Was bedeutet ein Verbrennungsmotor. Wie funktioniert der Motor? Abgassystem

Jeder von uns hat ein bestimmtes Auto, aber nur wenige Autofahrer denken darüber nach, wie der Automotor funktioniert. Es ist auch wichtig zu verstehen, dass nur Spezialisten, die an einer Tankstelle arbeiten, das Gerät eines Automotors vollständig kennen müssen. Viele von uns haben zum Beispiel verschiedene elektronische Geräte, aber das bedeutet nicht, dass wir verstehen müssen, wie sie funktionieren. Wir verwenden sie nur für ihren vorgesehenen Zweck. Allerdings ist die Situation beim Auto etwas anders.

Das verstehen wir alle das Auftreten von Fehlfunktionen in einem Automotor wirkt sich direkt auf unsere Gesundheit und unser Leben aus. Die Fahrqualität sowie die Sicherheit der Personen im Auto hängen oft von der korrekten Funktion des Aggregats ab. Aus diesem Grund empfehlen wir Ihnen, diesen Artikel darüber zu lesen, wie ein Automotor funktioniert und woraus er besteht.

Entwicklungsgeschichte von Automobilmotoren

Aus der lateinischen Ursprache übersetzt bedeutet Motor oder Motor "fahren". Heutzutage ist ein Motor ein spezielles Gerät, das entwickelt wurde, um eine der Arten von Energie in mechanische umzuwandeln. Am beliebtesten sind heute Verbrennungsmotoren, deren Typen unterschiedlich sind. Der erste Motor dieser Art erschien 1801, als Philippe Le Bon aus Frankreich einen Motor patentieren ließ, der mit Lampengas betrieben wurde. Danach präsentierten August Otto und Jean Etienne Lenoir ihre Entwürfe. Es ist bekannt, dass August Otto den 4-Takt-Motor als Erster patentieren ließ. Bisher hat sich die Struktur des Motors praktisch nicht verändert.

1872 debütierte der amerikanische Motor, der mit Kerosin lief. Dieser Versuch kann jedoch kaum als erfolgreich bezeichnet werden, da Kerosin normalerweise nicht in Zylindern explodieren kann. Innerhalb von 10 Jahren präsentierte Gottlieb Daimler seine benzinbetriebene Version des Motors, die ziemlich gut funktionierte.

Erwägen moderne Arten von Automotoren und finden Sie heraus, zu welchem ​​​​Ihr Auto gehört.

Arten von Automotoren

Da der Verbrennungsmotor in unserer Zeit als der gebräuchlichste gilt, betrachten Sie die Motortypen, mit denen heute fast alle Autos ausgestattet sind. ICE ist bei weitem nicht der beste Motortyp, wird aber in vielen Fahrzeugen verwendet.

Klassifizierung von Automotoren:

• Dieselmotoren. Dieselkraftstoff wird den Zylindern über spezielle Düsen zugeführt. Diese Motoren benötigen keine elektrische Energie zum Betrieb. Sie brauchen es nur, um das Aggregat zu starten.
• Benzinmotoren. Sie sind auch Injektionen. Heute werden verschiedene Arten von Einspritzsystemen verwendet und. Solche Motoren laufen mit Benzin.
• Gasmotoren. Diese Motoren können komprimiertes oder verflüssigtes Gas verwenden. Diese Gase werden durch die Umwandlung von Holz, Kohle oder Torf in gasförmige Brennstoffe hergestellt.

Betrieb und Aufbau eines Verbrennungsmotors

Das Funktionsprinzip eines Automotors- diese Frage interessiert fast jeden Autobesitzer. Bei der ersten Bekanntschaft mit dem Aufbau des Motors sieht alles sehr kompliziert aus. In Wirklichkeit wird das Design des Motors jedoch mit Hilfe sorgfältiger Studien recht verständlich. Bei Bedarf kann das Wissen über das Funktionsprinzip des Motors im Leben genutzt werden.

1. Zylinderblock ist eine Art Motorgehäuse. Im Inneren befindet sich ein Kanalsystem, das zur Kühlung und Schmierung des Aggregats dient. Es dient als Basis für Zusatzausstattungen wie Kurbelgehäuse etc.

2. Kolben, das ein hohles Metallglas ist. An seinem oberen Teil befinden sich "Nuten" für die Kolbenringe.

3. Kolbenringe. Die unteren Ringe werden als Ölabstreifringe bezeichnet, die oberen als Kompressionsringe. Die oberen Ringe sorgen für eine hohe Kompression bzw. Verdichtung des Kraftstoff/Luft-Gemisches. Die Ringe werden verwendet, um die Dichtheit des Brennraums zu gewährleisten und auch als Dichtungen, um das Eindringen von Öl in den Brennraum zu verhindern.

4. Kurbelmechanismus. Verantwortlich für die Übertragung der hin- und hergehenden Energie der Kolbenbewegung auf die Motorkurbelwelle.

Viele Autofahrer wissen nicht, dass das Funktionsprinzip eines Verbrennungsmotors eigentlich ganz einfach ist. Zunächst tritt es aus den Düsen in die Brennkammer ein, wo es sich mit Luft vermischt. Es gibt dann einen Funken ab, der das Luft-Kraftstoff-Gemisch entzündet und zur Explosion bringt. Die dabei entstehenden Gase bewegen den Kolben nach unten, wobei er die entsprechende Bewegung auf die Kurbelwelle überträgt. Die Kurbelwelle beginnt das Getriebe zu drehen. Danach überträgt ein Satz Spezialgetriebe die Bewegung auf die Räder der Vorder- oder Hinterachse (je nach Antrieb vielleicht auf alle vier).

So funktioniert ein Automotor. Jetzt können Sie sich nicht von skrupellosen Spezialisten täuschen lassen, die die Reparatur des Aggregats Ihres Autos durchführen.

Motor oder ein Motor (von lat. Motor in Bewegung setzen) - ein Gerät, das jede Art von Energie in mechanisches umwandelt. Dieser Begriff wird seit Ende des 19. Jahrhunderts zusammen mit dem Wort "Motor" verwendet, das seit Mitte des 20. Jahrhunderts häufiger als Elektromotoren und Verbrennungsmotoren (ICEs) bezeichnet wird.

