ما هي أنواع المحركات في السيارات. أنواع محركات الاحتراق الداخلي

المحرك جزء مهم جدًا من أي سيارة. يجب إعطاء اختيار المحرك انتباه خاص. إذا كنت لا تعرف أنواع المحركات الموجودة ، فلن تتمكن من اختيار المحرك المناسب لك. يعتمد الكثير على ذلك ، بما في ذلك سلامتك.

سيكون المحرك الأول في قائمة المحركات هذه الاحتراق الداخليمحرك الاحتراق الداخلي يعمل بالبنزين. تصميم هذا المحرك هو أن التحكم في الطاقة يحدث بمساعدة تدفق هواء قوي إلى حد ما وأيضًا بمساعدة صمام التحكم. يتم التحكم في مثل هذا المحرك من خلال مقعد السائق ، عن طريق الضغط على الدواسة.

محركات الحقن

وهناك نوع آخر من المحركات وهو الحقن. الخامس محركات الحقنهناك فوهات خاصة ، بفضل هذه الفتحات ، تتم عملية الحقن. محركات الحقن اقتصادية للغاية ، وتكاليف البنزين أقل بكثير. لذلك ، إذا كنت تريد توفير المال على البنزين ، فاختر سيارة بمحرك كهذا.

محركات المكربن

النوع الثالث من المحركات في هذه القائمة مكربن. في المحركات من هذا النوع ، يوجد أ عملية صعبة. في نفوسهم ، يتم خلط الأكسجين بالوقود ، في جهاز متخصص لهذه العملية. وتجدر الإشارة إلى أن هذه المحركات لم تعد تستخدم في الآلات الحديثة، تم استبدال هذه المحركات بمحركات الحقن.

يوجد محرك مكبس ، ويسمى هذا المحرك أيضًا بشكل مختلف ، وهو الديزل. تحدث عملية العمل في مثل هذا المحرك بسبب اشتعال الوقود (الوقود في حالة ذرية) ، ثم يتحد مع وقود ساخن آخر ، وبالتالي ينشط المحرك ، وتجدر الإشارة إلى أن هذه العملية تحدث عندما هواء مضغوط. هذا هو المحرك الموصوف بمزيد من التفصيل في هذه المقالة.

أي محرك سيارة تختار؟

لفهم المحرك المناسب لك ، عليك أن تفهم لماذا وكيف ستستخدم السيارة ، لأنه لا ينصح بشدة بالقيادة بسرعة بمحرك ديزل ، يمكنك إلحاق الضرر بمحرك المكبس إذا اكتسبت سرعة كبيرة ، و سوف تتسارع أيضًا لفترة طويلة.

ولكن مع محرك البنزين ، يمكنك بالفعل القيادة بسرعة كبيرة ، وعدم الخوف من الانهيار غير المتوقع. لكن في الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أنه مع محركات الديزل ، لا يتعين عليك أن تعاني من العديد من شمعات الإشعال والموزعين ، ولكن من الصعب جدًا بدء تشغيل محرك المكبس في البرد. سيتعين عليك أيضًا تغيير المرشحات كثيرًا ، وستحتاج إلى استخدام وقود جيد جدًا.

محركات الديزل صاخبة جدا ولكن محرك المكبسهناك جيدة ، يمكن للمرء أن يقول حتى الجر ممتازة ، بسرعات منخفضة.

لا تعتقد أن محركات البنزين مثالية وليس لها عيوب ، فهي ليست كذلك. أكبر عيب لمحرك البنزين هو شمعات الإشعال.في الوقت الحاضر ظهرت سيارات هجينة ، مثل هذه السيارات عبارة عن سيارة بها محركان ، وهما الكهرباء والبنزين ، عندما تحتاج للقيادة سرعات منخفضةعمل محرك كهربائيوإذا كنت بحاجة إلى القيادة بسرعات عاليةيبدأ محرك البنزين ، سيارات مماثلةجودة عالية جدا ، ولكن من الجدير بالذكر أن الإصلاح سيارات مماثلةغال قليلا.

يمكن أن نستنتج أنه لا وجود للجميع ، واحد محرك مناسب. اختر المحرك الذي تختاره ، وتتحدث هذه المقالة ببساطة عن إيجابيات وسلبيات كل نوع من المحركات. لكن تذكر أن اختيار المحرك يجب أن يحظى بالكثير من الاهتمام.

محرك الاحتراق الداخلي هو نوع من المحركات يتم فيه إشعال الوقود في حجرة العمل بالداخل ، وليس في وسائط خارجية إضافية. جليد يحول الضغط منالإحتراق الوقود في عمل ميكانيكي.

من التاريخ

كان أول ICE وحدة الطاقة De Rivaza ، الذي سمي على اسم مبتكره François de Rivaz ، هو من فرنسا ، والذي صممه في عام 1807.

كان هذا المحرك بالفعل اشتعال شرارة ، وكان قضيب ربط ، مع نظام المكبس، وهذا هو نوع من النموذج الأولي للمحركات الحديثة.

بعد 57 عامًا ، اخترع مواطن دي ريفاز إيتيين لينوار الوحدة ثنائية الأشواط. كان لهذه الوحدة ترتيب أفقي لأسطوانتها الوحيدة ، وكان هناك اشتعال شرارة وعملت على مزيج من غاز الإضاءة مع الهواء. كان عمل محرك الاحتراق الداخلي في ذلك الوقت كافياً بالفعل للقوارب الصغيرة.

بعد 3 سنوات أخرى ، أصبح الألماني نيكولاس أوتو منافسًا ، كانت من بنات أفكاره بالفعل أربع ضربات محرك الغلاف الجويمع اسطوانة عمودية. الكفاءة في هذه القضيةزادت بنسبة 11٪ ، على عكس كفاءة محرك ريفاز الاحتراق الداخلي ، فقد أصبحت 15٪.

