Cum funcționează un motor alternativ cu ardere internă? Descrierea motorului cu piston rotativ foto video istoric Motor electric cu piston.

• asigură transferul forțelor mecanice la biela;
• este responsabil de sigilarea camerei de ardere a combustibilului;
• asigură îndepărtarea în timp util a excesului de căldură din camera de ardere

Funcționarea pistonului are loc în condiții dificile și în multe privințe periculoase - la condiții de temperatură ridicată și sarcini crescute, prin urmare este deosebit de important ca pistoanele pentru motoare să se distingă prin eficiență, fiabilitate și rezistență la uzură. De aceea, pentru producția lor, se folosesc materiale ușoare, dar super-puternice - aliaje de aluminiu sau oțel rezistente la căldură. Pistoanele sunt realizate prin două metode - turnare sau ștanțare.

Proiectarea pistonului

Pistonul motorului are un design destul de simplu, care constă din următoarele părți:

Volkswagen AG

1. Capul pistonului ICE
2. Știftul pistonului
3. Inel de fixare
4. Șefu
5. Bielă
6. Insert din oțel
7. Inelul de compresie mai întâi
8. Inelul de compresie al doilea
9. Inel pentru răzuitor de ulei

Caracteristicile de proiectare ale pistonului depind în majoritatea cazurilor de tipul motorului, de forma camerei de ardere și de tipul de combustibil utilizat.

Partea de jos

Fundul poate avea o formă diferită în funcție de funcțiile pe care le îndeplinește - plat, concav și convex. Fundul concav oferă o cameră de ardere mai eficientă, dar contribuie la mai multe depuneri în timpul arderii. Forma convexă a fundului îmbunătățește performanța pistonului, dar în același timp reduce eficiența procesului de ardere a amestecului de combustibil din cameră.

Inele de piston

Sub partea inferioară există caneluri speciale (caneluri) pentru instalarea inelelor pistonului. Distanța de la fund până la primul inel de compresie se numește curea de foc.

Inelele pistonului sunt responsabile pentru o conexiune sigură între cilindru și piston. Acestea asigură o etanșeitate fiabilă datorită unei potriviri strânse pe pereții cilindrului, care este însoțită de un proces de frecare stresant. Uleiul de motor este utilizat pentru a reduce frecarea. Pentru fabricarea inelelor pistonului, se folosește un aliaj din fontă.

Numărul de inele ale pistonului care pot fi instalate într-un piston depinde de tipul de motor utilizat și de scopul său. De multe ori sunt instalate sisteme cu un inel de răzuire a uleiului și două inele de compresie (primul și al doilea).

Inel pentru răzuitor de ulei și inele de compresie

Inelul răzuitorului de ulei asigură eliminarea în timp util a excesului de ulei din pereții interiori ai cilindrului, iar inelele de compresie împiedică pătrunderea gazelor în carter.

Primul inel de compresie absoarbe majoritatea forțelor de inerție în timpul funcționării pistonului.

Pentru a reduce sarcinile în multe motoare, o canelură din oțel este instalată în canelura inelară, ceea ce crește rezistența și raportul de compresie al inelului. Inelele de compresie pot fi realizate sub formă de trapez, butoi, con, cu decupaj.

Inelul răzuitorului de ulei în cele mai multe cazuri este echipat cu multe găuri pentru drenarea uleiului, uneori cu un dilatator cu arc.

Știftul pistonului

Aceasta este o parte tubulară care este responsabilă pentru conectarea fiabilă a pistonului la biela. Fabricat din aliaj de oțel. La instalarea știftului pistonului în șanțuri, acesta este bine fixat cu inele de fixare speciale.

Pistonul, știftul și inelele formează împreună așa-numitul grup de pistoane motor.

Fustă

Partea de ghidare a dispozitivului cu piston, care poate fi realizată sub formă de con sau butoi. Fusta pistonului este echipată cu două șanțuri pentru conectarea la știftul pistonului.

Pentru a reduce pierderile prin frecare, pe suprafața fustei se aplică un strat subțire de agent antifricțiune (adesea se folosește grafit sau disulfură de molibden). Partea inferioară a fustei este echipată cu un inel pentru răzuitor de ulei.

