Was ist der interne Motor? Alles über Verbrennungsmotoren und Merkmale ihrer Funktionsweise

Vorlesung 15.

Motoren interne Verbrennung   (ICE) - der gebräuchlichste Typ von Wärmekraftmaschinen, bei dem die Prozesse der Gewinnung von Wärmeenergie und deren Umwandlung in mechanische Arbeit räumlich kombiniert sind. Dies wird dadurch erreicht, dass die Erzeugung von Wärme aus der Verbrennung von Brennstoff in Hohlräumen mit begrenztem Volumen erfolgt, wodurch die expandierenden Verbrennungsprodukte einen Überdruck erzeugen. Ein solcher Druck wird in Form von mechanischer Arbeit realisiert, die auf bewegte Kolben, Turbinenschaufeln oder einen austretenden Gasstrahl ausgeübt wird. In Übereinstimmung mit der Art des Elements, das durch den Gasdruck transportiert wird, werden Hubkolben-, Turbinen- und Strahltriebwerke unterschieden.

Aufgrund ihrer Kompaktheit, hohen Effizienz und Zuverlässigkeit werden Kolben-ICEs am häufigsten in verschiedenen Industriezweigen, in der Bauindustrie usw. verwendet. Die Klassifizierung von Kolben-ICE ist in Fig. 3 gezeigt. 1.

Der Prozess der Umwandlung von thermischer Energie in mechanische Arbeit durch Kolbenmotoren wird zyklisch durchgeführt.

Der Arbeitszyklusist der Satz von sequentiell in einem Zylinder der Motor thermodynamischen Prozesse als Ergebnis der eine einzige Umwandlung von Wärmeenergie während der Verbrennung des Kraftstoffanteils des Motorzylinders freigegeben wird, in mechanische Arbeit durch die Kolbenverschiebung auftritt. Der Arbeitszyklus besteht aus den folgenden Prozessen: den Zylinder mit Luft füllt oder im Vergaser Kraftstoff-Gemisch, Verdichten von Luft oder brennbare Gemischströmung und Kraftstoffzerstäubung in Dieselmotoren (carburetion), Zündung, Verbrennung und Wärmeerzeugung, und die Expansion der Verbrennungsprodukte in dem Abgas hergestellt.

Abb. 1.   Allgemeine Klassifizierung von Verbrennungsmotoren.

Der Kolben im Motorzylinder bewegt sich zwischen bestimmten (festen) Positionen hin und her, die als innerer und äußerer Totpunkt (TDC bzw. BDC) bezeichnet werden. Das Bewegen des Kolbens zwischen toten Punkten in einer Richtung wird genannt läuftkolben und Teil des Zyklus, wenn der Kolben zwischen Totpunkten bewegt wird, - takt.Der Name der Maßnahme ist durch den Hauptprozess gegeben, der im Verlauf des Kolbens stattfindet. Wenn der Kolben bewegt wird, ändert sich das Volumen des inneren Hohlraums des Zylinders.

Typische Bände sind die folgenden:

Das Volumen des inneren Hohlraums des Zylinders, wenn der Kolben im OT ist, wird genannt die Menge der Speicherplatzkomprimierungund bezeichnet mit V c;

Das Volumen des inneren Hohlraums des Zylinders, wenn sich der Kolben im UT befindet, wird genannt voller Hubraumund bezeichnet mit V t;

Das Volumen beschreibt den Kolben zwischen den Totpunkten, der Arbeiter genannt wird hubraumund ist mit bezeichnet V s.

Das Verhältnis des Gesamtvolumens des Zylinders zum Volumen des Kompressionsraumes wird bezeichnet der Grad der Kompression,es ist mit e bezeichnet und durch Formel gefunden

(1)

Das Verdichtungsverhältnis zeigt, wie oft das Volumen des Zylinders gegenüber dem Kolben abnimmt, d. H. Die Ladung in dem Zylinder wird komprimiert, wenn der Kolben von dem HMT zu dem TDC bewegt wird.

Die Einschaltdauer in der Brennkraftmaschine kann in zwei oder vier Hüben des Kolbens erfolgen. Dementsprechend heißen die Motoren Push-Pull und Viertakt.

In Abhängigkeit von der Art der Zubereitung des Brennstoffgemisches, das durch Vermischen von Brennstoff mit Luft erhalten wird, werden Motoren mit innerer Gemischbildung - Diesel- und Fremdvergasermotoren - unterschieden.

Mittels einer Anzündmischung, bestehend aus Brennstoff und Luft wird die Brennkraftmaschine in den Hauptgruppen unterteilt: Die positive Zündung von einer externen Quelle (Vergasermotoren und Gas); mit Selbstzündung (Diesel).