بعد ذلك بقليل ، في الثمانينيات من نفس القرن ، مصمم روسيأطلق Ogneslav Kostovich لأول مرة وحدة من نوع المكربن ​​، وقام المهندسون من ألمانيا ، Daimler و Maybach ، بتحسينها إلى شكل خفيف الوزن ، والذي بدأ تركيبه على الدراجات النارية والمركبات.

في عام 1897 ، أدخل رودولف ديزل محركات الاحتراق الداخلي بالضغط والاشتعال باستخدام الزيت كوقود. أصبح هذا النوع من المحركات سلفًا لمحركات الديزل المستخدمة حاليًا.

أنواع المحركات

• تعمل محركات البنزين من نوع المكربن ​​\ u200b \ u200b بوقود ممزوج بالهواء. يتم تحضير هذا الخليط مسبقًا في المكربن ​​، ثم يدخل في الأسطوانة. في ذلك ، يتم ضغط الخليط ، ويتم إشعاله بواسطة شرارة من شمعة احتراق.
• تتميز محركات الحقن بحقيقة أن الخليط يتم توفيره مباشرة من الفتحات أثناء ذلك مشعب السحب. يحتوي هذا النوع على نظامين للحقن - الحقن الفردي والحقن الموزع.
• الخامس محرك ديزليحدث الاشتعال بدون شمعات إشعال. تحتوي أسطوانة هذا النظام على هواء مسخن لدرجة حرارة تتجاوز درجة حرارة اشتعال الوقود. يتم توفير الوقود لهذا الهواء من خلال الفوهة ، ويتم إشعال الخليط بأكمله على شكل شعلة.
• غاز ICE له المبدأ دورة حرارية، يمكن أن يكون الوقود غاز طبيعيو الهيدروكربونات. يدخل الغاز إلى المخفض ، حيث يستقر ضغطه على المخفض العامل. ثم يدخل الخلاط ، وفي النهاية يشتعل في الاسطوانة.
• تعمل محركات الاحتراق الداخلي للغاز والديزل وفقًا لمبدأ الغاز ، على عكسها فقط ، لا يتم إشعال الخليط بواسطة شمعة ، ولكن ديزل، يتم حقنها بنفس الطريقة كما في محرك الديزل التقليدي.
• تختلف أنواع المكابس الدوارة لمحركات الاحتراق الداخلي اختلافًا جوهريًا عن البقية بسبب وجود دوار يدور في غرفة على شكل ثمانية. لفهم ماهية الدوار ، عليك أن تفهم أنه في هذه الحالة يلعب الدوار دور المكبس والتوقيت و العمود المرفقي، أي آلية توقيت خاصة غائبة تمامًا هنا. مع دورة واحدة ، تحدث ثلاث دورات عمل في وقت واحد ، وهو ما يمكن مقارنته بتشغيل محرك سداسي الأسطوانات.

مبدأ التشغيل

يهيمن عليها حاليا أربعة مبدأ السكتة الدماغيةتشغيل محرك الاحتراق الداخلي. هذا يرجع إلى حقيقة أن المكبس الموجود في الأسطوانة يمر أربع مرات - لأعلى ولأسفل بالتساوي مرتين.

كيف يعمل محرك الاحتراق الداخلي:

1. السكتة الدماغية الأولى - المكبس ، عندما يتحرك لأسفل ، يسحب خليط الوقود. في هذه الحالة ، يكون صمام السحب مفتوحًا.
2. بعد أن يصل المكبس إلى المستوى السفلي ، يتحرك لأعلى ، ويضغط الخليط القابل للاحتراق ، والذي بدوره يأخذ حجم غرفة الاحتراق. هذه المرحلة ، المدرجة في مبدأ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي ، هي الثانية على التوالي. يتم إغلاق الصمامات في نفس الوقت ، وكلما كان الضغط أكثر كثافة ، كان الضغط أفضل.
3. في الشوط الثالث ، يتم تشغيل نظام الإشعال ، حيث يتم هنا إشعال خليط الوقود. لغرض تشغيل المحرك ، يطلق عليه "العمل" ، حيث تبدأ في نفس الوقت عملية تشغيل الوحدة. يبدأ المكبس الناتج عن انفجار الوقود في التحرك لأسفل. كما في الشوط الثاني ، تكون الصمامات في حالة مغلقة.
4. الضربة الأخيرة هي الرابعة ، التخرج ، والتي توضح ما هي النهاية دورة كاملة. من خلال المكبس صمام العادميتخلص من غازات العادم من الاسطوانة. ثم يتكرر كل شيء دوريًا مرة أخرى ، لفهم كيفية عمل محرك الاحتراق الداخلي ، يمكنك تخيل الطبيعة الدورية للساعة.

جهاز ICE

من المنطقي اعتبار جهاز محرك الاحتراق الداخلي من المكبس ، لأنه عنصر العمل الرئيسي. إنه نوع من "الزجاج" بداخله تجويف فارغ.

يحتوي المكبس على فتحات يتم فيها إصلاح الحلقات. هذه الحلقات نفسها مسؤولة عن ضمان عدم دخول الخليط القابل للاحتراق تحت المكبس (الضغط) ، وكذلك ضمان عدم دخول الزيت إلى الفراغ الموجود أعلى المكبس نفسه (مكشطة الزيت).

إجراءات التشغيل

• عندما يدخل خليط الوقود إلى الأسطوانة ، يمر المكبس بالضربات الأربع الموضحة أعلاه ، وتدفع الحركة الترددية للمكبس العمود.
• الترتيب الإضافي لتشغيل المحرك كما يلي: الجزء العلوييتم توصيل قضيب التوصيل بدبوس موجود داخل تنورة المكبس. يؤمن كرنك العمود المرفقي قضيب التوصيل. يقوم المكبس ، عند التحرك ، بتدوير العمود المرفقي ، ويقوم الأخير ، في الوقت المناسب ، بنقل عزم الدوران إلى نظام النقل ، ومن هناك إلى نظام التروس ثم إلى عجلات القيادة. في جهاز محركات السيارات مع دفع العجلات الخلفيةيعمل عمود الكردان أيضًا كوسيط للعجلات.

