivom i njegovu neprekidnu opskrbu. Kompleks takođe uključuje nekoliko osnovnih elemenata:

• Rezervoar za gorivo. Rezervoar u kojem se nalazi gorivo. Obično se nalazi na maksimumu sigurno mjesto, udaljen od motora i napravljen od nezapaljivog materijala (plastika otporna na udarce). U donjem dijelu je ugrađena benzinska pumpa koja uzima gorivo.
• cev za gorivo. Sistem crijeva koji vodi od rezervoar za gorivo direktno namotor sa unutrašnjim sagorevanjem.
• Mikser. Uređaj u kojem se miješaju gorivo i zrak. Ova točka je već spomenuta gore - karburator ili injektor mogu biti odgovorni za ovu funkciju. Glavni uslov je sinhrono i blagovremeno dostavljanje.
• Glavni uređaj u motorima s ubrizgavanjem, što određuje kvalitetu, količinu i proporcije stvaranja smjese.

Izduvni sistem

Tokom rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem stvaraju se izduvni gasovi koji se moraju ukloniti iz motora. Za pravilan rad ovaj sistem mora imati sljedeće elemente:

• Ispušni razvodnik. Vatrostalni metalni uređaj otporan na visoke temperature. Upravo u njemu izduvni gasovi motor .
• cijev ili pantalone. Transportni dio izduvnih gasova dalje niz stazu.
• Rezonator. Uređaj koji smanjuje brzinu kretanja izduvnih gasova i vraćanje njihove temperature.
• Katalizator. Objekt za pročišćavanje plinova od CO2 odn čestice čađi. Evo lambda sonde.
• Prigušivač. "Banka", koja ima broj interni elementi dizajnirani da uzastopno mijenjaju smjer izduvnih plinova. To dovodi do smanjenja njihove buke.

Sistem podmazivanja

Rad motora sa unutrašnjim sagorevanjem će biti veoma kratak ako delovi nisu opremljeni podmazivanjem. Sva oprema koristi posebno visokotemperaturno ulje, koje ima svoje karakteristike viskoznosti u zavisnosti od načina rada motora. Osim toga, ulje sprječava pregrijavanje, osigurava uklanjanje naslaga ugljika i pojavu korozije.

Sljedeći elementi su namijenjeni održavanju zdravlja sistema:

• Tiganj za ulje. Tu se sipa ulje. Ovo je glavni rezervoar za skladištenje. Nivo možete kontrolirati posebnom sondom.
• Uljna pumpa. Nalazi se blizu dna palete. Osigurava cirkulaciju tekućine kroz motor kroz posebne kanale i njen povratak natrag u kućište radilice.
• Filter za ulje . Garantuje pročišćavanje tečnosti od prašine, metalnih strugotina i drugih abrazivnih materija koje ulaze u ulje.
• Radijator. Omogućava efikasno hlađenje do potrebnih temperatura.

Sistem hlađenja

Još jedan element koji je neophodan za moćni motori unutrašnjim sagorevanjem. Omogućava hlađenje dijelova i eliminira mogućnost pregrijavanja. Sastoji se od sljedećih dijelova:

• Radijator. Poseban element koji ima strukturu "saća". Odličan je izmenjivač toplote i efikasno prenosi toplotu, garantujući hlađenje antifriza.
• Fan. Dodatni element koji puše na radijatoru. Uključuje se kada prirodni tok dolaznog vazduha više ne može da obezbedi efikasno odvođenje toplote.
• pumpa za vodu. Pumpa koja pomaže da tečnost cirkuliše kroz veliki ili mali krug sistema (u zavisnosti od situacije).
• Termostat. Ventil koji otvara zaklopku, propuštajući tekućinu kroz željeni krug. Radi zajedno sa senzorom temperature motora i rashladne tečnosti.

Zaključak

Prvi motor sa unutrašnjim sagorevanjem pojavio se veoma davno - pre skoro vek i po. Od tada je napravljen ogroman broj različitih inovacija ili zanimljivih tehničkih rješenja, koja su ponekad mijenjala izgled motora do neprepoznatljivosti. Ali opći princip rada motora s unutrašnjim sagorijevanjem ostao je isti. Pa čak i sada, u eri borbe za životnu sredinu i sve strožih standarda za emisiju CO2, električna vozila i dalje nisu u stanju da ozbiljno pariraju motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Automobili na benzin su i dalje življi od svih živih bića, a mi živimo u zlatnom dobu automobilske industrije.

