Der moderne Verbrennungsmotor hat sich weit von seinen Vorfahren entfernt. Es ist größer, leistungsstärker, umweltfreundlicher geworden, aber gleichzeitig sind das Funktionsprinzip, das Gerät des Automotors sowie seine Hauptelemente unverändert geblieben.

Verbrennungsmotoren, die massiv in Autos verwendet werden, sind vom Kolbentyp. Diese Art von Verbrennungsmotor hat seinen Namen aufgrund des Funktionsprinzips. Im Inneren des Motors befindet sich eine Arbeitskammer, die als Zylinder bezeichnet wird. Darin verbrennt das Arbeitsgemisch. Wenn ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in der Kammer verbrennt, erhöht sich der Druck, den der Kolben wahrnimmt. Beim Bewegen wandelt der Kolben die aufgenommene Energie in mechanische Arbeit um.

So funktioniert der Verbrennungsmotor

Die ersten Kolbenmotoren hatten nur einen Zylinder mit kleinem Durchmesser. Im Zuge der Entwicklung wurde zur Leistungssteigerung zunächst der Zylinderdurchmesser und dann deren Anzahl erhöht. Nach und nach nahmen Verbrennungsmotoren das Aussehen an, das wir gewohnt waren. Der Motor eines modernen Autos kann bis zu 12 Zylinder haben.

Ein moderner ICE besteht aus mehreren Mechanismen und Hilfssystemen, die der besseren Übersicht halber wie folgt gruppiert sind:

1. KShM - Kurbeltrieb.
2. Timing - Mechanismus zur Einstellung der Ventilsteuerzeiten.
3. Schmiersystem.
4. Kühlsystem.
5. Kraftstoffversorgungssystem.
6. Abgassystem.

Außerdem umfassen ICE-Systeme elektrische Systeme zum Starten und Steuern des Motors.

KShM - Kurbeltrieb

KShM ist der Hauptmechanismus des Kolbenmotors. Er verrichtet die Hauptarbeit - wandelt thermische Energie in mechanische Energie um. Der Mechanismus besteht aus folgenden Teilen:

• Zylinderblock.
• Zylinderkopf.
• Kolben mit Stiften, Ringen und Pleueln.
• Kurbelwelle mit Schwungrad.

Timing - Gasverteilungsmechanismus

Damit die erforderliche Kraftstoff- und Luftmenge in den Zylinder eintreten und die Verbrennungsprodukte rechtzeitig aus der Arbeitskammer entfernt werden können, ist in der Brennkraftmaschine ein als Gasverteilungsmechanismus bezeichneter Mechanismus vorgesehen. Es ist verantwortlich für das Öffnen und Schließen der Ein- und Auslassventile, durch die das Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Zylinder gelangt und die Abgase abgeführt werden. Timing-Teile umfassen:

• Nockenwelle.
• Einlass- und Auslassventile mit Federn und Führungsbuchsen.
• Teile für Ventilantriebe.
• Timing-Antriebselemente.

Das Timing wird von der Kurbelwelle des Automotors angetrieben. Mit Hilfe einer Kette oder eines Riemens wird die Drehung auf die Nockenwelle übertragen, die mit Hilfe von Nocken oder Kipphebeln durch die Stößel das Ein- oder Auslassventil drückt und diese wiederum öffnet und schließt

Je nach Bauart und Anzahl der Ventile kann der Motor eine oder zwei Nockenwellen pro Zylinderbank haben. In einem Zweiwellensystem ist jeder Schacht für den Betrieb seiner eigenen Ventilserie verantwortlich - Einlass oder Auslass. Das Single-Shaft-Design trägt den englischen Namen SOHC (Single OverHead Camshaft). Das Doppelwellensystem heißt DOHC (Double Overhead Camshaft).

Während des Betriebs des Motors kommen seine Teile mit heißen Gasen in Kontakt, die bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches entstehen. Um zu verhindern, dass Teile der Brennkraftmaschine durch zu starke Ausdehnung bei Erwärmung kollabieren, müssen diese gekühlt werden. Die Kühlung eines Automotors kann mit Luft oder Flüssigkeit erfolgen. Moderne Motoren haben in der Regel einen Flüssigkeitskühlkreislauf, der aus folgenden Teilen besteht:

• Motorkühlmantel
• Pumpe (Pumpe)
• Kühler
• Fan
• Ausgleichsbehälter

Der Kühlmantel von Verbrennungsmotoren wird durch Hohlräume im Inneren des BC und des Zylinderkopfes gebildet, durch die das Kühlmittel zirkuliert. Es leitet überschüssige Wärme von Motorteilen ab und leitet sie an den Kühler weiter. Die Umwälzung erfolgt über eine Pumpe, die über einen Riemen von der Kurbelwelle angetrieben wird.

Der Thermostat sorgt für die erforderliche Temperatur für den Automotor, indem er den Flüssigkeitsstrom zum Kühler umleitet oder umgeht. Der Kühler wiederum soll die erhitzte Flüssigkeit kühlen. Der Lüfter erhöht den einströmenden Luftstrom und erhöht dadurch die Kühleffizienz. Bei modernen Motoren ist ein Ausgleichsbehälter notwendig, da sich die verwendeten Kühlmittel bei Erwärmung stark ausdehnen und zusätzliches Volumen benötigen.

Schmiersystem für Verbrennungsmotoren

Jeder Motor hat viele Reibungsteile, die ständig geschmiert werden müssen, um Reibungsverluste zu reduzieren und erhöhten Verschleiß und Festfressen zu vermeiden. Dafür gibt es ein Schmiersystem. Unterwegs werden mit seiner Hilfe mehrere weitere Aufgaben gelöst: Korrosionsschutz von Verbrennungsmotorteilen, zusätzliche Kühlung von Motorteilen sowie Entfernung von Verschleißprodukten aus den Kontaktstellen von schleifenden Teilen. Das Schmiersystem des Automotors besteht aus:

• Ölwanne (Sumpf).
• Ölförderpumpe.
• Ölfilter mit.
• Ölpipelines.
• Ölmessstab (Ölstandsanzeige).
• Systemdruckmesser.
• Öleinfüllstutzen.

Die Pumpe saugt Öl aus der Ölwanne an und fördert es den Ölleitungen und -kanälen im BC und dem Zylinderkopf. Durch sie dringt das Öl in die Kontaktstellen der Reibflächen ein.

Versorgungs System

Das Versorgungssystem für Otto- und Kompressions-Brennkraftmaschinen ist unterschiedlich, obwohl sie eine Reihe von gemeinsamen Elementen teilen. Häufig sind:

• Treibstofftank.
• Kraftstoffstandsensor.
• Kraftstofffilter - grob und fein.
• Kraftstoffleitungen.
• Ansaugkrümmer.
• Luftanschlüsse.
• Luftfilter.

Beide Systeme verfügen über Kraftstoffpumpen, Kraftstoffverteiler und Kraftstoffeinspritzdüsen, aber aufgrund der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften von Benzin- und Dieselkraftstoff weist ihr Design erhebliche Unterschiede auf. Das Versorgungsprinzip ist das gleiche: Der Kraftstoff aus dem Tank wird von einer Pumpe über Filter zum Kraftstoffverteiler geleitet, von wo er in die Injektoren gelangt. Wenn es aber bei den meisten Otto-Verbrennungsmotoren von den Injektoren dem Saugrohr eines Pkw-Motors zugeführt wird, dann wird es bei Dieselmotoren direkt in den Zylinder geleitet und vermischt sich dort bereits mit Luft. Zum Kraftstoffsystem gehören auch die Teile, die die Luft reinigen und den Zylindern zuführen – Luftfilter und Leitungen.