تصميم ICE

آلية توزيع الغاز (التوقيت) في جهاز محرك الاحتراق الداخلي هي المسؤولة عن حقن الوقود ، وكذلك عن إطلاق الغازات.

تتكون آلية التوقيت من صمام علوي وصمام سفلي ، ويمكن أن يكون من نوعين - حزام أو سلسلة.

غالبًا ما يكون قضيب التوصيل مصنوعًا من الفولاذ عن طريق الختم أو التزوير. هناك أنواع من قضبان التوصيل المصنوعة من التيتانيوم. يقوم قضيب التوصيل بنقل قوى المكبس إلى العمود المرفقي.

العمود المرفقي المصنوع من الحديد الزهر أو الصلب عبارة عن مجموعة من مجلات قضبان التوصيل الرئيسية. يوجد داخل هذه الأعناق ثقوب مسؤولة عن إمداد الزيت تحت الضغط.

مبدأ تشغيل آلية الكرنك في محركات الاحتراق الداخلي هو تحويل حركات الكباس إلى حركات العمود المرفقي.

غالبًا ما يكون رأس الأسطوانة (رأس الأسطوانة) ، ومعظم محركات الاحتراق الداخلي ، مثل كتلة الأسطوانة ، مصنوعًا من الحديد الزهر وقليلًا من سبائك الألومنيوم المختلفة. يحتوي رأس الأسطوانة على غرف الاحتراق ، وقنوات العادم ، وفتحات شمعة الاحتراق. يوجد بين كتلة الأسطوانة ورأس الأسطوانة حشية تضمن إحكام التوصيل الكامل.

يشتمل نظام التزييت ، الذي يشتمل على محرك احتراق داخلي ، على حوض زيت ، ومدخل زيت ، ومضخة زيت ، مصفاة النفطومبرد الزيت. كل هذا مرتبط بالقنوات والطرق السريعة المعقدة. نظام التشحيم مسؤول ليس فقط عن تقليل الاحتكاك بين أجزاء المحرك ، ولكن أيضًا عن تبريدها ، فضلاً عن تقليل التآكل والتآكل. مورد الجليد.

قد يتم استكمال جهاز المحرك ، حسب نوعه ، نوعه ، بلد الصنع بشيء أو ، على العكس من ذلك ، قد تكون بعض العناصر مفقودة بسبب التقادم النماذج الفردية، لكن التصميم العام للمحرك يظل هو نفسه المبدأ القياسي لتشغيل محرك الاحتراق الداخلي.

وحدات إضافية

بالطبع ، لا يمكن أن يوجد محرك الاحتراق الداخلي كعضو منفصل بدونه وحدات إضافيةالتي تجعلها تعمل. يقوم نظام التشغيل بتدوير المحرك وإحضاره إلى الوضع الصحيح ظرف العمل. هناك مبادئ مختلفة لبدء التشغيل حسب نوع المحرك: بادئ ، هوائي ، عضلي.

يسمح لك ناقل الحركة بتطوير الطاقة في نطاق دوران ضيق. يوفر نظام الطاقة محرك ICEكهرباء صغيرة. ويشمل بطارية المجمعومولد يوفر تدفقاً مستمراً للكهرباء وشحن البطارية.

يوفر نظام العادم إطلاق الغازات. يشمل أي جهاز محرك سيارة: العادم، الذي يجمع الغازات في أنبوب واحد ، وهو محول حفاز يقلل من سمية الغازات عن طريق تقليل أكسيد النيتريك ويستخدم الأكسجين الناتج لحرق المواد الضارة.

يعمل كاتم الصوت في هذا النظام على تقليل الضوضاء الصادرة من المحرك. محركات الاحتراق الداخلي سيارات حديثةيجب أن تتوافق المنشأة بموجب القانونأعراف.

نوع الوقود

يجب أيضًا أن نتذكر عدد الأوكتان للوقود ، والذي تستخدمه أنواع مختلفة من محركات الاحتراق الداخلي.

الأعلى رقم الأوكتانالوقود - كلما زادت نسبة الضغط ، مما يؤدي إلى زيادة المعامل عمل مفيدمحرك الاحتراق الداخلي.

ولكن هناك أيضًا مثل هذه المحركات التي تؤدي فيها زيادة رقم الأوكتان فوق ذلك الذي حددته الشركة المصنعة إلى حدوث عطل سابق لأوانه. يمكن أن يحدث هذا عن طريق حرق المكابس ، وتدمير الحلقات ، وغرف الاحتراق السخامي.

يوفر المصنع الحد الأدنى والحد الأقصى من رقم الأوكتان ، الأمر الذي يتطلب محرك احتراق داخلي.

ضبط

أولئك الذين يرغبون في زيادة قوة محركات الاحتراق الداخلي غالبًا ما يقومون بتثبيت أنواع مختلفة من التوربينات أو الضواغط (إذا لم يتم توفيرها من قبل الشركة المصنعة).

تشغيل الضاغط تسكعإنه يوفر طاقة قليلة ويحافظ على استقرار عدد الدورات في الدقيقة. التوربين ، على العكس من ذلك ، يضغط الطاقة القصوىعندما يتم تشغيله.

يتطلب تركيب وحدات معينة التشاور مع الحرفيين ذوي الخبرة في اتجاه ضيق ، منذ إصلاح أو استبدال الوحدات أو إضافة محرك احتراق داخلي خيارات اضافية- هذا انحراف عن الغرض من المحرك وتقليل موارد محرك الاحتراق الداخلي ، و أفعال خاطئةيمكن أن يؤدي إلى عواقب لا رجعة فيها ، أي أنه يمكن إنهاء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي بشكل دائم.

يوجد حاليا مختلف أنواع محركات السياراتعلى أساس مبدأ الاحتراق الداخلي. حسب طبيعة العمل ، يتم تقسيمها إلى مكربن ​​وديزل. ضع في اعتبارك اختلافاتهم وتحدث عن أنواع المحركات في السيارات الحديثة.

