Cum funcționează un motor cu combustie internă pe benzină. Cum funcționează un motor cu ardere internă

Pentru un adevărat pasionat de mașini, o mașină nu este doar un mijloc de transport, ci și un instrument de libertate. Cu ajutorul unei mașini, puteți ajunge oriunde în oraș, țară sau continent. Dar a avea o licență nu este suficient pentru un călător adevărat. Până la urmă, există încă multe locuri unde mobilul nu prinde și unde evacuatorii nu pot ajunge. În astfel de cazuri, în cazul unei avarii, toată responsabilitatea cade pe umerii șoferului.

Prin urmare, fiecare șofer ar trebui să înțeleagă cel puțin puțin despre structura mașinii sale și este necesar să înceapă cu motorul. Sigur modern companiile auto produc multe mașini cu diferite tipuri de motoare, dar cel mai adesea producătorii folosesc motoare în designul lor combustie interna... Ei posedă Eficiență ridicatăși în același timp asigurați fiabilitate ridicată munca întregului sistem.

Atenţie! În majoritatea articolelor științifice, motoarele cu ardere internă sunt prescurtate ca motoare cu ardere internă.

Care sunt motoarele cu ardere internă

Înainte de a trece la un studiu detaliat al motorului cu ardere internă și al principiului lor de funcționare, să luăm în considerare ce sunt motoarele cu ardere internă. Există un punct important de făcut imediat. Peste 100 de ani de evoluție, oamenii de știință au venit cu multe tipuri de design, fiecare dintre ele având propriile sale avantaje. Prin urmare, pentru început, să subliniem principalele criterii prin care se pot distinge aceste mecanisme:

1. În funcție de metoda de creație amestec combustibil toate motoarele cu ardere internă sunt împărțite în carburator, gaz și dispozitive de injectare... Mai mult, aceasta este o clasă cu formare de amestec extern. Dacă vorbim despre intern, atunci - acestea sunt motorine.
2. În funcție de tip combustibil pentru motor cu ardere internă poate fi împărțit în benzină, gaz și motorină.
3. Răcirea dispozitivului motorului poate fi de două tipuri: lichidă și aer.
4. Cilindri poate fi localizat atât unul opus celuilalt, cât și sub forma literei V.
5. Amestecul din interiorul cilindrilor poate fi aprins de o scânteie. Acest lucru se întâmplă în motoarele cu combustie internă cu carburator și cu injecție sau din cauza arderii spontane.

Cel mai reviste auto iar printre exporturile auto profesionale, se obișnuiește să se clasifice motoarele cu ardere internă, în următoarele tipuri:

1. Motor pe gaz. Acest dispozitiv este alimentat cu benzină. Aprinderea are loc forțat cu ajutorul unei scântei generată de o lumânare. Pe doză amestec combustibil-aer carburatorul și sistemele de injecție sunt responsabile. Aprinderea apare la comprimare.
2. Motorină ... Motoarele cu acest tip de dispozitiv funcționează prin arderea motorinei. Principala diferență în comparație cu unități pe benzină constă în faptul că combustibilul explodează din cauza creșterii temperaturii aerului. Acesta din urmă devine posibil datorită creșterii presiunii în interiorul cilindrului.
3. Sistemele de gaz funcționează folosind propan-butan. Aprinderea este forțată. Gazul cu aer este furnizat în butelie. În caz contrar, dispozitivul unui astfel de motor cu ardere internă este similar cu un motor pe benzină.

Această clasificare este cea mai des utilizată, indicând caracteristici specifice ale sistemului.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Dispozitiv pentru motor cu ardere internă

Cel mai bine este să luați în considerare dispozitivul ICE folosind exemplul unui motor cu un singur cilindru. Partea principală a mecanismului este cilindrul. Conține un piston care se deplasează în sus și în jos. În același timp, există două puncte de control ale mișcării sale: superior și inferior. În literatura profesională, acestea sunt denumite BMT și BMT. Decodarea este după cum urmează: punctele moarte de sus și de jos.

Atenţie! Pistonul este, de asemenea, conectat la arbore. Biela este biela.

Sarcina principală a bielei este de a converti energia care este generată ca urmare a mișcării în sus și în jos a pistonului în rotație. Rezultatul acestei transformări este mișcarea mașinii în direcția dorită. De asta este responsabil dispozitivul ICE. De asemenea, nu uitați de rețeaua de bord, a cărei funcționare devine posibilă datorită energiei generate de motor.

Volanta este atașată la capătul arborelui ICE. Oferă stabilitate de rotație arbore cotit... Admisia si Supapa de evacuare Acestea sunt situate în partea superioară a cilindrului, care, la rândul său, este acoperit cu un cap special.

Atenţie! Supapele deschid și închid canalele corespunzătoare la momentul potrivit.

Pentru ca supapele motorului cu ardere internă să se deschidă, asupra lor acţionează camele arborelui cu came. Acest lucru se întâmplă prin piesele de transmisie. Arborele în sine este acționat de angrenajele arborelui cotit.

Atenţie! Pistonul se mișcă liber în interiorul cilindrului, înghețând o clipă în partea superioară punct mort apoi în partea de jos.

Pentru ca dispozitivul ICE să funcționeze în Mod normal, amestecul combustibil trebuie furnizat într-o proporție verificată cu precizie. În caz contrar, este posibil să nu se producă foc. Momentul în care are loc servirea joacă, de asemenea, un rol imens.

Uleiul este necesar pentru a preveni uzură prematură piese din dispozitivul ICE. În general, întregul dispozitiv al unui motor cu ardere internă constă din următoarele elemente de bază:

• bujii,
• supape,
• pistoane,
• inele de piston,
• tije,
• arbore cotit,
• carter.

Interacțiunea acestor elemente de sistem permite dispozitivului ICE să genereze energia necesară pentru a muta mașina.

Principiul de funcționare

Să analizăm cum funcționează un motor cu combustie internă în patru timpi. Pentru a înțelege cum funcționează, trebuie să cunoașteți semnificația tactului. Aceasta este o anumită perioadă de timp în care acțiunea necesară funcționării dispozitivului este efectuată în interiorul cilindrului. Poate fi micșorată sau arzătoare.

Loviturile ICE formează un ciclu de lucru, care, la rândul său, asigură funcționarea întregului sistem. În timpul acestui ciclu, energia termică este transformată în energie mecanică. Din acest motiv, are loc mișcarea arborelui cotit.

Atenţie! Ciclul de lucru este considerat complet după ce arborele cotit a făcut o revoluție. Dar această afirmație funcționează doar pentru un motor în doi timpi.

Există o explicație importantă de făcut aici. În zilele noastre, mașinile folosesc în principal un dispozitiv cu motor în patru timpi. Aceste sisteme sunt mai fiabile și au performanțe mai bune.

A comite ciclu în patru timpi ai nevoie de două spire ale arborelui cotit. Acestea sunt patru mișcări în sus și în jos ale pistonului. Fiecare bară efectuează acțiuni în secvența exactă:

• admisie,
• comprimare,
• extensie,
• eliberare.

Penultima lovitură se mai numește și cursa de lucru. Despre partea de sus și de jos puncte oarbe deja știi. Dar distanța dintre ele înseamnă altul parametru important... Și anume, volumul motorului cu ardere internă. Poate varia în medie de la 1,5 până la 2,5 litri. Indicatorul se măsoară prin adăugarea datelor fiecărui cilindru.

În prima jumătate de tură, pistonul de la TDC se deplasează la BDC. În acest caz, supapa de admisie rămâne deschisă, la rândul său, supapa de evacuare este închisă etanș. Ca rezultat al acestui proces, se formează un vid în cilindru.

Un amestec combustibil de benzină și aer intră în conducta de gaz a motorului cu ardere internă. Acolo se amestecă cu gazele reziduale. Ca rezultat, se formează o substanță ideală pentru aprindere, care se împrumută la comprimare în al doilea act.