Vergasermotoren arbeiten mit leichten flüssigen Kraftstoffen (Benzin), Dieselmotoren - mit schwerem Heizöl (Dieselkraftstoff und andere Ölanteile).

In Vergasermotoren wird eine brennbare Mischung außerhalb des Zylinders gebildet. In den Zylindern kommt die fertige Mischung (ein Benzinpaar mit Luft), die während des Verdichtungstaktes 6 ... 9 mal komprimiert und dann durch einen elektrischen Funken gezündet wird.

Dieselloks arbeiten nach einem anderen Prinzip als der Vergasermotor: Die Zylinder erhalten kein brennbares Gemisch, sondern saubere Luft, die 12 ... 20 mal komprimiert wird. Mit dieser Kompression steigt der Druck in der Kompressionskammer und die Luft selbst erwärmt sich. In verdichteter und erhitzter Luft wird Dieselkraftstoff durch eine spezielle Düse eingespritzt, die in winzige Tröpfchen zerstäubt wird und teilweise verdampft und mit Luft ein brennbares Gemisch bildet. Diese Mischung entzündet sich aus der durch Verdichtung erwärmten Luft ohne Fremdzündung und Verbrennungen.

Die Mengenverhältnisse von Brennstoff und Luft (Brennstoff und Luft bilden ein brennbares Gemisch) werden durch Redoxreaktionen zwischen den chemischen Elementen des Brennstoffes und Sauerstoff in der Luft bestimmt. Bei einer grßeren Luftmenge kann mehr Brennstoff verbrannt werden, und daher können mehr Wärme und mechanische Arbeit erhalten werden. Daher kann in Dieselmotoren zur Druckerhöhung mit konstanten geometrischen Parametern der Zylinder eine Druckbeaufschlagung, d. H. Die Zufuhr von Luft unter Druck, verwendet werden.

Der Kolben-ICE besteht aus einer Gruppe von festen und beweglichen Baugruppen und einer Anzahl von Wartungssystemen. Schematische Darstellungen eines Einzylinder-Viertakt-Diesels mit aufgeladenem und Zweitakt-Diesel sind in Abb. 1 dargestellt. 2, 3 und 4.

Die wichtigsten festen Komponenten umfassen einen Fundamentrahmen mit Lagern der Kurbelwelle, auf dem der Rahmen und die Buchsen der Zylinder montiert sind. Die oberen Zylinder sind mit Deckeln verschlossen. Die Motoren sind an dem Untermotorrahmen 13 unter Verwendung der Füße montiert (siehe 2, a). Die Zylinderlaufbuchsen sind in der Regel in einer einzigen Einheit, dem so genannten Zylinderblock 5, installiert und durch einen Deckel verschlossen, der für die gesamte Zylinderbank, den Zylinderkopf, üblich ist 11. Die wichtigsten beweglichen Teile der Brennkraftmaschine sind Kolben 7, Pleuel 3 und die Kurbelwelle 2.

Abb. 2.Verbrennungsmotor (Dieselmotor):

a- schematische Darstellung des Motors:

1 - das untere Kurbelgehäuse (Palette); 2 - Kurbelwelle; 3-Pleuel; 4 - das obere Kurbelgehäuse; 5 - ein Block von Zylindern; 6 - ein Kompressor (Ladelufteinheit); 7 - der Kolben; 8 - einlassventil; 9-Düse; 10 - das Auslassventil; 11 - der Kopf des Blocks der Zylinder; 12 - Hochdruck-Kraftstoffpumpe; 13 - Untermotorrahmen;

b- Anzeigetafel P-V; in der- Nockenwellen-Zeitdiagramm:

φ 0 - Öffnungswinkel der Einlassventilöffnung; φ з - Verzögerungswinkel beim Schließen des Einlassventils; φ в - der Winkel des Vorrückens der Eröffnung des Abschlußventiles; φ k ist der Austrittsverzögerungswinkel des Auslassventils; φ t - der Vortriebswinkel der Kraftstoffeinspritzung; φ 0 + φ к - der Überlappungswinkel der Ventile;

g- Viertakt-Dieselmotorbetrieb

Abb. 3.Funktionsweise eines Zweitakt-Dieselmotors mit gegenläufigen Kolben und einer Direkt-Schlittzufuhr:

1,6 obere und untere Kolben; 2 - Fenster bereinigen; 3 - Injektoren; 4 - Brennkammer; 5 - Auspufffenster

Abb. 4.Zweitakt-Diesel mit einer U-förmigen Querstraffung: a - Schema des Zweitakt-Dieselmotors; b- Diagramm der Ventilsteuerung; in der- Indikatordiagramm: jute- Erweiterung; mn- Kostenlose Ausgabe; paa "- Ausblasen; und "ein"- Füllung; ein "mit- Kompression; czy- Brennen; x- der Anfang der Brennstoffeinspritzung; die- das Ende der Brennstoffzufuhr zur Brennkammer

Jeder ICE hat die folgenden Systeme:

Ein Gasaustauschsystem, das das Füllen von Zylindern mit Frischluft und das Reinigen von Abgasen steuert;

Kraftstoffsystemdient zur Versorgung und Vorbereitung von Kraftstoff für die Verbrennung in einem Zylinder;

Schmiersystem;

Kühlsystem;

Start-up-System;

Das Managementsystem;

Das System der Regulierung.

Moderne ICEs sind auch mit zusätzlichen Systemen und Geräten ausgestattet, die Leistung und andere Leistung verbessern. Dazu gehören die Systeme der Aufladung, Vorheizung und Automatisierung, Geräusch- und Vibrationsdämpfungsvorrichtungen, Torsionsschwingungsdämpfer an der Kurbelwelle und so weiter.

Die Hauptparameter von Dieselmotoren umfassen die Nennleistung, die Anzahl der Zylinder, die Taktizität, den Zylinderdurchmesser, den Hub, das Verdichtungsverhältnis, die Massenabmessungen usw.

Betrachten Sie das Prinzip des Viertakt-Dieselmotors mit Aufladung (siehe Abbildung 2, d),in dem ein Arbeitszyklus im Viertakt (Hub) des Kolbens ausgeführt wird, entsprechend zwei Umdrehungen der Kurbelwelle.

Die erste Maßnahme - ansaughubfrischluft - tritt auf, wenn sich der Kolben von OT nach UT bewegt. Einlassventil 8 offen und endgültig 10 - Es ist geschlossen. Mit dem Beginn der Kolbenbewegung von ВМТ zu НМТ das Volumen des Arbeitsraumes des Zylinders 5 erhöht und der Druck in ihm sinkt und wird weniger als atmosphärisch in Dieselmotoren ohne eine Verstärkung (Kompressor 6 mangel an). Bei Druckbeaufschlagung tritt Luft unter dem vom Kompressor (Ladelufteinheit) erzeugten Druck in den Zylinder ein. Bei fehlender Druckbeaufschlagung tritt aufgrund von Verdünnung eine frische Luftladung in den Zylinder ein. Um eine maximale Füllung des Zylinders zu erreichen, öffnet das Einlassventil etwas früher an einem Punkt r mit einem bestimmten Vorlaufwinkel gleich 15 ... 35 ° des Drehwinkels der Kurbelwelle zum OT und schließt an der Stelle amit einem bestimmten Nacheilwinkel φ 3, gleich 10 ... 30 ° Drehung der Welle nach dem BDC (siehe Fig. 2, c).

Der zweite Takt - kompressionshub- Es beginnt mit dem Rückwärtshub des NMT-Kolbens nach OT mit geschlossenen Ventilen. Im Zylinder entsteht ein geschlossener Raum, dessen Volumen beim Übergang zum OT abnimmt. Durch die Reduzierung des Volumens wird eine Frischluftfüllung komprimiert, was zu einem erhöhten Druck von 3 ... 4 MPa und einer Temperatur von bis zu 600 ... 700 ° C führt, was ausreicht, um den eingespritzten Kraftstoff selbst zu zünden.

Mit der Annäherung des Kolbens zum oberen Totpunkt in dem Zylinder eingespritzt fein zerstäubte Kraftstoff mit einem gewissen vorab φ r gleich 10 ... 30 ° Kurbelwinkeln vor dem oberen Totpunkt eine homogene Mischung und deren Zündung nahe dem oberen Totpunkt zu bilden.

Die dritte Maßnahme - takt der Expansion,bei dem der Kraftstoff verbrennt und ein plötzlicher Anstieg des Drucks und der Temperatur des Arbeitsfluids auftritt. Der Maximaldruck während der Verbrennung von Kraftstoff bei niedriger laufenden Dieselmotoren 5 ... 7 MPa, bei mittleren und hohen Geschwindigkeit 6 ... 12 MPa, bei aufgeladenen Dieselmotoren mit 10 ... 15 MPa. Die Gastemperatur am Ende der Verbrennung von Kraftstoff ist höher, je höher der Druck, und liegt zwischen 1600 ... 2000 ° C.

Hoher Drück   mit der Expansion des Arbeitsmediums verursacht die Bewegung des Kolbens von OT zu UT, was zu nützlichen Arbeit.

Der vierte Takt - freigabetakt,wenn das Auslassventil am Ende des Arbeitshubs öffnet, bevor der Kolben in den UT eintritt 10 und der Prozess der freien Freisetzung von Gasen aus dem Zylinder in die Abflussleitung beginnt. Durch den Druckabfall im Zylinder und im Abgassystem wird eine freie Entleerung durchgeführt. Die Temperatur der Abgase beträgt 350 ... 500 ° C und der Druck beträgt 0,3 ... 0,4 MPa.

Der Fortschritt der Öffnung des Auslassventils 10 an dem Punkt 6 entspricht φ in = 20 ... 50 ° des Drehwinkels der Kurbelwelle zum HMT. Der Kolben, der sich nach oben bewegt, drückt die Abgase aus dem Zylinder und gibt den Zylinder für eine neue Frischluftzufuhr frei.

Das Auslassventil schließt an der Stelle r   bei φ k = 10 ... 30 ° für OT. Die Summe zweier Winkel φ 0 + φ k wird aufgerufen winkel der Überlappung von Ventilen.Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Kolbens beginnt einen neuen Arbeitszyklus, die Zyklen in der Sequenz zuvor aufgeführten wiederholt.

Betrachten wir das Prinzip der Arbeitsweise eines Zweitakt-Dieselmotor (siehe. Fig. 3) mit dem Gegen bewegenden Kolben und den Direkt bläst Schlitz.

Der Dieselzylinder weist zwei Kolben in entgegengesetzten Richtungen bewegen und mit dem Mittelteil der Zylinderbuchse (zwischen den Kolbenkronen) einem gemeinsamen Brennkammer bildet. Die Zufuhr von Spülluft zu den Zylindern und der Ausstoß der Abgase erfolgt durch die Fenster in den Zylinderlaufbuchsen, die durch Kolben geöffnet und geschlossen werden. Top Kolben steuern, um die Einlassluft durch die Spülöffnungen und die untere - die Freisetzung der Abgase durch das Abgas (Auspuff) Fenster.

Der Arbeitszyklus in einem Zweitakt-Dieselmotor wird in zwei Hüben durchgeführt, d. H. Für eine Umdrehung der Kurbelwelle, und wird wie folgt ausgeführt.

Die erste Maßnahmebeginnt, wenn sich die Kolben von HMT zu TDC aufeinander zu bewegen (siehe Abbildung 3). Zuerst bedeckt der untere Kolben die Auslasskanäle und dann die oberen Kolben - Ausblasfenster. Die angegebene Reihenfolge beim Schließen der Fenster erklärt sich dadurch, dass die untere Kurbelwelle um 12 ° vor der oberen um den Drehwinkel liegt. Vor dem Schließen der Auslassöffnungen verdrängt die unter Druck stehende Luft die Abgase aus dem Zylinder. Wenn die Fenster geschlossen sind, strömt Luft durch die offenen Einlassöffnungen weiter in den Zylinder. Ein späteres Schließen der Einlassöffnungen im Vergleich zu den Auslassöffnungen hilft, den Zylinder mit Frischluft auf einen Druck zu tanken, der nahezu gleich dem Druck der Spülluft ist, d. H. Es tritt ein sogenanntes Aufladen auf. Dies ermöglicht es Ihnen, das Gewicht der Luft im Zylinder zu erhöhen und somit mehr Kraftstoff zu verbrennen und mehr Leistung zu erhalten.

Sobald die Fenster geschlossen sind, beginnt die Kompression der Luft im Zylinder. Wenn sich die Kolben dem OT nähern, wird Kraftstoff in die Brennkammer eingespritzt, der sich in einem Medium entzündet, das erhitzt wird, wenn er auf eine hohe Lufttemperatur komprimiert wird.

Am Anfang zweite Leistees kommt zur Verbrennung von Kraftstoff, was zu einem Anstieg des Drucks der Gase im Zylinder auf 8 ... 9 MPa führt. Unter diesem Druck divergieren die Kolben vom OT, die Gase dehnen sich aus und ihr Druck nimmt ab. Am Ende des Expansionshubs öffnet der untere Kolben die Auslassöffnungen und das Abgas beginnt. Etwas später, wenn der obere Kolben die Einlassfenster öffnet, beginnt der Prozess, den Zylinder mit Frischluft zu blasen. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis die Ausgangsfenster am Anfang des ersten Balkens geschlossen werden, und dann wiederholt sich der Zyklus.

In ähnlicher Weise wird ein Arbeitszyklus eines Zweitakt-Dieselmotors mit einem U-förmigen Querblasen ausgeführt (siehe 4).

Bekanntlich gibt es heute eine große Anzahl verschiedener Arten von Verbrennungsmotoren. Diese Arten von Energieeinheiten sind eine Energiequelle für Fahrzeuge, Mechanismen und Baugruppen und unterscheiden sich in Leistung, Design, Zweck usw.

In unseren vorherigen Artikeln haben wir bereits alle Arten von Motoren berücksichtigt, die auf Autos installiert sind. Als nächstes wollen wir über die Klassifizierung von Verbrennungsmotoren sprechen.

Allgemeine Klassifizierung von Motoren

Zunächst werden Verbrennungsmotoren nach einer Reihe von Merkmalen und Merkmalen klassifiziert. Zuallererst unterscheiden sich die Kraftwerke in ihrem Zweck. ICE sind:

• stationärer Typ;
• motoren für den Transport;

Die Former werden häufig als Antriebsmechanismus für verschiedene Pumpen, Generatoren usw. verwendet. Die zweite Art kann auf Autos, Motorrädern, Schiffen, Flugzeugen, Zügen und anderen Arten von Luft-, Land- und Wasserfahrzeugen gefunden werden. Beachten Sie, dass diese Klassifizierung Jet-, Wasserstoff- und Raketentriebwerke nicht beeinflusst und sich auf Massenaggregate erstreckt.

Außerdem unterscheiden sich Kraftwerke in der Art des verwendeten Brennstoffs. Motoren können arbeiten an:

• flüssiger und leichter Kraftstoff (Benzin, Alkohol);
• flüssiger Schweröl (Heizöl, Solaröl, Gasöl)
• gasbrennstoff;
• verwende kombinierten Kraftstoff, wenn der Motor gleichzeitig flüssigen Kraftstoff und Gas verwendet (zum Beispiel);
• mehrere Arten von Kraftstoff werden für Mehrkraftstoff-Verbrennungsmotoren verwendet (die Einheit arbeitet sowohl mit Benzin als auch mit Kerosin usw.);

Auch können Verbrennungsmotoren danach unterschieden werden, wie die Umwandlung von Wärmeenergie als Folge der Verbrennung von Kraftstoff in mechanische Nutzarbeit realisiert wird. Motoren können sein:

• kolben-ICE (Verbrennung und Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Arbeit findet im Motorzylinder statt;
• gasturbinentriebwerke (bei solchen Triebwerken wird Brennstoff in einer speziellen Brennkammer verbrannt, nachdem die thermische Energie in mechanische Turbinenradschaufeln umgewandelt wurde;
• motoren vom kombinierten Typ, in denen Kraftstoff in den Zylindern eines Hubkolbenmotors verbrannt wird, und ein solcher Motor ist ein Gasgenerator. Dies bedeutet, dass die thermische Energie im Zylinder nur teilweise in eine mechanische umgewandelt wird und teilweise die Umwandlung an den Schaufeln des Turbinenrads (zum Beispiel der Turboprop-Motor) stattfindet.

Brennkraftmaschinen mit Verbrennungsmotor unterscheiden sich in der Art der Gemischbildung. Stromaggregate sind:

• motoren mit äußerer Gemischbildung (das Arbeitsgemisch bildet sich nicht im Zylinder). Wenn es einfach ist, sind es Vergaser Benzin und Gasmotoren, sowie Einspritzmotoren mit Kraftstoffeinspritzung.
• anlagen mit innerer Gemischbildung (beim Ansaugtakt wird Luft dem Zylinder separat zugeführt, dann wird Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt und das Arbeitsgemisch wird bereits im Zylinder selbst gebildet). Eine solche Gemischbildung findet in Benzinanlagen mit einem Funkenzündsystem und Gasmotoren statt, bei denen dem Zylinder Kraftstoff zugeführt wird, bevor die Kompression beginnt.

Auch werden die Motoren nach der Zündmethode des arbeitenden Kraftstoff-Luft-Gemisches klassifiziert. Die Mischung kann gezündet werden:

• von einer externen Quelle, auf die ein elektrischer Funke einwirkt;
• von Kompression, wo das Gemisch von hohen Temperaturen während einer starken Kompression von Luft und Kraftstoff im Zylinder (z. B. Dieselmotor) zündet;
• aggregate mit. In diesen Vorkammermotoren gibt es zwei Brennkammern. In der ersten (kleinen) Kammer entzündet sich das Gemisch aus dem Funken, dann erfolgt eine weitere Zündung der Hauptladung in der Hauptkammer aufgrund der Ausbreitung der Flammenfront aus der kleinen Kammer.
• motoren, die nach dem Prinzip der primären Versorgung mit einer kleinen Menge von flüssigem Kraftstoff (selbstentzündlich aus Kompression), die auch die Hauptladung, die aus Gas Kraftstoff (Gas-Dieselmotor) besteht entzünden können.

Wir fügen hinzu, dass auch die Hubkolbenmotoren nach der Art der Ausführung des Arbeitszyklus unterteilt sind. Es gibt Motoren. Aggregate können sein (Lufteintritt erfolgt durch Verdünnung in den Zylindern) und mit Aufladung, wenn Luft zwangsweise unter Druck gesetzt wird.

Was den Boost anbelangt, so sind Engines und können auch beide Lösungen auf einmal haben. Motoren mit Turbolader erhalten eine Gasturbine, die dank der Abgase arbeitet.

Einheiten mit einem mechanischen Kompressor sind strukturell mit einer Vorrichtung ausgestattet, die von dem Motor angetrieben wird und einen Teil der Energie von diesem abzieht. Der kombinierte Typ geht davon aus, dass der Motor gleichzeitig einen Turbolader und einen mechanischen Lader hat.

Eine andere Sache, die zu erwähnen ist, ist der Unterschied in der Art und Weise, wie der Kraftstoff den Zylindern zugeführt wird, wenn sich die Last ändert. Es gibt Motoren mit Gemischkontrolle durch:

• qualität;
• menge;
• gemischte Art;

Im ersten Fall geht es darum, die Zusammensetzung des Gemisches unter Berücksichtigung der Belastungen und Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschinen zu verändern. Im zweiten Fall ändert sich die Zusammensetzung nicht, sondern nur eine größere oder geringere Menge. Bei Motoren mit gemischter Steuerung variieren sowohl die Zusammensetzung der Mischung als auch die Menge, was von den Belastungen der Anlage abhängt.

Es ist auch notwendig, die Unterschiede zwischen den Motoren zu erwähnen. Motoren kommen mit Flüssigkeitskühlung, Luftkühlung und kombinierter Kühlung. Eine weitere besondere Aufmerksamkeit verdient das Schmiersystem. Zum Beispiel brennt das Schmiermittel bei Zweitaktmotoren direkt in den Zylindern, während bei Viertaktmotoren Öl praktisch nicht in den Brennraum eintritt.

Schließlich weisen wir darauf hin, dass die Klassifizierung von Kraftfahrzeugmotoren Kolben-Verbrennungsmotoren (Benzin, Diesel und Gas), Vergaser und Einspritzdüsen mit äußerer Gemischbildung oder direkter Kraftstoffeinspritzung, mit Zündung durch einen Funken oder mit Kompressionszündung betrifft.

Auch bei einigen Autos gibt es Gasturbinen-, Vorkammer- oder Drehkolbenmotoren, aber solche Aggregate können heutzutage nicht als Masse im Vergleich zur Automobilindustrie bezeichnet werden.

Die wichtigsten Designunterschiede von ICE

Wenn wir über die Hauptunterschiede bei der Konstruktion von Hubkolbenmotoren sprechen, werden verschiedene Antriebseinheiten in horizontale und vertikale Zylinder unterteilt. Auch die Motoren sind V-förmig usw.

Still-Einheiten sind Ein-Kolben-Motoren, wenn in einem Zylinder gibt es einen Kolben und einen Arbeitsraum. In diesem Fall gibt es auch ICE, bei denen sich die Kolben in der einen Richtung in die entgegengesetzte Richtung bewegen, und der Arbeitsraum zwischen zwei Kolben liegt. Es gibt auch doppeltwirkende Motoren, bei denen auf beiden Seiten des Kolbens Arbeitskammern vorhanden sind.

Gesondert erwähnenswert sind auch Drehkolbenmotoren (Wankelmotor), die ebenfalls anders konstruiert sind. Die gebräuchlichste Option ist diejenige, bei der sich der Rotor, der Kolben, bewegt (Planetenbewegung) im Körper. Während dieser Bewegung werden Verbrennungskammern mit variablem Arbeitsvolumen zwischen dem Rotor und den Wänden des Motorgehäuses gebildet.

In diesem Fall gibt es Varianten des Rotationsmotors, bei denen sich der Kolben-Rotor nicht bewegt, aber die Planetenbewegung wird durch den ICE-Körper ausgeführt. Eine weitere Variante können Aggregate sein, in denen sich sowohl der Körper als auch der Rotor bewegen.

Was am Ende

So wurde oben der Zweck und die Klassifizierung von Verbrennungsmotoren betrachtet. Gleichzeitig zeigen diese Informationen deutlich den breitesten Anwendungsbereich von Kolben-ICEs.

Wie Sie sehen können, können die Motoren unterschiedliche Designs haben, verschiedene Arten von Kraftstoff verwenden und auch verschiedene Schmiersysteme, Kraftstoffversorgung, Kühlung und Zündung haben.

Berücksichtigung bestimmter Merkmale eines bestimmten art von Verbrennungsmotoren   Solche Einheiten werden sowohl an Fahrzeugen als auch als Generatoren, Antriebsvorrichtungen für alle Arten von Aggregaten und Mechanismen verwendet.

Der Verbrennungsmotor arbeitet auf der Basis der Expansion von Gasen, die erhitzt werden, wenn sich der Kolben vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt. Gase werden dadurch erhitzt, dass der Kraftstoff in dem mit Luft durchmischten Zylinder verbrennt. Somit steigt die Temperatur von Druck und Gas schnell an.

Es ist bekannt, dass der Kolbendruck dem Atmosphärendruck ähnlich ist. Im Gegensatz dazu ist der Druck im Zylinder höher. Wegen dieses Druckes geht der Kolben nach unten, was zur Expansion von Gasen führt, daher ist eine nützliche Arbeit getan.In dem relevanten Bereich unserer Website finden Sie einen Artikel. Um mechanische Energie zu erzeugen, muss der Motorzylinder ständig mit Luft versorgt werden, in die Kraftstoff und Luft durch das Einlassventil durch die Düse strömen. Natürlich kann Luft beispielsweise durch das Einlassventil mit dem Kraftstoff mitkommen. Dadurch gehen alle bei der Verbrennung gewonnenen Produkte verloren. All dies geschieht auf der Grundlage der Gasverteilung, weil es das Gas ist, das für das Öffnen und Schließen der Ventile verantwortlich ist.

Motorbetriebszyklus

Es ist besonders notwendig, den Arbeitszyklus des Motors, der eine Reihe von sich wiederholenden Prozessen darstellt, herauszugreifen. Sie treten in jedem Zylinder auf. Darüber hinaus hängt von ihnen die Übertragung von Wärmeenergie in mechanische Arbeit ab. Es ist anzumerken, dass jede Art von Transport in ihrem eigenen spezifischen Typ arbeitet. Zum Beispiel kann der Arbeitszyklus für 2 Hübe des Kolbens durchgeführt werden. In diesem Fall wird der Motor als Push-Pull bezeichnet. Wie für Autos, die meisten von ihnen haben Viertaktmotoren, da ihr Zyklus besteht aus Aufnahme, Kompression von Gas, Expansion von Gas oder Arbeitshub und Freigabe. Alle diese vier Phasen spielen eine große Rolle im Motorbetrieb.

Einlass

In diesem Stadium ist das Auslassventil geschlossen und das Einlassventil ist offen. In der Anfangsphase wird die erste halbe Umdrehung von der Kurbelwelle des Motors ausgeführt, was zu einer Bewegung vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt führt. Nachdem der Zylinder entladen ist, und in ihn Luft durch die Gasleitung Luft zusammen mit Benzin, die eine brennbare Mischung ist, die dann mit den Gasen gemischt wird. So beginnt der Motor zu arbeiten.

Komprimierung

Nachdem der Zylinder vollständig mit dem brennbaren Gemisch gefüllt ist, beginnt sich der Kolben allmählich vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt zu bewegen. In diesem Moment sind die Ventile noch geschlossen. In diesem Stadium werden Druck und Temperatur des Arbeitsgemisches höher.

Arbeitshub oder Expansion

Während sich der Kolben weiter vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt, zündet der elektrische Funke nach der Kompressionsphase das Arbeitsgemisch, das wiederum sofort austritt. Somit nehmen die Temperatur und der Druck der Gase in dem Zylinder sofort zu. Während des Arbeitszyklus wird eine nützliche Arbeit geleistet. In diesem Stadium ist das Auslassventil geöffnet, was zu einer Abnahme von Temperatur und Druck führt.

Freigabe

Bei der vierten halben Umdrehung bewegt sich der Kolben vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt. Durch das offene Auslassventil verlassen somit alle Verbrennungsprodukte den Zylinder, der dann in die Atmosphäre gelangt.

Wie der 4-Takt-Diesel funktioniert

Einlass

Luft tritt durch das Einlassventil, das offen ist, in den Zylinder ein. Im Hinblick auf die Bewegung vom oberen Totpunkt bis zum unteren Totpunkt wird es durch ein Vakuum gebildet, das mit der Luft aus dem Luftfilter in den Zylinder kommt. In diesem Stadium werden Druck und Temperatur gesenkt.

Komprimierung

In der zweiten halben Umdrehung sind die Einlass- und Auslassventile geschlossen. Von NLT zu TDC bewegt sich der Kolben weiter und komprimiert allmählich die Luft, die kürzlich in den Zylinderhohlraum eingetreten ist. Im relevanten Bereich unserer Website finden Sie einen Artikel über. In der Dieselversion des Motors zündet der Kraftstoff, wenn die Temperatur der Druckluft höher ist als die Temperatur des Kraftstoffs, der sich selbst entzünden kann. Dieselkraftstoff   kommt mit kraftstoffpumpe   und passiert die Düse.

Arbeitshub oder Expansion

Nach dem Verdichtungsvorgang beginnt sich der Kraftstoff mit der erwärmten Luft zu vermischen, wodurch eine Zündung erfolgt. Die dritte halbe Umdrehung erhöht den Druck und die Temperatur, was zu einer Verbrennung führt. Dann, nachdem sich der Kolben vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt hat, nehmen Druck und Temperatur deutlich ab.

Freigabe

In dieser Endstufe werden die Abgase aus dem Zylinder ausgestoßen, die durch das offene Abgasrohr in die Atmosphäre gelangen. Temperatur und Druck sind spürbar niedriger. Danach macht der Arbeitszyklus alles gleich.

Wie funktioniert der Zweitaktmotor?

Ein Zweitaktmotor hat ein anderes Arbeitsprinzip als ein Viertaktmotor. In diesem Fall treten das brennbare Gemisch und die Luft zu Beginn des Kompressionshubs in den Zylinder ein. Zusätzlich verlassen die Abgase den Zylinder am Ende des Expansionshubs. Es ist anzumerken, dass alle Vorgänge ohne die Bewegung der Kolben stattfinden, wie es bei dem Viertaktmotor der Fall ist. Ein Zweitaktmotor zeichnet sich durch einen sogenannten Blowdown aus. Das heißt, in diesem Fall werden alle Verbrennungsprodukte mittels eines Luftstroms oder einer brennbaren Mischung aus dem Zylinder entfernt. Der Motor dieses Typs ist notwendigerweise mit einer Spülpumpe, einem Kompressor ausgestattet.

Der Zweitakt-Vergasermotor mit einer Kurbelkammerblasung unterscheidet sich vom vorherigen Typ durch eine Art Arbeit. Es ist erwähnenswert, dass der Zweitaktmotor keine Ventile hat, da diese in dieser Hinsicht durch Kolben ersetzt sind. Also, wenn Sie den Kolben bewegen, schließen Sie den Einlass und den Ausgang, sowie das Fenster blasend. Mit Hilfe von Spülfenstern wirkt der Zylinder mit dem Kurbelgehäuse oder der Kurbelkammer sowie den Einlass- und Auslassrohrleitungen zusammen. Was den Duty Cycle anbelangt, sind die Engines dieses Typs durch zwei Balken getrennt, wie man schon aus dem Namen erraten kann.

Komprimierung

In diesem Stadium bewegt sich der Kolben vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt. Dadurch werden die Spül- und Auslassfenster teilweise geschlossen. Somit komprimiert der Zylinder zum Zeitpunkt des Schließens Benzin und Luft. An dieser Stelle findet eine Entladung statt, die zu einem brennbaren Gemisch aus dem Vergaser in die Kurbelkammer führt.

Arbeitshub

Wie für den Zweitakt-Betrieb dieselmotor, dann ist hier ein etwas anderes Prinzip der Arbeit. In diesem Fall tritt nicht die brennbare Mischung, sondern die Luft zuerst in den Zylinder ein. Danach wird dort leicht Kraftstoff eingespritzt. Wenn die Geschwindigkeit der Welle und die Zylindergröße der Dieseleinheit die gleichen sind, dann übersteigt zum einen die Leistung eines solchen Motors die Leistung des Viertaktmotors. Ein solches Ergebnis ist jedoch nicht immer nachvollziehbar. Aufgrund der schlechten Freisetzung des Zylinders aus den verbleibenden Gasen und der unvollständigen Verwendung des Kolbens übersteigt die Motorleistung bestenfalls 65% nicht.