دورة المحرك - معايير التصنيف

يعتمد مبدأ تشغيل المحرك على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية باستخدام عمليات متكررة معينة ، وهي عبارة عن دورة عمل. اعتمادًا على عدد ضربات المكبس المطلوبة لتنفيذ مثل هذه الدورة ، تكون المحركات إما رباعية الأشواط أو ثنائية الأشواط. تعمل جميع أنواع محركات الاحتراق الداخلي المستخدمة في السيارات على دورة عمل رباعية الأشواط. ويشمل سحب الوقود وضغطه ، بالإضافة إلى شوط الطاقة والعادم.

يقوم المحرك ثنائي الأشواط بضربتي مكبس فقط في دورة واحدة: ضغط وسكتة دماغية. لكن تنظيف الأسطوانات وتعبئتها يحدث أثناء هاتين الدورتين ، تقريبًا في نقاط ما قبل الحرجة. هذه المحركات لها بعض العيوب ، مثل المزيد من التلوث غازات العادم. لكن بأحجام متساوية محرك ثنائي الأشواطأقوى من رباعي الأشواط ، وكذلك تصميمه أبسط. العيب الرئيسي ، الذي لم يجدوا التوزيع في السيارات بسببه ، هو تدفق عاليةالوقود ، لا يحترق إلى حد كبير ، وهذا هو السبب في أن العادم ملوث للغاية.

أنواع حقن محركات السيارات

يعمل محرك الحقن بشكل مختلف قليلاً: لا يتم توفير الهواء للوقود ، ولكن يتم حقن الوقود في وسط الهواء بطريقة الحقن الصغيرة. فوهة الضغط تتطاير سائل قابل للاشتعال، مما يقلل من استهلاكه ، لأن هذه الكمية محسوبة أجهزة خاصة. للسبب نفسه ، تكون هذه المحركات أكثر اقتصادا ، وبسبب النسبة المثلى لمكونات الخليط الناتج ، يزداد نقاء العادم و كفاءة المحرك.

تلك الأنواع محركات السياراتالتي تستخدم عن طريق الحقن تنقسم إلى الإلكترونية والميكانيكية. في الحالة الأولى ، يتم تكوين وحقن الوقود باستخدام وحدة تحكم إلكترونية خاصة. يتم تنفيذ الجرعة الميكانيكية للوقود بواسطة رافعات من نوع المكبس ، حيث يتم التحكم في خليط الوقود نفسه بواسطة الإلكترونيات. عند استخدام أنظمة الحقن هذه ، يتم ضمان احتراق الوقود بشكل أكثر شمولاً و الانبعاثات الضارةالنفايات.

أنواع المكربن ​​من محركات السيارات - ما الذي سيحل محلها؟

ضع في اعتبارك أنواع المحركات الموجودة في السيارات الحديثة. كل منهم يختلف في نوع الوقود المستخدم ، في الموقع وعدد الاسطوانات ، في طريقة التكوين خليط العملوغيرها من المعلمات التي تميز عملهم. الكثير من الأنواع محركات البنزينلا يزال مثبتًا على موديلات حديثةسيارات.

يدخل البنزين الذي يمر عبر نظام الوقود إلى المكربن ​​أو مجمع السحب. يدخل الهواء هناك ، تحت تأثير تدفقه ، يحدث خلط نشط ، مما ينتج عنه خليط. ثم يتم توفير خليط الهواء والوقود النهائي إلى الأسطوانات ، حيث يتم ضغطه تحت تأثير قوى المكابس ، وبعد ذلك يتم إشعاله بواسطة شرارة كهربائية تولدها شمعات الإشعال.

تعتبر جميع أنواع محركات السيارات التي تستخدم المكربن ​​(carburetors) عفا عليها الزمن. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام إمدادات الوقود عن طريق الحاقن على نطاق واسع.في هذه الحالة ، يتم رش الوقود عن طريق الحقن إما مباشرة في الاسطوانة أو من خلال مشعب سحب خاص.

أنواع محركات السيارات: ديزل - عصرية أم عملية؟

بالنظر إلى أنواع محركات الاحتراق الداخلي ، يجب تحديد محركات الاحتراق الداخلي للديزل بشكل منفصل ، حيث يعتمد مبدأ التشغيل على اشتعال خليط العمل أثناء عملية الضغط. عندما يتم سحب الهواء ، يتم ضغطه بقوة ، أعلى بكثير من نفس القيمة في محركات مكربنة. نتيجة ل ضغط مرتفعيتم تسخين الهواء حتى درجة حرارة عاليةيسبب الاشتعال الذاتي لخليط العمل. بعد ذلك ، تبدأ دورة شوط المكبس والإزاحة اللاحقة لغازات العادم عبر صمام العادم.

هذه الأنواع من محركات السيارات هي أكثر تدفق منخفضالوقود و مقدار بسيط مواد مؤذيةفي غازات العادم. كفاءة محركات الديزل أعلى أيضًا. اليوم ، هذا النوع من المحركات له عيوب أقل فأقل ، حتى الصقيع لم يعد عقبة أمام بدء تشغيل السيارة. حل تركيب نظام التدفئة الداخلية الأبدية صداع الراسأصحاب الديزل.

تعمل الأنواع المختلفة على أنواع وقود متطابقة تقريبًا ، وتختلف فقط في الخصائص التي تعتمد على الوقت من السنة. لا تحتوي هذه المحركات على نظام إشعال لأن الوقود ينفجر تحت ضغط مرتفع يدفع المكبس. وبالتالي ، فإن أنواعًا كثيرة من محركات الاحتراق الداخلي تضمن إنتاج أكبر قدر ممكن نماذج مختلفةسيارات. هذا يسمح باستخدامها في جميع مجالات الحياة تقريبًا.