Un proces obligatoriu de funcționare a unui dispozitiv cu piston este răcirea acestuia, care poate fi efectuată prin următoarele metode:

• pulverizarea uleiului prin găurile din biela sau o duză;
• mișcarea uleiului de-a lungul bobinei din capul pistonului;
• alimentarea cu ulei a zonei inelelor prin canalul inelar;
• ceata de ulei

Piesa de etanșare

Partea de etanșare și coroana sunt conectate sub forma unui cap de piston. În această parte a dispozitivului există inele cu piston - racletă de ulei și inele de compresie. Pasajele inelului au găuri mici prin care uleiul uzat intră în piston și apoi curge în carterul motorului.

În general, pistonul unui motor cu ardere internă este una dintre cele mai încărcate părți, care este supusă unor puternice efecte dinamice și, în același timp, termice. Acest lucru impune cerințe sporite atât asupra materialelor utilizate la producerea pistoanelor, cât și asupra calității fabricării acestora.

Motor cu piston rotativ (RPD) sau motor Wankel. Motor cu ardere internă dezvoltat de Felix Wankel în 1957 în colaborare cu Walter Freude. În RPD, funcția unui piston este realizată de un rotor cu trei vârfuri (triunghiular), care face mișcări de rotație în interiorul unei cavități de formă complexă. După valul modelelor experimentale de mașini și motociclete din anii 60 și 70 ai secolului XX, interesul pentru RPD-uri a scăzut, deși o serie de companii încă lucrează pentru a îmbunătăți designul motorului Wankel. În prezent, RPD este echipat cu autoturisme Mazda. Motorul cu piston rotativ își găsește aplicația în modelare.

Principiul de funcționare

Forța presiunii gazului din amestecul aer-combustibil ars antrenează rotorul, care este montat pe axul excentric prin lagăre. Mișcarea rotorului față de carcasa motorului (stator) se efectuează printr-o pereche de roți dințate, dintre care una, de dimensiuni mai mari, este fixată pe suprafața interioară a rotorului, a doua, de susținere, a unei mai mici dimensiune, este fixat rigid de suprafața interioară a capacului lateral al motorului. Interacțiunea angrenajelor duce la faptul că rotorul face mișcări circulare excentrice, contactând marginile cu suprafața interioară a camerei de ardere. Ca rezultat, se formează trei camere izolate cu volum variabil între rotor și carcasa motorului, în care procesele de comprimare a amestecului combustibil-aer, arderea acestuia, expansiunea gazelor care exercită presiune pe suprafața de lucru a rotorului și curățarea are loc camera de ardere din gazele de eșapament. Mișcarea de rotație a rotorului este transmisă unui arbore excentric montat pe lagăre și care transmite cuplul către mecanismele de transmisie. Astfel, două perechi mecanice funcționează simultan în RPD: prima reglează mișcarea rotorului și constă dintr-o pereche de roți dințate; iar al doilea transformă mișcarea circulară a rotorului în rotația arborelui excentric. Raportul de transmisie al angrenajelor rotorului și statorului este de 2: 3, prin urmare, într-o rotație completă a arborelui excentric, rotorul are timp să se întoarcă cu 120 de grade. La rândul său, pentru o rotație completă a rotorului în fiecare dintre cele trei camere formate de marginile sale, se efectuează un ciclu complet în patru timpi al motorului cu ardere internă.
Schema RPD
1 - fereastră de intrare; 2 ferestre de ieșire; 3 - carcasă; 4 - camera de ardere; 5 - unelte staționare; 6 - rotor; 7 - roată dințată; 8 - arbore; 9 - bujie

