Einbau von Verbrennungsmotoren. Benzinmotor: Gerät, Funktionsprinzip, Vor- und Nachteile

Jeder von uns hat ein bestimmtes Auto, aber nur wenige Fahrer 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 der 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. Nach 10 Jahren präsentierte Gottlieb Daimler seine benzinbetriebene Version des Motors, die recht gut funktionierte.

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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 Prinzip des 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 können Kenntnisse 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. Kompression des Kraftstoff-/Luftgemisches. 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.

Bei dem die chemische Energie des in seinem Arbeitsraum (Brennraum) brennenden Brennstoffs in mechanische Arbeit umgewandelt wird. Es gibt Verbrennungsmotoren: Kolben e, bei denen die Expansionsarbeit der gasförmigen Verbrennungsprodukte im Zylinder verrichtet wird (vom Kolben wahrgenommen, dessen Hubbewegung in die Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird) oder direkt in die Maschine angetrieben; Gasturbinen, bei denen die Arbeit der Expansion der Verbrennungsprodukte von den Laufschaufeln wahrgenommen wird; reaktiv e, bei dem der reaktive Druck verwendet wird, der sich aus dem Ausströmen von Verbrennungsprodukten aus der Düse ergibt. Der Begriff "Verbrennungsmotor" wird hauptsächlich für Kolbenmotoren verwendet.

Historische Referenz

Die Idee, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, wurde erstmals 1678 von H. Huygens vorgeschlagen; Als Brennstoff sollte Schießpulver verwendet werden. Der erste funktionsfähige Gas-Verbrennungsmotor wurde von E. Lenoir (1860) konstruiert. Der belgische Erfinder A. Beau de Rocha schlug (1862) einen Viertaktzyklus des Verbrennungsmotors vor: Einlass, Kompression, Verbrennung und Expansion, Auslass. Die deutschen Ingenieure E. Langen und N. A. Otto entwickelten einen effizienteren Gasmotor; Otto baute einen Viertaktmotor (1876). Im Vergleich zu einer Dampfmaschinenanlage war eine solche Brennkraftmaschine einfacher und kompakter, sparsamer (Wirkungsgrad erreichte 22%), hatte ein geringeres spezifisches Gewicht, erforderte jedoch einen höherwertigen Kraftstoff. In den 1880er Jahren. OS Kostovich baute den ersten Benzinvergaser-Kolbenmotor in Russland. 1897 schlug R. Diesel einen Selbstzündungsmotor vor. In den Jahren 1898–99 im Ludwig-Nobel-Werk (St. Petersburg) produzierten sie Diesel- mit Öl arbeiten. Die Verbesserung des Verbrennungsmotors ermöglichte den Einsatz auf Transportfahrzeugen: einem Traktor (USA, 1901), einem Flugzeug (O. und W. Wright, 1903), einem Motorschiff "Vandal" (Russland, 1903), a Diesellokomotive (entworfen von Ya.M. Gakkel, Russland, 1924).

Einstufung

Die Vielfalt der Bauformen von Verbrennungsmotoren bestimmt deren weite Verbreitung in verschiedenen Bereichen der Technik. Verbrennungsmotoren können nach folgenden Kriterien klassifiziert werden : nach Zweck (stationäre Motoren - kleine Kraftwerke, Automobil, Schifffahrt, Diesellokomotive, Luftfahrt usw.); die Art der Bewegung der Arbeitsteile(Motoren mit Hubkolben; Rotationskolbenmotoren - Wankelmotoren); Anordnung der Zylinder(Boxer-, Reihen-, Radial-, V-förmige Motoren); die Art und Weise, wie der Arbeitszyklus ausgeführt wird(Viertakt-, Zweitaktmotoren); nach der Anzahl der Zylinder[von 2 (zum Beispiel das Auto "Oka") bis 16 (zum Beispiel "Mercedes-Benz" S 600)]; Zündmethode eines brennbaren Gemisches[Ottomotoren mit Fremdzündung (Ottomotoren, DsIZ) und Dieselmotoren mit Selbstzündung]; Methode der Gemischbildung[mit externer Gemischbildung (außerhalb des Brennraums - Vergaser), hauptsächlich Ottomotoren; mit innerer Gemischbildung (im Brennraum - Einspritzung), Dieselmotoren]; Art des Kühlsystems(flüssigkeitsgekühlte Motoren, luftgekühlte Motoren); Nockenwellenposition(Motor mit oberer Nockenwelle, mit unterer Nockenwelle); Kraftstoffart (Benzin, Diesel, Gasmotor); die Art die Flaschen zu befüllen ( Saugmotoren - "atmosphärische", aufgeladene Motoren). Bei Saugmotoren erfolgt das Ansaugen von Luft oder brennbarem Gemisch aufgrund des Unterdrucks im Zylinder während des Saughubs des Kolbens, bei Motoren mit Aufladung (Turboaufladung) wird Luft bzw. brennbares Gemisch unter in den Arbeitszylinder eingespritzt Druck, der vom Kompressor erzeugt wird, um eine erhöhte Motorleistung zu erhalten.