منذ ما يقرب من مائة عام ، في كل مكان في العالم ، كانت وحدة الطاقة الرئيسية في السيارات والدراجات النارية والجرارات والجمعيات وغيرها من المعدات عبارة عن محرك احتراق داخلي. قادمة في بداية القرن العشرين لتحل محل المحركات الاحتراق الخارجي(بخار) ، حتى في القرن الحادي والعشرين ، يظل أكثر أنواع المحركات فعالية من حيث التكلفة. في هذه المقالة ، سننظر بالتفصيل في الجهاز ، مبدأ التشغيل أنواع مختلفة ICE وأهمها الأنظمة المساعدة.

التعريف والسمات العامة لمحرك الاحتراق الداخلي

السمة الرئيسية لأي محرك احتراق داخلي هو أن الوقود يشتعل مباشرة داخل حجرة العمل الخاصة به ، وليس في ناقلات خارجية إضافية. أثناء التشغيل ، يتم تحويل الطاقة الكيميائية والحرارية الناتجة عن احتراق الوقود إلى أعمال ميكانيكية. مبدأ عملية ICEبناءً على التأثير الفيزيائي للتمدد الحراري للغازات ، والذي يتكون أثناء عملية الاحتراق خليط الوقود والهواءتحت الضغط داخل اسطوانات المحرك.

تصنيف محركات الاحتراق الداخلي

في عملية تطور محركات الاحتراق الداخلي ، أثبتت الأنواع التالية من هذه المحركات فعاليتها:

• مكبسمحركات الاحتراق الداخلي. في داخلها ، توجد غرفة العمل داخل الأسطوانات ، ويتم تحويل الطاقة الحرارية إلى عمل ميكانيكي عن طريق آلية كرنك تنقل طاقة الحركة إلى العمود المرفقي. محركات المكبسمقسمة بدورها إلى
• المكربنفيه الهواء خليط الوقودتشكلت في المكربن ​​، وحقنت في الاسطوانة واشتعلت هناك بواسطة شرارة من شرارة ؛

• حقنة، حيث يتم تغذية الخليط مباشرة في مشعب السحب ، من خلال فوهات خاصة ، تحت سيطرة وحدة التحكم الإلكترونية ، ويتم إشعاله أيضًا عن طريق شمعة ؛
• ديزل، حيث يحدث اشتعال خليط الهواء والوقود بدون شمعة ، عن طريق ضغط الهواء الذي يتم تسخينه بضغط من درجة حرارة تتجاوز درجة حرارة الاحتراق ، ويتم حقن الوقود في الأسطوانات من خلال الفتحات.
• مكبس دوارمحركات الاحتراق الداخلي. في المحركات من هذا النوعيتم تحويل الطاقة الحرارية إلى عمل ميكانيكي عن طريق تدوير غازات العمل للدوار ذي الشكل والملف الشخصي الخاصين. يتحرك الجزء المتحرك على طول "مسار كوكبي" داخل حجرة العمل ، والذي له شكل "ثمانية" ، ويقوم بوظائف كل من المكبس والتوقيت (آلية توزيع الغاز) ، والعمود المرفقي.
• التوربينات الغازيةمحركات الاحتراق الداخلي. في هذه المحركات ، يتم تحويل الطاقة الحرارية إلى عمل ميكانيكي عن طريق تدوير الدوار بشفرات خاصة على شكل إسفين ، والتي تحرك عمود التوربين.

الأكثر موثوقية ، متواضع ، اقتصادي من حيث استهلاك الوقود والحاجة إلى الصيانة الدورية هي محركات المكبس.

يمكن تضمين المعدات ذات الأنواع الأخرى من محركات الاحتراق الداخلي في الكتاب الأحمر. في الوقت الحاضر ، السيارات محركات مكبس دوارةفقط مازدا تصنع. أنتجت شركة كرايسلر سلسلة تجريبية من السيارات بمحرك توربيني غازي ، لكنها كانت في الستينيات ، ولم يعد أي من صانعي السيارات إلى هذه المشكلة. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية محركات توربينات الغازتم تجهيز دبابات "T-80" وسفن الإنزال "Zubr" ، لكن في المستقبل تقرر التخلي عن هذا النوع من المحركات. في هذا الصدد ، دعونا نتناول بالتفصيل "الفوز السيطرة على العالم»مكبس محركات الاحتراق الداخلي.

يتحد غلاف المحرك في كائن حي واحد:

• حاجز الاسطوانة، داخل غرف الاحتراق التي يشتعل فيها خليط الوقود والهواء ، وتدفع الغازات الناتجة عن هذا الاحتراق المكابس ؛
• آلية كرنك، الذي ينقل طاقة الحركة إلى العمود المرفقي ؛
• آلية توزيع الغاز، والذي تم تصميمه لضمان فتح / إغلاق الصمامات في الوقت المناسب للدخول / العادم خليط قابل للاحتراقوغازات العادم
• نظام الإمداد ("الحقن") والاشتعال ("الاشتعال") لخليط الوقود والهواء;
• نظام إزالة منتجات الاحتراق(غازات العادم).

مقطع عرضي لمحرك احتراق داخلي رباعي الأشواط

عند بدء تشغيل المحرك ، يُحقن خليط من وقود الهواء في أسطواناته من خلال صمامات السحب ويشتعل هناك من شرارة شرارة. أثناء الاحتراق والتمدد الحراري للغازات من الضغط الزائديتحرك المكبس ، وينقل العمل الميكانيكي إلى دوران العمود المرفقي.

يتم تشغيل محرك الاحتراق الداخلي للمكبس بشكل دوري. تتكرر هذه الدورات عدة مئات من المرات في الدقيقة. هذا يضمن الدوران الترجمي المستمر للعمود المرفقي الذي يخرج من المحرك.