Pa, za one koji su spremni još dublje zaroniti u temu, imamo odličan video:

Prije razmatranja pitanja kako radi motor automobila, potrebno je barem općenito razumjeti njegovu strukturu. U svakom automobilu ugrađen je motor sa unutrašnjim sagorevanjem, čiji se rad zasniva na pretvaranju toplotne energije u mehaničku energiju. Pogledajmo dublje u ovaj mehanizam.

Kako radi motor automobila - proučavamo dijagram uređaja

Klasični uređaj motora uključuje cilindar i kućište radilice, zatvorene u donjem dijelu posudom. Unutar cilindra se nalazi raznorazni prstenovi, koji se kreću određenim redoslijedom. Ima oblik čaše, u gornjem dijelu se nalazi dno. Da biste konačno shvatili kako radi motor automobila, morate znati da je klip povezan s radilicom uz pomoć klipnog klipa i klipnjače.

Za glatku i meku rotaciju, autohtone i ležajevi klipnjače igra ulogu ležajeva. Sastav radilice uključuje obraze, kao i glavne i klipnjače. Svi ovi dijelovi, sastavljeni zajedno, nazivaju se koljenasti mehanizam, koji pretvara povratno kretanje klipa u kružnu rotaciju.

Gornji dio cilindra je zatvoren glavom, gdje se nalaze usisni i izduvni ventili. Otvaraju se i zatvaraju u skladu s kretanjem klipa i kretanjem radilice. Da biste precizno razumjeli kako motor automobila radi, video zapise u našoj biblioteci treba proučiti jednako detaljno kao i članak. U međuvremenu, pokušaćemo da izrazimo njegov efekat rečima.

Kako radi motor automobila - ukratko o složenim procesima

Dakle, granica kretanja klipa ima dva ekstremna položaja - gornju i donju mrtvu točku. U prvom slučaju, klip se nalazi na maksimalnoj udaljenosti od radilice, a druga opcija je najmanja udaljenost između klipa i radilice. Kako bi se osiguralo da klip prolazi kroz mrtve točke bez zaustavljanja, koristi se zamašnjak napravljen u obliku diska.

Važan parametar za motore s unutrašnjim sagorijevanjem je omjer kompresije, koji direktno utiče na njegovu snagu i efikasnost.

Da biste ispravno razumjeli princip rada motora automobila, morate znati da se temelji na korištenju rada plinova koji se ekspandiraju tokom procesa grijanja, zbog čega se klip kreće između gornje i donje mrtve točke. Kada je klip u gornjem položaju, sagorevanje goriva ulazi u cilindar i meša se sa vazduhom. Kao rezultat, temperatura plinova i njihov pritisak se značajno povećavaju.

Plinovi obavljaju koristan rad, zbog čega se klip pomiče prema dolje. Dalje, preko mehanizma radilice, djelovanje se prenosi na prijenos, a zatim na kotače automobila. Otpadni proizvodi se iz cilindra uklanjaju kroz izduvni sistem, a na njihovo mjesto se ubacuje novi dio goriva. Čitav proces, od ubrizgavanja goriva do izduvnih gasova, naziva se radni ciklus motora.

Princip rada motora automobila - razlike u modelima

Postoji nekoliko glavnih tipova motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Najjednostavniji je linijski motor. Poređani u jednom redu, u cjelini čine određeni radni volumen. Ali postepeno su se neki proizvođači udaljili od ove proizvodne tehnologije na kompaktniju verziju.

Mnogi modeli koriste V-motor dizajn. Sa ovom opcijom, cilindri se nalaze pod uglom jedan prema drugom (unutar 180 stepeni). U mnogim dizajnima, broj cilindara se kreće od 6 do 12 ili više. To vam omogućava da značajno smanjite linearnu veličinu motora i smanjite njegovu dužinu.

Međutim, rasvjetni plin nije bio prikladan samo za rasvjetu.