Arbeits prozess

Unter dem Einfluss des Drucks der gasförmigen Verbrennungsprodukte des Kraftstoffs führt der Kolben im Zylinder eine Hubbewegung aus, die über einen Kurbeltrieb in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Bei einer Kurbelwellenumdrehung erreicht der Kolben zweimal die Extrempositionen, in denen sich die Bewegungsrichtung ändert (Abb. 1).

Diese Stellungen des Kolbens werden üblicherweise als blinde Flecken bezeichnet, da die in diesem Moment auf den Kolben ausgeübte Kraft keine Drehbewegung der Kurbelwelle verursachen kann. Die Position des Kolbens im Zylinder, bei der der Abstand der Kolbenbolzenachse von der Kurbelwellenachse sein Maximum erreicht, wird als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. Unterer Totpunkt (UT) ist die Position des Kolbens im Zylinder, bei der der Abstand zwischen Kolbenbolzenachse und Kurbelwellenachse ein Minimum erreicht. Der Abstand zwischen den toten Winkeln wird als Kolbenhub (S) bezeichnet. Jeder Kolbenhub entspricht einer 180° Drehung der Kurbelwelle. Die Bewegung des Kolbens im Zylinder bewirkt eine Volumenänderung des über dem Kolben befindlichen Raumes. Das Volumen des inneren Hohlraums des Zylinders an der Position des Kolbens am OT wird als Volumen der Brennkammer V c bezeichnet. Das Volumen des Zylinders, das der Kolben bei seiner Bewegung zwischen den Totpunkten bildet, wird als Arbeitsvolumen des Zylinders V c bezeichnet. Das Volumen des Überkolbenraums an der Position des Kolbens im UT wird als Gesamtvolumen des Zylinders V p = V c + V c bezeichnet. Der Hubraum des Motors ist das Produkt des Hubraums der Zylinder durch die Anzahl der Zylinder. Das Verhältnis des Gesamtvolumens des Zylinders V c zum Volumen des Brennraums V c wird als Verdichtungsverhältnis E bezeichnet (bei Otto-Dieselmotoren 6,5–11; bei Dieselmotoren 16–23).

Wenn sich der Kolben im Zylinder bewegt, ändern sich neben dem Volumen des Arbeitsfluids auch dessen Druck, Temperatur, Wärmekapazität und innere Energie. Der Arbeitszyklus ist eine Reihe von sequentiellen Prozessen, die mit dem Ziel durchgeführt werden, die thermische Energie des Brennstoffs in mechanische Energie umzuwandeln. Das Erreichen der Periodizität der Betriebszyklen wird mit Hilfe spezieller Mechanismen und Motorsysteme sichergestellt.

Der Arbeitszyklus einer Viertakt-Otto-Brennkraftmaschine wird in 4 Kolbenhüben (Takt) im Zylinder, also in 2 Kurbelwellenumdrehungen absolviert (Abb. 2).

Der erste Takt ist die Ansaugung, bei der das Ansaug- und Kraftstoffsystem für die Bildung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches sorgt. Je nach Ausführung erfolgt die Gemischbildung im Saugrohr (Zentral- und Mehrpunkteinspritzung bei Ottomotoren) oder direkt im Brennraum (Direkteinspritzung bei Ottomotoren, Einspritzung bei Dieselmotoren). Wenn sich der Kolben vom OT zum UT bewegt, entsteht im Zylinder (durch Volumenvergrößerung) ein Unterdruck, unter dessen Wirkung ein brennbares Gemisch (Benzindampf mit Luft) durch das sich öffnende Einlassventil eintritt. Der Druck im Einlassventil kann bei Saugmotoren nahe dem Atmosphärendruck liegen, bei aufgeladenen Motoren kann er höher sein (0,13–0,45 MPa). Im Zylinder vermischt sich das brennbare Gemisch mit den darin verbliebenen Abgasen aus dem vorherigen Arbeitstakt und bildet ein Arbeitsgemisch. Der zweite Takt ist die Kompression, bei der die Ein- und Auslassventile durch die Nockenwelle geschlossen werden und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Motorzylindern komprimiert wird. Der Kolben bewegt sich nach oben (von UT nach OT). Weil das Volumen im Zylinder nimmt ab, dann wird das Arbeitsgemisch auf einen Druck von 0,8–2 MPa komprimiert, die Gemischtemperatur beträgt 500–700 K. Am Ende des Verdichtungstaktes wird das Arbeitsgemisch durch einen elektrischen Funken und schnell gezündet brennt aus (in 0,001–0,002 s). In diesem Fall wird eine große Wärmemenge freigesetzt, die Temperatur erreicht 2000–2600 K und die Gase, die sich ausdehnen, erzeugen einen starken Druck (3,5–6,5 MPa) auf den Kolben und bewegen ihn nach unten. Der dritte Takt ist ein Arbeitstakt, der von der Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches begleitet wird. Die Kraft des Gasdrucks bewegt den Kolben nach unten. Die Bewegung des Kolbens durch den Kurbeltrieb wird in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt, die dann zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Somit wird beim Arbeitshub thermische Energie in mechanische Arbeit umgewandelt. Der vierte Takt ist die Freigabe, bei der sich der Kolben nach Verrichtung der Nutzarbeit nach oben bewegt und durch das öffnende Auslassventil des Gasverteilungsmechanismus die Abgase aus den Zylindern in die Abgasanlage drückt, wo sie gereinigt werden. gekühlt und geräuschreduziert. Dann gelangen die Gase in die Atmosphäre. Der Abgasprozess kann unterteilt werden in Vorlauf (der Druck im Zylinder ist viel höher als im Auslassventil, der Abgasdurchsatz bei 800–1200 K beträgt 500–600 m / s) und Hauptabgas (die Geschwindigkeit bei der Ende des Auspuffs beträgt 60–160 m / s ). Die Freisetzung von Abgasen wird von einem Geräuscheffekt begleitet, um die eingebauten Schalldämpfer zu absorbieren. Während des Arbeitszyklus des Motors wird nur während des Arbeitstakts Nutzarbeit geleistet, und die verbleibenden drei Hübe sind Hilfshübe. Für eine gleichmäßige Drehung der Kurbelwelle ist an ihrem Ende ein Schwungrad mit einer erheblichen Masse installiert. Das Schwungrad nimmt während des Arbeitshubes Energie auf und gibt einen Teil davon für die Ausführung von Hilfshüben ab.