Verbrennungsmotor (ICE) ist eine Motorbauart, Wärmekraftmaschine, bei der die im Arbeitsbereich verbrannte chemische Energie des Brennstoffs (meist flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoff-Brennstoff) in mechanische Arbeit umgewandelt wird.

Beim Auto ist der Kraftstoff der Inhalt des Kraftstofftanks und die mechanische Arbeit dementsprechend die Bewegung. Wie also betankt Benzin oder Diesel ein Auto?

Woraus besteht der Verbrennungsmotor?

Sie müssen mit dem beginnen, woraus es besteht Verbrennungsmotor:

-Zylinderkopf- dies ist eine Art Behälter für den Brennraum des Arbeitsgemisches, Gasverteilerventile mit Antrieb, Zündkerzen und Einspritzdüsen;

-Zylinder- dies sind Hohlteile mit zylindrischer Innenfläche, Kolben bewegen sich in den Zylindern;

-Kolben- dies sind bewegliche Teile, die die Zylinder im Querschnitt eng überlappen und sich entlang ihrer Achse bewegen;

-Kolbenringe- das sind offene Ringe, die dicht in den Nuten an den Außenflächen der Kolben sitzen, den Brennraum abdichten, die Wärmeübertragung durch die Zylinderwände verbessern und den Schmierstoffverbrauch regulieren;

-Kolbenbolzen dienen zum Verschwenken des Kolbens mit der Pleuelstange, wobei jeder von ihnen eine Achse hat, gegenüber der die Pleuelstange schwingt.;

-Stäbe verbinden- dies ist ein Glied eines Flachmechanismus, der mit anderen beweglichen Gliedern durch Drehkinematikpaare verbunden ist und eine komplexe Flachbewegung ausführt;

-Kurbelwelle- dies ist eine Welle, die aus mehreren Kurbeln besteht;

-Schwungrad- ein massives rotierendes Rad, das als Speicher (Trägheitsspeicher) der kinetischen Energie verwendet wird;

-Nockenwelle mit Nocken- der Hauptteil des Gasverteilungsmechanismus (Zeitsteuerung), der dazu dient, die Einlass- oder Auslass- und Motortakte zu synchronisieren;

-Ventile- Dies sind Mechanismen, mit denen Sie Öffnungen für verschiedene Zwecke nach Belieben öffnen oder schließen können;

-Zündkerze dienen zur Zündung eines brennbaren Gemisches, sie sind ein Satz Elektroden, zwischen denen ein Funke auftritt.

Für den vollen Betrieb des Verbrennungsmotors werden jedoch mehrere weitere Systeme benötigt:

-Antriebssystem des Verbrennungsmotors besteht aus einem Kraftstofftank, Kraftstoffreinigungsfiltern, Kraftstoffleitungen, einer Kraftstoffpumpe, einem Luftfilter, einer Abgasanlage und einem Vergaser (wenn der Motor kein Einspritzmotor ist);

-ICE-Auspuffanlage besteht aus einem Auslassventil, einem Auslasskanal, einem Schalldämpfereinlassrohr, einem zusätzlichen Schalldämpfer (Resonator), einem Hauptschalldämpfer, Verbindungsschellen;

-ICE-Zündsystem besteht aus einer Stromversorgung für die Zündanlage (Batterie und Generator), einem Zündschalter, einem Energiespeichersteuergerät, einem Energiespeicher (z.B. einer Zündspule), einem Zündverteilersystem, Hochspannungskabeln und Zündkerzen ;

-Kühlsystem EIS besteht aus speziell angeordneten Doppelwänden des Zylinderblocks und der Köpfe (der Raum dazwischen ist mit Kühlmittel gefüllt), einem Kühler, einem Ausgleichsbehälter, einer Pumpe, einem Thermostat und Rohrleitungen;

Das Schmiersystem besteht aus einer Ölwanne, einer Ölpumpe, einem Ölfilter, Rohren, Kanälen und Ölbohrungen.

ICE-Arbeitsmischung

Der Name selbst EIS- Motor VERBRENNUNGS- deutet an, dass dort etwas brennt. Und natürlich verbrennt nicht der Kraftstoff selbst, sondern nur seine mit Luft vermischten Dämpfe. Diese Mischung wird üblicherweise als Arbeitsmischung bezeichnet. Die Verbrennung dieses Gemisches hat eine Besonderheit - es brennt aus, vergrößert sein Volumen erheblich und erzeugt sozusagen eine Stoßwelle für die Kolben der Zylinder.

Für die Erzeugung des Arbeitsgemisches ist je nach Motortyp der Vergaser bzw. der Injektor zuständig.

Autobewegung

Die Verbrennung des Arbeitsgemisches erzeugt also die Bewegung des Kolbens. Aber wie bewegt man das Auto mit Hilfe des Kolbens von der Stelle? Dazu müssen Sie die Bewegung des Kolbens in eine Rotation umwandeln. Daher verbinden der Stift und die Pleuelstange den Kolben mit der Kurbelwellenkurbel, die sich natürlich von dieser aus zu drehen beginnt. "Nimmt" die Umdrehungen von der Kurbelwelle Übertragung.

Zyklen von Verbrennungsmotoren

Das obige Schema ist extrem vereinfacht. Betrachten wir nun alles, was im Verbrennungsmotor passiert, genauer. Das klassische Schema des ICE-Betriebs ist seine Unterteilung in Taktzyklen. Um jeden Hub des Motors zu berücksichtigen, müssen Sie mehrere Definitionen lernen:

Oberer Totpunkt (OT)- die höchste Position des Kolbens im Zylinder.

Unterer Totpunkt (UT)- die unterste Position des Kolbens im Zylinder.

Kolbenhub- der Abstand zwischen TDC und BDC.

Die Brennkammer- das Volumen im Zylinder über dem Kolben bei OT.

Zylinderhubraum- das Volumen über dem Zylinderkolben bei UT.

Hubraum ist das gesamte Arbeitsvolumen aller Zylinder.

Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors ist das Verhältnis des Gesamtvolumens des Zylinders zum Volumen des Brennraums.