Compresia are loc atunci când cilindrul este complet plin amestec de lucru... Arborele cotit își continuă revoluția și pistonul se mișcă de jos în punctul mort sus.

Atenţie! Cu o scădere a volumului, temperatura amestecului din interior cilindrul motorului creştere.

Expansiunea are loc în a treia măsură. Când compresia ajunge la concluzia sa logică, lumânarea generează o scânteie și apare aprinderea. La un motor diesel, lucrurile funcționează puțin diferit.

În primul rând, în loc de o lumânare, este instalată o duză specială, care injectează combustibil în sistem la a treia cursă. În al doilea rând, aerul este pompat în cilindru și nu un amestec de gaze.

Principiul de funcționare motor diesel cu ardere internă interesant prin faptul că combustibilul din el se aprinde singur. Acest lucru se întâmplă datorită creșterii temperaturii aerului din interiorul cilindrului. Un rezultat similar se obține datorită compresiei, în urma căreia presiunea crește și temperatura crește.

Când combustibilul intră în cilindrul motorului cu ardere internă prin injector, temperatura din interior este atât de ridicată încât se aprinde de la sine. Când utilizați benzină, acest rezultat nu poate fi atins. Acest lucru se datorează faptului că se aprinde la mult mai mult temperatura ridicata.

Atenţie! În timpul mișcării pistonului de la microexplozia care a avut loc în interior Partea ICE se mișcă înapoi și arborele cotit se rotește.

Ultima cursă într-un motor cu ardere internă în patru timpi se numește admisie. Are loc în a patra jumătate de tură. Principiul său de funcționare este destul de simplu. Supapa de evacuare se deschide și toate produsele de ardere intră în ea, de unde intră în conducta de gaze de evacuare.

Înainte de a intra în atmosferă, gazele de eșapament din trec de obicei printr-un sistem de filtrare. Acest lucru minimizează deteriorarea mediului. Cu toate acestea, dispozitivul motoare diesel este încă mult mai ecologic decât benzina.

Dispozitive care permit creșterea performanței motorului cu ardere internă

De la inventarea primului motor cu ardere internă, sistemul a fost îmbunătățit constant. Dacă vă amintiți primele motoare vehicule de producție, apoi ar putea accelera până la un maxim de 50 de mile pe oră. Supercarurile moderne depășesc cu ușurință marcajul de 390 km. Oamenii de știință au reușit să obțină astfel de rezultate prin integrarea motorului în dispozitiv. sisteme suplimentareși unele modificări de proiectare.

O mare creștere a puterii a dat odată supapa trenuluiîncorporat în motorul cu ardere internă. Un alt pas evolutiv a fost amplasarea arborelui cu came în partea superioară a structurii. Acest lucru a redus numărul de piese mobile și a crescut productivitatea.

De asemenea, utilitatea nu poate fi refuzată sistem modern aprinderea motorului cu ardere internă. Oferă cea mai mare stabilitate posibilă. În primul rând, se generează o taxă care este alimentată către distribuitor și de la aceasta la una dintre lumânări.

Atenţie! Desigur, nu trebuie să uităm de sistemul de răcire, care constă dintr-un radiator și o pompă. Datorită acestuia, este posibil să se prevină supraîncălzirea la timp a dispozitivului ICE.

Rezultate

După cum puteți vedea, dispozitivul unui motor cu ardere internă nu este deosebit de dificil. Pentru a o înțelege, nu aveți nevoie de cunoștințe speciale - este suficientă o dorință simplă. Încă cunoașterea principiilor Operațiunea ICE cu siguranță nu va fi de prisos pentru fiecare șofer.

Fiecare dintre noi are mașină specifică cu toate acestea, doar câțiva șoferi se gândesc la modul în care funcționează motorul mașinii. De asemenea, este necesar să înțelegeți că numai specialiștii care lucrează la o stație de service trebuie să cunoască pe deplin dispozitivul unui motor de mașină. De exemplu, mulți dintre noi avem diferite dispozitive electronice, dar acest lucru nu înseamnă deloc că trebuie să înțelegem cum funcționează acestea. Le folosim doar pentru scopul propus. Cu toate acestea, situația cu mașina este puțin diferită.

Cu toții înțelegem asta apariția defecțiunilor la motorul unei mașini ne afectează în mod direct sănătatea și viața. Din lucru corect unitatea de putere depinde adesea de calitatea călătoriei, precum și de siguranța persoanelor care se află în mașină. Din acest motiv, vă recomandăm să acordați atenție studierii acestui articol despre modul în care funcționează un motor de mașină și în ce constă.

Istoria dezvoltării motorului auto

Tradus din limba latină originală, motorul sau motorul înseamnă „conducere”. Astăzi, un motor este un dispozitiv specific conceput pentru a converti unul dintre tipurile de energie în mecanic. Cele mai populare astăzi sunt motoarele cu ardere internă, ale căror tipuri sunt diferite. Primul astfel de motor a apărut în 1801, când Philippe Le Bon din Franța a brevetat un motor care funcționa cu gaz de lampă. După aceea, August Otto și Jean Etienne Lenoir și-au prezentat desenele. Se știe că August Otto a fost primul care a brevetat motorul în 4 timpi. Până acum, structura motorului practic nu s-a schimbat.

Debutul a avut loc în 1872 Motor american care mergea cu kerosen. Cu toate acestea, această încercare nu ar putea fi numită cu succes, deoarece kerosenul nu ar putea exploda în mod normal în cilindri. În 10 ani, Gottlieb Daimler a prezentat versiunea sa a motorului, care a funcționat pe benzină și a funcționat destul de bine.

Considera tipuri moderne de motoare autoși aflați la care aparține mașina dvs.

Tipuri de motoare auto

Întrucât motorul cu ardere internă este considerat cel mai comun în timpul nostru, luați în considerare tipurile de motoare care sunt echipate cu aproape toate mașinile de astăzi. ICE este departe de a fi cel mai bun tip de motor, dar este folosit în multe vehicule.

Clasificarea motoarelor auto:

• Motoare diesel. Combustibilul diesel este alimentat la cilindri prin intermediul unor duze speciale. Aceste motoare nu au nevoie de energie electrică pentru a funcționa. Au nevoie doar de el pentru a porni unitatea de alimentare.
• Motoare pe benzină. Sunt si injectabile. Astăzi se folosesc mai multe tipuri de sisteme de injecție și. Astfel de motoare funcționează pe benzină.
• Motoare pe gaz. Aceste motoare pot utiliza gaz comprimat sau lichefiat. Aceste gaze sunt produse prin transformarea lemnului, cărbunelui sau turbării în combustibili gazoși.

Funcționarea și proiectarea motorului cu ardere internă

Principiul de funcționare al motorului unei mașini- aceasta este o întrebare care interesează aproape fiecare proprietar de mașină. În timpul primei cunoștințe cu structura motorului, totul pare foarte complicat. Cu toate acestea, în realitate, cu ajutorul unui studiu atent, designul motorului devine destul de ușor de înțeles. Dacă este necesar, cunoștințele despre principiul funcționării motorului pot fi utilizate în viață.

1. Bloc cilindru este un fel de carcasă a motorului. În interior este un sistem de canale care este utilizat pentru răcirea și ungerea unității de alimentare. Este folosit ca bază pentru echipament adițional, de exemplu, carter și.

2. Piston, care este o sticlă metalică goală. În partea superioară a acestuia există „caneluri” pentru inelele pistonului.

3. Inele cu piston. Inelele situate în partea de jos se numesc inele de răzuire pentru ulei, iar cele superioare se numesc inele de compresie. Inelele de sus oferă nivel inalt compresia sau compresia unui amestec de combustibil si aer. Inelele sunt folosite pentru a asigura etanșeitatea camerei de ardere și, de asemenea, ca etanșări pentru a împiedica pătrunderea uleiului în camera de ardere.

4. Mecanism manivelă. Responsabil pentru transferul energiei alternative a mișcării pistonului către arborele cotit al motorului.