Das Arbeitsspiel einer Zweitakt-Brennkraftmaschine erfolgt in zwei Kolbenhüben oder in einer Kurbelwellenumdrehung. Die Verdichtungs-, Verbrennungs- und Expansionsvorgänge sind nahezu identisch mit denen eines Viertaktmotors. Die Leistung eines Zweitaktmotors bei gleichen Zylinderabmessungen und Wellendrehzahlen ist aufgrund der hohen Arbeitsspielzahl theoretisch 2 mal höher als die eines Viertaktmotors. Der Verlust eines Teils des Arbeitsvolumens führt jedoch praktisch nur zu einer Leistungssteigerung um das 1,5- bis 1,7-fache. Zu den Vorteilen von Zweitaktmotoren sollte auch eine höhere Drehmomentgleichmäßigkeit gehören, da mit jeder Kurbelwellenumdrehung ein voller Arbeitszyklus durchgeführt wird. Ein wesentlicher Nachteil des Zweitaktverfahrens gegenüber dem Viertaktverfahren ist der kurze Zeitaufwand für den Gaswechselprozess. Der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren mit Benzin beträgt 0,25–0,3.

Der Arbeitszyklus von Gas-Verbrennungsmotoren ähnelt dem von Benzin-DsIZ. Das Gas durchläuft die Stufen: Verdampfung, Reinigung, gestufter Druckabbau, Zufuhr in bestimmten Mengen zum Motor, Vermischung mit Luft und Zündung des Arbeitsgemisches mit einem Funken.

Design-Merkmale

ICE ist eine komplexe technische Einheit, die eine Reihe von Systemen und Mechanismen enthält. Am Ende. 20. Jahrhundert Grundsätzlich wurde der Übergang von den Vergaserstromversorgungen des Verbrennungsmotors auf das Einspritzsystem vollzogen, dabei die Gleichmäßigkeit der Verteilung und die Genauigkeit der Kraftstoffdosierung über die Zylinder erhöht und es möglich wurde (je nach Modus) die Bildung des in die Motorzylinder eintretenden Kraftstoff-Luft-Gemisches flexibler steuern. Dies verbessert die Leistung und Wirtschaftlichkeit des Motors.

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 Körper des Verbrennungsmotors besteht aus stationären (Zylinderblock, Kurbelgehäuse, Zylinderkopf) und beweglichen Einheiten und Teilen, die zu Gruppen zusammengefasst sind: Kolben (Kolben, Bolzen, Kompressions- und Ölabstreifringe), Pleuel, Kurbelwelle. Versorgungs System stellt ein brennbares Gemisch aus Kraftstoff und Luft in einem dem Betriebsmodus entsprechenden Verhältnis und in einer von der Motorleistung abhängigen Menge her. Zündanlage DsIZ ist so ausgelegt, dass das Arbeitsgemisch mit einem Funken über eine Zündkerze zu genau definierten Zeitpunkten in jedem Zylinder, abhängig von der Motorbetriebsart, gezündet wird. Das Startsystem (Starter) dient zum Vordrehen der Verbrennungsmotorwelle, um den Kraftstoff zuverlässig zu zünden. Luftversorgungssystem bietet Luftreinigung und Ansauggeräuschreduzierung mit minimalen hydraulischen Verlusten. Bei Druckbeaufschlagung werden ein oder zwei Kompressoren und ggf. ein Luftkühler eingeschaltet. Die Abgasanlage führt die Ableitung der Abgase durch. Zeitliche Koordinierung sorgt für die rechtzeitige Zufuhr einer frischen Mischung des Gemisches in die Zylinder und die Freisetzung von Abgasen. Das Schmiersystem dient dazu, Reibungsverluste und Verschleiß beweglicher Teile zu reduzieren und manchmal auch die Kolben zu kühlen. Kühlsystem hält den erforderlichen thermischen Betriebsmodus des Verbrennungsmotors aufrecht; kann flüssig oder luftig sein. Steuersystem wurde entwickelt, um den Betrieb aller Elemente des Verbrennungsmotors zu harmonisieren, um seine hohe Leistung, den geringen Kraftstoffverbrauch und die erforderlichen Umweltindikatoren (Toxizität und Lärm) in allen Betriebsmodi unter verschiedenen Betriebsbedingungen mit einer bestimmten Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Die Hauptvorteile des Verbrennungsmotors gegenüber anderen Motoren sind die Unabhängigkeit von konstanten mechanischen Energiequellen, die geringen Abmessungen und das geringe Gewicht, wodurch sie in Autos, landwirtschaftlichen Fahrzeugen, Diesellokomotiven, Schiffen, selbstfahrenden Militärgeräten usw. weit verbreitet sind Autonomie, können ganz einfach in der Nähe oder direkt am Energieverbrauchsobjekt installiert werden, zum Beispiel in mobilen Kraftwerken, Flugzeugen usw. Eine der positiven Eigenschaften des Verbrennungsmotors ist die Fähigkeit, unter normalen Bedingungen schnell zu starten. Motoren, die bei niedrigen Temperaturen betrieben werden, sind mit speziellen Vorrichtungen ausgestattet, um das Starten zu erleichtern und zu beschleunigen.