Einlass - 1 Takt des Verbrennungsmotors

Beim ersten Takt des Verbrennungsmotors öffnet das Einlassventil, um den Zylinder mit dem Arbeitsgemisch zu füllen. Der Füllungsgrad des Zylinders wird durch die Stellung des Kolbens bestimmt: In der UT-Stellung des Kolbens hört das Arbeitsgemisch auf zu fließen. Die Bewegung des Kolbens beginnt, die Kurbel zu drehen, und die Kurbelwelle dreht sich, obwohl sie nur eine halbe Umdrehung dreht.

Kompression - 2-Takt des Verbrennungsmotors

Das Einlassventil schließt während des zweiten Taktes der Brennkraftmaschine. Das Systemauslassventil ist ebenfalls geschlossen. Das Arbeitsgemisch befindet sich in einem verschlossenen Zylinder. Der Kolben beginnt sich zu bewegen und dementsprechend die Kompression des Arbeitsgemisches. Am Ende der Verdichtung (und damit beim zweiten Takt) ist der Druck im Zylinder bereits sehr hoch und die Temperatur erreicht 500 Grad Celsius.

Arbeitstakt - 3-Takt des Verbrennungsmotors

Der dritte Takt des Verbrennungsmotors ist der wichtigste. Im dritten Zyklus wird thermische Energie in mechanische Energie umgewandelt.

Wo zwischen zweitem und drittem Takt ein schmaler Grat ist, wird die Zündkerze gezündet: Das Gemisch zündet und der Kolben rast zum UT. Das Ergebnis ist eine Drehung der Kurbelwelle.

Freigabe - 4-Takt des Verbrennungsmotors

Während des vierten Takts des ICE-Betriebs öffnet das Auslassventil, während das Einlassventil geschlossen ist. Der zum OT zurückkehrende Kolben drückt die Abgase aus dem Zylinder in den Abgaskanal, der direkt durch den Schalldämpfer in die Atmosphäre führt.

Alle vier Takte des Verbrennungsmotors werden zyklisch wiederholt. Aber der wichtigste von ihnen ist zweifellos der dritte - ein Arbeitshub. Die restlichen Stangen dienen lediglich der "Organisation" der dritten Stange, die das Auto bewegt.

Ein Automotor kann für den Laien wie ein großes Durcheinander aus Metallteilen, Rohren und Drähten aussehen. Gleichzeitig ist der Motor das „Herz“ fast jedes Autos – 95 % aller Autos laufen mit einem Verbrennungsmotor.

In diesem Artikel besprechen wir den Betrieb eines Verbrennungsmotors: sein allgemeines Prinzip, wir untersuchen die spezifischen Elemente und Phasen des Motorbetriebs, wir werden genau herausfinden, wie potenzieller Kraftstoff in Rotationskraft umgewandelt wird, und wir werden versuchen um folgende Fragen zu beantworten: Wie funktioniert ein Verbrennungsmotor, welche Motoren gibt es, welche Typen und was bedeuten diese oder jene Parameter und Eigenschaften des Motors? Und das alles wie immer einfach und zugänglich, wie zwei und zwei.

Der Hauptzweck des Benzinmotors eines Autos besteht darin, Benzin in Bewegung umzuwandeln, damit sich Ihr Auto bewegen kann. Derzeit ist der einfachste Weg, aus Benzin Bewegung zu erzeugen, es einfach im Motor zu verbrennen. Somit ist ein Automobil-"Motor" ein Verbrennungsmotor - d.h. darin findet die Verbrennung von Benzin statt.

Es gibt verschiedene Arten von Verbrennungsmotoren. Dieselmotoren sind eine Form und Gasturbinen sind eine ganz andere Form. Jeder von ihnen hat seine eigenen Vor- und Nachteile.

Nun, wie Sie feststellen werden, da es einen Verbrennungsmotor gibt, muss es auch einen externen Verbrennungsmotor geben. Die Dampfmaschine in altmodischen Zügen und Dampfern ist das beste Beispiel für einen externen Verbrennungsmotor. Kraftstoff (Kohle, Holz, Öl, was auch immer) in einer Dampfmaschine verbrennt außerhalb des Motors, um Dampf zu erzeugen, und der Dampf erzeugt Bewegung im Inneren des Motors. Natürlich ist ein Verbrennungsmotor viel effizienter (verbraucht zumindest viel weniger Kraftstoff pro Kilometer des Fahrzeugs) als ein Verbrennungsmotor, und ein Verbrennungsmotor ist auch viel kleiner als ein gleichwertiger Verbrennungsmotor. Dies erklärt, warum wir keinen einzigen Wagen sehen, der wie eine Dampflokomotive aussieht.

Schauen wir uns nun die Funktionsweise des Verbrennungsmotors genauer an.

Schauen wir uns das Prinzip jeder Hubbewegung eines Verbrennungsmotors an: Wenn Sie eine kleine Menge energiereichen Kraftstoffs (z Energie wird in Form von expandierendem Gas freigesetzt. Diese Energie können Sie beispielsweise nutzen, um eine Kartoffel anzutreiben. In diesem Fall wird die Energie in die Bewegung dieser Kartoffel umgewandelt. Wenn Sie zum Beispiel ein wenig Benzin in ein Rohr gießen, wobei ein Ende fest verschlossen und das andere offen ist, etwas Benzin einfüllen und dann eine Kartoffel stecken und Benzin in Brand setzen, dann wird ihre Explosion die Bewegung dieser Kartoffel durch Zusammendrücken provozieren es mit explodierendem Benzin aus, daher fliegt die Kartoffel hoch in den Himmel, wenn Sie das Rohr nach oben richten. Damit haben wir das Prinzip der alten Kanone kurz beschrieben. Sie können diese Art von Benzinenergie aber auch für interessantere Zwecke nutzen. Wenn Sie beispielsweise Hunderte Male pro Minute einen Zyklus von Benzinexplosionen erzeugen können und diese Energie für nützliche Zwecke nutzen können, dann wissen Sie, dass Sie bereits den Kern für den Automotor haben!