دعونا نحدد المصطلحات. السكتة الدماغية هي عملية عمل تحدث في محرك بضربة واحدة للمكبس ، وبصورة أدق ، في إحدى حركاته في اتجاه واحد ، لأعلى أو لأسفل. الدورة هي مجموعة من الدورات التي تتكرر في تسلسل معين. بعدد الدورات داخل عامل واحد دورة الجليديتم تقسيمها إلى شوطين (يتم تنفيذ الدورة في دورة واحدة للعمود المرفقي وضربتين للمكبس) وأربعة أشواط (لدورتين للعمود المرفقي وأربع مكابس). في نفس الوقت ، سواء في تلك المحركات أو في المحركات الأخرى ، تسير عملية العمل وفقًا للخطة التالية: ضغط؛ الإحتراق؛ التوسع والإفراج.

مبادئ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي

- مبدأ تشغيل محرك ثنائي الشوط

عند بدء تشغيل المحرك ، يبدأ المكبس ، الذي يجره دوران العمود المرفقي ، في التحرك. بمجرد أن يصل إلى مركزه الميت السفلي (BDC) ويستمر في التحرك لأعلى ، يتم توفير الوقود إلى غرفة الاحتراق بالأسطوانة. خليط الهواء.

في حركته الصاعدة يقوم المكبس بضغطها. في اللحظة التي يصل فيها المكبس إلى مركزه الميت الأعلى (TDC) ، شرارة من شمعة الإشعال الإلكترونييشعل خليط الوقود والهواء. تتوسع على الفور ، وأبخرة الوقود المحترق تدفع المكبس بسرعة إلى القاع مركز الموت.

في هذا الوقت ، يتم فتح صمام العادم ، والذي من خلاله يتم فتحه عوادم المرورإزالتها من غرفة الاحتراق. بعد اجتياز BDC مرة أخرى ، يستأنف المكبس حركته إلى TDC. خلال هذا الوقت ، يصنع العمود المرفقي ثورة واحدة.

مع حركة جديدة للمكبس ، تفتح قناة مدخل خليط الوقود والهواء مرة أخرى ، مما يحل محل الحجم الكامل لغازات العادم ، وتتكرر العملية برمتها من جديد. نظرًا لحقيقة أن عمل المكبس في مثل هذه المحركات يقتصر على شريطين ، فإنه يعمل أقل بكثير مما هو عليه في محرك رباعي الأشواط، عدد الحركات لوحدة زمنية معينة. يتم تقليل خسائر الاحتكاك. ومع ذلك ، يتم إطلاق الكثير من الطاقة الحرارية ، وتسخن المحركات ثنائية الأشواط بشكل أسرع وأقوى.

في المحركات ثنائية الشوط ، يتم استبدال المكبس قطار الصمامتوزيع الغاز ، أثناء حركته في لحظات معينة ، فتح وإغلاق فتحات العمل لمدخل ومخرج الأسطوانة. الأسوأ من ذلك ، مقارنة بمحرك رباعي الأشواط ، أن تبادل الغازات هو العيب الرئيسي لنظام ICE ثنائي الأشواط. في لحظة إزالة غازات العادم ، يتم فقد نسبة مئوية معينة ليس فقط من مادة العمل ، ولكن أيضًا من الطاقة.

المجالات تطبيق عملي محركات ثنائية الشوطالدراجات والدراجات البخارية الفولاذية الاحتراق الداخلي ؛ محركات القوارب، جزازات العشب ، المناشير ، إلخ. تكنولوجيا منخفضة الطاقة.

هذه العيوب ليست كذلك محركات الاحتراق الداخلي رباعية الأشواط، والتي ، في إصدارات مختلفة ، يتم تثبيتها على جميع السيارات والجرارات والمعدات الأخرى الحديثة تقريبًا. في نفوسهم ، يتم سحب / إخراج خليط قابل للاحتراق / غازات العادم كتدفقات عمل منفصلة ، ولا يتم دمجها مع الضغط والتمدد ، كما هو الحال في الشوطين. بمساعدة آلية توزيع الغاز ، يتم ضمان التزامن الميكانيكي لتشغيل صمامات السحب والعادم مع سرعة العمود المرفقي. في المحرك رباعي الأشواط ، يحدث حقن خليط الوقود والهواء فقط بعد الإزالة الكاملة لغازات العادم وإغلاق صمامات العادم.

عملية تشغيل محرك الاحتراق الداخلي

كل شوط عمل هو ضربة واحدة للمكبس في النطاق من أعلى إلى أسفل المركز الميت. في هذه الحالة ، يمر المحرك بمراحل التشغيل التالية:

• السكتة الدماغية الأولى ، المدخل. يتحرك المكبس من أعلى مركز ميت إلى أسفل المركز الميت. في هذا الوقت يحدث فراغ داخل الاسطوانة ، يفتح مدخل الصمامويدخل خليط الوقود والهواء. في نهاية المدخول ، يتراوح الضغط في تجويف الأسطوانة من 0.07 إلى 0.095 ميجا باسكال ؛ درجة الحرارة - من 80 إلى 120 درجة مئوية.
• شريط اثنين ، ضغط. عندما يتحرك المكبس من أسفل إلى أعلى المركز الميت ويتم إغلاق صمامات السحب والعادم ، يتم ضغط الخليط القابل للاحتراق في تجويف الأسطوانة. هذه العملية مصحوبة بزيادة في الضغط تصل إلى 1.2-1.7 ميجا باسكال ، ودرجة حرارة - تصل إلى 300-400 درجة مئوية.
• العارضة الثالثة ، التوسع. يشتعل خليط الوقود والهواء. ويصاحب ذلك إطلاق كمية كبيرة من الطاقة الحرارية. ترتفع درجة الحرارة في تجويف الأسطوانة بشكل حاد إلى 2.5 ألف درجة مئوية. تحت الضغط ، يتحرك المكبس بسرعة إلى مركزه الميت السفلي. يتراوح مؤشر الضغط في هذه الحالة من 4 إلى 6 ميجا باسكال.
• شريط أربعة ، العدد. أثناء الحركة العكسية للمكبس إلى أعلى مركز ميت ، ينفتح صمام العادم ، والذي يتم من خلاله دفع غازات العادم خارج الاسطوانة إلى أنبوب العادم ، ثم إلى بيئة. مؤشرات الضغط في المرحلة الأخيرة من الدورة هي 0.1-0.12 ميجا باسكال ؛ درجة الحرارة - 600-900 درجة مئوية.