Zasluge za stvaranje komercijalno uspješnog motora s unutarnjim sagorijevanjem pripadaju belgijskom mehaničaru Jean Étienne Lenoir. Dok je radio u fabrici za galvanizaciju, Lenoir je došao na ideju da se mešavina vazduha i goriva u gasnom motoru može zapaliti električnom varnicom i odlučio je da napravi motor na osnovu te ideje. Nakon što je riješio probleme koji su se pojavili na putu (zategnuti hod i pregrijavanje klipa, što dovodi do zaglavljivanja), razmišljajući o sistemu hlađenja i podmazivanja motora, Lenoir je stvorio radni motor s unutrašnjim sagorijevanjem. Godine 1864. proizvedeno je više od tri stotine ovih motora. različite snage. Obogativši se, Lenoir je prestao raditi na daljnjem poboljšanju svog automobila, a to je predodredilo njenu sudbinu - protjerana je s tržišta naprednijim motorom koji je stvorio njemački izumitelj August Otto i dobila patent za izum svog modela. gas motor 1864. godine.

Godine 1864. njemački pronalazač Augusto Otto sklopio je ugovor sa bogatim inženjerom Langenom da implementira svoj izum - stvorena je kompanija "Otto and Company". Ni Otto ni Langen nisu imali dovoljno znanja o elektrotehnici i napustili su električno paljenje. Zapalili su se otvorenim plamenom kroz cijev. Cilindar Otto motora, za razliku od Lenoir motora, bio je okomit. Rotirajuća osovina je postavljena iznad cilindra sa strane. Princip rada: rotirajuća osovina podigla je klip za 1/10 visine cilindra, zbog čega se ispod klipa formirao razrijeđeni prostor i usisala mješavina zraka i plina. Smjesa se tada zapalila. Tokom eksplozije, pritisak ispod klipa se povećao na približno 4 atm. Pod dejstvom ovog pritiska klip se podigao, zapremina gasa se povećala, a pritisak opao. Klip se, prvo pod pritiskom gasa, a zatim po inerciji, podizao sve dok se ispod njega nije stvorio vakuum. Tako je energija sagorjelog goriva iskorištena u motoru maksimalno potpuno. Ovo je bio Otonov glavni originalni nalaz. Radni hod klipa naniže je počeo pod dejstvom atmosferskog pritiska, a nakon što je pritisak u cilindru dostigao atmosferski pritisak, otvorio se izduvni ventil, a klip je svojom masom istisnuo izduvne gasove. Zbog potpunijeg širenja produkata sagorevanja, efikasnost ovog motora bila je znatno veća od Efikasnost motora Lenoir i dostigao 15%, odnosno premašio je efikasnost najboljih parne mašine tog vremena. Osim toga, Ottoovi motori su bili skoro pet puta ekonomičniji od motora Lenoir, odmah su počeli biti veoma traženi. U narednim godinama proizvedeno ih je oko pet hiljada. Uprkos tome, Otto je naporno radio na poboljšanju njihovog dizajna. Ubrzo je korišćena radilica. Međutim, najznačajniji od njegovih izuma napravljen je 1877. godine, kada je Otto dobio patent za novi motor sa četvorotaktnim ciklusom. Ovaj ciklus je i dalje u osnovi rada većine plinskih i benzinskih motora do danas.

Vrste motora sa unutrašnjim sagorevanjem

klipni motor

rotacioni motor sa unutrašnjim sagorevanjem

Gasnoturbinski motor sa unutrašnjim sagorevanjem

• Klipni motori - komora za sagorevanje je sadržana u cilindru, gde se toplotna energija goriva pretvara u mehaničku energiju, koja se iz kretanja klipa unapred pretvara u rotaciono kretanje pomoću kolenastog mehanizma.

ICE se klasifikuju:

a) Po namjeni - dijele se na transportne, stacionarne i specijalne.

b) Po vrsti goriva koje se koristi - lako tečno (benzin, gas), teško tečno ( dizel gorivo, brodska loživa ulja).

c) Prema načinu formiranja zapaljive mješavine - vanjski (karburator, injektor) i unutrašnji (u cilindru motora).

d) Prema načinu paljenja (sa prinudnim paljenjem, sa kompresijskim paljenjem, kaloriranjem).

e) Prema položaju cilindara dijele se na linijske, vertikalne, suprotne sa jednom i dvije radilice, V-oblike sa gornjim i donjim radilicom, VR-oblike i W-oblike, jednoredne i dvoredne -redni zvezdasti, H-oblik, dvoredni sa paralelnim radilicama, "dvostruki ventilator", rombasti, trogredni i neki drugi.

Petrol

Benzinski karburator

Radni ciklus četvorotaktnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem traje dva potpuna obrtaja radilice, koja se sastoji od četiri odvojena takta:

1. unos,
2. kompresija punjenja,
3. radni hod i
4. otpuštanje (ispuh).