Fast alle Autos verwenden heutzutage das sogenannte Viertakt-Verbrennungszyklus Benzin in Bewegung umzuwandeln. Der Viertaktzyklus ist auch als Otto-Zyklus bekannt, nach Nikolai Otto, der ihn 1867 erfunden hat. Also, hier sind sie, diese 4 Motortakte:

1. Kraftstoffansaughub
2. Kraftstoffkompressionshub
3. Brennstoffverbrennungszyklus
4. Abgastakt

Es scheint, dass daraus alles klar ist, nicht wahr? Sie können in der Abbildung unten sehen, dass ein Element namens Kolben eine Kartoffel in der zuvor beschriebenen "Kartoffelkanone" ersetzt. Der Kolben ist über eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle verbunden. Nur nicht von den neuen Begriffen beunruhigen – so viele gibt es im Prinzip der Motorbedienung eigentlich nicht!

In der Abbildung bezeichnen Buchstaben die folgenden Motorelemente:

A - Nockenwelle
B - Ventildeckel
C - Auslassventil
D - Auspufföffnung
E - Zylinderkopf
F - Hohlraum für Kühlmittel
G - Motorblock
H - Ölwanne
I - die Motorwanne
J - Zündkerze
K - Einlassventil
L - Einlass
M - Kolben
N - Pleuelstange
O - Pleuellager
P - Kurbelwelle

Folgendes passiert, wenn der Motor seinen vollen Viertaktzyklus durchläuft:

1. Die Ausgangsstellung des Kolbens ist ganz oben, in diesem Moment öffnet das Einlassventil und der Kolben bewegt sich nach unten und saugt so das vorbereitete Benzin-Luft-Gemisch in den Zylinder. Dies ist der Ansaugtakt. Damit dies funktioniert, muss sich nur ein winziger Tropfen Benzin mit Luft vermischen.
2. Wenn der Kolben seinen tiefsten Punkt erreicht, schließt das Einlassventil und der Kolben beginnt sich wieder nach oben zu bewegen (Benzin ist eingeschlossen) und komprimiert dieses Gemisch aus Kraftstoff und Luft. Kompression wird die Explosion anschließend stärker machen.
3. Wenn der Kolben seinen maximalen Hub erreicht, gibt die Zündkerze einen Funken von über zehntausend Volt ab, um das Benzin zu entzünden. Es kommt zur Detonation, und das Benzin im Zylinder explodiert und drückt den Kolben mit unglaublicher Kraft nach unten.
4. Nachdem der Kolben wieder das untere Ende seines Hubs erreicht hat, ist es an der Reihe, das Auslassventil zu öffnen. Dann bewegt sich der Kolben nach oben (dies geschieht bereits durch Trägheit) und das verbrauchte Gemisch aus Benzin und Luft verlässt den Zylinder durch das Auslassloch, um seine Reise zum Auspuffrohr und weiter in die obere Atmosphäre zu begeben.

Jetzt, wo das Ventil wieder ganz oben ist, ist der Motor bereit für den nächsten Zyklus, so dass er die nächste Portion des Luft-Benzin-Gemischs ansaugt, um die Kurbelwelle weiter zu drehen, die tatsächlich ihre Torsion weiter durch die Übertragung auf die Räder. Sehen Sie nun unten, wie der Motor in allen vier Takten arbeitet.

Die Arbeit des Verbrennungsmotors können Sie in den beiden folgenden Animationen deutlicher sehen:

So funktioniert der Motor - Animation

Beachten Sie, dass die vom Verbrennungsmotor erzeugte Bewegung eine Rotation ist, während die von der Kartoffelkanone erzeugte Bewegung linear (gerade) ist. Im Motor wird die Linearbewegung der Kolben in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt. Wir brauchen eine Drehbewegung, weil wir unsere Autoräder drehen wollen.

Werfen wir nun einen Blick auf alle Teile, die als Team zusammenarbeiten, um dies zu ermöglichen, angefangen bei den Zylindern!

Das Herzstück des Motors ist ein Zylinder mit einem Kolben, der sich im Zylinder auf und ab bewegt. Der oben beschriebene Motor hat einen Zylinder. Es scheint, was braucht man sonst noch für ein Auto?! Aber nein, ein Auto braucht für eine komfortable Fahrt mindestens 3 weitere dieser Zylinder mit Kolben und allen notwendigen Attributen für dieses Paar (Ventile, Pleuel usw.), aber ein Zylinder ist nur für die meisten Rasenmäher geeignet . Schauen Sie - in der Animation unten sehen Sie die Funktionsweise des 4-Zylinder-Motors:

Motortypen

Autos haben meistens vier, sechs, acht und sogar zehn, zwölf und sechzehn Zylinder (die letzten drei Optionen werden hauptsächlich bei Sportwagen und Rennwagen installiert). Bei einem Mehrzylindermotor sind alle Zylinder normalerweise auf eine von drei Arten angeordnet:

• Im Einklang
• V-förmig
• Boxer

Hier sind sie - alle drei Arten der Zylinderanordnung im Motor:

Reihenanordnung von 4 Zylindern

Gegenüberliegende Anordnung von 4 Zylindern

V-Anordnung von 6 Zylindern

Unterschiedliche Konfigurationen haben unterschiedliche Vor- und Nachteile in Bezug auf Vibration, Herstellungskosten und Formeigenschaften. Diese Vor- und Nachteile machen sie für bestimmte spezifische Fahrzeuge besser geeignet. Daher machen 4-Zylinder-Motoren selten Sinn, um V-förmige Motoren zu bauen, daher sind sie normalerweise in Reihe geschaltet; und 8-Zylinder-Motoren werden häufiger mit einer V-förmigen Zylinderanordnung hergestellt.

Schauen wir uns nun an, wie das Kraftstoffeinspritzsystem, das Öl und andere Komponenten im Motor funktionieren:

Werfen wir einen genaueren Blick auf einige der wichtigsten Motordetails:

Jetzt Achtung! Betrachten wir ausgehend von dem, was wir gelesen haben, den vollständigen Zyklus des Motors mit all seinen Elementen:

Voller Motorzyklus

Warum funktioniert der Motor nicht?