Abgassystem

Das Abgassystem dient dazu, Abgase aus den Zylindern eines Automotors zu entfernen. Die wichtigsten Details, aus denen es besteht:

• Auspuffkrümmer.
• Ansaugrohr des Schalldämpfers.
• Resonator.
• Schalldämpfer.
• Auspuff.

Bei modernen Verbrennungsmotoren wird die Abgasstruktur durch Vorrichtungen zur Neutralisierung von Schadstoffemissionen ergänzt. Es besteht aus einem Katalysator und Sensoren, die mit dem Motorsteuergerät kommunizieren. Die Abgase vom Auspuffkrümmer durch das Vorderrohr gelangen in den Katalysator, dann durch den Resonator in den Schalldämpfer. Dann werden sie durch das Auspuffrohr in die Atmosphäre abgegeben.

Abschließend sind die Systeme zum Starten und Steuern des Automotors zu erwähnen. Sie sind ein wichtiger Bestandteil des Motors, müssen jedoch in Verbindung mit der Fahrzeugelektrik betrachtet werden, was den Rahmen dieses Artikels über das Innenleben des Motors sprengen würde.

Dies ist der einleitende Teil einer Reihe von Artikeln, die sich mit Verbrennungsmotor, die ein kleiner Exkurs in die Evolutionsgeschichte des Verbrennungsmotors ist. Außerdem wird der Artikel die ersten Autos berühren.

In den folgenden Abschnitten werden die verschiedenen ICEs detailliert beschrieben:

Pleuel-Kolben
Rotary
Turbojet
Reaktiv

Der Motor wurde auf einem Boot installiert, das den Sona River hinaufklettern konnte. Ein Jahr später erhielten die Brüder nach Prüfung ein Patent für ihre Erfindung, unterzeichnet von Napoleon Bonopart, für einen Zeitraum von 10 Jahren.

Es wäre richtiger, diesen Motor als Strahltriebwerk zu bezeichnen, da seine Arbeit darin bestand, Wasser aus dem Rohr unter dem Boden des Bootes zu drücken ...

Der Motor bestand aus einer Zündkammer und einer Brennkammer, einem Faltenbalg zur Lufteinspritzung, einer Zapfsäule und einer Zündvorrichtung. Kohlenstaub diente als Treibstoff für den Motor.

Der Blasebalg injizierte einen mit Kohlenstaub vermischten Luftstrom in die Zündkammer, wo ein glimmender Docht das Gemisch entzündete. Danach gelangte das teilweise entzündete Gemisch (Kohlenstaub brennt relativ langsam) in die Brennkammer, wo es vollständig ausbrannte und sich ausdehnte.
Außerdem drückte der Druck der Gase das Wasser aus dem Auspuffrohr, was das Boot zwang, sich zu bewegen, woraufhin der Zyklus wiederholt wurde.
Der Motor arbeitete in einem gepulsten Modus mit einer Frequenz von ~ 12 und / Minute.

Nach einiger Zeit verbesserten die Brüder den Kraftstoff durch Zugabe von Harz, ersetzten ihn später durch Öl und entwickelten ein einfaches Einspritzsystem.
In den nächsten zehn Jahren erhielt das Projekt keine Entwicklung. Claude ging nach England, um die Idee des Motors zu fördern, aber er verschwendete das ganze Geld und erreichte nichts, und Joseph begann mit der Fotografie und wurde der Autor des weltweit ersten Fotos "Blick aus dem Fenster".

In Frankreich wird im Hausmuseum von Niepses eine Nachbildung von "Pyreolophore" ausgestellt.

Wenig später baute de Riva seinen Motor an einem vierrädrigen Fahrzeug an, das laut Historikern das erste Auto mit Verbrennungsmotor war.

Über Alessandro Volta

Volta war der erste, der Zink- und Kupferplatten in Säure versetzte, um einen kontinuierlichen elektrischen Strom zu erzeugen, wodurch die weltweit erste chemische Stromquelle entstand ("Volta-Säule").

1776 erfand Volta eine Gaspistole, die „Volta-Pistole“, bei der Gas aus einem elektrischen Funken explodierte.

1800 baute er eine chemische Batterie, die es ermöglichte, durch chemische Reaktionen Strom zu gewinnen.

Die Einheit zur Messung der elektrischen Spannung - Volt - ist nach Volta benannt.

EIN- Zylinder, B- "Zündkerze, C- Kolben, D- "Ballon" mit Wasserstoff, E- Ratsche, F- Abgasablassventil, g- Griff zur Ventilsteuerung.

Der Wasserstoff wurde in einem "Luft"-Ballon gespeichert, der durch ein Rohr mit einem Zylinder verbunden war. Die Zufuhr von Kraftstoff und Luft sowie die Zündung des Gemisches und das Ablassen der Abgase erfolgten manuell über Hebel.

Arbeitsprinzip:

Durch das Abgasauslassventil trat Luft in die Brennkammer ein.
Das Ventil war geschlossen.
Das Ventil zur Zufuhr von Wasserstoff aus der Kugel wurde geöffnet.
Der Wasserhahn wurde geschlossen.
Durch Drücken des Knopfes wurde die "Kerze" elektrisch entladen.
Die Mischung blitzte auf und hob den Kolben an.
Das Abgasauslassventil öffnete sich.
Der Kolben fiel unter seinem Eigengewicht (er war schwer) und zog das Seil, das die Räder durch den Block drehte.

Danach wurde der Zyklus wiederholt.

1813 baute de Riva ein weiteres Auto. Es war ein etwa sechs Meter langer Wagen mit Rädern von zwei Metern Durchmesser und einem Gewicht von fast einer Tonne.
Das Auto konnte 26 Meter mit einer Ladung Steine ​​fahren (ungefähr 700 Pfund) und vier Mann, mit einer Geschwindigkeit von 3 km / h.
Mit jedem Zyklus bewegte sich das Auto 4-6 Meter.

Nur wenige seiner Zeitgenossen nahmen diese Erfindung ernst, und die Französische Akademie der Wissenschaften argumentierte, dass ein Verbrennungsmotor niemals in der Leistung mit einer Dampfmaschine konkurrieren würde.

Im Jahr 1833, der amerikanische Erfinder Lemuel Wellman Wright, hat ein Patent für einen wassergekühlten Zweitakt-Gas-Verbrennungsmotor angemeldet.
(siehe unten) schrieb in seinem Buch Gas and Oil Engines folgendes über den Wright-Motor:

„Die Motorzeichnung ist sehr funktional und die Details sind akribisch. Die Explosion des Gemisches wirkt direkt auf den Kolben, der die Kurbelwelle durch die Pleuelstange dreht. Im Aussehen ähnelt der Motor einer Hochdruckdampfmaschine, bei der Gas und Luft aus separaten Tanks gepumpt werden. Das Gemisch in den kugelförmigen Behältern wurde beim Anheben des Kolbens im OT (Oberer Totpunkt) gezündet und nach unten/oben gedrückt. Am Ende des Hubs würde sich das Ventil öffnen und die Abgase in die Atmosphäre abgeben.“

Es ist nicht bekannt, ob dieser Motor jemals gebaut wurde, aber es gibt eine Blaupause dafür:

Im Jahr 1838, erhielt der englische Ingenieur William Barnett ein Patent für drei Verbrennungsmotoren.

Der erste Motor ist ein einfachwirkender Zweitakt (Kraftstoff verbrannt nur auf einer Seite des Kolbens) mit getrennten Pumpen für Gas und Luft. Das Gemisch wurde in einem separaten Zylinder gezündet und dann strömte das brennende Gemisch in den Arbeitszylinder. Der Ein- und Auslauf erfolgte über mechanische Ventile.

Der zweite Motor wiederholte den ersten, war jedoch doppelt wirkend, dh die Verbrennung erfolgte abwechselnd auf beiden Seiten des Kolbens.

Der dritte Motor war ebenfalls doppeltwirkend, hatte jedoch Einlass- und Auslassöffnungen in den Zylinderwänden, die sich in dem Moment öffneten, in dem der Kolben den Extrempunkt erreichte (wie bei modernen Zweitaktern). Dadurch war es möglich, die Abgase automatisch abzulassen und eine neue Mischung des Gemischs zuzulassen.

Eine Besonderheit des Barnett-Motors war, dass das frische Gemisch vor der Zündung vom Kolben komprimiert wurde.

Blaupause für einen von Barnetts Motoren:

In den Jahren 1853-57, die italienischen Erfinder Eugenio Barzanti und Felice Matteucci haben einen Zweizylinder-Verbrennungsmotor mit einer Leistung von 5 l/s entwickelt und patentiert.
Das Patent wurde vom London Office erteilt, weil das italienische Recht keinen ausreichenden Schutz garantieren konnte.

Mit dem Bau des Prototypen wurde Bauer & Co. von Mailand" (Helvetika), und Anfang 1863 fertiggestellt. Der Erfolg der Maschine, die viel effizienter war als die Dampfmaschine, war so groß, dass das Unternehmen begann, Aufträge aus der ganzen Welt zu erhalten.

Früher Einzylinder-Barzanti-Matteucci-Motor:

Barzanti-Matteucci Zweizylinder-Motormodell:

Matteucci und Barzanti schlossen mit einem belgischen Unternehmen einen Vertrag über die Produktion des Motors. Barzanti reiste nach Belgien, um die Arbeiten persönlich zu überwachen, und starb plötzlich an Typhus. Mit dem Tod von Barzanti wurden alle Arbeiten am Motor eingestellt und Matteucci kehrte zu seinem früheren Job als Wasserbauingenieur zurück.

Im Jahr 1877 behauptete Matteucci, dass er und Barzanti die wichtigsten Schöpfer des Verbrennungsmotors waren, und der von August Otto gebaute Motor war dem Barzanti-Matteucci-Motor sehr ähnlich.

Die Dokumente zu den Patenten von Barzanti und Matteucci werden im Archiv der Bibliothek des Museo Galileo in Florenz aufbewahrt.

Die wichtigste Erfindung von Nikolaus Otto war der Motor mit Viertaktzyklus- der Otto-Zyklus. Dieser Kreislauf ist bis heute das Herzstück der meisten Gas- und Benzinmotoren.

Der Viertaktmotor war Ottos größte technische Errungenschaft, doch bald stellte sich heraus, dass wenige Jahre vor seiner Erfindung exakt das gleiche Motorprinzip von dem französischen Ingenieur Beau de Roche beschrieben wurde. (siehe oben)... Eine Gruppe französischer Industrieller hat Ottos Patent vor Gericht angefochten, das Gericht fand ihre Argumente überzeugend. Ottos Rechte aus seinem Patent wurden erheblich eingeschränkt, einschließlich der Aufhebung seines Monopols auf das Viertakt-Zyklus.

Trotz der Tatsache, dass Wettbewerber die Produktion von Viertaktmotoren aufgenommen haben, war das nach langjähriger Erfahrung erarbeitete Otto-Modell immer noch das beste, und die Nachfrage danach hörte nicht auf. Bis 1897 wurden etwa 42.000 dieser Motoren unterschiedlicher Leistung hergestellt. Die Tatsache, dass ein Leuchtgas als Brennstoff verwendet wurde, schränkte jedoch den Anwendungsbereich stark ein.
Die Zahl der Beleuchtungs- und Gasfabriken war selbst in Europa unbedeutend, während es in Russland nur zwei davon gab - in Moskau und St. Petersburg.

Im Jahr 1865, erhielt der französische Erfinder Pierre Hugo ein Patent für eine Maschine, die ein vertikaler, doppelt wirkender Einzylindermotor war, der zwei Gummipumpen verwendet, die von einer Kurbelwelle angetrieben wurden, um das Gemisch zu fördern.

Hugo entwarf später einen Horizontalmotor ähnlich dem Lenoir-Motor.

Wissenschaftsmuseum, London.

Im Jahr 1870, konstruierte der österreichisch-ungarische Erfinder Samuel Marcus Siegfried einen mit flüssigem Kraftstoff betriebenen Verbrennungsmotor und installierte ihn auf einem vierrädrigen Karren.

Heute ist dieses Auto als "The first Marcus Car" bekannt.

1887 baute Markus in Zusammenarbeit mit Bromovsky & Schulz einen zweiten Wagen, den Second Marcus Car.

Im Jahr 1872, ein amerikanischer Erfinder patentierte einen Zweizylinder-Verbrennungsmotor mit konstantem Druck, der mit Kerosin betrieben wird.
Brighton nannte seinen Motor "Ready Motor".

Der erste Zylinder diente als Kompressor, der Luft in die Brennkammer presste, in die ständig Kerosin zugeführt wurde. In der Brennkammer wurde das Gemisch entzündet und gelangte durch den Schiebermechanismus in den zweiten - den Arbeitszylinder. Ein wesentlicher Unterschied zu anderen Motoren bestand darin, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch allmählich und bei konstantem Druck ausbrannte.

Wer sich für die thermodynamischen Aspekte des Motors interessiert, kann sich über den Brighton-Zyklus informieren.

Im Jahr 1878, schottischer Ingenieur Sir (zum Ritter geschlagen 1917) den ersten Zweitaktmotor mit Druckluftzündung entwickelt. Er ließ es 1881 in England patentieren.

Der Motor funktionierte auf kuriose Weise: Luft und Kraftstoff wurden dem rechten Zylinder zugeführt, dort wurde gemischt und dieses Gemisch in den linken Zylinder gedrückt, wo das Gemisch aus der Kerze gezündet wurde. Expansion erfolgte, beide Kolben gingen nach unten, vom linken Zylinder (durch das linke Abzweigrohr) Abgase wurden ausgestoßen und eine neue Portion Luft und Kraftstoff wurde in den rechten Zylinder gesaugt. Der Trägheit folgend, hoben sich die Kolben und der Zyklus wurde wiederholt.

Im Jahr 1879, baute einen absolut zuverlässigen Benziner Zweitakt Motor und erhielt ein Patent dafür.

Das wahre Genie von Benz manifestierte sich jedoch darin, dass er in Folgeprojekten verschiedene Geräte kombinieren konnte. (Gas, Batterie Funkenzündung, Zündkerze, Vergaser, Kupplung, Getriebe und Kühler) auf ihre Produkte, die wiederum zum Standard für den gesamten Maschinenbau wurden.

1883 gründete Benz die Firma Benz & Cie zur Herstellung von Gasmotoren und 1886 patentiert Viertakt der Motor, den er in seinen Autos verwendet.

Dank des Erfolgs von Benz & Cie konnte Benz mit der Konstruktion von pferdelosen Kutschen beginnen. Seine Erfahrung im Motorenbau und sein langjähriges Hobby, den Fahrradbau, verbanden, baute er bis 1886 sein erstes Automobil und nannte es "Benz Patent Motorwagen".

Das Design erinnert stark an ein Dreirad.

Einzylinder-Viertakt-Verbrennungsmotor mit einem Arbeitsvolumen von 954 cm3. Eingebaut auf " Benz Patent-Motorwagen".

Der Motor war mit einem großen Schwungrad (das nicht nur für eine gleichmäßige Drehung, sondern auch zum Starten verwendet wurde), einen 4,5-Liter-Gastank, einen Vergaser vom Verdunstungstyp und einen Schieber ausgestattet, durch den Kraftstoff in die Brennkammer gelangte. Die Zündung erfolgte mit einer Benz-eigenen Zündkerze, deren Spannung von der Rumkorf-Spule zugeführt wurde.

Die Kühlung war Wasser, aber kein geschlossener Kreislauf, sondern verdampfend. Der Dampf entwich in die Atmosphäre, sodass das Auto nicht nur mit Benzin, sondern auch mit Wasser betankt werden musste.

Der Motor leistete 0,9 PS. bei 400 U/min und beschleunigte das Auto auf 16 km/h.

Karl Benz fährt sein Auto.

Wenig später, 1896, erfand Karl Benz den Boxermotor (oder Boxermotor), bei dem die Kolben gleichzeitig den oberen Totpunkt erreichen und sich dadurch gegenseitig ausbalancieren.

Mercedes-Benz-Museum in Stuttgart.

Im Jahr 1882, der englische Ingenieur James Atkinson erfand den Atkinson-Zyklus und den Atkinson-Motor.

Der Atkinson-Motor ist im Wesentlichen ein Viertaktmotor Otto-Zyklus, jedoch mit modifiziertem Kurbeltrieb. Der Unterschied bestand darin, dass beim Atkinson-Motor alle vier Hübe in einer Umdrehung der Kurbelwelle erfolgten.

Die Verwendung des Atkinson-Zyklus im Motor reduziert den Kraftstoffverbrauch und die Geräuschentwicklung während des Betriebs aufgrund des niedrigeren Abgasdrucks. Außerdem benötigte dieser Motor kein Getriebe zum Antrieb der Gasverteilung, da das Öffnen der Ventile die Kurbelwelle in Bewegung setzte.

Trotz vieler Vorteile (einschließlich Umgehung von Otto-Patenten) der Motor wurde aufgrund der Komplexität der Herstellung und einiger anderer Nachteile nicht weit verbreitet.
Der Atkinson-Zyklus bietet eine bessere Umweltleistung und Wirtschaftlichkeit, erfordert jedoch eine hohe Drehzahl. Bei niedrigen Drehzahlen gibt es ein relativ kleines Drehmoment ab und kann abwürgen.

Der Atkinson-Motor wird derzeit in Hybridfahrzeugen Toyota Prius und Lexus HS 250h eingesetzt.

Im Jahr 1884, britischer Ingenieur Edward Butler, zeigte auf der Londoner Fahrradausstellung "Stanley Cycle Show" Zeichnungen eines dreirädrigen Autos mit Benzin-Verbrennungsmotor, und 1885 baute er es und zeigte es auf der gleichen Ausstellung unter dem Namen "Velocycle". Außerdem war Butler der erste, der das Wort benutzte Benzin.

Das Velocycle wurde 1887 patentiert.

Das Velocycle war mit einem Einzylinder-Viertakt-Benzinmotor ausgestattet, der mit Zündspule, Vergaser, Drosselklappe und Flüssigkeitskühlung ausgestattet war. Der Motor entwickelte eine Leistung von ca. 5 PS. mit einem Volumen von 600 cm3 und beschleunigte das Auto auf 16 km / h.

Im Laufe der Jahre verbesserte Butler die Leistung seines Fahrzeugs, konnte es jedoch aufgrund des „Gesetzes der roten Fahne“ nicht testen. (veröffentlicht 1865), wonach Fahrzeuge eine Geschwindigkeit von mehr als 3 km/h nicht überschreiten dürfen. Außerdem mussten drei Personen im Auto anwesend sein, von denen einer mit der roten Flagge vor das Auto gehen musste. (das sind die Sicherheitsmaßnahmen) .

In der Zeitschrift English Mechanic von 1890 schrieb Butler: "Die Behörden verbieten die Verwendung des Autos im Straßenverkehr, weshalb ich mich weigere, mich weiterzuentwickeln."

Aufgrund mangelnden öffentlichen Interesses an dem Auto zerlegte Butler es zur Verschrottung und verkaufte die Patentrechte an Harry J. Lawson. (Fahrradhersteller), die weiterhin den Motor für den Einsatz auf Booten herstellte.

Butler selbst baute Stationär- und Schiffsmotoren.

Im Jahr 1891, Herbert Aykroyd Stewart baute in Zusammenarbeit mit Richard Hornsby and Sons den Hornsby-Akroyd-Motor, bei dem Kraftstoff (Kerosin) unter Druck eingespritzt wurde zusätzliche Kamera (aufgrund seiner Form wurde es "heißer Ball" genannt), am Zylinderkopf montiert und durch einen schmalen Durchgang mit dem Brennraum verbunden. Der Kraftstoff wurde durch die heißen Wände der Zusatzkammer entzündet und strömte in die Brennkammer.

1. Zusätzliche Kamera (heiße Kugel).
2. Zylinder.
3. Kolben.
4. Carter.

Zum Anlassen des Motors wurde eine Lötlampe verwendet, mit der eine zusätzliche Kammer beheizt wurde. (nach dem Start wurde es durch Abgase erhitzt)... Aus diesem Grund ist der Hornsby-Akroyd-Motor das war der Vorgänger des Dieselmotors von Rudolf Diesel, oft als "Halbdiesel" bezeichnet. Doch ein Jahr später verbesserte Aykroyd seinen Motor, indem er ihm einen "Wassermantel" (Patent datiert 1892) anbaute, der durch Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses die Temperatur im Brennraum erhöhte, und nun konnte auf eine zusätzliche Heizquelle verzichtet werden.

Im Jahr 1893, Rudolph Diesel erhielt Patente für eine Wärmekraftmaschine und einen modifizierten "Carnot-Zyklus" namens "Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung hoher Temperatur in Arbeit".

1897 im "Augsburger Maschinenbauwerk" (seit 1904 MAN), unter finanzieller Beteiligung der Firmen Friedrich Krupp und der Gebrüder Sulzer entstand der erste funktionsfähige Dieselmotor von Rudolf Diesel
Die Motorleistung betrug 20 PS bei 172 U/min, der Wirkungsgrad 26,2 % bei einem Gewicht von fünf Tonnen.
Damit wurden die bestehenden Ottomotoren mit einem Wirkungsgrad von 20 % und Schiffsdampfturbinen mit einem Wirkungsgrad von 12 % bei weitem übertroffen, was in verschiedenen Ländern auf reges Interesse in der Industrie stieß.

Der Dieselmotor war ein Viertakter. Der Erfinder hat herausgefunden, dass der Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors durch Erhöhen des Verdichtungsverhältnisses des brennbaren Gemischs erhöht wird. Es ist jedoch unmöglich, das brennbare Gemisch stark zu verdichten, da dann Druck und Temperatur steigen und es sich vorzeitig spontan entzündet. Daher entschied sich Diesel, nicht das brennbare Gemisch, sondern saubere Luft zu verdichten und am Ende der Verdichtung Kraftstoff unter starkem Druck in den Zylinder einzuspritzen.
Da die Temperatur der Druckluft 600-650 ° C erreichte, entzündete sich der Kraftstoff spontan und die sich ausdehnenden Gase bewegten den Kolben. So gelang es dem Diesel, die Effizienz des Motors deutlich zu steigern, das Zündsystem loszuwerden und eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe anstelle des Vergasers zu verwenden.
1933 schrieb Elling prophetisch: „Als ich 1882 mit der Arbeit an der Gasturbine begann, war ich fest davon überzeugt, dass meine Erfindung in der Flugzeugindustrie gefragt sein würde.“

Leider starb Elling 1949, nie vor der Ära der Turbojet-Luftfahrt.

Das einzige Foto, das wir gefunden haben.

Vielleicht findet jemand im Norwegischen Technikmuseum etwas über diesen Mann.

1903, Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky, veröffentlichte in der Zeitschrift "Scientific Review" einen Artikel "Exploration of World Spaces by Jet Devices", in dem er erstmals bewies, dass ein Gerät, das einen Weltraumflug durchführen kann, eine Rakete ist. Der Artikel schlug auch das erste Projekt einer Langstreckenrakete vor. Sein Körper war eine längliche Metallkammer, ausgestattet mit Flüssigkeitsstrahltriebwerk (das ist auch ein Verbrennungsmotor)... Er schlug vor, flüssigen Wasserstoff und Sauerstoff als Brennstoff bzw. Oxidationsmittel zu verwenden.

Wahrscheinlich lohnt es sich auf dieser Raketen-Weltraumnotiz, den historischen Teil zu beenden, da das 20. Jahrhundert gekommen ist und überall mit der Produktion von Verbrennungsmotoren begonnen wurde.

Philosophisches Nachwort ...

K. E. Tsiolkovsky glaubte, dass die Menschen in absehbarer Zeit lernen werden zu leben, wenn nicht für immer, dann zumindest für sehr lange Zeit. In dieser Hinsicht wird es auf der Erde wenig Platz (Ressourcen) geben und es werden Schiffe erforderlich sein, um auf andere Planeten umzusiedeln. Leider ging etwas auf dieser Welt schief, und mit Hilfe der ersten Raketen beschlossen die Menschen, einfach ihre eigene Art zu zerstören ...

Danke an alle die es gelesen haben.

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EIS ist ein Motor, der verschiedene Kraftstoffe direkt im Gerät selbst verbrennt. Im Gegensatz zu Motoren eines anderen Typs werden Verbrennungsmotoren entzogen: alle Elemente, die Wärme zur weiteren Umwandlung in mechanische Energie übertragen, die Umwandlung erfolgt direkt aus der Verbrennung von Kraftstoff; viel kompakter; sind im Vergleich zu anderen Gerätetypen mit vergleichbarer Leistung leicht; erfordern die Verwendung eines bestimmten Kraftstoffs mit starren Eigenschaften von Verbrennungstemperatur, Verdampfungsgrad, Oktanzahl usw.

Viertaktmotoren werden in der Automobilindustrie eingesetzt:

1. Einlass;

2. Kompression;

3. Arbeitshub;

4. Freisetzung.
Es gibt aber auch Zweitakt-Versionen von Verbrennungsmotoren, die jedoch in der modernen Welt nur begrenzt einsetzbar sind.

In diesem Artikel werden nur Motoren berücksichtigt, die in Autos eingebaut sind.

Motorentypen für den verwendeten Kraftstoff

Sie lassen sich nach Art der Ansaugung in Vergaser und Einspritzung unterteilen. Vergasermotoren verschwinden aufgrund der schwierigen Feinabstimmung, des hohen Benzinverbrauchs, der ineffizienten Mischung des Kraftstoffgemischs und der Unzulänglichkeit moderner strenger Umweltanforderungen bereits aus der Produktion. Bei solchen Motoren beginnt die Vermischung des brennbaren Gemisches in den Vergaserkammern und endet auf dem Weg im Ansaugkrümmer.

Einspritzeinheiten entwickeln sich in rasantem Tempo und das Kraftstoffeinspritzsystem wurde von Generation zu Generation verbessert. Die ersten Injektoren hatten eine „Einzeleinspritzung“ mit einer einzigen Düse. Tatsächlich war es die Modernisierung der Vergasermotoren. Im Laufe der Zeit wurden bei den meisten Geräten Systeme mit separaten Düsen für jeden Zylinder verwendet. Der Einsatz von Injektoren im Ansaugsystem ermöglichte es, die Anteile von Kraftstoff und Luft in verschiedenen Betriebsmodi des Aggregats genauer zu steuern, den Kraftstoffverbrauch zu senken, die Qualität des Kraftstoffgemischs zu erhöhen und die Leistung und Umweltfreundlichkeit der Leistung zu erhöhen Einheiten.

Moderne Injektoren an Triebwerken mit Direkteinspritzung in die Zylinder sind in der Lage, mehrere separate Kraftstoffeinspritzungen pro Hub zu erzeugen. Dadurch wird die Qualität des Kraftstoffgemisches weiter verbessert und die Energierückgewinnung aus der eingesetzten Benzinmenge maximiert. Das heißt, die Wirtschaftlichkeit und Leistung der Motoren sind noch weiter gestiegen.

Dieselaggregate - verwenden das Zündprinzip eines Gemisches aus Dieselkraftstoff und Luft, wenn es durch starke Kompression erhitzt wird. Gleichzeitig werden in Dieselaggregaten keine Fremdzündungssysteme verwendet. Diese Motoren haben gegenüber Benzinmotoren eine Reihe von Vorteilen, vor allem sind sie kraftstoffsparend (bis zu 20%) bei einer vergleichbaren Leistung. Aufgrund des höheren Verdichtungsverhältnisses in den Zylindern wird weniger Kraftstoff verbraucht, was die Verbrennungseigenschaften und die Energierückgabe des Kraftstoffgemisches verbessert, und daher wird weniger Kraftstoff benötigt, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Darüber hinaus verwenden Dieselaggregate keine Drosselklappen, was den Luftstrom zum Aggregat verbessert und den Kraftstoffverbrauch weiter senkt. Dieselmotoren entwickeln mehr Drehmoment und bei niedrigeren Kurbelwellendrehzahlen.

Nicht ohne Nachteile. Aufgrund der erhöhten Belastung der Zylinderwände mussten die Konstrukteure zuverlässigere Materialien verwenden und die Struktur vergrößern (erhöhtes Gewicht und Produktionskosten). Außerdem ist der Betrieb des Dieseltriebwerks aufgrund der Besonderheiten der Kraftstoffzündung laut. Und die erhöhte Masse der Teile ermöglicht es dem Motor nicht, hohe Drehzahlen bei der gleichen Drehzahl wie beim Benziner zu entwickeln, und der Höchstwert der Kurbelwellenumdrehungen ist niedriger als der von Benzinern.

Eine Art Verbrennungsmotor vom Design her

Hybridantrieb

Die Vorteile des Kombinierens äußern sich in der Möglichkeit, die Energie zweier Einheiten beim Beschleunigen zu kombinieren oder je nach Bedarf jeden Motortyp separat zu verwenden. Bei Fahrten im Stadtstau kann beispielsweise nur der Elektromotor arbeiten und so Dieselkraftstoff sparen. Bei Fahrten auf Landstraßen arbeitet der Verbrennungsmotor robuster, leistungsstärker und mit einer großen Gangreserveeinheit.

Gleichzeitig kann eine spezielle Batterie für Elektromotoren über einen Generator oder über ein regeneratives Bremssystem aufgeladen werden, was nicht nur Kraftstoff, sondern auch den zum Laden der Batterie benötigten Strom spart.

Drehkolbenmotor

Dank dieser Konstruktion nimmt der Motor schnell Fahrt auf, was die dynamischen Eigenschaften des Autos erhöht. Doch mit der Entwicklung der klassischen Verbrennungsmotor-Bauweise verlor der Wankelmotor aufgrund von Konstruktionszwängen an Bedeutung. Das Prinzip der Kolbenbewegung erlaubt kein hohes Verdichtungsverhältnis des Kraftstoffgemisches, was die Verwendung von Dieselkraftstoff ausschließt. Und eine kleine Ressource, die Komplexität von Wartung und Reparatur sowie schwache Umweltindikatoren ermöglichen es den Autoherstellern nicht, diese Richtung zu entwickeln.

Sorten von Aggregaten nach Layout

Reihenmotoren

Der Reihenmotor ist die klassischste Version des Triebwerks. Bei dem sich alle Kolben und Zylinder in einer Reihe befinden. Gleichzeitig enthalten moderne Reihenmotoren nicht mehr als sechs Zylinder. Aber es sind die Sechszylinder-Reihenmotoren, die die beste Leistung beim Ausgleich von Vibrationen während des Betriebs haben. Der einzige Nachteil ist die erhebliche Länge des Motors im Vergleich zu anderen Layouts.

V-förmige Motoren

Diese Motoren entstanden aus dem Wunsch der Konstrukteure, die Größe der Motoren zu reduzieren und mehr als sechs Kolben in einem Block zu platzieren. Bei diesen Motoren befinden sich die Zylinder in verschiedenen Ebenen. Optisch bildet die Anordnung der Zylinder den Buchstaben "V", daher der Name. Der Winkel zwischen den beiden Reihen wird Sturzwinkel genannt und variiert über einen weiten Bereich, wodurch ein bestimmter Motortyp in Untergruppen unterteilt wird.

Boxermotoren

Boxermotoren erhielten einen maximalen Sturzwinkel von 180 Grad. Dies ermöglichte es den Konstrukteuren, die Höhe der Einheit auf die minimale Größe zu reduzieren und die Last auf die Kurbelwelle zu verteilen, um deren Ressourcen zu erhöhen.

VR-Motoren

Dies ist eine Kombination der Eigenschaften von Reihen- und V-förmigen Einheiten. Der Sturzwinkel in solchen Motoren erreicht 15 Grad, was die Verwendung eines Zylinderkopfs mit einem einzigen Ventilsteuerungsmechanismus ermöglicht.

W-förmige Motoren

Eines der leistungsstärksten und "extremsten" ICE-Designs. Sie können drei Zylinderreihen mit großem Sturzwinkel oder zwei kombinierte VR-Blöcke haben. Heute sind Motoren für Acht- und Zwölfzylinder weit verbreitet, die Konstruktion erlaubt jedoch den Einsatz einer größeren Anzahl von Zylindern.

Eigenschaften des Verbrennungsmotors

Aggregat PS (oder kW * h);

Das vom Aggregat entwickelte maximale Drehmoment, gemessen in N / m;

Die meisten Autoenthusiasten teilen sich die Aggregate nur in Bezug auf die Leistung. Aber diese Aufteilung ist nicht ganz richtig. Sicherlich ist eine Einheit von 200 "Pferden" einem Motor von 100 "Pferden" bei einer schweren Frequenzweiche vorzuziehen. Und für ein leichtes Schrägheck in der Stadt reicht ein 100-PS-Motor aus. Aber es gibt einige Nuancen.

Die in der technischen Dokumentation angegebene maximale Leistung wird bei bestimmten Kurbelwellendrehzahlen erreicht. Aber wenn man ein Auto in der Stadt benutzt, dreht der Fahrer den Motor selten über 2.500 U/min. Je länger die Betriebszeit der Maschine ist, desto mehr ist daher nur ein Teil der potentiellen Leistung beteiligt.

Aber oft gibt es Fälle auf der Straße. Wenn es erforderlich ist, die Geschwindigkeit zum Überholen stark zu erhöhen oder einen Notfall zu vermeiden. Es ist das maximale Drehmoment, das die Fähigkeit der Einheit beeinflusst, schnell die erforderliche Geschwindigkeit und Leistung zu erreichen. Einfach ausgedrückt beeinflusst das Drehmoment die Fahrzeugdynamik.

Es ist erwähnenswert, dass ein kleiner Unterschied zwischen Benzin- und Dieselmotoren besteht. Benzinmotor - liefert maximales Drehmoment bei Kurbelwellendrehzahl von 3.500 bis 6.000 U/min, und Dieselmotoren können maximale Parameter bei niedrigeren Drehzahlen erreichen. Daher scheint es vielen. Dass Dieselaggregate leistungsstärker sind und besser "ziehen". Die meisten der leistungsstärksten Einheiten verwenden jedoch Benzinkraftstoff, da sie in der Lage sind, eine größere Anzahl von Umdrehungen pro Minute zu entwickeln.

Und für ein detailliertes Verständnis des Begriffs Drehmoment sollten Sie sich die Maßeinheit ansehen: Newton mal Meter. Mit anderen Worten, das Drehmoment bestimmt die Kraft, mit der der Kolben gegen die Kurbelwelle drückt, die wiederum die Kraft auf das Getriebe und schließlich auf die Räder überträgt.

Erwähnenswert ist auch die leistungsstarke Technik, bei der das maximale Drehmoment bei einer Geschwindigkeit von 1.500 pro Minute erreicht werden kann. Im Wesentlichen sind dies Traktoren, leistungsstarke Muldenkipper und einige Diesel-Geländewagen. Natürlich müssen solche Maschinen den Motor nicht bis zur maximalen Drehzahl hochdrehen.

Aus den gemachten Angaben können wir schließen, dass das Drehmoment vom Volumen des Aggregats, seinen Abmessungen, der Größe der Teile und deren Gewicht abhängt. Je schwerer diese Elemente sind, desto mehr Drehmoment herrscht bei niedrigen Drehzahlen. Dieselaggregate haben ein höheres Drehmoment und niedrigere Kurbelwellendrehzahlen (die größere Trägheit einer schweren Kurbelwelle und andere Elemente lassen keine hohen Drehzahlen zu).

Automotorleistung

Es gibt eine bekannte Formel, die das Verhältnis von Leistung und Drehmoment charakterisiert:

Leistung = Drehmoment * U/min / 9549

Als Ergebnis erhalten wir den Leistungswert in Kilowatt. Aber wenn wir uns die Eigenschaften von Autos ansehen, sind wir natürlich eher daran gewöhnt, Indikatoren in "PS" zu sehen. Kilowatt in PS umrechnen Sie müssen den resultierenden Wert mit 1,36 multiplizieren.

Fazit

Was ist ein Verbrennungsmotor (ICE)

Alle Motoren wandeln Energie in Arbeit um. Motoren sind unterschiedlich - elektrisch, hydraulisch, thermisch usw., je nachdem, welche Art von Energie sie in Arbeit umwandeln. Verbrennungsmotor ist ein Verbrennungsmotor, es ist eine Wärmekraftmaschine, bei der die Wärme des im Arbeitsraum des Motors verbrannten Kraftstoffs in Nutzarbeit umgewandelt wird. Es gibt auch externe Verbrennungsmotoren - das sind Düsentriebwerke von Flugzeugen, Raketen usw. bei diesen Motoren erfolgt die Verbrennung extern, weshalb sie als externe Verbrennungsmotoren bezeichnet werden.

Aber ein gewöhnlicher Mensch auf der Straße begegnet häufiger einem Automotor und versteht einen Kolben-Verbrennungsmotor als Motor. Bei einer Kolben-Brennkraftmaschine wirkt die bei der Verbrennung von Kraftstoff im Arbeitsraum auftretende Gasdruckkraft auf den Kolben, der sich im Motorzylinder hin- und herbewegt und die Kraft auf den Kurbeltrieb überträgt, der die Hubbewegung des Kolbens umsetzt in Drehbewegung der Kurbelwelle ... Dies ist jedoch eine sehr vereinfachte Ansicht des Verbrennungsmotors. Tatsächlich konzentrieren sich die komplexesten physikalischen Phänomene im Verbrennungsmotor, dem sich viele herausragende Wissenschaftler gewidmet haben. Damit die Brennkraftmaschine in ihren sich gegenseitig ersetzenden Zylindern arbeiten kann, finden Prozesse wie Luftzufuhr, Kraftstoffeinspritzung und -zerstäubung, ihre Vermischung mit Luft, Zündung des resultierenden Gemisches, Flammenausbreitung und Abgasentfernung statt. Jeder Vorgang dauert mehrere Tausendstelsekunden. Hinzu kommen die Prozesse, die in Verbrennungsmotoren ablaufen: Wärmeaustausch, Strömung von Gasen und Flüssigkeiten, Reibung und Verschleiß, chemische Prozesse der Abgasneutralisation, mechanische und thermische Belastungen. Dies ist keine vollständige Liste. Und jeder der Prozesse muss bestmöglich organisiert werden. Tatsächlich wird die Qualität des Motors insgesamt aus der Qualität der im Verbrennungsmotor ablaufenden Prozesse gebildet - seiner Leistung, seines Wirkungsgrades, seines Geräusches, seiner Toxizität, seiner Zuverlässigkeit, seiner Kosten, seines Gewichts und seiner Abmessungen.

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Verbrennungsmotoren sind unterschiedlich: Benzin, gemischte Leistung usw. und dies ist keine vollständige Liste! Wie Sie sehen, gibt es viele Möglichkeiten für Verbrennungsmotoren, aber wenn es sich lohnt, auf die Klassifizierung von Verbrennungsmotoren einzugehen, dann werden für eine detaillierte Untersuchung des gesamten Materialvolumens mindestens 20-30 Seiten benötigt erforderlich - ein großes Volumen, nicht wahr? Und das ist nur eine Klassifizierung ...

Der wichtigste Verbrennungsmotor des NIVA-Autos

Keiner der Tätigkeitsbereiche ist mit Kolben-Brennkraftmaschinen in Bezug auf Umfang, Anzahl der an Entwicklung, Produktion und Betrieb beteiligten Personen nicht zu vergleichen. In entwickelten Ländern hängt die Tätigkeit eines Viertels der Erwerbsbevölkerung direkt oder indirekt mit dem Kolbenmaschinenbau zusammen. Der Maschinenbau als ausschließlich wissensintensiver Bereich bestimmt und stimuliert die Entwicklung von Wissenschaft und Bildung. Die Gesamtkapazität von Hubkolben-Verbrennungsmotoren beträgt 80 - 85 % der Kapazität aller Kraftwerke im Weltenergiesektor. In Straße, Schiene, Wasserverkehr, Landwirtschaft, Bauwesen, Kleinmechanisierung und vielen anderen Bereichen hat der Kolben-Verbrennungsmotor als Energieträger noch keine richtige Alternative. Allein die Weltproduktion von Automobilmotoren nimmt ständig zu und übersteigt 60 Millionen Einheiten pro Jahr. Auch die Zahl der weltweit produzierten Kleinmotoren übersteigt mehrere zehn Millionen pro Jahr. Auch in der Luftfahrt dominieren Kolbenmotoren in Bezug auf die Gesamtleistung, die Anzahl der Modelle und Modifikationen sowie die Anzahl der in Flugzeugen verbauten Triebwerke. Weltweit werden mehrere hunderttausend Flugzeuge mit Kolben-Verbrennungsmotoren (Business Class, Sports, unbemannt etc.) betrieben. In den Vereinigten Staaten machen Kolbenmotoren etwa 70 % der Leistung aller in zivilen Flugzeugen installierten Motoren aus.

Aber im Laufe der Zeit ändert sich alles und bald werden wir grundlegend unterschiedliche Arten von Motoren sehen und betreiben, die über hohe Leistung, hohe Effizienz, einfaches Design und vor allem Umweltfreundlichkeit verfügen. Ja, richtig, der Hauptnachteil eines Verbrennungsmotors ist seine Umweltverträglichkeit. Egal wie sehr an der Arbeit des Verbrennungsmotors gehont wird, egal welche Systeme eingeführt werden, er hat immer noch einen erheblichen Einfluss auf unsere Gesundheit. Ja, jetzt können wir mit Zuversicht sagen, dass die bestehende Motorenbautechnik eine "Decke" fühlt - dies ist ein Zustand, in dem diese oder jene Technologie ihre Fähigkeiten vollständig ausgeschöpft hat, vollständig ausgequetscht, alles, was getan werden konnte, bereits getan ist, und aus ökologischer Sicht lässt sich an bestehenden Verbrennungsmotoren grundsätzlich NICHTS mehr ändern. Es stellt sich eine Frage: Es ist notwendig, das Funktionsprinzip des Motors, seinen Energieträger (Ölprodukte) vollständig gegen etwas Neues, grundlegend anderes () zu ändern. Aber leider ist dies keine Frage eines Tages oder gar eines Jahres, es braucht Jahrzehnte ...

Bisher werden mehr als eine Generation von Wissenschaftlern und Designern die alte Technologie erforschen und verbessern und sich allmählich der Wand nähern, durch die es unmöglich sein wird, durchzuspringen (physisch ist es nicht möglich). Der Verbrennungsmotor wird noch lange Zeit denen Arbeit geben, die ihn herstellen, betreiben, warten und verkaufen. Wieso den? Alles ist sehr einfach, aber gleichzeitig versteht und akzeptiert nicht jeder diese einfache Wahrheit. Der Hauptgrund für die Verlangsamung der Einführung grundlegend anderer Technologien ist der Kapitalismus. Ja, so seltsam es auch klingen mag, aber es ist der Kapitalismus, das System, das sich für neue Technologien zu interessieren scheint, bremst die Entwicklung der Menschheit! Es ist ganz einfach - Sie müssen Geld verdienen. Was ist mit diesen Bohrinseln, Raffinerien und Einnahmen?

Der Verbrennungsmotor wurde mehrmals „vergraben“. Er wurde zu verschiedenen Zeiten durch batteriebetriebene Elektromotoren, Wasserstoff-Brennstoffzellen und vieles mehr ersetzt. ICE hat den Wettbewerb ausnahmslos gewonnen. Und selbst das Problem der Erschöpfung der Öl- und Gasreserven ist kein ICE-Problem. Es gibt eine unbegrenzte Kraftstoffquelle für den Verbrennungsmotor. Nach neuesten Daten könnte sich das Öl erholen, aber was bedeutet das für uns?

ICE-Eigenschaften

Bei gleichen Konstruktionsparametern für verschiedene Motoren können sich Indikatoren wie Leistung, Drehmoment und spezifischer Kraftstoffverbrauch unterscheiden. Dies ist auf Merkmale wie die Anzahl der Ventile pro Zylinder, die Ventilsteuerung usw. zurückzuführen. Um den Betrieb des Motors bei verschiedenen Drehzahlen zu bewerten, werden daher Eigenschaften verwendet - die Abhängigkeit seiner Leistung von den Betriebsmodi. Die Kennlinien werden empirisch an speziellen Stativen ermittelt, da sie theoretisch nur annähernd berechnet werden.

In der technischen Dokumentation des Autos sind in der Regel die äußeren Drehzahlkennlinien des Motors angegeben (Abbildung links), die die Abhängigkeit von Leistung, Drehmoment und spezifischem Kraftstoffverbrauch von der Drehzahl der Kurbelwelle bei voller Kraftstoffversorgung. Sie geben eine Vorstellung von der maximalen Leistung des Motors.

Motoranzeigen (vereinfacht) ändern sich aus den folgenden Gründen. Mit zunehmender Drehzahl der Kurbelwelle steigt das Drehmoment, da mehr Kraftstoff in die Zylinder strömt. Bei etwa mittleren Drehzahlen erreicht er sein Maximum und beginnt dann abzufallen. Dies liegt daran, dass mit einer Erhöhung der Kurbelwellendrehzahl Trägheitskräfte, Reibungskräfte, aerodynamischer Widerstand der Ansaugleitungen eine wesentliche Rolle zu spielen beginnen, was die Füllung der Zylinder mit einer frischen Ladung von . verschlechtert das Kraftstoff-Luft-Gemisch usw.

Ein schneller Anstieg des Motordrehmoments weist auf eine gute Beschleunigungsdynamik durch eine starke Traktionssteigerung an den Rädern hin. Je länger das Moment im Bereich seines Maximums liegt und nicht abnimmt, desto besser. Ein solcher Motor ist besser an sich ändernde Straßenbedingungen angepasst und Sie müssen seltener die Gänge wechseln.

Die Leistung wächst mit dem Drehmoment, und selbst wenn es abnimmt, nimmt es aufgrund höherer Drehzahlen weiter zu. Nach Erreichen des Maximums beginnt die Leistung aus dem gleichen Grund zu sinken, aus dem das Drehmoment abnimmt. Die etwas höheren Umdrehungen als die maximale Leistung werden durch Regelvorrichtungen begrenzt, da in diesem Modus ein erheblicher Teil des Kraftstoffs nicht für die Verrichtung von Nutzarbeit, sondern für die Überwindung der Trägheits- und Reibungskräfte im Motor verwendet wird. Die maximale Leistung bestimmt die maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs. In diesem Modus beschleunigt das Auto nicht und der Motor arbeitet nur, um die Kräfte des Bewegungswiderstands zu überwinden - Luftwiderstand, Rollwiderstand usw.

Auch der Wert des spezifischen Kraftstoffverbrauchs ändert sich in Abhängigkeit von der Kurbelwellendrehzahl, was an der Kennlinie zu erkennen ist. Der spezifische Kraftstoffverbrauch sollte so lange wie möglich möglichst gering sein; dies weist auf eine gute Wirtschaftlichkeit des Motors hin. Der minimale spezifische Verbrauch wird in der Regel etwas unterhalb der Durchschnittsgeschwindigkeit erreicht, mit der das Auto hauptsächlich bei Fahrten in der Stadt verwendet wird.

Die gestrichelte Linie in der obigen Grafik zeigt die optimalere Motorleistung.

(Verbrennungsmotor) ist eine Wärmekraftmaschine und arbeitet nach dem Prinzip der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs in einer Brennkammer. Die Hauptaufgabe einer solchen Vorrichtung besteht darin, die Verbrennungsenergie einer Brennstoffladung in mechanische Nutzarbeit umzuwandeln.

Trotz des allgemeinen Funktionsprinzips gibt es heute eine Vielzahl von Aggregaten, die sich durch eine Reihe individueller Konstruktionsmerkmale deutlich voneinander unterscheiden. In diesem Artikel werden wir darüber sprechen, welche Arten von Verbrennungsmotoren es gibt und was ihre Hauptmerkmale und Unterschiede sind.

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Typen von Verbrennungsmotoren

Beginnen wir mit der Tatsache, dass der Verbrennungsmotor Zweitakt- und Viertaktmotor sein kann. Was Automobilmotoren betrifft, so handelt es sich bei diesen Einheiten um Viertaktmotoren. Motorhübe sind:

• Ansaugen eines Kraftstoff-Luft-Gemisches oder Luft (je nach Art des Verbrennungsmotors);
• Kompression einer Mischung aus Kraftstoff und Luft;
• Verbrennung der Kraftstoffladung und Arbeitstakt;
• Abgas aus der Brennkammer;

Nach diesem Prinzip arbeiten sowohl Benzin- als auch Diesel-Kolbenmotoren, die in Autos und anderen Geräten weit verbreitet sind. Erwähnenswert ist auch, dass Gaskraftstoff genauso wie Dieselkraftstoff oder Benzin verbrannt wird.

Benzinaggregate

Ein solches Stromversorgungssystem, insbesondere verteilte Einspritzung, ermöglicht eine Erhöhung der Motorleistung, während gleichzeitig eine Kraftstoffeffizienz erreicht und die Toxizität von Abgasen verringert wird. Möglich wird dies durch die präzise Dosierung des zugeführten Kraftstoffs unter Kontrolle (elektronisches Motormanagement).

Die Weiterentwicklung der Kraftstoffversorgungssysteme führte zur Entstehung von Motoren mit Direkt-(Direkt-)Einspritzung. Ihr Hauptunterschied zu ihren Vorgängern besteht darin, dass Luft und Kraftstoff getrennt der Brennkammer zugeführt werden. Mit anderen Worten, der Injektor ist nicht über den Einlassventilen montiert, sondern direkt im Zylinder.

Diese Lösung ermöglicht eine direkte Kraftstoffzufuhr, wobei die Zufuhr selbst in mehrere Stufen (Nacheinspritzung) unterteilt ist. Dadurch ist es möglich, die effizienteste und vollständigste Verbrennung der Kraftstoffladung zu erreichen, der Motor kann mit einem mageren Gemisch betrieben werden (z. B. Motoren der GDI-Familie), der Kraftstoffverbrauch sinkt, die Abgastoxizität sinkt usw .

Dieselmotoren

Er wird mit Dieselkraftstoff betrieben und unterscheidet sich auch deutlich von Benzin. Der Hauptunterschied ist das Fehlen eines Funkenzündsystems. Die Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs in einem Dieselmotor erfolgt durch Kompression.

Vereinfacht gesagt wird zunächst Luft in den Zylindern komprimiert, was sich stark erhitzt. Im letzten Moment wird es direkt in den Brennraum eingespritzt, woraufhin sich das erhitzte und hochverdichtete Gemisch von selbst entzündet.

Vergleicht man Diesel- und Benzin-Verbrennungsmotoren, hat Diesel eine höhere Wirtschaftlichkeit, einen besseren Wirkungsgrad und das Maximum, das bei niedrigen Drehzahlen zur Verfügung steht. Berücksichtigt man, dass Dieselmotoren bei niedrigeren Kurbelwellendrehzahlen mehr Traktion entwickeln, muss ein solcher Motor in der Praxis beim Start nicht „durchgedreht“ werden, und man kann auch von ganz unten mit einer souveränen Aufnahme rechnen.

In der Liste der Nachteile solcher Einheiten kann man jedoch das höhere Gewicht und die niedrigeren Geschwindigkeiten bei Höchstgeschwindigkeit hervorheben. Tatsache ist, dass ein Dieselmotor zunächst "langsam" ist und im Vergleich zu Benzin-Verbrennungsmotoren eine geringere Drehzahl aufweist.

Dieselmotoren zeichnen sich auch durch eine größere Masse aus, da die Merkmale der Kompressionszündung alle Elemente einer solchen Einheit stärker belasten. Mit anderen Worten, die Teile in einem Dieselmotor sind stärker und schwerer. Außerdem sind Dieselmotoren aufgrund des Prozesses der Zündung und Verbrennung von Dieselkraftstoff lauter.

Wankelmotor

Der Wankelmotor (Rotationskolbenmotor) ist ein grundlegend anderes Kraftwerk. Bei einem solchen Verbrennungsmotor fehlen einfach die üblichen Kolben, die sich im Zylinder hin- und herbewegen. Das Hauptelement eines Rotationsmotors ist der Rotor.

Der spezifizierte Rotor dreht sich entlang einer vorbestimmten Bahn. Rotations-Brennkraftmaschinen sind Benzinmotoren, da eine solche Konstruktion nicht in der Lage ist, ein hohes Verdichtungsverhältnis des Arbeitsgemisches bereitzustellen.

Zu den Vorteilen zählen Kompaktheit, hohe Leistung bei kleinem Arbeitsvolumen sowie schnelles Hochdrehen. Als Ergebnis haben Autos mit einem solchen Verbrennungsmotor hervorragende Beschleunigungseigenschaften.

Wenn wir über die Nachteile sprechen, sind eine im Vergleich zu Kolbeneinheiten spürbar reduzierte Ressource sowie ein hoher Kraftstoffverbrauch hervorzuheben. Außerdem zeichnet sich der Wankelmotor durch eine erhöhte Toxizität aus, dh er passt nicht ganz in moderne Umweltstandards.

Hybridmotor

Bei einigen Verbrennungsmotoren wird er zur Erzielung der erforderlichen Leistung in Kombination mit einem Turbolader verwendet, während bei anderen mit genau demselben Hubraum und derselben Anordnung solche Lösungen fehlen.

Aus diesem Grund ist es für eine objektive Bewertung der Leistung eines Motors bei verschiedenen Drehzahlen und nicht an der Kurbelwelle, sondern an Rädern erforderlich, spezielle komplexe Messungen auf einem Leistungsprüfstand durchzuführen.

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