Die Nachteile des Verbrennungsmotors sind: begrenzte Gesamtkapazität im Vergleich beispielsweise zu Dampfturbinen; hoher Geräuschpegel; relativ hohe Drehfrequenz der Kurbelwelle beim Start und die Unmöglichkeit ihrer direkten Verbindung mit den Antriebsrädern des Verbrauchers; Giftigkeit der Abgase. Das Hauptkonstruktionsmerkmal des Motors - die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens, die die Geschwindigkeit begrenzt, ist die Ursache für die Entstehung von unausgeglichenen Trägheitskräften und Momenten.

Die Verbesserung von Verbrennungsmotoren zielt darauf ab, ihre Leistung und Effizienz zu erhöhen, Gewicht und Abmessungen zu reduzieren, Umweltanforderungen zu erfüllen (Toxizität und Lärm zu reduzieren) und Zuverlässigkeit mit einem akzeptablen Preis-Leistungs-Verhältnis zu gewährleisten. Es ist offensichtlich, dass der Verbrennungsmotor nicht wirtschaftlich genug ist und tatsächlich einen geringen Wirkungsgrad hat. Trotz aller technischen Spielereien und smarter Elektronik liegt der Wirkungsgrad moderner Benziner bei ca. dreißig%. Die sparsamsten Diesel-Verbrennungsmotoren haben einen Wirkungsgrad von 50 %, d. h. sie geben sogar die Hälfte des Kraftstoffs in Form von Schadstoffen in die Atmosphäre ab. Jüngste Entwicklungen zeigen jedoch, dass Verbrennungsmotoren wirklich effizient gemacht werden können. Im Unternehmen "EcoMotors International" den Verbrennungsmotor überarbeitet, der Kolben, Pleuel, Kurbelwelle und Schwungrad beibehielt, aber der neue Motor ist 15-20% effizienter, außerdem ist er viel leichter und billiger in der Herstellung. In diesem Fall kann der Motor mit verschiedenen Kraftstoffarten betrieben werden, darunter Benzin, Diesel und Ethanol. Dies liegt an der Boxermotorbauweise, bei der der Brennraum durch zwei aufeinander zulaufende Kolben gebildet wird. Gleichzeitig ist der Motor ein Zweitakter und besteht aus zwei Modulen mit jeweils 4 Kolben, die durch eine spezielle elektronisch gesteuerte Kupplung verbunden sind. Der Motor wird vollelektronisch gesteuert, was zu hoher Effizienz und minimalem Kraftstoffverbrauch führt.

Der Motor ist mit einem elektronisch gesteuerten Turbolader ausgestattet, der Energie aus den Abgasen zurückgewinnt und Strom erzeugt. Insgesamt hat der Motor ein einfaches Design mit 50 % weniger Teilen als ein herkömmlicher Motor. Es hat keinen Zylinderkopfblock, es besteht aus gängigen Materialien. Der Motor ist sehr leicht: Für 1 kg Gewicht produziert er mehr als 1 Liter Leistung. mit. (mehr als 0,735 kW). Der erfahrene EcoMotors EM100 Motor mit den Maßen 57,9 x 104,9 x 47 cm wiegt 134 kg und leistet 325 PS. mit. (ca. 239 kW) bei 3500 U/min (Diesel), Zylinderdurchmesser 100 mm. Der Kraftstoffverbrauch für ein fünfsitziges Auto mit EcoMotors-Motor soll extrem niedrig sein - auf dem Niveau von 3-4 Litern pro 100 km.