Promjenu radnih ciklusa osigurava poseban mehanizam za distribuciju plina, najčešće ga predstavljaju jedna ili dvije bregaste osovine, sistem potiskivača i ventila koji direktno osiguravaju promjenu faze. Neki motori sa unutrašnjim sagorevanjem su za ovu svrhu koristili čaure za kalem (Ricardo), koji imaju ulazne i/ili ispušne otvore. Komunikacija šupljine cilindra sa kolektorima u ovom slučaju je osigurana radijalnim i rotacijskim pokretima čahure kalema, otvarajući željeni kanal sa prozorima. Zbog posebnosti plinske dinamike - preklapanja inercije plinova, vremena nastanka plinskog vjetra, usisnog, strujnog i izduvnog udara u stvarnom četverotaktnom ciklusu, to se naziva preklapanje vremena ventila. Što je veća radna brzina motora, to je veće preklapanje faza i što je veće, to je manji obrtni moment motora sa unutrašnjim sagorevanjem. low revs. Stoga moderni motori s unutarnjim sagorijevanjem sve više koriste uređaje koji vam omogućavaju promjenu vremena ventila tijekom rada. Posebno su pogodni za ovu svrhu motori sa upravljanjem elektromagnetnim ventilom (BMW, Mazda). Motori sa varijabilnim omjerom kompresije (SAAB) također su dostupni za veću fleksibilnost.

Dvotaktni motori imaju mnogo opcija rasporeda i široku raznolikost strukturni sistemi. Osnovni princip svakog dvotaktnog motora je izvođenje funkcija elementa za distribuciju plina pomoću klipa. Radni ciklus se sastoji, strogo govoreći, od tri ciklusa: radni hod, koji traje od gornje mrtve tačke ( TDC) do 20-30 stepeni do donje mrtve tačke ( NMT), pročišćavanje, koje zapravo kombinuje usis i izduv, i kompresiju, koje traje od 20-30 stepeni nakon BDC do TDC. Pročišćavanje je, sa stanovišta plinske dinamike, slaba karika dvotaktnog ciklusa. S jedne strane, nemoguće je osigurati potpuno odvajanje svježeg punjenja i izduvnih plinova, pa je ili gubitak svježe smjese neizbježan, bukvalno izlijetajući u auspuha(ako je motor sa unutrašnjim sagorevanjem dizel, govorimo o gubitku vazduha), sa druge strane, radni hod ne traje pola obrtaja, već manje, što samo po sebi smanjuje efikasnost. Istovremeno, ne može se produžiti trajanje izuzetno važnog procesa izmjene plina, koji traje pola radnog ciklusa kod četverotaktnog motora. Dvotaktni motori možda uopšte nemaju sistem za distribuciju gasa. Međutim, ako ne govorimo o pojednostavljenim jeftinim motorima, dvotaktni motor je komplikovaniji i skuplji zbog obavezne upotrebe ventilatora ili sistema za pritisak, povećani toplotni stres CPG-a zahtijeva skuplje materijale za klipove, prstenove , obloge cilindara. Izvođenje funkcija elementa za distribuciju plina od strane klipa zahtijeva da njegova visina bude ne manja od hoda klipa + visine prozora za pročišćavanje, što nije kritično kod mopeda, ali značajno otežava klip čak i pri relativno niskim ovlasti. Kada se snaga mjeri u stotinama konjskih snaga, povećanje mase klipa postaje vrlo ozbiljan faktor. Uvođenje razvodnih čahure s vertikalnim hodom u Ricardo motore bio je pokušaj da se omogući smanjenje veličine i težine klipa. Sistem se pokazao komplikovanim i skupim u izvedbi, osim u avijaciji, takvi motori nisu korišteni nigdje drugdje. Ispušni ventili (sa ventilom direktnog protoka) imaju dvostruko veću gustinu toplote u odnosu na četvorotaktne ispušne ventile i lošije uslove odvođenja toplote, a njihova sedišta imaju duži direktni kontakt sa izduvnim gasovima.