الأنظمة المساعدة لمحرك الاحتراق الداخلي

نظام الإشعال هو جزء من المعدات الكهربائية للآلة وهو مصمم لتوفير شرارة، إشعال خليط الوقود والهواء في حجرة العمل بالأسطوانة. عناصرأنظمة الإشعال هي:

• مصدر الطاقة. أثناء بدء تشغيل المحرك ، هذه هي البطارية وأثناء تشغيلها ، المولد.
• التبديل ، أو مفتاح الإشعال. كان ميكانيكيًا في السابق ، وفي السنوات الاخيرةكهربائية بشكل متزايد جهاز الاتصاللتزويد الكهرباء.
• تخزين الطاقة. الملف ، أو المحول الذاتي ، عبارة عن وحدة مصممة لتخزين وتحويل طاقة كافية لإحداث التفريغ المطلوب بين أقطاب شمعات الإشعال.
• موزع الإشعال (الموزع). جهاز مصمم لتوزيع نبضة جهد عالي على طول الأسلاك المؤدية إلى شمعات كل اسطوانة.

نظام الإشعال بالجليد

- نظام المدخول

تم تصميم نظام تناول ICE لدون انقطاع الايداع في المحركالغلاف الجوي هواء،لخلطها بالوقود وتحضير خليط قابل للاشتعال. وتجدر الإشارة إلى أنه في محركات المكربن ​​في الماضي ، يتكون نظام السحب من مجرى هواء و مرشح الهواء. وهذا كل شيء. جزء نظام المدخولتشمل السيارات الحديثة والجرارات والمعدات الأخرى:

• مدخل الهواء. إنه أنبوب فرعي مناسب للجميع محرك محددنماذج. من خلاله ، يتم امتصاص الهواء الجوي إلى المحرك ، من خلال اختلاف الضغط في الغلاف الجوي وفي المحرك ، حيث يحدث الفراغ عندما تتحرك المكابس.
• مرشح الهواء. هذه مستهلك، مصممة لتنظيف الهواء الداخل إلى المحرك من الغبار والجسيمات الصلبة ، وتأخيرها على الفلتر.
• صمام التحكم. صمام هواء مصمم لتنظيم الإمداد الكمية الصحيحةهواء. ميكانيكيًا ، يتم تنشيطه بالضغط على دواسة الوقود ، وفي التقنية الحديثة- بمساعدة الإلكترونيات.
• مشعب السحب. يوزع تدفق الهواء عبر اسطوانات المحرك. لكي أعطي تدفق الهواءيتم استخدام التوزيع المرغوب فيه ، ورفوف السحب الخاصة ومُعزز الفراغ.

نظام أو نظام الوقود امدادات الطاقة ICE، "المسؤول" عن عدم الانقطاع امدادات الوقودلتشكيل خليط الوقود والهواء. جزء نظام الوقوديشمل:

• خزان الوقود- وعاء لتخزين البنزين أو الديزل مع جهاز لأخذ الوقود (مضخة).
• خطوط الوقود- مجموعة من الأنابيب والخراطيم يدخل من خلالها "طعامها" إلى المحرك.
• جهاز الخلط ، أي المكربن ​​أو الحاقن- آلية خاصة لتحضير خليط الوقود والهواء وحقنه في محرك الاحتراق الداخلي.
• وحدة التحكم الالكترونية(وحدة نقدية أوروبية) تشكيل خليط وحقن - في محركات الحقن ، هذا الجهاز "مسؤول" عن متزامن و كفاءة العملبشأن تكوين وتزويد المحرك بخليط قابل للاشتعال.
• مضخه وقود - جهاز كهربائيلضخ البنزين أو وقود الديزل في خط الوقود.
• يعد فلتر الوقود مستهلكًا لتنقية الوقود بشكل إضافي أثناء نقله من الخزان إلى المحرك.

مخطط نظام الوقود ICE

- نظام تشحيم

الغرض من نظام تزييت ICE هو تقليل الاحتكاكوتأثيره المدمر على الأجزاء ؛ اختطافأجزاء من الفائض الحرارة; إزالةمنتجات السخام وارتداء; الحمايةفلز ضد التآكل. يشمل نظام تزييت المحرك ما يلي:

• مقلاة زيت- خزان زيت المحرك. يتم التحكم في مستوى الزيت في الحوض ليس فقط بواسطة مقياس عمق خاص ، ولكن أيضًا بواسطة جهاز استشعار.
• مضخة وقود- يضخ الزيت من الحوض ويسلمه إليه التفاصيل الصحيحةالمحرك من خلال قنوات حفر خاصة - "خطوط". تحت تأثير الجاذبية ، يتدفق الزيت لأسفل من الأجزاء المشحمة ، ويعود إلى وعاء الزيت ، ويتراكم هناك ، وتتكرر دورة التزييت مرة أخرى.
• مصفاة النفطيحبس ويزيل الجزيئات الصلبة من زيت المحرك المتكون من السخام ومنتجات الأجزاء. يتم دائمًا استبدال عنصر الفلتر بعنصر جديد مع كل تغيير في زيت المحرك.
• مبرد الزيتمصمم لتبريد زيت المحرك باستخدام سائل من نظام تبريد المحرك.

العادم نظام محرك الاحتراق الداخلييخدم للإزالةأنفق غازاتو تقليل الضوضاءالعمل الحركي. في التكنولوجيا الحديثة نظام العادميتكون من الأجزاء التالية (بترتيب خروج غاز العادم من المحرك):

• العادم.هذا نظام أنابيب مصنوع من الحديد الزهر المقاوم للحرارة ، والذي يستقبل غازات العادم الساخنة ، ويخفف من عملية التذبذب الأولية ويرسلها إلى أنبوب العادم.
• downpipe- مخرج غاز منحني مصنوع من معدن مقاوم للحريق ، يُشار إليه عمومًا باسم "السراويل".
• مرنان، أو ، في اللغة الشعبية ، "بنك" كاتم الصوت عبارة عن حاوية يتم فيها فصل غازات العادم وتقليل سرعتها.
• عامل حفاز- جهاز مصمم لتنقية غازات العادم وتحييدها.
• كاتم صوت- حاوية بها مجموعة معقدة من الأقسام الخاصة المصممة لتغيير اتجاه تدفق الغاز بشكل متكرر ، وبالتالي مستوى ضوضاءها.