Gral-Motor-Technologien einen einzigartigen Hochleistungs-Zweitaktmotor entwickelt. Bei einem Verbrauch von 3-4 Litern auf 100 km produziert der Motor also 200 Liter Leistung. mit. (ca. 147 kW). Motor mit einer Kapazität von 100 Litern. mit. wiegt weniger als 20 kg und hat ein Fassungsvermögen von 5 Litern. mit. - nur 11 kg. In diesem Fall ist der Verbrennungsmotor"Grail-Motor" erfüllen die strengsten Umweltstandards. Der Motor selbst besteht aus einfachen Teilen, die meist im Gussverfahren hergestellt werden (Abb. 3). Diese Eigenschaften sind mit dem Betriebsschema "Grail Engine" verbunden. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens entsteht unten ein Unterdruck und durch ein spezielles Kohlefaserventil gelangt Luft in den Brennraum. An einem bestimmten Punkt der Kolbenbewegung beginnt die Kraftstoffzufuhr, dann wird am oberen Totpunkt mit Hilfe von drei herkömmlichen elektrischen Kerzen das Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet, das Ventil im Kolben schließt. Der Kolben geht nach unten, der Zylinder wird mit Abgasen gefüllt. Beim Erreichen des unteren Totpunktes beginnt sich der Kolben wieder nach oben zu bewegen, der Luftstrom belüftet den Brennraum, drückt die Abgase aus, der Arbeitszyklus wiederholt sich.

Die kompakte und leistungsstarke Grail Engine ist ideal für Hybridfahrzeuge, bei denen der Benzinmotor Strom erzeugt und die Elektromotoren die Räder antreiben. In einer solchen Maschine arbeitet die "Grail Engine" im optimalen Modus ohne plötzliche Stromstöße, was ihre Lebensdauer erheblich erhöht, Geräusche und Kraftstoffverbrauch reduziert. Gleichzeitig ermöglicht der modulare Aufbau die Verbindung von zwei oder mehr Einzylinder-Grail-Motoren an einer gemeinsamen Kurbelwelle, wodurch sich Reihenmotoren unterschiedlicher Leistung realisieren lassen.

Der Verbrennungsmotor verwendet sowohl konventionelle als auch alternative Kraftstoffe. Vielversprechend ist der Einsatz von Wasserstoff in Verbrennungsmotoren des Verkehrs, der eine hohe Verbrennungswärme hat und die Abgase kein CO und CO 2 enthalten. Es gibt jedoch Probleme mit den hohen Kosten für die Beschaffung und Lagerung an Bord des Fahrzeugs. Getestet werden Varianten von kombinierten (Hybrid-)Kraftwerken von Fahrzeugen, bei denen Verbrennungsmotoren und Elektromotoren zusammenarbeiten.

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 zu verstehen, wie ein Motor funktioniert, 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 für das Ansaugen des Arbeitsgemisches und die Freisetzung 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 die 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. Es ist zu beachten, 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 der Nocken der 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 zum gleichen Zeitpunkt werden unterschiedliche Hübe in verschiedenen Zylindern ausgeführt und jede halbe Umdrehung der Kurbelwelle in mindestens einem Zylinder gibt es einen 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 als Gegenstück (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.

Für einen echten Autoliebhaber ist ein Auto nicht nur ein Fortbewegungsmittel, sondern auch ein Instrument der Freiheit. Mit Hilfe eines Autos kommen Sie überall in der Stadt, auf dem Land oder auf dem Kontinent an. Aber für einen echten Reisenden reicht es nicht aus, eine Lizenz zu haben. Schließlich gibt es immer noch viele Stellen, an denen das Handy nicht fängt und die Evakuatoren nicht erreichen können. In solchen Fällen liegt im Falle einer Panne die gesamte Verantwortung auf den Schultern des Autofahrers.

Daher sollte jeder Fahrer zumindest ein wenig über den Aufbau seines Autos wissen, und es ist notwendig, mit dem Motor zu starten. Natürlich produzieren moderne Autofirmen viele Autos mit unterschiedlichen Motorentypen, aber meistens verwenden die Hersteller Verbrennungsmotoren in ihren Designs. Sie haben einen hohen Wirkungsgrad und sorgen gleichzeitig für eine hohe Zuverlässigkeit des Gesamtsystems.

Beachtung! In den meisten wissenschaftlichen Artikeln werden Verbrennungsmotoren als Verbrennungsmotoren abgekürzt.

Was sind die Verbrennungsmotoren?

Bevor wir mit einer detaillierten Untersuchung des Verbrennungsmotors und seines Funktionsprinzips fortfahren, wollen wir uns überlegen, was Verbrennungsmotoren sind. Es gibt einen wichtigen Punkt, den Sie sofort ansprechen sollten. In über 100 Jahren Evolution haben Wissenschaftler viele Arten von Designs entwickelt, von denen jede ihre eigenen Vorteile hat. Lassen Sie uns daher zunächst die Hauptkriterien hervorheben, nach denen diese Mechanismen unterschieden werden können:

1. Je nach Methode zur Erzeugung eines brennbaren Gemisches werden alle Verbrennungsmotoren in Vergaser-, Gas- und Einspritzvorrichtungen unterteilt. Außerdem handelt es sich um eine Klasse mit externer Gemischbildung. Wenn wir über das Innere sprechen, dann - das sind Diesel.
2. Je nach Kraftstoffart lässt sich der Verbrennungsmotor in Benzin, Gas und Diesel unterteilen.
3. Die Kühlung der Motorvorrichtung kann auf zwei Arten erfolgen: Flüssigkeit und Luft.
4. Zylinder können sich sowohl gegenüberliegend als auch in Form des Buchstabens V befinden.
5. Das Gemisch in den Zylindern kann durch einen Funken entzündet werden. Dies geschieht bei Vergaser- und Einspritz-Brennkraftmaschinen oder durch Selbstentzündung.