Nehmen wir an, Sie gehen morgens zum Auto und starten es, aber es springt nicht an. Was könnte falsch sein? Da Sie nun wissen, wie ein Motor funktioniert, können Sie die grundlegenden Dinge verstehen, die ein Starten eines Motors verhindern können. Drei grundlegende Dinge können passieren:

• Schlechte Kraftstoffmischung
• Keine Kompression
• Kein Funke

Ja, es gibt Tausende von kleinen Dingen, die Probleme verursachen können, aber die genannten "großen Drei" sind meistens das Ergebnis oder die Ursache von einem von ihnen. Basierend auf einem einfachen Verständnis der Motorleistung können wir eine kurze Liste erstellen, wie sich diese Probleme auf den Motor auswirken.

Eine schlechte Kraftstoffmischung kann einen der folgenden Gründe haben:

• Ihnen ist einfach das Benzin im Tank ausgegangen und der Motor versucht, aus der Luft zu starten.
• Der Lufteinlass kann verstopft sein, so dass der Motor Kraftstoff bekommt, aber nicht genug Luft zum Detonieren hat.
• Das Kraftstoffsystem kann dem Gemisch zu viel oder zu wenig Kraftstoff zuführen, wodurch die Verbrennung nicht richtig abläuft.
• Der Kraftstoff kann Verunreinigungen enthalten (und das ist für die russische Benzinqualität besonders wichtig), die ein vollständiges Verbrennen des Kraftstoffs verhindern.

Mangelnde Kompression - Wenn die Luft- und Kraftstofffüllung nicht richtig komprimiert werden kann, funktioniert der Verbrennungsprozess nicht richtig. Die fehlende Kompression kann aus folgenden Gründen auftreten:

• Kolbenringe sind verschlissen (damit Luft und Kraftstoff beim Zusammendrücken am Kolben vorbeiströmen können)
• Einlass- oder Auslassventile dichten nicht richtig ab, wodurch das Leck während der Kompression wieder geöffnet wird
• Im Zylinder erschien ein Loch.

Das Fehlen eines Funkens kann verschiedene Gründe haben:

• Wenn die Zündkerzen oder das Kabel zu ihnen abgenutzt sind, ist der Funke schwach.
• Wenn das Kabel beschädigt ist oder einfach fehlt, oder wenn das System, das einen Funken durch das Kabel sendet, nicht richtig funktioniert.
• Wenn der Funke entweder zu früh oder zu spät im Zyklus auftritt, entzündet sich der Kraftstoff nicht zum richtigen Zeitpunkt und dies kann alle möglichen Probleme verursachen.

Und hier sind eine Reihe weiterer Gründe, warum der Motor möglicherweise nicht funktioniert, und hier werden wir auf einige Details außerhalb des Motors eingehen:

• Wenn die Batterie leer ist, können Sie den Motor nicht starten, um ihn zu starten.
• Wenn die Lager, die die freie Drehung der Kurbelwelle ermöglichen, abgenutzt sind, kann sich die Kurbelwelle nicht drehen, sodass der Motor nicht laufen kann.
• Wenn die Ventile nicht zum richtigen Zeitpunkt öffnen und schließen oder gar nicht funktionieren, kann keine Luft ein- und keine Abgase austreten, sodass der Motor wieder nicht laufen kann.
• Steckt jemand mit Hooligan-Motiven eine Kartoffel in den Auspuff, können die Abgase den Zylinder nicht verlassen und der Motor läuft nicht mehr.
• Wenn nicht genügend Öl im Motor vorhanden ist, kann sich der Kolben im Zylinder nicht frei auf und ab bewegen, was einen normalen Motorbetrieb erschwert oder unmöglich macht.

Bei einem richtig laufenden Motor liegen all diese Faktoren innerhalb der Toleranzgrenzen. Wie Sie sehen, verfügt der Motor über eine Reihe von Systemen, die ihm dabei helfen, Kraftstoff fehlerfrei in Vortrieb umzuwandeln. In den folgenden Abschnitten werden wir uns die verschiedenen Subsysteme ansehen, die in Motoren verwendet werden.

Die meisten Motorsubsysteme können unter Verwendung einer Vielzahl von Technologien implementiert werden, und bessere Technologien können die Motorleistung erheblich verbessern. Deshalb schreitet die Entwicklung der Automobilindustrie auf höchstem Niveau voran, denn die Konkurrenz unter den Autoherstellern ist stark genug, um in jedes zusätzliche PS, das bei gleichem Volumen aus dem Motor gepresst wird, viel Geld zu investieren. Werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Teilsysteme moderner Motoren, beginnend mit den Motorventilen.

Wie funktionieren Ventile?

Das Ventilsystem besteht aus Ventilen und einem Mechanismus, der diese öffnet und schließt. Das System des Öffnens und Schließens heißt Nockenwelle... Die Nockenwelle hat spezielle Teile auf ihrer Achse, die die Ventile auf und ab bewegen, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Die meisten modernen Motoren haben das sogenannte Overhead-Cams... Das bedeutet, dass sich die Welle über den Ventilen befindet, wie Sie auf dem Bild sehen können. Ältere Motoren verwenden eine Nockenwelle, die sich im Kurbelgehäuse in der Nähe der Kurbelwelle befindet. Die Nockenwelle dreht sich und bewegt den Nocken nach unten, so dass er das Ventil nach unten drückt, wodurch ein Spalt für den Durchgang von Kraftstoff oder Abgasen entsteht. Der Zahnriemen- oder Kettentrieb wird von der Kurbelwelle angetrieben und überträgt die Torsion von dieser auf die Nockenwelle, sodass die Ventile synchron mit den Kolben sind. Die Nockenwelle dreht sich immer ein- bis zweimal langsamer als die Kurbelwelle. Viele Hochleistungsmotoren haben vier Ventile pro Zylinder (zwei für die Aufnahme von Kraftstoff nach innen und zwei für das Ablassen des Abgasgemischs).

Wie funktioniert die Zündanlage?

Die Zündanlage erzeugt eine Hochspannungsladung und überträgt diese über die Zündkabel an die Zündkerzen. Die Ladung geht zuerst zur Zündspule (eine Art Verteiler, der den Funken zu einem bestimmten Zeitpunkt auf die Zylinder verteilt), die Sie bei den meisten Autos leicht unter der Motorhaube finden können. Eine Zündspule hat einen Draht in der Mitte und vier, sechs, acht Drähte oder mehr, abhängig von der Anzahl der Zylinder, die aus ihr herauskommen. Diese Zündkabel senden eine Ladung an jede Zündkerze. Der Motor erhält im Laufe der Zeit einen solchen Zündfunken, so dass immer nur ein Zylinder einen Zündfunken vom Verteiler erhält. Dieser Ansatz gewährleistet maximale Laufruhe des Motors.