Najjednostavniji u pogledu redoslijeda rada i najsloženiji u pogledu dizajna je Fairbanks-Morse sistem, predstavljen u SSSR-u i Rusiji, uglavnom dizelskim dizel motorima serije D100. Takav motor je simetričan sistem s dvije osovine s divergentnim klipovima, od kojih je svaki povezan sa svojom radilicom. Dakle, ovaj motor ima dva mehanički sinhronizovana radilica; onaj spojen na izduvne klipove je ispred usisnog za 20-30 stepeni. Zbog ovog napredovanja poboljšava se kvalitet ispiracije, koje je u ovom slučaju direktno protočno, a poboljšava se i punjenje cilindra, jer su izduvni prozori već zatvoreni na kraju pražnjenja. 30-ih - 40-ih godina dvadesetog stoljeća predložene su sheme s parovima klipova koji se razilaze - u obliku dijamanta, trokutastog oblika; Postojali su avionski dizel motori sa tri radijalno divergentna klipa, od kojih su dva bila usisna i jedan izduvna. Tokom 1920-ih, Junkers je predložio sistem sa jednom osovinom sa dugim klipnjačama spojenim na prste gornjih klipova sa posebnim klackalicama; gornji klip je prenosio sile na radilicu pomoću para dugih klipnjača, a bilo je tri radilice po cilindru. Na klackalici su bili i četvrtasti klipovi šupljina za čišćenje. Dvotaktni motori s divergentnim klipovima bilo kojeg sistema u osnovi imaju dva nedostatka: prvo, vrlo su složeni i glomazni, a drugo, izduvni klipovi i obloge u području izduvnih prozora imaju značajnu toplinsku napetost i sklonost pregrijavanju . Izduvni klipni prstenovi su takođe termički opterećeni, skloni koksovanju i gubitku elastičnosti. Ove karakteristike čine dizajn takvih motora netrivijalnim zadatkom.

Motori sa direktnim protokom koji čiste ventile opremljeni su bregastim vratilom i ispušnim ventilima. Ovo značajno smanjuje zahtjeve za materijalima i izvođenjem CPG-a. Usis se vrši kroz prozore u košuljici cilindra, koji se otvaraju klipom. Ovako se sklapa većina modernih dvotaktnih dizelaša. Područje prozora i rukav u donjem dijelu u mnogim slučajevima se hlade punim zrakom.

U slučajevima kada je jedan od glavnih zahtjeva za motor smanjenje troškova, koriste se različite vrste koljenasta komora kontura prozor-prozor za čišćenje - petlja, klipna petlja (deflektor) u raznim modifikacijama. Da bi se poboljšali parametri motora, koriste se različite tehnike dizajna - promjenjiva dužina usisnih i izduvnih kanala, broj i lokacija obilaznih kanala može varirati, koriste se kalemovi, rotirajući plinski rezači, rukavi i zavjese koje mijenjaju visina prozora (i, shodno tome, momenti početka usisavanja i izduvavanja). Većina ovih motora je pasivno hlađena zrakom. Njihovi nedostaci su relativno niska kvaliteta izmjena plina i gubitak zapaljive smjese tokom pročišćavanja, u prisustvu nekoliko cilindara, sekcije komora radilice moraju biti odvojene i zapečaćene, dizajn radilice postaje složeniji i skuplji.

Potrebne dodatne jedinice za motore sa unutrašnjim sagorevanjem

Nedostatak motora sa unutrašnjim sagorevanjem je što najveću snagu razvija samo u uskom opsegu obrtaja. Stoga je bitan atribut motora sa unutrašnjim sagorevanjem menjač. Samo u nekim slučajevima (na primjer, u avionima) može se izostaviti složeni prijenos. Ideja o hibridnom automobilu postepeno osvaja svijet, u kojem motor uvijek radi u optimalnom režimu.

Pored toga, motoru sa unutrašnjim sagorevanjem je potreban sistem napajanja (za snabdevanje gorivom i vazduhom - priprema mešavine goriva i vazduha), izduvni sistem (za izduvne gasove) i sistem za podmazivanje (dizajniran da smanji sile trenja u mehanizmima motora, zaštiti delova motora od korozije, kao i zajedno sa rashladnim sistemom za održavanje optimalnih termičkih uslova), sistemima hlađenja (za održavanje optimalnih termičkih uslova motora), sistemom za pokretanje (koriste se metode pokretanja: električni starter, uz pomoć pomoćnog startni motor, pneumatski, uz pomoć ljudske mišićne snage), sistem za paljenje (za paljenje mešavine vazduh-gorivo, koristi se u motorima sa pozitivnim paljenjem).