In den meisten Autozeitschriften und bei professionellen Autoexporten ist es üblich, ICEs in folgende Typen einzuteilen:

1. Benzinmotor. Dieses Gerät wird mit Benzin betrieben. Die Zündung erfolgt gewaltsam mit Hilfe eines von einer Kerze erzeugten Funkens. Für die Dosierung des Kraftstoff-Luft-Gemisches sind Vergaser und Einspritzanlage zuständig. Die Zündung erfolgt bei der Kompression.
2. Diesel ... Motoren mit dieser Art von Gerät arbeiten mit der Verbrennung von Dieselkraftstoff. Der Hauptunterschied zu Benzingeräten besteht darin, dass der Kraftstoff durch die Erhöhung der Lufttemperatur explodiert. Letzteres wird durch eine Druckerhöhung im Zylinder möglich.
3. Gasanlagen arbeiten mit Propan-Butan. Zündung wird erzwungen. Dem Zylinder wird Gas mit Luft zugeführt. Ansonsten ähnelt die Einrichtung eines solchen Verbrennungsmotors einem Benzinmotor.

Diese Klassifizierung wird am häufigsten verwendet und weist auf die spezifischen Merkmale des Systems hin.

Gerät und Funktionsprinzip

Gerät mit Verbrennungsmotor

Betrachten Sie am besten die ICE-Vorrichtung am Beispiel eines Einzylindermotors. Der Hauptteil des Mechanismus ist der Zylinder. Es enthält einen Kolben, der sich auf und ab bewegt. Gleichzeitig gibt es zwei Kontrollpunkte seiner Bewegung: obere und untere. In der Fachliteratur werden sie als BMT und BMT bezeichnet. Die Dekodierung ist wie folgt: obere und untere Totpunkte.

Beachtung! Der Kolben ist auch mit der Welle verbunden. Die Pleuelstange ist die Pleuelstange.

Die Hauptaufgabe des Pleuels besteht darin, die Energie, die durch die Auf- und Abbewegung des Kolbens entsteht, in Rotation umzuwandeln. Das Ergebnis dieser Transformation ist die Bewegung des Autos in die gewünschte Richtung. Dafür ist das ICE-Gerät zuständig. Vergessen Sie auch nicht das Bordnetz, dessen Betrieb dank der vom Motor erzeugten Energie möglich wird.

Das Schwungrad ist am Ende der ICE-Welle befestigt. Es sorgt für eine stabile Drehung der Kurbelwelle. Die Ein- und Auslassventile befinden sich oben am Zylinder, der wiederum von einem speziellen Kopf abgedeckt wird.

Beachtung! Die Ventile öffnen und schließen die entsprechenden Kanäle zum richtigen Zeitpunkt.

Damit die Ventile der Brennkraftmaschine öffnen, wirken die Nocken der Nockenwelle auf diese ein. Dies geschieht durch Getriebeteile. Die Welle selbst wird von den Kurbelwellenrädern angetrieben.

Beachtung! Der Kolben bewegt sich frei im Zylinder, erstarrt kurz am oberen Totpunkt, dann am unteren.

Damit die ICE-Vorrichtung normal funktioniert, muss das brennbare Gemisch in einem genau eingestellten Verhältnis zugeführt werden. Andernfalls kann kein Feuer entstehen. Auch der Moment, in dem der Aufschlag stattfindet, spielt eine große Rolle.

Öl ist erforderlich, um einen vorzeitigen Verschleiß von Teilen im ICE-Gerät zu verhindern. Im Allgemeinen besteht die gesamte Vorrichtung eines Verbrennungsmotors aus folgenden Grundelementen:

• Zündkerzen,
• Ventile,
• Kolben,
• Kolbenringe,
• Stangen,
• Kurbelwelle,
• Kurbelgehäuse.

Das Zusammenspiel dieser Systemelemente ermöglicht es dem ICE-Gerät, die Energie zu erzeugen, die zum Bewegen des Autos benötigt wird.

Arbeitsprinzip

Betrachten wir die Funktionsweise eines Viertakt-Verbrennungsmotors. Um zu verstehen, wie es funktioniert, müssen Sie die Bedeutung von Takt kennen. Dies ist ein bestimmter Zeitraum, in dem die für den Betrieb des Geräts erforderliche Aktion im Inneren des Zylinders ausgeführt wird. Es kann schrumpfen oder brennen.

ICE-Hübe bilden einen Arbeitszyklus, der wiederum den Betrieb des gesamten Systems sicherstellt. Dabei wird thermische Energie in mechanische Energie umgewandelt. Dadurch kommt es zur Bewegung der Kurbelwelle.