نظام العادم

- نظام التبريد

إذا كان على الدراجات البخارية والدراجات البخارية و دراجات نارية رخيصةلا يزال مطبقًا نظام الهواءتبريد المحرك - مع التدفق المعاكس للهواء ، فإنه لا يكفي بالطبع للمعدات الأكثر قوة. يعمل هنا نظام السوائلتبريد مصمم ل امتصاص الحرارة الزائدةفي المحرك و تقليل الأحمال الحراريةعلى تفاصيله.

• المشعاعيستخدم نظام التبريد لإطلاق الحرارة الزائدة إلى البيئة. يتكون من عدد كبير من أنابيب الألمنيوم المنحنية ، مع زعانف لتبديد الحرارة بشكل إضافي.
• محبيمصمم لتعزيز تأثير التبريد على الرادياتير من تدفق الهواء القادم.
• مضخة مياه(مضخة) - "تدفع" المبرد في الدوائر "الصغيرة" و "الكبيرة" ، مما يضمن دورانها عبر المحرك والرادياتير.
• منظم الحراره- صمام خاص يوفر درجة الحرارة المثلىالمبرد عن طريق تشغيله في "دائرة صغيرة" ، وتجاوز المبرد (بمحرك بارد) و " دائرة كبيرة"، من خلال المبرد - عندما يكون المحرك دافئًا.

يضمن العمل المنسق لهذه الأنظمة المساعدة أقصى قدر من الكفاءة من محرك الاحتراق الداخلي وموثوقيته.

في الختام ، تجدر الإشارة إلى أنه في المستقبل المنظور ، من غير المتوقع ظهور المنافسين الجديرين لمحرك الاحتراق الداخلي. هناك كل الأسباب التي تجعلنا نعتقد أنه في شكله الحديث والمحسّن ، سيظل النوع السائد من المحركات في جميع قطاعات الاقتصاد العالمي لعدة عقود قادمة.

محرك الاحتراق الداخلي(ICE) - أحد الأجهزة الرئيسية التي تعمل على تحويل طاقة الوقود إلى طاقة ميكانيكية ، والتي بدورها تؤدي عمل مفيد. يعتمد على حقيقة أن الوقود مع الهواء يشكلان خليطًا من الهواء. يحترق بشكل دوري في غرفة الاحتراق ، ويوفر خليط الهواء والوقود ضغطًا مرتفعًا موجهًا إلى المكبس ، والذي بدوره يقوم بتدوير العمود المرفقي من خلاله. يتم نقل طاقتها الدورانية إلى السيارة.

لبدء تشغيل محرك احتراق داخلي غالبًا ما يستخدم - عادةً محرك كهربائي يدير العمود المرفقي. في أشد محركات الديزليتم استخدام محرك احتراق داخلي مساعد ("بادئ") كمبتدئ وللغرض نفسه.

هناك ما يلي أنواع المحركات (ICE):

1. الغازولين
2. ديزل
3. غاز
4. غاز - ديزل
5. مكبس دوار

يتم تصنيف ICE أيضًا: حسب نوع الوقود ، وعدد الأسطوانات وترتيبها ، وطريقة تكوين خليط الوقود ، وعدد دورات محرك الاحتراق الداخلي ، إلخ.

محركات البنزين والديزل

محركات الاحتراق الداخلي للبنزين- أكثر محركات السيارات شيوعًا. وقودهم هو البنزين. بالمرور ، يدخل البنزين إلى المكربن ​​أو مشعب السحب من خلال فوهات الرش ، ثم يتم توفير خليط الهواء والوقود هذا إلى الأسطوانات ، مضغوطًا تحت التأثير مجموعة المكبس، بواسطة شرارة من شمعات الإشعال.

يعتبر نظام المكربن ​​(carburetor) قديمًا ، لذلك يتم استخدام نظام حقن الوقود على نطاق واسع الآن. يتم حقن فوهات رش الوقود (عن طريق الحقن) إما مباشرة في الأسطوانة أو في مجمع السحب. أنظمة الحقنمقسمة إلى ميكانيكية وإلكترونية. أولاً ، يتم استخدام آليات الرافعة الميكانيكية من نوع المكبس لجرعات الوقود ، مع إمكانية ذلك تحكم إلكترونيخليط الوقود. ثانياً ، عملية تجميع وحقن الوقود منوط بها بالكامل الوحدة الإلكترونيةالتحكم (ECU). أنظمة الحقن ضرورية لمزيد من الاحتراق الشامل للوقود وتقليل منتجات الاحتراق الضارة.

تستخدم محركات الاحتراق الداخلي للديزل وقود ديزل خاص. لا تحتوي محركات السيارات من هذا النوع: خليط الوقود الذي يدخل الأسطوانات من خلال الفتحات قادر على الانفجار تحت الضغط العالي ودرجة الحرارة التي توفرها مجموعة المكبس.

محركات الغاز

تستخدم محركات الغاز الغاز كوقود - مسال ، مولد ، مضغوط طبيعي. كان انتشار هذه المحركات بسبب المتطلبات المتزايدة لـ سلامة البيئةالمواصلات. يتم تخزين الوقود الأولي في أسطوانات تحت ضغط عالٍ ، حيث يدخل منها إلى مخفض الغاز من خلال المبخر ، ويفقد الضغط. علاوة على ذلك ، فإن العملية تشبه الحقن جليد البنزين. في بعض الحالات أنظمة الغازقد لا تستخدم إمدادات الطاقة المبخرات.