Mulți șoferi nu știu că, de fapt, principiul de funcționare al unui motor cu ardere internă este destul de simplu. În primul rând, intră în camera de ardere de la duze, unde se amestecă cu aerul. Apoi emite o scânteie care aprinde amestecul aer/combustibil, făcându-l să explodeze. Gazele care se formează ca urmare a acestui lucru deplasează pistonul în jos, timp în care acesta transferă mișcarea corespunzătoare arborelui cotit. Arborele cotit începe să rotească transmisia. După aceea, un set de angrenaje speciale transferă mișcarea pe roțile din față sau puntea spate(în funcție de unitate, poate toate patru).

Așa funcționează un motor de mașină. Acum nu puteți fi înșelați de specialiști fără scrupule care vor întreprinde reparația unității de putere a mașinii dvs.

În dispozitivul motor, pistonul este elementul cheie flux de lucru. Pistonul este realizat sub forma unei cupe metalice goale, situată cu fundul sferic (capul pistonului) în sus. Partea de ghidare a pistonului, altfel numită fustă, are caneluri de mică adâncime concepute pentru a fixa inelele pistonului în ele. Scopul segmentelor de piston este de a asigura, în primul rând, etanșeitatea spațiului de deasupra pistonului, unde, atunci când motorul funcționează, amestecul de benzină-aer arde instantaneu și gazul în expansiune format nu s-ar putea repezi în jurul fustei și se grăbește. sub piston. În al doilea rând, inelele împiedică uleiul de sub piston să pătrundă în spațiul de deasupra pistonului. Astfel, inelele din piston acționează ca etanșări. Inelul de piston inferior (inferior) se numește inel de răzuire a uleiului, iar inelul superior (superior) se numește inel de compresie, adică asigurând grad înalt comprimarea amestecului.

Când un combustibil-aer sau un amestec de combustibil intră în cilindru din carburator sau din injector, acesta este comprimat de piston atunci când acesta se deplasează în sus și se aprinde descărcare electrică de la bujie (la un motor diesel, amestecul se aprinde spontan din cauza compresiei puternice). Gazele de ardere rezultate au un volum mult mai mare decât amestecul inițial de combustibil și, în expansiune, împing brusc pistonul în jos. Astfel, energia termică a combustibilului este transformată într-o mișcare alternativă (în sus și în jos) a pistonului din cilindru.

În continuare, trebuie să convertiți această mișcare în rotație a arborelui. Se întâmplă astfel: în interiorul mantalei pistonului există un știft pe care este fixată partea superioară a bielei, aceasta din urmă este fixată pivotant pe manivela arborelui cotit. Arborele cotit se rotește liber pe rulmenți de susținere care se află în carterul motorului cu ardere internă. Când pistonul se mișcă, biela începe să rotească arborele cotit, de la care cuplul este transmis la transmisie și - apoi prin sistemul de transmisie - la roțile motoare.

Specificații motor Specificații motor Când se deplasează în sus și în jos, pistonul are două poziții numite puncte moarte. Punctul mort superior (TDC) este momentul ridicării maxime a capului și a întregului piston în sus, după care începe să se deplaseze în jos; Centru mort inferior (BDC) - poziția cea mai de jos a pistonului, după care vectorul de direcție se schimbă și pistonul se grăbește în sus. Distanța dintre TDC și BDC se numește cursa pistonului, volumul părții superioare a cilindrului la poziția pistonului la TDC formează o cameră de combustie, iar volumul maxim al cilindrului la poziția pistonului la BDC se numește de obicei volumul total al cilindrului. Diferența dintre volumul total și volumul camerei de ardere se numește volumul de lucru al cilindrului.
Volumul total de lucru al tuturor cilindrilor unui motor cu ardere internă este indicat în caracteristicile tehnice ale motorului, exprimat în litri, prin urmare, în viața de zi cu zi se numește cilindrata motorului. Al doilea caracteristica esentiala orice motor cu ardere internă este raportul de compresie (CC), definit ca coeficientul împărțirii volumului total la volumul camerei de ardere. Pentru motoarele cu carburator, CC variază în intervalul de la 6 la 14, pentru motoarele diesel - de la 16 la 30. Acest indicator, împreună cu volumul motorului, determină puterea, eficiența și eficiența de ardere a combustibilului. amestec de aer, care afectează toxicitatea emisiilor în timpul funcționării motorului cu ardere internă ...
Puterea motorului are o denumire binară - in puterea calului(CP) și în kilowați (kW). Pentru a converti unitățile între ele, se aplică un factor de 0,735, adică 1 CP. = 0,735 kW.
Ciclul de lucru al unui motor cu ardere internă în patru timpi este determinat de două rotații ale arborelui cotit - o jumătate de rotație pe ciclu, corespunzătoare unei curse de piston. Dacă motorul este cu un singur cilindru, atunci există neuniformități în funcționarea sa: o accelerare bruscă a cursei pistonului în timpul arderii explozive a amestecului și decelerația acestuia pe măsură ce se apropie de BDC și mai departe. Pentru a opri această denivelare, un disc volant masiv cu inerție ridicată este instalat pe arborele din afara carcasei motorului, datorită căruia momentul de rotație al arborelui devine mai stabil în timp.

Principiul de funcționare al motorului cu ardere internă
O mașină modernă este condusă cel mai adesea de un motor cu ardere internă. Există multe astfel de motoare. Acestea diferă în volum, număr de cilindri, putere, viteză de rotație, combustibil folosit (motoare cu combustie internă diesel, pe benzină și pe gaz). Dar, în principiu, dispozitivul motorului cu ardere internă pare să fie.
Cum funcționează un motor și de ce se numește motor cu combustie internă în patru timpi? Arderea internă este de înțeles. Combustibilul arde în interiorul motorului. De ce motor în 4 timpi, ce este? Într-adevăr, există și motoare în doi timpi. Dar sunt rareori folosite la mașini.
Motorul în patru timpi este apelat datorită faptului că activitatea sa poate fi împărțită în patru părți, egale în timp. Pistonul se va deplasa prin cilindru de patru ori - de două ori în sus și de două ori în jos. Cursa începe atunci când pistonul se află la punctul său extrem de scăzut sau înalt. În mecanică, aceasta se numește centru mort superior (TDC) și centru mort inferior (BDC).
Prima lovitură - lovitură de admisie

Primul accident vascular cerebral, cunoscut și sub numele de admisie, începe de la TDC (punctul mort superior). Miscând în jos, pistonul aspiră în cilindru amestec aer-combustibil... Funcționarea acestei curse are loc atunci când supapa de admisie este deschisă. Apropo, există multe motoare cu supape de admisie multiple. Numărul lor, dimensiunea, timpul petrecut în stare deschisă pot afecta semnificativ puterea motorului. Există motoare în care, în funcție de apăsarea pedalei de gaz, există o creștere forțată a timpului în care supapele de admisie sunt deschise. Acest lucru se face pentru a crește cantitatea de aspirat în combustibil, care, după aprindere, crește puterea motorului. Mașina, în acest caz, poate accelera mult mai repede.

Al doilea ciclu este ciclul de compresie

Următoarea cursă a motorului este cursa de compresie. După ce pistonul a ajuns punctul de jos, începe să se ridice în sus, comprimând astfel amestecul care a intrat în cilindru în timp cu admisia. Amestecul de combustibil este comprimat până la volumul camerei de ardere. Ce este camera asta? Spațiu liber între top pistonul și partea superioară a cilindrului când pistonul se află în punctul mort superior se numește cameră de ardere. Supapele sunt complet închise la această cursă a motorului. Cu cât sunt închise mai strâns, cu atât compresia este mai bună. Este de o mare importanță în acest caz, starea pistonului, cilindrului, segmentelor pistonului. Dacă există goluri mari, atunci o compresie bună nu va funcționa și, în consecință, puterea unui astfel de motor va fi mult mai mică. Compresia poate fi verificată cu un dispozitiv special. Prin cantitatea de compresie, se poate trage o concluzie cu privire la gradul de uzură al motorului.