Beachtung! Der Arbeitszyklus gilt als abgeschlossen, nachdem die Kurbelwelle eine Umdrehung gemacht hat. Aber diese Aussage gilt nur für einen Zweitaktmotor.

Hier ist eine wichtige Erklärung zu geben. Heutzutage verwenden Autos hauptsächlich einen Viertaktmotor. Diese Systeme sind zuverlässiger und leistungsfähiger.

Um einen Viertaktzyklus zu vollenden, sind zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erforderlich. Dies sind vier Auf- und Abbewegungen des Kolbens. Jeder Balken führt Aktionen in der genauen Reihenfolge aus:

• Einlass,
• Kompression,
• Verlängerung,
• Veröffentlichung.

Der vorletzte Hub wird auch als Arbeitshub bezeichnet. Sie kennen bereits den oberen und unteren Totpunkt. Der Abstand zwischen ihnen weist jedoch auf einen weiteren wichtigen Parameter hin. Nämlich das Volumen des Verbrennungsmotors. Es kann im Durchschnitt von 1,5 bis 2,5 Liter reichen. Der Indikator wird gemessen, indem die Daten jedes Zylinders addiert werden.

Während der ersten halben Umdrehung bewegt sich der Kolben vom OT zum UT. Dabei bleibt das Einlassventil geöffnet, das Auslassventil wiederum dicht geschlossen. Durch diesen Vorgang entsteht im Zylinder ein Vakuum.

In die Gasleitung des Verbrennungsmotors gelangt ein brennbares Gemisch aus Benzin und Luft. Dort vermischt es sich mit den Abgasen. Dadurch entsteht ein idealer Zündstoff, der sich im zweiten Akt verdichten lässt.

Kompression tritt auf, wenn der Zylinder vollständig mit dem Arbeitsgemisch gefüllt ist. Die Kurbelwelle dreht sich weiter und der Kolben bewegt sich vom unteren zum oberen Totpunkt.

Beachtung! Mit abnehmendem Volumen steigt die Temperatur des Gemisches im Zylinder des Verbrennungsmotors.

Die Expansion erfolgt im dritten Takt. Wenn die Kompression zu ihrem logischen Abschluss kommt, erzeugt die Kerze einen Funken und es kommt zur Zündung. Bei einem Dieselmotor läuft das etwas anders.

Erstens wird anstelle einer Kerze eine spezielle Düse installiert, die beim dritten Hub Kraftstoff in das System einspritzt. Zweitens wird Luft in den Zylinder gepumpt und kein Gasgemisch.

Das Funktionsprinzip eines Diesel-Verbrennungsmotors ist insofern interessant, als sich der darin enthaltene Kraftstoff von selbst entzündet. Dies geschieht aufgrund einer Erhöhung der Temperatur der Luft im Inneren des Zylinders. Ein ähnliches Ergebnis wird durch die Kompression erreicht, wodurch der Druck steigt und die Temperatur steigt.

Wenn Kraftstoff durch den Injektor in den Zylinder des Verbrennungsmotors eindringt, ist die Temperatur im Inneren so hoch, dass er sich selbst entzündet. Bei Verwendung von Benzin kann dieses Ergebnis nicht erreicht werden. Dies liegt daran, dass es sich bei einer viel höheren Temperatur entzündet.

Beachtung! Bei der Kolbenbewegung aus der Mikroexplosion, die im Inneren des ICE-Teils aufgetreten ist, ruckt er zurück und die Kurbelwelle dreht sich.

Der letzte Takt eines Viertakt-Verbrennungsmotors wird als Einlass bezeichnet. Es findet in der vierten Halbrunde statt. Das Funktionsprinzip ist recht einfach. Das Auslassventil öffnet sich und alle Verbrennungsprodukte gelangen von dort in die Abgasleitung.

Vor dem Eintritt in die Atmosphäre werden Abgase aus passieren in der Regel ein Filtersystem. Dadurch wird die Umweltbelastung minimiert. Trotzdem ist die Konstruktion von Dieselmotoren immer noch viel umweltfreundlicher als die von Benzinmotoren.

Geräte zur Leistungssteigerung des Verbrennungsmotors

Seit der Erfindung des ersten Verbrennungsmotors wurde das System ständig verbessert. Erinnert man sich an die ersten Motoren von Serienautos, dann konnten sie auf maximal 80 Stundenkilometer beschleunigen. Moderne Supersportwagen überwinden problemlos die 390-km-Marke. Wissenschaftler konnten solche Ergebnisse aufgrund der Integration zusätzlicher Systeme in die Motorvorrichtung und einiger struktureller Änderungen erzielen.

Eine große Leistungssteigerung auf einmal wurde durch den in den Verbrennungsmotor eingeführten Ventilmechanismus gegeben. Ein weiterer Evolutionsschritt war die Anordnung der Nockenwelle an der Spitze der Struktur. Dies reduzierte die Anzahl der beweglichen Teile und erhöhte die Produktivität.

Auch die Nützlichkeit eines modernen ICE-Zündsystems ist nicht zu leugnen. Es bietet höchstmögliche Stabilität. Zunächst wird eine Ladung erzeugt, die dem Verteiler und von diesem einer der Kerzen zugeführt wird.