Wie funktioniert Kühlung?

Das Kühlsystem der meisten Fahrzeuge besteht aus einem Kühler und einer Wasserpumpe. Wasser zirkuliert durch Durchgänge (Kanäle) um die Zylinder herum und passiert dann den Kühler, um ihn so weit wie möglich zu kühlen. Es gibt jedoch solche Automodelle (vor allem der Volkswagen Käfer) sowie die meisten Motorräder und Rasenmäher, die einen luftgekühlten Motor haben. Sie haben wahrscheinlich schon diese luftgekühlten Motoren mit seitlichen Rippen gesehen - eine gerippte Oberfläche, die die Außenseite jedes Zylinders ziert, um die Wärme abzuleiten.

Die Luftkühlung macht den Motor leichter, aber heißer und verringert im Allgemeinen die Lebensdauer und Gesamtleistung des Motors. Jetzt wissen Sie also, wie und warum Ihr Motor kühl bleibt.

Wie funktioniert der Launcher?

Die Leistungssteigerung Ihres Motors ist eine große Sache, aber noch wichtiger ist, was passiert, wenn Sie den Schlüssel drehen, um ihn zu starten! Das Startsystem besteht aus einem Startermotor mit einem Elektromotor. Beim Drehen des Zündschlüssels dreht der Anlasser den Motor mehrere Umdrehungen, so dass der Verbrennungsvorgang seine Arbeit beginnt und dieser nur durch Drehen des Schlüssels in die entgegengesetzte Richtung gestoppt werden kann, wenn der Funke nicht mehr in die Zylinder fließt und die Motor geht somit aus.

Der Anlasser hingegen verfügt über einen leistungsstarken Elektromotor, der einen kalten Verbrennungsmotor antreibt. Der Anlasser ist immer recht kräftig und damit „verbraucht“ der Motor die Batterieressourcen, denn er muss überwinden:

• Die gesamte innere Reibung wird durch Kolbenringe verursacht und durch kaltes, nicht erhitztes Öl verstärkt.
• Der Kompressionsdruck eines oder mehrerer Zylinder, der während des Kompressionshubs auftritt.
• Widerstand beim Öffnen und Schließen der Nockenwellenventile.
• Alle anderen Prozesse, die direkt mit dem Motor zusammenhängen, einschließlich des Widerstands der Wasserpumpe, Ölpumpe, des Generators usw.

Wir sehen, dass der Anlasser viel Energie braucht. Das Auto verwendet meistens ein 12-Volt-Bordnetz, und Hunderte von Ampere Strom müssen in den Anlasser fließen.

Wie funktioniert das Einspritz- und Schmiersystem?

Wenn es um die tägliche Wartung Ihres Autos geht, ist Ihre erste Sorge wahrscheinlich die Überprüfung der Benzinmenge in Ihrem Auto. Wie kommt Benzin vom Kraftstofftank in die Zylinder? Das Kraftstoffsystem des Motors saugt über eine Kraftstoffpumpe im Tank Benzin aus dem Tank und mischt es mit Luft, damit das richtige Gemisch aus Luft und Kraftstoff in die Zylinder fließen kann. Kraftstoff wird auf eine von drei gängigen Arten zugeführt: Vergaser, Kraftstoffeinspritzung und Direkteinspritzung.

Vergaser sind mittlerweile sehr veraltet und passen nicht in neuere Automodelle. Bei einem Einspritzmotor wird die benötigte Kraftstoffmenge einzeln in jeden Zylinder eingespritzt, entweder direkt in das Einlassventil (Kraftstoffeinspritzung) oder direkt in den Zylinder (Kraftstoffeinspritzung).

Auch Öl spielt eine wichtige Rolle. Ein perfekt und richtig geschmiertes System sorgt dafür, dass jedes bewegliche Teil im Motor mit Öl versorgt wird, damit es sich leicht bewegen kann. Die beiden Hauptteile, die Öl benötigen, sind der Kolben (oder besser gesagt seine Ringe) und alle Lager, die es Elementen wie der Kurbelwelle und anderen Wellen ermöglichen, sich frei zu drehen. Bei den meisten Fahrzeugen wird das Öl von einer Ölpumpe aus der Ölwanne gesaugt, durch einen Ölfilter geleitet, um Schmutzpartikel zu entfernen, und dann unter hohem Druck auf Lager und Zylinderwände gesprüht. Das Öl fließt dann in einen Sumpf, wo es wieder gesammelt und der Zyklus wiederholt wird.

Abgassystem

Nachdem wir nun über eine Reihe von Dingen Bescheid wissen, die wir in unser Auto gegossen (gegossen) haben, werfen wir einen Blick auf andere Dinge, die dabei herauskommen. Das Abgassystem umfasst ein Auspuffrohr und einen Schalldämpfer. Ohne den Schalldämpfer würden Sie das Geräusch tausender kleiner Explosionen aus Ihrem Auspuff hören. Der Schalldämpfer dämpft den Ton. Das Abgassystem umfasst auch einen Katalysator, der einen Katalysator und Sauerstoff verwendet, um den ungenutzten Kraftstoff und einige andere Chemikalien im Abgas zu verbrennen. Somit erfüllt Ihr Auto bestimmte europäische Standards für den Grad der Luftverschmutzung.

Was gibt es außer all dem oben im Auto noch? Das elektrische System besteht aus einer Batterie und einem Generator. Die Lichtmaschine ist über einen Riemen mit dem Motor verbunden und erzeugt Strom zum Laden der Batterie. Die Batterie liefert eine 12-Volt-Ladung an elektrischer Energie, die für alles im Auto verfügbar ist, was Strom benötigt (Zündanlage, Radio,

Stimmen Sie zu, dass Autos, Züge, Motorschiffe usw. heute aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken sind. Aber es war nicht immer so.

In jüngerer Zeit, vor etwa zweihundert Jahren, waren Pferde neben den eigenen Beinen das einzige Fortbewegungsmittel auf dem Boden. Pferde trugen Karren, Karren, Kutschen, sogar Wagen auf Schienen.

Und die Idee, dass all dies ohne die Hilfe dieser unglücklichen Tiere bewegt werden könnte, stammte aus dem Reich der Fantasie. Damals, Anfang des 19. Jahrhunderts, begannen die ersten Erfindungen von selbstfahrenden Maschinen auf Basis der Dampfmaschine.

Bei einem solchen Motor wurde ein mit Wasser gefüllter Kessel durch Feuer erhitzt, und der Dampf des kochenden Wassers verrichtete die mechanische Arbeit, um den Motor in Gang zu setzen. Die Motoren waren monströs, ineffizient, riesig und unsicher. Auf Basis dieser Motoren entstanden jedoch die ersten Wagen, Dampflokomotiven und Dampfschiffe.

Die Erfindung des Verbrennungsmotors

Diese Idee gefiel den Leuten trotz aller Nachteile. Dann war es ein Wunder der Technik. Und erst 1860, als Dampfmaschinen bereits überall im Einsatz waren und nicht mehr als etwas Außergewöhnliches galten, der erste Verbrennungsmotor wurde erfunden.

Es dauerte weitere 18 Jahre, bis die Erfindung zu einer normal funktionierenden Version finalisiert wurde, die bis heute die Basis jedes Verbrennungsmotors eines Viertaktmotors ist.

Nach weiteren sieben Jahren begannen die Motoren mit Benzin zu laufen. Vorher war ihr Brennstoff Leuchtgas. Verbrennungsmotoren mit einem Vielfachen von vier Zylindern werden heute fast überall eingesetzt. Schauen wir uns den Aufbau und die Funktionsweise eines Verbrennungsmotors an.

Das Gerät und das Funktionsprinzip des Verbrennungsmotors

Es besteht aus einem Zylinder mit Kolben, Ventilen für Kraftstoffein- und -auslass und einer mit dem Kolben verbundenen Kurbelwelle. Analysieren wir die Funktionsweise eines Verbrennungsmotors anhand des einfachsten Einzylindermotors.

Zur Zeit erste Maßnahme durch das Kraftstoffventil wird ein brennbares Gemisch aus Benzin und Luft eingelassen. Der Kolben bewegt sich nach unten.

Auf zweite Maßnahme Der Kolben bewegt sich nach oben, komprimiert dieses Gemisch und erwärmt es.

Dritte Maßnahme: Das komprimierte Gemisch wird durch eine elektrische Kerze gezündet und die Energie dieser kleinen Explosion drückt den Kolben nach unten und treibt die Kurbelwelle an. Die Kraft des Schubs reicht für die durch Trägheit rotierende Kurbelwelle aus, um den Kolben bei nachfolgenden Hüben in Bewegung zu setzen.

Endlich auf vierte Maßnahme, durch das zweite Ventil werden die Abgase vom Kolben aus dem Zylinder gedrückt. Wie Sie sehen, funktioniert nur einer der vier Balken.

Zur gleichmäßigen Drehung der Welle und Leistungssteigerung sind vier Zylinder auf einer Welle zusammengefasst, so dass sich bei jedem Hub einer der Zylinder im Arbeitshub befindet. In diesem Fall drehen sie die Kurbelwelle gleichmäßig und gleichmäßig. Acht, zwölf oder mehr Zylinder dienen ausschließlich der Steigerung

Der Verbrennungsmotor ist heute die wichtigste Antriebsart im Automobil. Das Funktionsprinzip einer Brennkraftmaschine beruht auf der Wirkung der Wärmeausdehnung von Gasen, die bei der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in einem Zylinder auftritt.

Die gängigsten Motorentypen

Es gibt drei Arten von Verbrennungsmotoren: Kolben, Drehkolbenantrieb des Wankelsystems und Gasturbine. Mit seltenen Ausnahmen werden in modernen Autos Viertakt-Kolbenmotoren verbaut. Der Grund liegt im niedrigen Preis, der Kompaktheit, dem geringen Gewicht, der Multi-Fuel-Kapazität und der Möglichkeit der Installation an fast jedem Fahrzeug.

Der Automotor selbst ist ein Mechanismus, der die thermische Energie der Verbrennung von Kraftstoff in mechanische Energie umwandelt, deren Betrieb von vielen Systemen, Komponenten und Baugruppen bereitgestellt wird. Hubkolben-Verbrennungsmotoren sind Zwei- und Viertaktmotoren. Das Funktionsprinzip eines Pkw-Motors lässt sich am einfachsten am Beispiel eines Viertakt-Einzylinder-Triebwerks verstehen.

Ein Viertaktmotor wird genannt, weil ein Arbeitszyklus aus vier Kolbenbewegungen (Hüben) oder zwei Umdrehungen der Kurbelwelle besteht:

• Einlass;
• Kompression;
• Arbeitshub;
• Veröffentlichung.

Allgemeines ICE-Gerät

Um die Funktionsweise eines Motors zu verstehen, ist es notwendig, seine Konstruktion allgemein zu skizzieren. Die wichtigsten Teile sind:

1. zylinderblock (in unserem Fall gibt es nur einen Zylinder);
2. Kurbeltrieb, bestehend aus Kurbelwelle, Pleuel und Kolben;
3. der Kopf des Blocks mit einem Gasverteilungsmechanismus (Timing).

Der Kurbeltrieb setzt die Hin- und Herbewegung der Kolben in eine Drehung der Kurbelwelle um. Die Kolben werden durch die Energie des in den Zylindern verbrannten Kraftstoffs in Bewegung gesetzt.


Der Betrieb dieses Mechanismus ist ohne den Betrieb des Gasverteilungsmechanismus unmöglich, der das rechtzeitige Öffnen der Einlass- und Auslassventile zum Einlassen des Arbeitsgemisches und zum Ablassen der Abgase gewährleistet. Der Zahnriemen besteht aus einer oder mehreren Nockenwellen mit Nocken, Schubventilen (mindestens zwei pro Zylinder), Ventilen und Rückstellfedern.

Der Verbrennungsmotor kann nur mit koordinierter Arbeit von Hilfssystemen arbeiten, darunter:

• das Zündsystem, das für die Zündung des brennbaren Gemischs in den Zylindern verantwortlich ist;
• ein Einlasssystem, das Luft zuführt, um ein Arbeitsgemisch zu bilden;
• ein Kraftstoffsystem, das eine kontinuierliche Kraftstoffzufuhr und eine Mischung von Kraftstoff mit Luft bereitstellt;
• Schmiersystem zum Schmieren von reibenden Teilen und zum Entfernen von Verschleißprodukten;
• ein Abgassystem, das Abgase aus den Zylindern des Verbrennungsmotors entfernt und deren Toxizität verringert;
• das Kühlsystem, das erforderlich ist, um die optimale Temperatur für den Betrieb des Aggregats aufrechtzuerhalten.

Einschaltdauer des Motors

Wie oben erwähnt, besteht der Zyklus aus vier Maßnahmen. Beim ersten Hub drückt der Nocken der Nockenwelle auf das Einlassventil, öffnet es, der Kolben beginnt sich von der obersten Position nach unten zu bewegen. In diesem Fall wird im Zylinder ein Unterdruck erzeugt, durch den ein fertiges Arbeitsgemisch oder Luft, wenn der Verbrennungsmotor mit einer Direkteinspritzung ausgestattet ist, in den Zylinder eintritt (in diesem Fall ist der Kraftstoff direkt im Brennraum mit Luft vermischt).

Der Kolben überträgt über die Pleuelstange eine Bewegung auf die Kurbelwelle und dreht sie um 180 Grad, bis sie die niedrigste Position erreicht.

Während des zweiten Hubs - der Kompression - schließt das Einlassventil (oder die Ventile), der Kolben kehrt die Bewegungsrichtung um, komprimiert und erwärmt das Arbeitsgemisch oder die Luft. Am Ende des Zyklus wird durch das Zündsystem eine elektrische Entladung an die Zündkerze angelegt und ein Funke gebildet, der das komprimierte Kraftstoff-Luft-Gemisch entzündet.

Das Prinzip der Kraftstoffzündung bei einem Diesel-Verbrennungsmotor ist anders: Am Ende des Verdichtungstaktes wird fein zerstäubter Dieselkraftstoff durch eine Düse in den Brennraum eingespritzt, wo er sich mit erhitzter Luft vermischt und das entstehende Gemisch spontan entzündet. Zu beachten ist, dass aus diesem Grund das Verdichtungsverhältnis des Diesels viel höher ist.

In der Zwischenzeit drehte sich die Kurbelwelle noch einmal um 180 Grad und machte eine komplette Umdrehung.

Der dritte Zyklus wird als Arbeitshub bezeichnet. Die bei der Kraftstoffverbrennung entstehenden Gase drücken den Kolben beim Ausdehnen in die unterste Position. Der Kolben überträgt über das Pleuel Energie auf die Kurbelwelle und dreht diese eine weitere halbe Umdrehung.

Beim Erreichen des unteren Totpunkts beginnt der letzte Takt – die Freigabe. Zu Beginn dieses Hubs drückt die Nockenwelle und öffnet das Auslassventil, der Kolben bewegt sich nach oben und stößt die Abgase aus dem Zylinder aus.

In modernen Autos installierte Verbrennungsmotoren haben nicht einen Zylinder, sondern mehrere. Für einen gleichmäßigen Betrieb des Motors gleichzeitig werden unterschiedliche Hübe in verschiedenen Zylindern ausgeführt und jede halbe Kurbelwellenumdrehung in mindestens einem Zylinder ein Arbeitstakt (Ausnahme 2- und 3-Zylinder-Motoren) . Dadurch ist es möglich, unnötige Vibrationen loszuwerden, die auf die Kurbelwelle wirkenden Kräfte auszugleichen und den reibungslosen Betrieb des Verbrennungsmotors zu gewährleisten. Die Pleuelzapfen befinden sich in gleichen Winkeln zueinander auf der Welle.

Aus Gründen der Kompaktheit werden Mehrzylindermotoren nicht in Reihe, sondern in V-Form oder gegenläufig (eine Visitenkarte von Subaru) gebaut. Das spart viel Platz unter der Haube.

Zweitaktmotoren

Neben Viertakt-Kolben-Verbrennungsmotoren gibt es auch Zweitakt-Motoren. Das Funktionsprinzip unterscheidet sich etwas von dem oben beschriebenen. Die Einrichtung eines solchen Motors ist einfacher. Der Zylinder hat einen Einlass und Auslass für das darüber befindliche Fenster. Der Kolben, der sich im BDC befindet, schließt das Einlassfenster, schließt dann, indem er sich nach oben bewegt, den Auslass und komprimiert das Arbeitsgemisch. Beim Erreichen des OT bildet sich an der Kerze ein Funke und entzündet das Gemisch. Zu diesem Zeitpunkt stellt sich heraus, dass das Einlassfenster offen ist, und durch es gelangt eine weitere Dosis des Kraftstoff-Luft-Gemisches in die Kurbelkammer.

Während des zweiten Hubs, der sich unter dem Einfluss von Gasen nach unten bewegt, öffnet der Kolben den Auslasskanal, durch den die Abgase mit einem neuen Teil des Arbeitsgemisches aus dem Zylinder geblasen werden, der durch den Spülkanal in den Zylinder eintritt. Gleichzeitig gelangt teilweise auch das Arbeitsgemisch ins Auspufffenster, was die Völlerei des Zweitakt-Verbrennungsmotors erklärt.

Dieses Funktionsprinzip ermöglicht es Ihnen, mit kleinerem Hubraum mehr Motorleistung zu erzielen, dies müssen Sie jedoch mit einem hohen Kraftstoffverbrauch bezahlen. Zu den Vorteilen solcher Motoren zählen ein gleichmäßigerer Betrieb, ein einfacherer Aufbau, ein geringes Gewicht und eine hohe Leistungsdichte. Unter den Mängeln sind die schmutzigeren Auspuffe, das Fehlen von Schmier- und Kühlsystemen zu erwähnen, die eine Überhitzung und einen Ausfall des Aggregats drohen.