Al treilea ciclu - cursă de lucru

Al treilea ciclu este unul de lucru, începe de la TDC. Nu întâmplător este numit muncitor. La urma urmei, în acest ciclu are loc acțiunea care face mașina să se miște. În acest ciclu, sistemul de aprindere intră în funcțiune. De ce se numește acest sistem? Pentru că este responsabil pentru aprinderea amestecului de combustibil comprimat în cilindrul din camera de ardere. Funcționează foarte simplu - lumânarea sistemului dă o scânteie. Pentru dreptate, merită remarcat faptul că scânteia este emisă de la bujie cu câteva grade înainte ca pistonul să atingă punctul de sus. Aceste grade, într-un motor modern, sunt reglate automat de „creierele” mașinii.
După ce combustibilul se aprinde, are loc o explozie - acesta crește brusc în volum, forțând pistonul să se miște în jos. Supapele din această cursă a motorului, ca și în cea precedentă, sunt într-o stare închisă.

A patra măsură este ritmul eliberării

A patra cursă a motorului, ultima este evacuarea. După ce a ajuns la punctul de jos, după cursa de lucru, supapa de evacuare a motorului începe să se deschidă. Pot exista mai multe astfel de supape, precum și supape de admisie. Deplasându-se în sus, pistonul îndepărtează gazele de eșapament din cilindru prin această supapă - îl ventilează. Gradul de compresie în cilindri, eliminarea completă a gazelor de eșapament și cantitatea necesară de amestec combustibil-aer aspirat depind de funcționarea precisă a supapelor.

Mecanism de distribuție a gazelor

Mecanismul de distribuție a gazelor (GRM) este proiectat pentru injecția de combustibil și gazele de eșapament în motoarele cu ardere internă. Mecanismul de distribuție a gazului în sine este împărțit într-o supapă inferioară, atunci când arborele cu came este în blocul de cilindri și o supapă aeriană. Mecanismul supapei aeriene implică amplasarea arborelui cu came în chiulasă (chiulasă). Există, de asemenea, mecanisme alternative de sincronizare a supapelor, cum ar fi un sistem de sincronizare cu manșon, un sistem desmodromic și un mecanism de fază variabilă.
Pentru motoare în doi timpi mecanismul de distribuție a gazului se realizează folosind orificiile de intrare și ieșire din cilindru. Pentru motoarele în patru timpi, cel mai frecvent sistem este o supapă aeriană, care va fi discutată mai jos.

Dispozitiv de sincronizare
În partea superioară a blocului de cilindri există o chiulasă (chiulasă) cu amplasată pe acesta arbore cu came, supape, împingătoare sau basculante. Rola de acționare a arborelui cu came este situată în afara chiulasei. Pentru a exclude scurgerile ulei de motor de sub capacul supapei, pe garnitura arborelui cu came este instalată o garnitură de ulei. Capacul supapei în sine este instalat pe o garnitură rezistentă la ulei și benzină. Cureaua de distribuție sau lanțul este pus pe fulia arborelui cu came și este acționat de angrenajul arborelui cotit. Rolele de tensionare sunt utilizate pentru a tensiona centura, iar pantofii de tensionare sunt folosiți pentru lanț. Obișnuit curea de distribuție pompa sistemului de răcire cu apă este activată, arbore intermediar pentru sistemul de aprindere și pompa de acționare ridicată pompa de injectie sub presiune(pentru opțiuni diesel).
CU partea opusă arborele cu came prin transmisie directă sau prin intermediul unei curele, poate fi acționat amplificator de vid, servodirecție sau generator auto.

Arborele cu came este o osie cu came prelucrate pe ea. Camele sunt amplasate de-a lungul arborelui astfel încât în ​​procesul de rotație, în contact cu împingătoarele supapelor, să fie presate exact în conformitate cu cursele de funcționare ale motorului.
Există motoare cu doi arbori cu came (DOHC) și un număr mare de supape. Ca și în primul caz, scripetele sunt acționate de o singură curea de distribuție și lanț. Fiecare arbore cu came închide un tip de supapă de admisie sau de evacuare.
Supapa este presată de un culbutor (versiunile timpurii ale motoarelor) sau de un împingător. Există două tipuri de împingători. Primul este împingătorul, unde distanța este reglată de șaibe de calibrare, al doilea este împingătorul hidraulic. Împingătorul hidraulic atenuează impactul asupra supapei datorită uleiului din ea. Nu este necesară ajustarea distanței dintre cam și urmăritor.

mecanism cu manivela

Mecanism cu manivelă (în continuare prescurtat - KShM) - mecanism motor. Scopul principal al KShM este de a transforma mișcările reciproce ale unui piston cilindric în mișcări de rotație ale arborelui cotit într-un motor cu ardere internă și invers.

Dispozitiv KShM
Piston

Pistonul are forma unui cilindru realizat din aliaje de aluminiu. Funcția principală a acestei părți este de a se transforma în munca mecanica schimbarea presiunii gazului sau invers - acumularea presiunii datorită mișcării reciproce.
Pistonul este un fund, cap și fustă pliate împreună, care funcționează perfect diferite funcții... Coroana pistonului de formă plană, concavă sau convexă conține o cameră de ardere. Capul are caneluri canelate unde inele de piston(racletă de compresie și ulei). Inelele de compresie împiedică scurgerea gazelor în carterul motorului, iar inelele pentru răzuirea uleiului ajută la eliminarea excesului de ulei de pe pereții interiori ai cilindrului. Există două boturi în fustă care găzduiesc știftul pistonului care conectează pistonul la biela.

Fabricat prin ștanțare sau bielă din oțel forjat (mai rar titan) are articulații articulate. Rolul principal al bielei este de a transmite forța pistonului către arborele cotit. Proiectarea bielei presupune prezența unui cap superior și inferior, precum și a unei tije cu secțiune I. În capul superior și șanțurile există un știft rotativ („plutitor”) al pistonului, iar capul inferior este pliabil, permițând astfel o legătură strânsă cu jantul arborelui. Tehnologie moderna despicarea controlată a capului inferior permite o mare precizie de îmbinare a părților sale.

Volanta este instalată la capătul arborelui cotit. Astăzi, volanele cu două mase sunt utilizate pe scară largă, sub forma a două discuri, interconectate elastic. Roata inelară a volantului este direct implicată în pornirea motorului prin demaror.

Bloc cilindric și cap

Blocul cilindrilor și chiulasa sunt turnate din fontă (mai rar - aliaje de aluminiu). Jachete de răcire, paturi pentru rulmenții arborelui cotit și arbori cu came, precum și puncte de fixare pentru dispozitive și ansambluri. Cilindrul însuși acționează ca ghid pentru pistoane. Chiulasa conține o cameră de ardere, orificii de admisie și evacuare, găuri filetate speciale pentru bujii, bucșe și scaune presate. Etanşeitatea legăturii dintre blocul cilindrilor şi cap este asigurată de o garnitură. În plus, chiulasa este acoperită cu un capac ștampilat și între ele, de regulă, este instalată o garnitură din cauciuc rezistent la ulei.

Invenția motorului cu ardere internă a permis omenirii să avanseze semnificativ în dezvoltare. Acum motoarele care sunt folosite pentru performanță lucru util energia eliberată în timpul arderii combustibilului este utilizată în multe domenii ale activității umane. Dar aceste motoare sunt cele mai utilizate în transport.

Toate centralele electrice constau din mecanisme, ansambluri și sisteme care interacționează între ele pentru a converti energia eliberată în timpul arderii produselor inflamabile în mișcarea de rotație a arborelui cotit. Această mișcare este lucrarea sa utilă.

Pentru a fi mai clar, ar trebui să înțelegeți principiul funcționării unei centrale electrice cu ardere internă.

Principiul de funcționare

Când este ars un amestec combustibil de produse inflamabile și aer, se eliberează mai multă energie. Mai mult, în momentul aprinderii amestecului, acesta crește semnificativ în volum, presiunea din epicentrul de aprindere crește, de fapt, are loc o mică explozie cu eliberarea de energie. Acest proces este luat ca bază.

Dacă arderea se efectuează într-un spațiu închis, presiunea care apare în timpul arderii va apăsa pe pereții acestui spațiu. Dacă unul dintre pereți este mobil, atunci presiunea, încercând să mărească volumul spatiu inchis, va muta acest zid. Dacă atașați o tijă la acest perete, atunci va efectua deja lucrări mecanice - depărtându-se, va împinge această tijă. Prin conectarea tijei la manivelă, atunci când se deplasează, aceasta va face manivela să se rotească în jurul axei sale.

Acesta este principiul de funcționare al unei unități de putere cu ardere internă - există un spațiu închis (căptușeală cilindrului) cu un perete mobil (piston). Peretele este conectat cu o manivelă (arborele cotit) printr-o tijă (biela). Apoi se efectuează acțiunea opusă - manivela, făcând o revoluție completă în jurul axei, împinge peretele cu tija și astfel se întoarce.

Dar acesta este doar un principiu de lucru cu o explicație a componentelor simple. De fapt, procesul pare ceva mai complicat, deoarece trebuie mai întâi să asigurați fluxul amestecului în cilindru, să îl comprimați pentru o aprindere mai bună și, de asemenea, să îndepărtați produsele de ardere. Aceste acțiuni se numesc bare.

Cicluri totale de ceas 4:

• intrare (amestecul intră în cilindru);
• compresie (amestecul este comprimat prin reducerea volumului în interiorul căptușelii de către piston);
• cursa de lucru (după aprindere, amestecul, datorită expansiunii sale, împinge pistonul în jos);
• ieșire (îndepărtarea produselor de ardere din căptușeală pentru a furniza următoarea porțiune a amestecului);

Deci tu motor cu piston

Din aceasta rezultă că doar cursa de lucru are un efect benefic, celelalte trei sunt pregătitoare. Fiecare cursă este însoțită de o anumită mișcare a pistonului. Se deplasează în jos în timpul admisiei și accidentului vascular cerebral și în sus în timpul compresiei și evacuării. Și întrucât pistonul este conectat la arborele cotit, fiecare cursă corespunde unui anumit unghi de rotație al arborelui în jurul axei.

Implementarea curselor în motor se face în două moduri. Primul este cu măsuri care se suprapun. Într-un astfel de motor, toate cursele sunt efectuate într-o manivelă completă a arborelui cotit. Adică o jumătate de întoarcere a genunchilor. ax, în care mișcarea pistonului în sus sau în jos este însoțită de două curse. Aceste motoare sunt numite motoare în 2 timpi.

A doua cale este măsurile separate. O mișcare a pistonului este însoțită de o singură cursă. Până la urmă, să se întâmple ciclu complet lucru - necesită 2 întoarceri ale genunchilor. ax în jurul axei. Astfel de motoare au fost desemnate în 4 timpi.

Corp cilindric

Acum însăși structura motorului cu ardere internă. Baza oricărei instalări este blocul cilindri. Toate componentele sunt amplasate în ea și pe ea.

Caracteristicile de proiectare ale blocului depind de anumite condiții - numărul de cilindri, locația lor, metoda de răcire. Numărul de cilindri, care sunt combinați într-un singur bloc, poate varia de la 1 la 16. Mai mult decât atât, blocurile cu un număr impar de cilindri sunt rare, din motoarele produse în prezent găsiți doar unități cu unul și trei cilindri. Majoritatea unităților vin cu un număr asociat de cilindri - 2, 4, 6, 8 și mai rar 12 și 16.

Bloc cu patru cilindri

Centralele electrice cu 1 până la 4 cilindri au de obicei cilindri în linie. Dacă numărul cilindrilor este mai mare, aceștia sunt dispuși pe două rânduri, cu un anumit unghi de poziție a unui rând față de celălalt, așa-numitele centrale cu poziția cilindrilor în formă de V. Acest aranjament a făcut posibilă reducerea dimensiunilor blocului, dar în același timp fabricarea lor este mai dificilă decât aranjarea în linie.

Bloc cu opt cilindri

Exista un alt tip de blocuri in care cilindrii sunt dispusi pe doua randuri si cu un unghi intre ele de 180 de grade. Aceste motoare sunt numite. Se găsesc în principal pe motociclete, deși există mașini cu acest tip de unitate de putere.

Dar starea numărului de cilindri și amplasarea lor este opțională. Există motoare cu 2 și 4 cilindri cu cilindri în formă de V sau opuși, precum și motoare cu 6 cilindri în linie.

Se folosesc două tipuri de răcire, care se aplică centrale electrice- aer si lichid. Caracteristica de design a blocului depinde de aceasta. Unitatea răcită cu aer este mai mică și mai simplă ca design, deoarece cilindrii nu fac parte din proiectarea sa.

Blocul răcit cu lichid este mai complex, designul său include cilindri, iar deasupra blocului cu cilindri este amplasată o manta de răcire. Lichidul circulă în interiorul acestuia, eliminând căldura din cilindri. În acest caz, blocul împreună cu mantaua de răcire reprezintă un întreg.

De sus, blocul este acoperit cu o placă specială - chiulasa (chiulasa). Este una dintre componentele care asigură un spațiu închis în care are loc procesul de ardere. Designul său poate fi simplu, fără a include mecanisme suplimentare, sau complexe.

mecanism cu manivela

Parte a designului motorului, transformă mișcarea alternativă a pistonului din căptușeală în mișcarea de rotație a arborelui cotit. Elementul principal al acestui mecanism este arborele cotit. Are o conexiune mobilă la blocul de cilindri. Această conexiune asigură că acest arbore se rotește în jurul unei axe.

La un capăt al arborelui este atașat un volant. Sarcina volantului este de a transfera mai departe cuplul de la arbore. Deoarece cu un motor în 4 timpi, există doar o jumătate de rotație la două rotații ale arborelui cotit. acțiune utilă- cursa de lucru, restul necesită acțiunea opusă, care este efectuată de volant. Având o masă semnificativă și rotație, datorită energiei sale cinetice, oferă înfășurarea genunchilor. arborele în timpul măsurilor pregătitoare.

Circumferinta volantului are un inel dintat, cu ajutorul caruia se porneste centrala.

Pe cealaltă parte a arborelui se află angrenajul de antrenare pompă de uleiși un mecanism de distribuție a gazului, precum și o flanșă pentru atașarea unui scripete.

Acest mecanism include și biele care transferă puterea de la piston la arborele cotit și invers. Atașarea la arborele bielei este de asemenea mobilă.

Suprafețele blocului cilindric, genunchii. arborele și bielele de la îmbinări nu intră în contact direct unul cu celălalt, între ele există lagăre simple - căptușeli.

Grup cilindru-piston

Acest grup este format din garnituri de cilindri, pistoane, inele de piston și degete. În acest grup au loc procesul de ardere și transferul energiei eliberate pentru transformare. Arderea are loc în interiorul căptușelii, care este închisă pe de o parte de capul blocului, iar pe de altă parte - de piston. Pistonul în sine se poate deplasa în interiorul căptușelii.

Pentru a asigura etanșeitatea maximă în interiorul căptușelii, inelele pistonului sunt utilizate pentru a preveni scurgerea amestecului și a produselor de ardere între pereții căptușelii și piston.

Pistonul este conectat mobil la biela cu ajutorul unui știft.

Mecanism de distribuție a gazelor

Sarcina acestui mecanism este furnizarea la timp a amestecului combustibil sau a componentelor sale în cilindru, precum și îndepărtarea produselor de ardere.

Motoarele în doi timpi nu au un mecanism ca atare. În acesta, furnizarea amestecului și îndepărtarea produselor de ardere se realizează prin ferestre tehnologice, care sunt realizate în pereții căptușelii. Există trei astfel de ferestre - admisie, ocolire și ieșire.

Pistonul, în timpul mișcării, deschide și închide una sau alta fereastră, așa se umple căptușeala cu combustibil și se îndepărtează gazele de eșapament. Utilizarea unei astfel de distribuții de gaze nu necesită ansambluri suplimentare, prin urmare, chiulasa unui astfel de motor este simplă și sarcina sa este doar de a asigura etanșeitatea cilindrului.

Motorul în 4 timpi are un mecanism de sincronizare. Combustibilul pentru un astfel de motor este furnizat prin găuri speciale în cap. Aceste deschideri sunt închise cu supape. Dacă este necesar să furnizați combustibil sau gaze de eșapament din cilindru, supapa corespunzătoare este deschisă. Deschiderea supapelor este asigurată de arborele cu came, care, cu camele sale, la momentul potrivit apasă pe supapa necesară și care deschide orificiul. Arborele cu came este acționat de arborele cotit.

Curea de distribuție și transmisie cu lanț

Momentul poate varia. Motoarele sunt produse cu un arbore cu came inferior (este situat în blocul cilindrilor) și un aranjament superior al supapei (în chiulasa). Transferul de forță de la arbore la supape se realizează prin intermediul tijelor și al brațelor basculante.

Cele mai frecvente sunt motoarele, în care atât arborele, cât și supapele sunt deasupra capului. Cu acest aranjament, arborele este situat si in chiulasa si actioneaza direct asupra supapei, fara elemente intermediare.

Sistem de alimentare

Acest sistem asigură pregătirea combustibilului pentru alimentarea ulterioară a cilindrilor. Proiectarea acestui sistem depinde de combustibilul utilizat de motor. Principalul acum este combustibilul extras din petrol, cu diferite fracțiuni - benzină și motorină.

Există două tipuri de motoare care utilizează benzină sistem de alimentare- carburator și injecție. În primul sistem, formarea amestecului se efectuează în carburator. Dozează și furnizează combustibil fluxului de aer care trece prin el, apoi acest amestec este alimentat în cilindri. Un astfel de sistem constă și rezervor de combustibil, conducte de combustibil, vid pompă de combustibilși carburator.

Sistem de carburator

La fel se procedează și în mașinile cu injecție, dar dozajul lor este mai precis. De asemenea, combustibilul din injectoare este adăugat la fluxul de aer aflat deja în colectorul de admisie prin injector. Această duză atomizează combustibilul, ceea ce asigură o mai bună formare a amestecului. Sistemul de injecție constă dintr-un rezervor, o pompă amplasată în acesta, filtre, conducte de combustibil și o șină de alimentare cu duze instalate pe galeria de admisie.

La motoarele diesel, componentele amestecului de combustibil sunt furnizate separat. Mecanismul de distribuție a gazului furnizează numai aer cilindrilor prin supape. Combustibilul este furnizat la cilindri separat, prin duze și la presiune ridicată. Acest sistem constă dintr-un rezervor, filtre, o pompă de combustibil de înaltă presiune (TNVD) și injectoare.

Recent, au apărut sisteme de injecție care funcționează pe principiul unui sistem de combustibil diesel - un injector cu injecție directă.

Sistemul de eliminare a gazelor de eșapament asigură îndepărtarea produselor de ardere din butelii, neutralizarea parțială Substanțe dăunătoareși o scădere a sunetului la evacuarea gazelor de eșapament. Se compune dintr-un colector de evacuare, un rezonator, un catalizator (nu întotdeauna) și o toba de eșapament.

Sistem de lubrifiere

Sistemul de lubrifiere asigură o reducere a frecării între suprafețele care interacționează ale motorului, prin crearea film special prevenind contactul direct al suprafețelor. În plus, elimină căldura, protejează elementele motorului de coroziune.

Sistemul de lubrifiere constă dintr-o pompă de ulei, un rezervor de ulei - un palet, un aport de ulei, filtru de ulei, canale prin care uleiul se deplasează pe suprafețele de frecare.

Sistem de răcire

Menținerea optimă temperatura de lucru când motorul funcționează, acesta este asigurat de sistemul de răcire. Sunt utilizate două tipuri de sistem - aer și lichid.

Sistemul de aer produce răcire prin suflarea aerului peste cilindri. Pentru răcire mai bună aripile de răcire sunt realizate pe cilindri.

Într-un sistem lichid, răcirea este realizată de un lichid care circulă într-o manta de răcire în contact direct cu peretele exterior al căptușelilor. Un astfel de sistem constă dintr-o manta de răcire, o pompă de apă, un termostat, țevi și un radiator.

Sistem de aprindere

Sistemul de aprindere este utilizat numai la motoarele pe benzină. La motoarele diesel, amestecul este aprins prin compresie, deci nu are nevoie de un astfel de sistem.

La autoturismele pe benzină, aprinderea se efectuează de la o scânteie care sări la un moment dat între electrozii unei bujii incandescente instalate în capul blocului, astfel încât fusta sa să fie în camera de ardere a cilindrului.

Sistemul de aprindere este format dintr-o bobină de aprindere, distribuitor (distribuitor), cablaj și bujii.

Echipament electric

Furnizează acest echipament cu energie electrică rețelei de bord a mașinii, inclusiv sistemului de aprindere. Acest echipament este folosit și pentru pornirea motorului. Se compune dintr-o baterie, generator, demaror, cablare, tot felul de senzori care monitorizează funcționarea și starea motorului.

Acesta este întregul dispozitiv al motorului cu ardere internă. Deși este în continuă îmbunătățire, principiul său de funcționare nu se schimbă, doar noduri individuale si mecanisme.

Dezvoltări moderne

Principala sarcină asupra căreia se luptă producătorii de automobile este de a reduce consumul de combustibil și emisiile de substanțe nocive în atmosferă. Prin urmare, îmbunătățesc constant sistemul nutrițional, rezultatul este apariția recentă a sisteme de injecție cu injecție directă.

Căutați combustibili alternativi ultima dezvoltareîn această direcție este încă utilizarea alcoolilor ca combustibil, precum și a uleiurilor vegetale.

Oamenii de știință încearcă, de asemenea, să stabilească producția de motoare cu un principiu de funcționare complet diferit. Acesta este, de exemplu, motorul Wankel, dar până acum nu a avut un succes deosebit.

De aproximativ o sută de ani, principalul unitate de putere pe mașini și motociclete, tractoare și combine, alte echipamente sunt un motor cu ardere internă. Înlocuirea motoarelor la începutul secolului al XX-lea combustie externă(abur), iar în secolul douăzeci și unu rămâne cel mai rentabil tip de motor.

În acest articol, vom arunca o privire mai atentă asupra dispozitivului, principiul de funcționare tipuri diferite ICE și principalul său sisteme de sprijin.

Definiție și caracteristici generale ale motorului cu ardere internă

Principala caracteristică a oricărui motor cu ardere internă este că combustibilul este aprins direct în camera sa de lucru și nu în suporturi externe suplimentare. În timpul funcționării, energia chimică și termică din arderea combustibilului este transformată în lucru mecanic.

Principiul de funcționare al motorului cu ardere internă se bazează pe efectul fizic al expansiunii termice a gazelor, care se formează în timpul arderii amestecului combustibil-aer sub presiune în interiorul cilindrilor motorului.

Clasificarea motorului cu ardere internă

În procesul de evoluție a motorului cu ardere internă, următoarele tipuri de aceste motoare și-au dovedit eficiența:

• Reciproc motoare de combustie internă. În ele, camera de lucru este situată în interiorul cilindrilor, iar energia termică este convertită în lucru mecanic prin intermediul unui mecanism cu manivelă care transferă energia de mișcare arborelui cotit. Motoare cu piston sunt împărțite, la rândul lor, în
• carburator, in care amestec aer-combustibil format în carburator, injectat în cilindru și aprins acolo de scânteia de la bujie;
• injecţieîn care amestecul este alimentat direct în galeria de admisie, prin duze speciale, sub controlul unității electronice de control și, de asemenea, aprinse cu ajutorul unei lumânări;
• motorină, în care aprinderea amestecului aer-combustibil are loc fără lumânare, prin comprimarea aerului, care este încălzit prin presiune de la o temperatură care depășește temperatura de ardere, iar combustibilul este injectat în cilindri prin injectoare.
• Piston rotativ motoare de combustie internă. La motoarele de acest tip, energia termică este transformată în lucru mecanic prin rotirea gazelor de lucru ale unui rotor cu o formă și un profil special. Rotorul se deplasează de-a lungul unei „traiectorii planetare” în interiorul camerei de lucru, care are forma unui „opt”, și îndeplinește funcțiile atât ale unui piston, cât și ale unui mecanism de sincronizare (mecanism de distribuție a gazului), precum și al unui arbore cotit.
• Turbina de gaz motoare de combustie internă. În aceste motoare, transformarea energiei termice în lucru mecanic se realizează prin rotirea unui rotor cu palete speciale în formă de pană, care antrenează arborele turbinei.

Cele mai fiabile, nepretențioase, economice în ceea ce privește consumul de combustibil și nevoia de întreținere regulată sunt motoarele cu piston.

Vehiculele cu alte tipuri de motoare cu ardere internă pot fi incluse în Cartea Roșie. În prezent, numai Mazda produce mașini cu motoare cu piston rotativ. O serie experimentală de mașini cu motor cu turbină cu gaz a fost produsă de „Chrysler”, dar a fost în anii 60 și niciunul dintre producătorii de automobile nu a revenit la această problemă.

ÎN URSS motoare cu turbină pe gaz Tancurile „T-80” și navele de debarcare „Zubr” au fost echipate, dar ulterior s-a decis abandonarea acestui tip de motoare. În acest sens, să ne oprim în detaliu asupra motoarelor cu combustie internă cu piston care au câștigat dominația mondială.

Dispozitiv pentru motor cu ardere internă

Corpul motorului se unește într-un singur organism:

• corp cilindric, în interiorul camerelor de ardere din care se aprinde amestecul combustibil-aer, iar gazele din această combustie acționează pistoanele;
• mecanism cu manivela, care transferă energia mișcării la arborele cotit;
• mecanism de distribuție a gazelor, care este conceput pentru a asigura deschiderea/închiderea în timp util a supapelor de intrare/ieșire a amestecului combustibil și a gazelor de evacuare;
• sistemul de alimentare ("injecție") și aprindere ("aprindere") a amestecului combustibil-aer;
• sistem de îndepărtare a produselor de ardere (gaze de esapament).

La pornirea motorului, un amestec de aer-combustibil este injectat în cilindrii săi prin supapele de admisie și aprins acolo de o bujie. În timpul arderii și expansiunii termice a gazelor din suprapresiune pistonul este pus în mișcare, transferând lucrul mecanic la rotația arborelui cotit.

Funcționarea unui motor cu combustie internă cu piston se efectuează ciclic. Aceste cicluri se repetă de câteva sute de ori pe minut. Aceasta asigură o rotație continuă înainte a arborelui cotit care iese din motor.

Să definim terminologia. O cursă este un proces de lucru care are loc într-un motor într-o singură cursă a pistonului, mai precis, într-o mișcare a pistonului într-o direcție, în sus sau în jos. Un ciclu este o colecție de măsuri care se repetă într-o secvență specifică.

După numărul de căpușe dintr-un singur lucrător Ciclul ICE sunt împărțite în două timpi (ciclul se desfășoară într-o rotație a arborelui cotit și două curse de piston) și în patru timpi (în două rotații ale arborelui cotit și patru curbe de piston). În același timp, atât în ​​acele motoare, cât și în alte motoare, procesul de lucru se desfășoară în conformitate cu următorul plan: admisie; comprimare; combustie; extindere și eliberare.

Principiile motorului cu ardere internă

- Principiul de funcționare al unui motor în doi timpi

Când motorul pornește, pistonul, purtat de rotația arborelui cotit, începe să se miște. De îndată ce atinge punctul mort inferior (BDC) și se mișcă în sus, un amestec aer-combustibil este alimentat în camera de ardere a cilindrului.

În mișcarea sa ascendentă, pistonul îl comprimă. În acest moment, pistonul ajunge la punctul mort superior (TDC), o scânteie de la o lumânare aprindere electronică aprinde amestecul combustibil-aer. Extindându-se instantaneu, arderea vaporilor de combustibil împinge rapid pistonul înapoi în centrul mort inferior.

În acest moment, se deschide supapa de evacuare, prin care se aprinde roșu fumurile de trafic scoase din camera de ardere. După ce a trecut din nou de BDC, pistonul își reia mișcarea către TDC. În acest timp, arborele cotit face o rotație.

Cu o nouă mișcare a pistonului, canalul de admisie al amestecului combustibil-aer se deschide din nou, care înlocuiește întregul volum al gazelor de eșapament degajate, iar întregul proces se repetă din nou. Datorită faptului că munca pistonului în astfel de motoare este limitată la două curse, acesta efectuează mult mai puțin decât într-un motor în patru timpi, numărul de mișcări pe o anumită unitate de timp. Pierderile prin frecare sunt minime. Cu toate acestea, se eliberează multă energie termică, iar motoarele în doi timpi se încălzesc mai repede și mai puternic.

La motoarele în doi timpi, pistonul înlocuiește mecanismul de distribuție a supapei, în timpul mișcării sale, la anumite momente, deschizând și închizând orificiile de admisie și evacuare de lucru din cilindru. Cel mai prost schimb de gaze în comparație cu un motor în patru timpi este principalul dezavantaj al unui sistem ICE în doi timpi. În momentul îndepărtării gazelor de eșapament, se pierde un anumit procent din substanța de lucru, dar și puterea.

Sferele aplicație practică motoare cu ardere internă în doi timpi, mopede și scutere din oțel; motoare pentru bărci, mașini de tuns iarba, ferăstraie cu lanț etc. echipamente cu putere redusă.

- Principiul de funcționare al unui motor în patru timpi

Aceste neajunsuri sunt lipsite de motoare cu ardere internă în patru timpi, care, în diferite versiuni, sunt instalate pe aproape toate mașinile, tractoarele și alte echipamente moderne. În ele, intrarea / ieșirea amestecului combustibil / gazelor de evacuare se efectuează sub formă de procese de lucru separate și nu sunt combinate cu compresie și expansiune, ca în cele în doi timpi.

Cu ajutorul unui mecanism de distribuție a gazului, se asigură sincronizarea mecanică a funcționării supapelor de admisie și evacuare cu viteza arborelui cotit. La un motor în patru timpi, injecția amestecului combustibil-aer are loc numai după îndepărtarea completă a gazelor de eșapament și închiderea supapelor de eșapament.

Fiecare cursă este o cursă a pistonului din punctul mort de sus în jos. În acest caz, motorul trece prin următoarele faze de funcționare:

• Prima lovitură, aportul... Pistonul se deplasează de sus în jos în punctul mort. În acest moment, există un vid în interiorul cilindrului, supapa de admisie se deschide și amestecul combustibil-aer intră. La sfârșitul admisiei, presiunea din cavitatea cilindrului este cuprinsă între 0,07 și 0,095 MPa; temperatura - de la 80 la 120 de grade Celsius.
• A doua măsură, compresia... Atunci când pistonul se deplasează de jos în jos în punctul mort și supapele de admisie și evacuare sunt închise, amestecul combustibil este comprimat în cavitatea cilindrului. Acest proces este însoțit de o creștere a presiunii până la 1,2-1,7 MPa și a temperaturii - până la 300-400 grade Celsius.
• A treia măsură, expansiunea... Amestecul de aer / combustibil se aprinde. Aceasta este însoțită de eliberarea unei cantități semnificative de energie termică. Temperatura din cavitatea cilindrului crește brusc la 2,5 mii de grade Celsius. Sub presiune, pistonul se deplasează rapid către punctul mort inferior. Indicatorul de presiune în acest caz este de la 4 la 6 MPa.
• A patra măsură, problema... În timpul mișcării inversă a pistonului către punctul mort superior, se deschide supapa de evacuare, prin care gazele de eșapament sunt împinse din cilindru în conducta de evacuare, apoi în mediu inconjurator... Indicatorii de presiune în etapa finală a ciclului sunt 0,1-0,12 MPa; temperaturi - 600-900 grade Celsius.

Sisteme auxiliare ale motoarelor cu ardere internă

- Sistem de aprindere

Sistemul de aprindere face parte din echipamentul electric al mașinii și este proiectat pentru a oferi o scânteie, aprinderea amestecului combustibil-aer în camera de lucru a cilindrului. Părțile constitutive sistemele de aprindere sunt:

• Alimentare electrică... Când motorul este pornit, aceasta este bateria, iar când motorul funcționează, acesta este generatorul.
• Comutator sau comutator de contact... Înainte era mecanic, dar în anul trecut din ce în ce mai electric dispozitiv de contact pentru alimentarea tensiunii electrice.
• Stocare a energiei... O bobină, sau autotransformatorul, este o unitate proiectată pentru a stoca și a converti energie suficientă pentru a genera descărcarea necesară între electrozii bujiilor.
• Distribuitor aprindere (distribuitor)... Un dispozitiv conceput pentru a distribui un impuls de înaltă tensiune de-a lungul firelor care duc la bujii ale fiecărui cilindru.

- Sistem de admisie

Este proiectat sistemul de admisie a motorului cu ardere internă pentru neîntrerupt depunere în motor atmosferice aer, pentru amestecarea acestuia cu combustibil și pregătirea unui amestec combustibil. Trebuie remarcat faptul că în motoare cu carburator din trecut, sistemul de admisie constă dintr-un canal de aer și filtru de aer... Și asta e tot. Parte sistem de admisie mașini moderne, tractoare și alte echipamente includ:

• Admisie a aerului... Este o conductă de ramură care este convenabilă pentru toată lumea motor specific forme. Prin el, aerul atmosferic este aspirat în motor, prin diferența de presiune din atmosferă și în motor, unde se produce un vid atunci când pistoanele se mișcă.
• Filtru de aer... aceasta consumabil, conceput pentru a curăța aerul care intră în motor de praf și particule solide, întârzierea lor pe filtru.
• Clapetei de accelerație... Supapă de aer concepută pentru a regla debitul suma corectă aer. Mecanic este activat prin apăsarea pedalei de gaz și înăuntru tehnologie moderna- folosirea electronicii.
• Colector de admisie... Distribuie fluxul de aer către cilindrii motorului. A da flux de aer pentru distribuția dorită, se utilizează clapete speciale de admisie și un amplificator de vid.

- Sistem de alimentare

Sistemul de alimentare cu combustibil sau sistemul Alimentare ICE, „Responsabil” pentru neîntrerupt alimentarea cu combustibil pentru formarea unui amestec combustibil-aer. Sistemul de combustibil include:

• Rezervor de combustibil- un rezervor pentru depozitarea benzinei sau motorinei, cu dispozitiv de admisie a combustibilului (pompa).
• Liniile de combustibil- un set de țevi și furtunuri prin care motorul își primește „hrana”.
• Dispozitiv de amestecare, adică carburator sau injector- un mecanism special pentru prepararea unui amestec combustibil-aer și injectarea acestuia în motorul cu ardere internă.
• Unitate de control electronic(ECU) formarea și injectarea amestecului - în motoarele cu injecție, acest dispozitiv este „responsabil” pentru sincron și munca eficienta privind formarea și alimentarea unui amestec combustibil la motor.
• Pompă de combustibil - dispozitiv electric pentru pomparea benzinei sau motorinei în conducta de combustibil.
• Filtrul de combustibil este un consumabil pentru purificarea suplimentară a combustibilului în timpul transportului său de la rezervor la motor.

- Sistem de lubrifiere

Scopul sistemului de lubrifiere a motorului cu ardere internă este scăderea forței de frecareși efectul său distructiv asupra pieselor; deviere părți ale redundantului căldură; ștergere produse depozite de carbon și uzură; protecţie metal de la coroziune... Sistemul de lubrifiere a motorului cu ardere internă include:

• Tigaie cu ulei- rezervor pentru depozitarea uleiului de motor. Nivelul uleiului din bazin este controlat nu numai de o jojă specială, ci și de un senzor.
• Pompă de ulei- pompează ulei din palet și îl furnizează către detaliile de care ai nevoie motor prin canale speciale forate - „linii”. Sub influența gravitației, uleiul curge în jos din piesele lubrifiate, înapoi în vasul de ulei, se acumulează acolo și ciclul de lubrifiere se repetă din nou.
• Filtru de ulei captează și îndepărtează particulele solide din uleiul de motor din depozitele de carbon și produsele de uzură. Elementul filtrant este întotdeauna înlocuit cu unul nou la fiecare schimb de ulei de motor.
• Radiator ulei conceput pentru a răci uleiul de motor folosind fluid din sistemul de răcire a motorului.

- Sistem de evacuare

Epuiza Sistem ICE servește pentru îndepărtare a petrecut gazeși Reducerea zgomotului funcţionarea motorului. În tehnologia modernă, sistemul de evacuare constă din următoarele părți (în ordinea gazelor de eșapament de la motor):

• Un colector de evacuare. Acesta este un sistem de țevi din fontă la temperatură înaltă, care primește gazele de evacuare incandescente, stinge procesul lor primar de oscilație și le trimite mai departe în conducta de admisie.
• Downpipe- o ieșire curbată de gaz din metal rezistent la foc, denumită popular „pantaloni”.
• Rezonator, sau, vorbind în limbaj popular, „banca” tobei de eșapament este un recipient în care are loc separarea gazelor de eșapament și o scădere a vitezei acestora.
• Catalizator- un dispozitiv conceput pentru curățarea și neutralizarea gazelor de eșapament.
• Toba de esapament- un rezervor cu un complex de partiții speciale conceput pentru schimbări multiple în direcția fluxului de gaz și, în consecință, zgomotul acestora.

- Sistem de răcire

Dacă pe motorete, scutere și motociclete ieftineîncă aplicat sistem de aer răcirea motorului - cu un flux de aer care se apropie, atunci, desigur, nu este suficient pentru o tehnologie mai puternică. Funcționează aici sistem fluid răcire proiectată pentru luând în exces căldura la motor și reducerea sarcinilor termice pe detaliile sale.

• Radiator sistemul de răcire servește la transferul excesului de căldură către mediu. Se compune dintr-un număr mare de tuburi curbate din aluminiu, nervurate pentru o disipare suplimentară a căldurii.
• Ventilator conceput pentru a spori efectul de răcire a radiatorului din fluxul de aer care se apropie.
• Pompă de apă(pompă) - „antrenează” lichidul de răcire prin cercurile „mici” și „mari”, asigurând circulația acestuia prin motor și radiator.
• Termostat- o supapă specială care asigură temperatura optimă lichid de răcire pornind-l într-un „cerc mic”, ocolind radiatorul (cu un motor rece) și prin „ cerc mare", Prin radiator - cu un motor cald.

Lucrarea bine coordonată a acestor sisteme auxiliare asigură puterea maximă a motorului cu ardere și fiabilitatea acestuia.

În concluzie, trebuie remarcat faptul că, în viitorul previzibil, nu este de așteptat apariția unor concurenți demni la motorul cu ardere internă. Există toate motivele pentru a afirma că, în forma sa modernă, îmbunătățită, va rămâne tipul dominant de motor în toate sectoarele economiei mondiale timp de câteva decenii.