Beachtung! Natürlich dürfen wir das Kühlsystem nicht vergessen, das aus einem Kühler und einer Pumpe besteht. Dadurch ist es möglich, die rechtzeitige Überhitzung des ICE-Geräts zu verhindern.

Ergebnisse

Wie Sie sehen, ist die Einrichtung eines Verbrennungsmotors nicht besonders schwierig. Um es zu verstehen, braucht man keine besonderen Vorkenntnisse – ein einfacher Wunsch genügt. Dennoch wird das Wissen um die Grundlagen des ICE-Betriebs sicherlich nicht für jeden Fahrer überflüssig sein.

Ein Verbrennungsmotor ist eine Wärmekraftmaschine, bei der ein Teil der chemischen Energie des Verbrennungskraftstoffs in mechanische Energie umgewandelt wird. Eine wesentliche Einteilung der Motoren in Kategorien ist die Einteilung nach dem Arbeitszyklus in 2- und 4-Takt; nach dem Verfahren zur Herstellung des brennbaren Gemischs - mit äußerer (insbesondere Vergaser) und innerer (z. B. Dieselmotoren) Gemischbildung; Verbrennungsmotoren werden je nach Art des Energiewandlers in Kolben-, Turbinen-, Strahl- und Kombimotoren unterteilt.

Der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors beträgt 0,4-0,5. Der erste Verbrennungsmotor wurde 1860 von E. Lenoir konstruiert. In diesem Artikel betrachten wir den Viertakt-Verbrennungsmotor, der am häufigsten in der Automobilindustrie verwendet wird.

Der Viertaktmotor wurde erstmals 1876 von Nikolaus Otto vorgestellt und wird daher auch Ottomotor genannt. Ein literarischerer Name für einen solchen Zyklus ist ein Viertaktzyklus. Es ist derzeit die gebräuchlichste Motorart für Automobile.

Das Funktionsprinzip eines Verbrennungsmotors (ICE)

Somit wird der Motorzyklus in die folgenden Phasen unterteilt:

• Ansaugtakt.
• Kompressionszyklus.
• Expansionshub oder Arbeitshub.
• Zyklus freigeben.

Die Kraft des sich bewegenden Kolbens des Zylinders durch die Kurbelwelle wird in eine Drehbewegung der Motorwelle umgewandelt. Ein Teil der Rotationsenergie wird aufgewendet, um die Kolben in ihren ursprünglichen Zustand zurückzubringen, um einen neuen Zyklus zu vollenden. Die Gestaltung der Welle bestimmt zu jedem Zeitpunkt die unterschiedlichen Positionen der Kolben in verschiedenen Zylindern. Je mehr Zylinder der Motor hat, desto gleichmäßiger dreht sich also im Allgemeinen seine Welle.

Je nach Anordnung der Zylinder werden Motoren in verschiedene Typen unterteilt:

a) Motoren mit vertikaler oder geneigter Zylinderanordnung in einer Reihe

B) V-förmig mit der gegenseitigen Anordnung der Zylinder in einem Winkel in Form des lateinischen Buchstabens V:

D) Motoren mit gegenüberliegenden Zylindern. Es wird "gegenüber" genannt, die Zylinder darin befinden sich in einem Winkel von 180 Grad:

Der Motorgasverteilungsmechanismus im Auslasstakt reinigt die Zylinder von Verbrennungsprodukten (Abgasen) und füllt die Zylinder im Einlasstakt mit einem neuen Teil des Kraftstoff-Luft-Gemisches.

Die Zündanlage erzeugt eine Hochspannungsentladung und leitet diese über das Hochspannungskabel an die Zylinderkerze weiter. Die Zündung wird von einem Verteiler gesteuert, dessen Drähte zu jeder Kerze führen. Der Verteiler ist so ausgelegt, dass die Entladung genau in dem Zylinder erfolgt, wo der Kolben gerade die Stelle der stärksten Verdichtung des Kraftstoffgemisches passiert. Zündet das Gemisch früher, so arbeitet der Gasdruck gegen seinen Verlauf, wenn später - die durch die Expansion von Gasen freigesetzte Leistung nicht vollständig genutzt wird.

Um den Motor zu starten, muss ihm eine Anfangsbewegung gegeben werden. Dazu wird ein Startsystem (siehe Artikel "Funktionsweise des Anlassers") von einem Elektromotor - Anlasser verwendet.

Die Vorteile von Benzinmotoren

• Geringerer Geräusch- und Vibrationspegel im Vergleich zu Diesel;
• Mehr Leistung bei gleichem Hubraum;
• Die Fähigkeit, mit hohen Geschwindigkeiten zu arbeiten, ohne ernsthafte Folgen für den Motor.

Nachteile von Benzinmotoren

• Höherer Kraftstoffverbrauch als ein Dieselmotor und höhere Anforderungen an seine Qualität;
• Die Notwendigkeit des Vorhandenseins und des ständigen Betriebs des Kraftstoffzündsystems;
• Die größte Leistung von Otto-Verbrennungsmotoren wird in einem engen Drehzahlbereich erreicht.