vidi takođe

• Philippe Lebon - francuski inženjer koji je 1801. godine dobio patent za motor sa unutrašnjim sagorevanjem koji komprimira mešavinu gasa i vazduha.
• Rotacioni motor: dizajn i klasifikacija
• Rotacioni klipni motor (Wankel motor)

Bilješke

Linkovi

• Ben Knight "Povećanje kilometraže" //Članak o tehnologijama koje smanjuju potrošnju goriva automobilskih motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Motor sa unutrašnjim sagorevanjem (ICE) je najčešći tip motora koji se trenutno ugrađuje u automobile. Uprkos činjenici da se moderni motor sa unutrašnjim sagorevanjem sastoji od hiljada delova, princip njegovog rada je prilično jednostavan. U ovom članku ćemo razmotriti uređaj i princip rada motora s unutarnjim izgaranjem.

Na dnu stranice pogledajte video, koji jasno prikazuje uređaj i princip rada benzinskog motora s unutrašnjim sagorijevanjem.

Svaki motor sa unutrašnjim sagorevanjem ima cilindar i klip. Unutar cilindra motora sa unutrašnjim sagorevanjem toplotna energija koja se oslobađa tokom sagorevanja goriva pretvara se u mehaničku energiju koja može da pokrene naš automobil. Ovaj proces se ponavlja frekvencijom od nekoliko stotina puta u minuti, što osigurava kontinuiranu rotaciju radilice koja izlazi iz motora.

Princip rada četvorotaktnog motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Velika većina automobili ugraditi četverotaktne motore s unutarnjim sagorijevanjem, pa to uzimamo kao osnovu. Da biste bolje razumjeli princip rada benzinskog motora s unutrašnjim sagorijevanjem, pozivamo vas da pogledate sliku:

Smjesa goriva i zraka, koja ulazi u komoru za izgaranje kroz usisni ventil (prvi takt - usis), komprimuje se (takt dva - kompresija) i pali svjećicom. Prilikom sagorevanja goriva, pod uticajem visoke temperature, u cilindru motora nastaje višak pritiska, koji tera klip da se pomeri do takozvane donje mrtve tačke (BDC), pri čemu se ostvaruje treći ciklus - radni hod. Krećući se prema dolje tokom radnog hoda, uz pomoć klipnjače, klip rotira radilicu. Zatim, krećući se od BDC do gornje mrtve tačke (TDC), klip gura izduvne gasove kroz izduvni ventil u izduvni sistem vozila – ovo je četvrti takt (izduv) motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Takt je proces koji se odvija u cilindru motora u jednom hodu klipa. Skup ciklusa koji se ponavljaju u strogom redoslijedu i sa određenom frekvencijom obično se naziva radni ciklus, u ovom slučaju motor s unutarnjim sagorijevanjem.

1. Prvi korak - INLET. Klip se kreće od TDC do BDC, kada se to dogodi, nastaje vakuum i šupljina cilindra motora sa unutrašnjim sagorevanjem se puni zapaljive smeše kroz otvoreni usisni ventil. Smjesa, koja ulazi u komoru za sagorijevanje, miješa se s ostacima izduvnih plinova. Na kraju ulaza, pritisak u cilindru je 0,07-0,095 MPa, a temperatura je 80-120 ºS.
2. Drugi korak - KOMPRESIJA. Klip se pomiče u TDC, oba ventila su zatvorena, radna smjesa u cilindru je komprimirana, a kompresija je praćena povećanjem tlaka (1,2-1,7 MPa) i temperature (300-400 ºS).
3. Treći korak - PRODUŽENJE. Kada se radna smjesa zapali u cilindru motora s unutrašnjim sagorijevanjem, oslobađa se značajna količina topline, temperatura naglo raste (do 2500 stepeni Celzijusa). Pod pritiskom, klip se kreće u BDC. Pritisak je 4–6 MPa.
4. Četvrti korak - PUSTITI. Klip teži u TDC kroz otvoreni izduvni ventil, izduvni gasovi se potiskuju u izduvnu cev, a zatim u okolinu. Pritisak na kraju ciklusa: 0,1-0,12 MPa, temperatura 600-900 ºS.

I tako, uspjeli ste se uvjeriti da motor s unutrašnjim sagorijevanjem nije mnogo komplikovan. Kako kažu, sve genijalno je jednostavno. A za veću jasnoću preporučujemo da pogledate video, koji takođe vrlo dobro pokazuje princip rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem.