Der Motor und seine Funktionsweise. Motor

Seit etwa hundert Jahren ist der Verbrennungsmotor weltweit der Hauptantrieb von Autos und Motorrädern, Traktoren und Mähdreschern. Nachdem er zu Beginn des 20. Jahrhunderts den Verbrennungsmotor (Dampf) ersetzt hat, bleibt er im 21. Jahrhundert der kostengünstigste Motortyp. In diesem Artikel werden wir uns das Gerät, das Funktionsprinzip verschiedener Arten von Verbrennungsmotoren und seine wichtigsten Hilfssysteme genauer ansehen.

Definition und allgemeine Merkmale des Verbrennungsmotors

Das Hauptmerkmal eines jeden Verbrennungsmotors ist, dass der Kraftstoff direkt in seinem Arbeitsraum und nicht in zusätzlichen externen Trägern gezündet wird. Im Betrieb wird chemische und thermische Energie aus der Kraftstoffverbrennung in mechanische Arbeit umgewandelt. Das Funktionsprinzip des Verbrennungsmotors beruht auf dem physikalischen Effekt der Wärmeausdehnung von Gasen, die bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches unter Druck in den Motorzylindern entstehen.

Klassifizierung von Verbrennungsmotoren

Im Zuge der Evolution des Verbrennungsmotors haben sich folgende Typen dieser Motoren bewährt:

• Gegenseitig Verbrennungsmotoren. In ihnen befindet sich der Arbeitsraum innerhalb der Zylinder, und die Wärmeenergie wird mittels eines Kurbeltriebs in mechanische Arbeit umgewandelt, der Bewegungsenergie auf die Kurbelwelle überträgt. Kolbenmotoren werden wiederum unterteilt in
• Vergaser bei dem das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Vergaser gebildet, in den Zylinder eingespritzt und dort durch den Funken der Zündkerze gezündet wird;

• Injektion, bei dem das Gemisch unter der Steuerung des elektronischen Steuergeräts über spezielle Düsen direkt in den Ansaugkrümmer geleitet und ebenfalls mit einer Kerze gezündet wird;
• Diesel-, bei dem die Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches ohne Kerze erfolgt, indem Luft komprimiert wird, die durch Druck von einer Temperatur oberhalb der Verbrennungstemperatur erwärmt wird, und Kraftstoff über Injektoren in die Zylinder eingespritzt wird.
• Drehkolben Verbrennungsmotoren. Bei Motoren dieser Art wird thermische Energie in mechanische Arbeit umgewandelt, indem ein Rotor mit spezieller Form und Profil mit Arbeitsgasen rotiert wird. Der Rotor bewegt sich innerhalb der Arbeitskammer auf einer "planetaren Flugbahn", die die Form einer "Acht" hat und die Funktionen eines Kolbens und eines Zeitsteuerungsmechanismus (Gasverteilungsmechanismus) sowie einer Kurbelwelle erfüllt.
• Gasturbine Verbrennungsmotoren. Bei diesen Motoren erfolgt die Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Arbeit durch die Rotation eines Rotors mit speziellen keilförmigen Schaufeln, der die Turbinenwelle antreibt.

Am zuverlässigsten, unprätentiössten und sparsamsten in Bezug auf Kraftstoffverbrauch und regelmäßige Wartung sind Kolbenmotoren.

Fahrzeuge mit anderen Arten von Verbrennungsmotoren können in das Rote Buch aufgenommen werden. Heutzutage stellt nur Mazda Autos mit Rotationskolbenmotoren her. Eine Versuchsserie von Autos mit Gasturbinenmotor wurde von "Chrysler" hergestellt, aber es war in den 60er Jahren, und kein anderer Autohersteller kehrte zu diesem Thema zurück. In der UdSSR wurden T-80-Panzer und Zubr-Landungsschiffe mit Gasturbinenmotoren ausgestattet, später wurde jedoch beschlossen, diese Art von Motoren aufzugeben. Lassen Sie uns in diesem Zusammenhang ausführlich auf die Kolben-Verbrennungsmotoren eingehen, "die die Weltherrschaft errungen haben".

Der Motorkörper vereint sich zu einem einzigen Organismus:

• Zylinderblock, in deren Brennräumen das Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet wird und die Gase dieser Verbrennung die Kolben antreiben;
• Kurbelmechanismus, das die Bewegungsenergie auf die Kurbelwelle überträgt;
• Gasverteilungsmechanismus, die das rechtzeitige Öffnen / Schließen von Ventilen für den Einlass / Auslass des brennbaren Gemischs und der Abgase sicherstellen soll;
• Versorgungssystem ("Einspritzung") und Zündung ("Zündung") des Kraftstoff-Luft-Gemisches;
• Verbrennungsprodukt-Entfernungssystem(Abgase).

Schnittdarstellung eines Viertakt-Verbrennungsmotors

Beim Anlassen des Motors wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch durch die Einlassventile in seine Zylinder eingespritzt und dort durch einen Funken einer Zündkerze gezündet. Bei der Verbrennung und Wärmeausdehnung von Gasen durch Überdruck setzt sich der Kolben in Bewegung und überträgt mechanische Arbeit auf die Drehung der Kurbelwelle.

Der Betrieb einer Kolben-Brennkraftmaschine erfolgt zyklisch. Diese Zyklen werden mehrere hundert Mal pro Minute wiederholt. Dies gewährleistet eine kontinuierliche Vorwärtsdrehung der aus dem Motor austretenden Kurbelwelle.

Lassen Sie uns die Terminologie definieren. Ein Hub ist ein Arbeitsvorgang, der in einem Motor in einem Hub des Kolbens abläuft, genauer gesagt in einer Bewegung des Kolbens in eine Richtung, nach oben oder unten. Ein Zyklus ist eine Sammlung von Takten, die sich in einer bestimmten Reihenfolge wiederholen. Entsprechend der Hubzahl innerhalb eines Arbeitsspiels werden die Verbrennungsmotoren in Zweitakt (der Zyklus wird in einer Kurbelwellenumdrehung und zwei Kolbenhüben ausgeführt) und Viertakt (in zwei Kurbelwellenumdrehungen und vier Kolbenhüben) unterteilt. . Gleichzeitig läuft der Arbeitsprozess sowohl bei diesen als auch bei anderen Motoren nach folgendem Plan ab: Ansaugen; Kompression; Verbrennung; Erweiterung und Freigabe.

Prinzipien des Verbrennungsmotors

- Das Funktionsprinzip eines Zweitaktmotors

Beim Anlassen des Motors beginnt sich der Kolben, der durch die Drehung der Kurbelwelle mitgerissen wird, zu bewegen. Sobald er seinen unteren Totpunkt (UT) erreicht und sich nach oben bewegt, wird dem Brennraum des Zylinders ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zugeführt.

Bei seiner Aufwärtsbewegung komprimiert der Kolben ihn. In dem Moment, in dem der Kolben seinen oberen Totpunkt (OT) erreicht, entzündet der Funke der elektronischen Zündkerze das Kraftstoff-Luft-Gemisch. Die brennenden Kraftstoffdämpfe, die sich sofort ausdehnen, drücken den Kolben schnell zurück zum unteren Totpunkt.

Zu diesem Zeitpunkt öffnet sich das Auslassventil, durch das die heißen Abgase aus dem Brennraum abgeführt werden. Nachdem er den UT wieder passiert hat, nimmt der Kolben seine Bewegung zum OT wieder auf. Während dieser Zeit macht die Kurbelwelle eine Umdrehung.

Bei einer erneuten Bewegung des Kolbens öffnet sich der Ansaugkanal des Kraftstoff-Luft-Gemisches wieder, wodurch das gesamte Volumen der freigesetzten Abgase ersetzt wird, und der gesamte Vorgang wiederholt sich erneut. Dadurch, dass die Arbeit des Kolbens bei solchen Motoren auf zwei Hübe beschränkt ist, führt er viel weniger als bei einem Viertaktmotor die Anzahl der Bewegungen für eine bestimmte Zeiteinheit aus. Reibungsverluste werden minimiert. Allerdings wird viel Wärmeenergie freigesetzt und Zweitaktmotoren heizen schneller und stärker auf.

Bei Zweitaktmotoren ersetzt der Kolben im Laufe seiner Bewegung zu bestimmten Zeiten die Ventilsteuerung und öffnet und schließt die Arbeitseinlass- und Auslassöffnungen im Zylinder. Der schlechteste Gaswechsel im Vergleich zu einem Viertaktmotor ist der Hauptnachteil eines Zweitakt-Verbrennungsmotors. Beim Entfernen der Abgase geht ein bestimmter Prozentsatz nicht nur des Arbeitsstoffes, sondern auch der Leistung verloren.

Die praktischen Anwendungsgebiete von Zweitakt-Verbrennungsmotoren sind Mopeds und Motorroller; Bootsmotoren, Rasenmäher, Kettensägen usw. Geräte mit geringer Leistung.

Diese Nachteile gibt es bei Viertakt-Verbrennungsmotoren, die in verschiedenen Ausführungen in fast allen modernen Autos, Traktoren und anderen Geräten verbaut sind. In ihnen erfolgt der Einlass / Auslass des brennbaren Gemisches / der Abgase in Form separater Arbeitsprozesse und nicht wie bei Zweitaktern mit Kompression und Expansion kombiniert. Mit Hilfe des Gasverteilungsmechanismus wird eine mechanische Synchronisation der Betätigung der Ein- und Auslassventile mit der Kurbelwellendrehzahl sichergestellt. Bei einem Viertaktmotor erfolgt die Einspritzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erst nach vollständiger Entfernung der Abgase und Schließen der Auslassventile.

Arbeitsprozess des Verbrennungsmotors

Jeder Hub ist ein Kolbenhub vom oberen zum unteren Totpunkt. In diesem Fall durchläuft der Motor folgende Betriebsphasen:

• Erster Hub, Einnahme... Der Kolben bewegt sich vom oberen zum unteren Totpunkt. Zu diesem Zeitpunkt entsteht im Zylinder ein Unterdruck, das Einlassventil öffnet und das Kraftstoff-Luft-Gemisch tritt ein. Am Ende des Ansaugens liegt der Druck im Zylinderhohlraum im Bereich von 0,07 bis 0,095 MPa; Temperatur - von 80 bis 120 Grad Celsius.
• Zweite Maßnahme, Kompression... Wenn sich der Kolben vom unteren zum oberen Totpunkt bewegt und die Einlass- und Auslassventile geschlossen sind, wird das brennbare Gemisch im Zylinderhohlraum komprimiert. Dieser Prozess wird von einem Druckanstieg auf 1,2-1,7 MPa und einer Temperaturerhöhung von 300-400 Grad Celsius begleitet.
• Dritte Maßnahme, Ausbau... Das Luft-Kraftstoff-Gemisch entzündet sich. Damit einher geht die Freisetzung einer erheblichen Menge an Wärmeenergie. Die Temperatur im Zylinderhohlraum steigt stark auf 2,5 Tausend Grad Celsius an. Unter Druck bewegt sich der Kolben schnell zu seinem unteren Totpunkt. Die Druckanzeige beträgt in diesem Fall 4 bis 6 MPa.
• Vierte Maßnahme, Ausgabe... Bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens zum oberen Totpunkt öffnet das Auslassventil, durch das die Abgase aus dem Zylinder in das Abgasrohr und dann in die Umgebung geschoben werden. Druckindikatoren in der Endphase des Zyklus sind 0,1-0,12 MPa; Temperaturen - 600-900 Grad Celsius.

Hilfssysteme für Verbrennungsmotoren

Die Zündanlage ist Teil der elektrischen Ausrüstung der Maschine und ist ausgelegt für einen Funken sorgen, wodurch das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Arbeitsraum des Zylinders gezündet wird. Die Komponenten der Zündanlage sind:

• Energieversorgung... Beim Anlassen des Motors ist dies die Batterie, bei laufendem Motor der Generator.
• Schalter oder Zündschalter... Sie war früher eine mechanische und in den letzten Jahren immer häufiger eine elektrische Kontaktvorrichtung zur Zuführung elektrischer Spannung.
• Energiespeicher... Eine Spule oder ein Autotransformator ist eine Einheit zum Speichern und Umwandeln von Energie, die ausreicht, um die erforderliche Entladung zwischen den Elektroden der Zündkerze zu erzeugen.
• Zündverteiler (Verteiler)... Ein Gerät, das entwickelt wurde, um einen Hochspannungsimpuls entlang der Drähte zu verteilen, die zu den Zündkerzen jedes Zylinders führen.

ICE-Zündsystem

- Ansaugsystem

Das Ansaugsystem des Verbrennungsmotors ist so konzipiert zum ununterbrochen Einreichung in den motor atmosphärisch Luft, zum Mischen mit Kraftstoff und zur Herstellung eines brennbaren Gemisches. Es ist zu beachten, dass bei den Vergasermotoren der Vergangenheit das Ansaugsystem aus einem Luftkanal und einem Luftfilter besteht. Und alle. Das Ansaugsystem moderner Autos, Traktoren und anderer Geräte umfasst:

• Lufteinlass... Es ist ein Abzweigrohr mit einer für jeden spezifischen Motor geeigneten Form. Dadurch wird atmosphärische Luft in den Motor gesaugt, durch die Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre und im Motor, wo bei der Bewegung der Kolben ein Unterdruck entsteht.
• Luftfilter... Dies ist ein Verbrauchsmaterial, das entwickelt wurde, um die in den Motor eintretende Luft von Staub und festen Partikeln zu reinigen und auf dem Filter zurückzuhalten.
• Drosselklappe... Luftventil zur Regulierung der Zufuhr der erforderlichen Luftmenge. Mechanisch wird es durch Drücken des Gaspedals aktiviert, in moderner Technik elektronisch.
• Ansaugkrümmer... Verteilt den Luftstrom auf die Motorzylinder. Um dem Luftstrom die gewünschte Verteilung zu geben, kommen spezielle Ansaugklappen und ein Unterdruckverstärker zum Einsatz.

Das Kraftstoffsystem bzw. das Antriebssystem des Verbrennungsmotors ist "verantwortlich" für unterbrechungsfreie Kraftstoffversorgung zur Bildung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches. Das Kraftstoffsystem umfasst:

• Treibstofftank- ein Tank zum Speichern von Benzin oder Dieselkraftstoff, mit einer Vorrichtung zum Aufnehmen von Kraftstoff (Pumpe).
• Kraftstoffleitungen- ein Satz Rohre und Schläuche, durch die der Motor seine "Nahrung" erhält.
• Mischeinrichtung, d.h. Vergaser oder Injektor- ein spezieller Mechanismus zur Herstellung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches und dessen Einspritzung in den Verbrennungsmotor.
• Elektronische Kontrolleinheit(ECU) Gemischbildung und Einspritzung - bei Einspritzmotoren ist dieses Gerät "verantwortlich" für die synchrone und effiziente Arbeit an der Bildung und Zufuhr des brennbaren Gemisches zum Motor.
• Benzinpumpe- ein elektrisches Gerät zum Einspritzen von Benzin oder Dieselkraftstoff in die Kraftstoffleitung.
• Der Kraftstofffilter ist ein Verbrauchsmaterial zur zusätzlichen Kraftstoffreinigung während des Transports vom Tank zum Motor.

ICE-Kraftstoffsystemdiagramm

- Schmiersystem

Der Zweck des Schmiersystems des Verbrennungsmotors ist Abnahme der Reibungskraft und seine zerstörerische Wirkung auf Teile; Umleitung Teile der überflüssigen Wärme; Streichung Produkte Kohlenstoffablagerungen und Verschleiß; Schutz Metall vor Korrosion... Das Schmiersystem des Verbrennungsmotors umfasst:

• Ölwanne- Tank zum Aufbewahren von Motoröl. Der Ölstand in der Ölwanne wird nicht nur durch einen speziellen Ölmessstab, sondern auch durch einen Sensor kontrolliert.
• Ölpumpe- pumpt Öl von der Palette und führt es über speziell gebohrte Kanäle - "Leitungen" zu den notwendigen Motorteilen. Unter dem Einfluss der Schwerkraft fließt Öl von den geschmierten Teilen nach unten zurück in die Ölwanne, sammelt sich dort an und der Schmierzyklus wiederholt sich erneut.
• Ölfilter fängt und entfernt Feststoffpartikel aus dem Motoröl von Kohlenstoffablagerungen und Verschleißprodukten. Das Filterelement wird bei jedem Motorölwechsel immer durch ein neues ersetzt.
• Ölkühler zum Kühlen von Motoröl mit Flüssigkeit aus dem Motorkühlsystem.

Die Abgasanlage des Verbrennungsmotors dient zum Entfernen ausgegeben Gase und Lärmminderung motorischer Betrieb. In der modernen Technik besteht die Abgasanlage aus folgenden Teilen (in der Reihenfolge der Abgase des Motors):

• Ein Auspuffkrümmer. Dabei handelt es sich um ein Rohrsystem aus Hochtemperatur-Gusseisen, das glühende Abgase aufnimmt, ihren primären Schwingungsprozess löscht und weiter in das Ansaugrohr leitet.
• Fallrohr- ein gebogener Gasauslass aus feuerbeständigem Metall, im Volksmund als "Hose" bezeichnet.
• Resonator, oder, im Volksmund gesprochen, ist die "Bank" des Schalldämpfers ein Behälter, in dem die Abgase getrennt und ihre Geschwindigkeit verringert wird.
• Katalysator- ein Gerät zum Reinigen und Neutralisieren von Abgasen.
• Schalldämpfer- ein Behälter mit einem Komplex von speziellen Trennwänden, die für mehrere Änderungen der Gasströmungsrichtung und dementsprechend ihres Geräusches ausgelegt sind.

Abgasanlage für Verbrennungsmotoren

- Kühlsystem

Wenn bei Mopeds, Motorrollern und günstigen Motorrädern noch eine Luftkühlung des Motors verwendet wird - bei einem Gegenluftstrom, dann reicht es natürlich nicht für leistungsstärkere Geräte. Hier arbeitet ein Flüssigkeitskühlsystem, ausgelegt zum überschüssige Wärme aufnehmen am Motor und Reduzierung thermischer Belastungen auf seine Einzelheiten.

• Kühler das Kühlsystem dient dazu, überschüssige Wärme an die Umgebung abzugeben. Es besteht aus einer Vielzahl von gebogenen Aluminiumrohren, die zur zusätzlichen Wärmeableitung gerippt sind.
• Fan entwickelt, um die Kühlwirkung des Kühlers durch den entgegenkommenden Luftstrom zu verstärken.
• Wasserpumpe(Pumpe) - "treibt" das Kühlmittel durch die "kleinen" und "großen" Kreise und gewährleistet seine Zirkulation durch Motor und Kühler.
• Thermostat- ein spezielles Ventil, das die optimale Temperatur des Kühlmittels gewährleistet, indem es in einem "kleinen Kreis", unter Umgehung des Kühlers (bei kaltem Motor) und in einem "großen Kreis" durch den Kühler - bei warmem Motor gestartet wird.

Die gut abgestimmte Arbeit dieser Hilfssysteme sorgt für maximale Effizienz und Zuverlässigkeit des Verbrennungsmotors.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass in absehbarer Zeit nicht mit dem Aufkommen würdiger Konkurrenten des Verbrennungsmotors zu rechnen ist. Es gibt allen Grund zu der Annahme, dass er in seiner modernen, verbesserten Form noch für mehrere Jahrzehnte der dominierende Motortyp in allen Sektoren der Weltwirtschaft bleiben wird.

Bevor Sie sich mit der Frage befassen, Wie funktioniert ein Automotor, ist es zumindest allgemein notwendig, ihre Struktur zu verstehen. Jedes Auto hat einen Verbrennungsmotor, dessen Arbeit auf der Umwandlung von thermischer Energie in mechanische Energie beruht. Schauen wir uns diesen Mechanismus genauer an.

So funktioniert der Automotor - wir studieren das Gerätediagramm

Das klassische Design des Motors umfasst einen Zylinder und ein Kurbelgehäuse, das unten durch einen Sumpf verschlossen ist. Das Innere des Zylinders ist mit verschiedenen Ringen versehen, die sich in einer bestimmten Reihenfolge bewegen. Es hat die Form eines Glases, in seinem oberen Teil befindet sich ein Boden. Um endlich zu verstehen, wie ein Automotor funktioniert, müssen Sie wissen, dass der Kolben über einen Kolbenbolzen und eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle verbunden ist.

Für eine sanfte und weiche Rotation werden Haupt- und Pleuellager verwendet, die die Rolle von Lagern spielen. Die Kurbelwelle umfasst Wangen sowie Haupt- und Pleuellagerzapfen. Alle diese Teile zusammen werden als Kurbeltrieb bezeichnet, der die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Kreisdrehung umwandelt.

Die Oberseite des Zylinders wird durch einen Kopf verschlossen, in dem sich die Einlass- und Auslassventile befinden. Sie öffnen und schließen sich entsprechend der Kolbenbewegung und der Kurbelwellenbewegung. Um sich genau vorstellen zu können, wie ein Automotor funktioniert, sollte das Video in unserer Bibliothek genauso detailliert wie der Artikel studiert werden. In der Zwischenzeit werden wir versuchen, seine Wirkung in Worte zu fassen.

Wie ein Automotor funktioniert – kurz zu komplexen Vorgängen

Die Bewegungsgrenze des Kolbens hat also zwei extreme Positionen - obere und untere Totpunkte. Im ersten Fall hat der Kolben den maximalen Abstand von der Kurbelwelle, und die zweite Option ist der kleinste Abstand zwischen Kolben und Kurbelwelle. Um den Durchgang des Kolbens durch den Totpunkt ohne Anhalten zu gewährleisten, wird ein Schwungrad in Form einer Scheibe verwendet.

Ein wichtiger Parameter bei Verbrennungsmotoren ist das Verdichtungsverhältnis, das sich direkt auf Leistung und Effizienz auswirkt.

Um das Funktionsprinzip eines Automotors richtig zu verstehen, müssen Sie wissen, dass es auf der Nutzung der Arbeit von Gasen basiert, die während des Erwärmungsprozesses expandiert werden, wodurch sich der Kolben zwischen dem oberen und unteren Totpunkt bewegt. Wenn sich der Kolben in der oberen Position befindet, wird der Kraftstoff, der in den Zylinder eintritt und mit Luft vermischt wird, verbrannt. Dadurch steigen die Temperatur der Gase und deren Druck deutlich an.

Die Gase leisten nützliche Arbeit, wodurch sich der Kolben nach unten bewegt. Außerdem wird die Aktion über den Kurbelmechanismus auf das Getriebe und dann auf die Fahrzeugräder übertragen. Abfallprodukte werden durch das Abgassystem aus dem Zylinder entfernt und eine neue Portion Kraftstoff tritt an ihre Stelle. Der gesamte Prozess von der Kraftstoffzufuhr bis zur Abgasentfernung wird als Motorarbeitszyklus bezeichnet.

Wie ein Automotor funktioniert - Modellunterschiede

Es gibt mehrere Haupttypen von Verbrennungsmotoren. Am einfachsten ist der Reihenmotor. In einer Reihe angeordnet ergeben sie ein bestimmtes Arbeitsvolumen. Aber nach und nach haben sich einige Hersteller von dieser Fertigungstechnologie zu einer kompakteren Version bewegt.

Viele Modelle verwenden ein V-Motor-Design. Bei dieser Option stehen die Zylinder in einem Winkel zueinander (innerhalb von 180 Grad). Bei vielen Ausführungen reicht die Anzahl der Zylinder von 6 bis 12 oder mehr. Dadurch ist es möglich, das Längenmaß des Motors deutlich zu reduzieren und seine Länge zu reduzieren.

Somit ermöglicht die Vielfalt der Motoren den erfolgreichen Einsatz in Fahrzeugen für die unterschiedlichsten Zwecke. Dies können Standard-Pkw und -Lkw sein, aber auch Sportwagen und SUVs. Je nach Motortyp folgen auch bestimmte technische Eigenschaften der gesamten Maschine.

Derzeit ist der Verbrennungsmotor der Haupttyp von Automobilmotoren. Ein Verbrennungsmotor (Abkürzung - ICE) ist eine Wärmekraftmaschine, die die chemische Energie eines Kraftstoffs in mechanische Arbeit umwandelt.

Es gibt folgende Haupttypen von Verbrennungsmotoren: Kolben, Drehkolben und Gasturbine. Von den vorgestellten Motortypen ist der gebräuchlichste ein Kolben-Verbrennungsmotor, daher werden die Vorrichtung und das Funktionsprinzip an seinem Beispiel betrachtet.

Verdienste Kolben-Verbrennungsmotor, der seine weite Verbreitung sicherstellte, sind: Autonomie, Vielseitigkeit (Kombination mit verschiedenen Verbrauchern), niedrige Kosten, Kompaktheit, geringes Gewicht, schnelle Startfähigkeit, Multi-Fuel.

Gleichzeitig haben Verbrennungsmotoren eine Reihe wesentlicher Nachteile, darunter: hoher Geräuschpegel, hohe Kurbelwellendrehzahl, Giftigkeit der Abgase, kurze Lebensdauer, geringer Wirkungsgrad.

Je nach verwendeter Kraftstoffart wird zwischen Otto- und Dieselmotoren unterschieden. Alternative Kraftstoffe, die in Verbrennungsmotoren verwendet werden, sind Erdgas, alkoholische Kraftstoffe - Methanol und Ethanol, Wasserstoff.

Der Wasserstoffmotor ist aus ökologischer Sicht vielversprechend, denn erzeugt keine schädlichen Emissionen. Zusammen mit dem Verbrennungsmotor wird Wasserstoff zur Erzeugung elektrischer Energie in den Brennstoffzellen von Autos verwendet.

Gerät mit Verbrennungsmotor

Ein Kolben-Verbrennungsmotor umfasst einen Körper, zwei Mechanismen (Kurbel und Gasverteilung) und eine Reihe von Systemen (Ansaug-, Kraftstoff-, Zünd-, Schmier-, Kühl-, Abgas- und Steuersystem).

Der Motorkörper integriert den Zylinderblock und den Zylinderkopf. Der Kurbeltrieb wandelt die Hubbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle um. Der Gasverteilungsmechanismus gewährleistet die rechtzeitige Zufuhr von Luft oder des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu den Zylindern und die Freisetzung von Abgasen.

Das Motormanagement steuert elektronisch den Betrieb der Verbrennungsmotorsysteme.

Betrieb des Verbrennungsmotors

Das Funktionsprinzip der Brennkraftmaschine beruht auf der Wirkung der Wärmeausdehnung von Gasen, die bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches auftritt und die Bewegung des Kolbens im Zylinder gewährleistet.

Der Betrieb der Kolbenbrennkraftmaschine erfolgt zyklisch. Jeder Arbeitszyklus erfolgt in zwei Kurbelwellenumdrehungen und umfasst vier Takte (Viertaktmotor): Einlass, Kompression, Arbeitstakt und Auslass.

Während der Einlass- und Hubhübe bewegt sich der Kolben nach unten, während sich die Kompressions- und Auslasshübe nach oben bewegen. Die Arbeitszyklen in jedem der Motorzylinder sind phasenverschoben, was die Gleichmäßigkeit des ICE-Betriebs gewährleistet. Bei einigen Konstruktionen von Verbrennungsmotoren wird der Arbeitszyklus in zwei Takten realisiert - Verdichtungs- und Arbeitstakt (Zweitaktmotor).

Beim Ansaugtakt das Ansaug- und Kraftstoffsystem liefern ein Luft-Kraftstoff-Gemisch. Je nach Auslegung erfolgt die Gemischbildung im Saugrohr (zentrale und verteilte Einspritzung bei Ottomotoren) oder direkt im Brennraum (Direkteinspritzung bei Ottomotoren, Einspritzung bei Dieselmotoren). Beim Öffnen der Einlassventile des Gasverteilers wird aufgrund des durch die Abwärtsbewegung des Kolbens erzeugten Unterdrucks Luft bzw. das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Brennraum gefördert.

Beim Kompressionshub die Einlassventile schließen und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in den Motorzylindern verdichtet.

Zyklus Arbeitshub begleitet von einer Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches (Zwangs- oder Selbstzündung). Durch die Zündung entsteht eine große Menge Gase, die auf den Kolben drücken und ihn nach unten bewegen. Die Bewegung des Kolbens durch den Kurbeltrieb wird in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt, die dann zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird.

Bei Beat-Release die Auslassventile der Gasverteilung werden geöffnet und die Abgase aus den Zylindern in die Abgasanlage geleitet, wo sie gereinigt, gekühlt und geräuschreduziert werden. Dann gelangen die Gase in die Atmosphäre.

Das betrachtete Funktionsprinzip eines Verbrennungsmotors macht es möglich zu verstehen, warum der Verbrennungsmotor einen geringen Wirkungsgrad hat - etwa 40%. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird in der Regel nur in einem Zylinder nützliche Arbeit verrichtet, im Rest - Hübe: Einlass, Kompression, Auslass.

Benzinmotor- eine spezielle Art von Kolben-Verbrennungsmotor (Brennkraftmaschine), bei der das Fahrzeug (ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft) in den Zylindern durch einen elektrischen Funken zwangsweise gezündet wird und Benzin als Kraftstoff verwendet wird.

GM-Unternehmen

Arten von Benzinmotoren

Moderne Ottomotoren lassen sich in mehrere Kategorien einteilen.

1. Durch die Anzahl der Zylinder - mit einem Zylinder, zwei Zylindern und mehreren Zylindern.
2. Nach Anordnung der Zylinder:
   • Reihenmotoren (Zylinder sind streng schräg oder vertikal hintereinander angeordnet);
   • V-förmige Motoren (Zylinder sind abgewinkelt);
   • W-Motoren (Zylinder sind vierreihig mit der Kurbelwelle abgewinkelt)
   • Boxermotoren (Zylinder um 180 Grad abgewinkelt)
3. Nach dem Verfahren zur Gewinnung des Kraftstoffgemisches - Einspritzung, Vergaser.
4. Durch die Art der Schmierung - getrennt (Öl befindet sich nur im Kurbelgehäuse), gemischt (Öl wird mit Kraftstoff vermischt).
5. Kühlmethode - Flüssigkeitskühlung, Luftkühlung.
6. Nach der Art der Zyklen - Zweitakt, Viertakt.
7. Durch die Art der Luftgemischzufuhr zu den Zylindern - druckbeaufschlagt, ohne Druckbeaufschlagung.

Das Funktionsprinzip eines Benzinmotors

Die Arbeit eines Ottomotors besteht wie bei jedem anderen Verbrennungsmotor in der Verbrennung eines Kraftstoffgemisches in einem geschlossenen Raum, in diesem Fall in einer Brennkammer. Wenn das Fahrzeug ausbrennt, wird eine große Menge an Wärmeenergie freigesetzt, die den mechanischen Betrieb des Hauptmotormechanismus startet.

Um einen konstanten mechanischen Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten, muss eine ununterbrochene (zyklische) Versorgung des Fahrzeugs in den Brennraum erfolgen.

In den meisten Fällen handelt es sich bei Benzinmotoren um Viertaktmotoren mit einem Arbeitszyklus von vier Takten:

• Aufnahme;
• Kompression;
• Arbeitshub;
• Veröffentlichung

Mehr Details zu jedem der 4 Balken.

Einlass

Die Kolbenbewegung beginnt an einem Punkt (unten oder oben), gleichzeitig öffnet das Einlassventil und Kraftstoff wird dem Brennraum zugeführt. Nachdem der Kolben am entgegengesetzten Extrempunkt stoppt, werden alle Einlassventile geschlossen.

Kompression

Bei diesem Hub kehrt der Kolben zu seinem ursprünglichen Punkt zurück, komprimiert das einströmende Kraftstoffgemisch und erhöht seine Heiztemperatur. Nachdem der Kolben seinen Extrempunkt erreicht hat, wird das komprimierte Kraftstoffgemisch von der Zündkerze gezündet.

Arbeitshub

Bei der Verbrennung bildet das Kraftstoffgemisch Gase, deren Ausdehnung ein Herausdrücken des Kolbens bewirkt. Alle Ventile bleiben während der Fahrt vollständig geschlossen.

Veröffentlichung

Während sich die Kurbelwelle weiter dreht, bewegt sich der Kolben zum oberen Endpunkt. Zusammen mit ihm öffnet sich das Auslassventil, in dem der Kolben die Gase in das Gasverteilungssystem drückt. Nach Hubende schließen alle Auslassventile.

Der gesamte Workflow ist zyklisch, sodass nach Abschluss eines Zyklus der nächste Zyklus beginnt.

Die wichtigsten Elemente eines Benzinmotors

Kolben

Das Hauptarbeitselement des Verbrennungsmotors ist ein Kolben, der über eine spezielle Pleuelstange mit der Kurbelwelle verbunden ist. Dieser bildet einen Kurbeltrieb, der die Hubbewegungen der Kolben in einen Arbeitshub (Rotation) der Kurbelwelle umsetzt.

Um die erforderliche Kompression in den Motorzylindern bereitzustellen, ist der Kolben mit gusseisernen Dichtringen ausgestattet. Bei modernen Benzinmotoren können schmale Ringe (maximal 2 mm Höhe) und breite Kolbenringe (bis 3 mm Höhe) verbaut werden.

Pleuelstange

Das Element, das Kolben und Kurbelwelle verbindet. Die Pleuel sind aus hochfestem Stahl, seltener aus Aluminium. Die Drehung der Arbeitspleuelstange erfolgt immer in zwei Richtungen.

Kurbelwelle

Die translatorischen Kolbenbewegungen werden in Rotationsbewegungen der Welle umgewandelt, die für die Drehung der Wagenräder verantwortlich ist.

Ventile

Der Verbrennungsmotor ist mit speziellen Ventilen ausgestattet - Einlass und Auslass. Sie sind für die Aufnahme von Luftmasse und die Abgabe von Abgasen ausgelegt, die bei der Verbrennung von Kraftstoff anfallen.

Zündkerze

Um den Zündvorgang des Fahrzeugs in der Kammer sicherzustellen, sind Benzinmotoren mit Zündkerzen ausgestattet. Die elektrische Kerze zündet das Fahrzeug in einem bestimmten Moment ihrer Zufuhr und des Durchgangs des Kolbens.

Zusatzarbeitssysteme für Benzinmotoren

Der unterbrechungsfreie und effiziente Betrieb des Benzinmotors wird durch Hilfsarbeitssysteme gewährleistet - Starten des Verbrennungsmotors, Zünden, Zuführen eines Kraftstoff-Luft-Gemischs, Kühlen, Entfernen von Abgasen, Schmieren.

Ein Automotor kann für den Uneingeweihten 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, was sind das für Motoren und deren 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 eines Benzinmotors 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 Fahrzeugwegs) 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 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. Aber Sie können diese Art von Benzinenergie auch für interessantere Zwecke verwenden. 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 die Kartoffel in der zuvor beschriebenen "Kartoffelkanone" ersetzt. Der Kolben ist über eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle verbunden. Lassen Sie sich nur nicht von neuen Begriffen einschüchtern – 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 das Ende seines Hubs erreicht, gibt die Zündkerze einen Funken ab, der von über zehntausend Volt erzeugt wird, 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 durch den Betrieb des Verbrennungsmotors erzeugte Bewegung eine Rotation ist, während die von der "Kartoffelkanone" erzeugte Bewegung linear (direkt) 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 rein - 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 erwähnten "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:

• Sie haben einfach kein Benzin im Tank, 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 wie er sollte. 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 einige weitere Gründe, warum die Engine möglicherweise nicht funktioniert, und hier werden wir auf einige Details außerhalb der Engine eingehen:

• Wenn die Batterie leer ist, können Sie den Motor nicht starten, um ihn zu starten.
• Wenn die Lager, die eine 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 überhaupt nicht funktionieren, kann keine Luft ein- und keine Abgase austreten, sodass der Motor wieder nicht laufen kann.
• Wenn jemand mit Hooligan-Motiven eine Kartoffel in den Auspuff schiebt, können die Abgase den Zylinder nicht verlassen und der Motor funktioniert 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 Toleranz. 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 tatsächlich aus Ventilen und einem Mechanismus, der sie 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 zur Aufnahme von Kraftstoff nach innen und zwei zum Ablassen des Abgasgemischs).

Wie funktioniert die Zündanlage?

Die Zündanlage erzeugt eine Hochspannungsladung und leitet diese über Zündkabel an die Zündkerzen weiter. 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 die maximale Laufruhe des Motors.

Wie funktioniert Kühlung?

Das Kühlsystem der meisten Fahrzeuge besteht aus einem Kühler und einer Wasserpumpe. Wasser zirkuliert durch die Durchgänge (Kanäle) um die Zylinder und dann durch 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 diese luftgekühlten Motoren mit seitlichen Rippen gesehen - gerippte Oberflächen, die die Außenseite jedes Zylinders schmücken, um die Wärme abzuleiten.

Die Luftkühlung macht den Motor leichter, aber heißer und verringert im Allgemeinen die Lebensdauer des Motors und die Gesamtleistung. 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 Anlasser mit Elektromotor. Beim Drehen des Zündschlüssels dreht der Anlasser den Motor mehrere Umdrehungen, damit der Verbrennungsvorgang beginnt und kann nur durch Drehen des Schlüssels in die entgegengesetzte Richtung gestoppt werden, wenn der Funke nicht mehr in die Zylinder fließt und der Motor , also Stände.

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 (bzw. seine Ringe) und alle Lager, die eine freie Drehung von Elementen wie der Kurbelwelle und anderen Wellen ermöglichen. 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 Auspuffsystem umfasst ein Auspuffrohr und einen Schalldämpfer. Ohne den Schalldämpfer würden Sie das Geräusch von Tausenden 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,