Avantajele RPD

Principalul avantaj al unui motor cu piston rotativ este simplitatea designului. RPD are cu 35-40 la sută mai puține piese decât un motor cu piston în patru timpi. RPD nu are pistoane, biele și arborele cotit. Nici în versiunea „clasică” a RPD nu există nici un mecanism de distribuție a gazelor. Amestecul combustibil-aer intră în cavitatea de lucru a motorului prin fereastra de admisie, care deschide marginea rotorului. Gazele de eșapament sunt evacuate prin orificiul de eșapament, care traversează din nou marginea rotorului (aceasta amintește de dispozitivul de distribuție a gazului unui motor cu piston în doi timpi).
O mențiune specială trebuie făcută sistemului de lubrifiere, care este practic absent în cea mai simplă versiune a RPD. Uleiul este adăugat la combustibil, la fel ca un motor pentru motociclete în doi timpi. Perechile de frecare (în primul rând rotorul și suprafața de lucru a camerei de ardere) sunt lubrifiate chiar de amestecul combustibil-aer.
Deoarece masa rotorului este mică și este ușor echilibrată de masa contragreutăților axului excentric, RPD are un nivel scăzut de vibrații și o uniformitate bună de funcționare. La vehiculele cu RPD, este mai ușor să echilibrați motorul, atins un nivel minim de vibrații, care are un efect bun asupra confortului mașinii în ansamblu. Motoarele cu două rotori funcționează în mod deosebit, în care rotoarele sunt ele însele echilibratoare de reducere a vibrațiilor.
O altă calitate atractivă a RPD este densitatea sa mare de putere la viteze mari ale arborelui excentric. Acest lucru vă permite să obțineți caracteristici excelente de viteză de la o mașină cu RPD cu un consum relativ redus de combustibil. Inerția redusă a rotorului și densitatea crescută a puterii în comparație cu motoarele cu combustie internă cu piston îmbunătățesc dinamica vehiculului.
În cele din urmă, un avantaj important al RPD este dimensiunea sa mică. Un motor rotativ are aproximativ jumătate din dimensiunea unui motor cu patru timpi cu piston de aceeași putere. Și acest lucru face posibilă utilizarea mai eficientă a spațiului compartimentului motor, calcularea mai precisă a locației unităților de transmisie și a sarcinii pe punțile față și spate.

Dezavantaje ale RAP

Principalul dezavantaj al unui motor cu piston rotativ este eficiența redusă de etanșare a spațiului dintre rotor și camera de ardere. Rotorul RPD de o formă complexă necesită etanșări fiabile nu numai de-a lungul marginilor (și sunt patru dintre ele pe fiecare suprafață - două în partea superioară, două pe marginile laterale), ci și pe suprafața laterală în contact cu capacele motorului . În acest caz, garniturile sunt realizate sub formă de benzi cu arcuri din oțel aliat cu o prelucrare deosebit de precisă atât a suprafețelor de lucru cât și a capetelor. Toleranțele pentru expansiunea metalului de la încălzire încorporate în proiectarea garniturilor de etanșare afectează caracteristicile acestora - este aproape imposibil să se evite spargerea gazelor la secțiunile de capăt ale plăcilor de etanșare (la motoarele cu piston, se utilizează efectul labirint, instalarea inele de etanșare cu goluri în direcții diferite).
În ultimii ani, fiabilitatea sigiliilor a crescut dramatic. Designerii au găsit materiale noi pentru sigilii. Cu toate acestea, nu este încă nevoie să vorbim despre vreo descoperire. Sigiliile sunt încă blocajul RPD.
Sistemul complex de etanșare a rotorului necesită o lubrifiere eficientă a suprafețelor de frecare. RPD consumă mai mult ulei decât un motor cu piston în patru timpi (de la 400 de grame la 1 kilogram la 1000 de kilometri). În acest caz, uleiul arde împreună cu combustibilul, ceea ce are un efect negativ asupra ecologiei motoarelor. Există mai multe substanțe periculoase pentru sănătatea umană în gazele de eșapament ale RPD decât în ​​gazele de eșapament ale motoarelor cu piston.
Cerințele speciale sunt impuse și calității uleiurilor utilizate în RPD. Acest lucru se datorează, în primul rând, tendinței de uzură crescută (datorită suprafeței mari a pieselor în contact - rotorul și camera internă a motorului) și, în al doilea rând, supraîncălzirii (din nou datorită fricțiunii crescute și datorită dimensiunea redusă a motorului în sine). Pentru RPD, schimbările neregulate ale uleiului sunt mortale - deoarece particulele abrazive din uleiul vechi cresc dramatic uzura motorului și hipotermia motorului. Pornirea unui motor rece și încălzirea insuficientă duc la faptul că există o lubrifiere redusă în zona de contact a etanșărilor rotorului cu suprafața camerei de ardere și a capacelor laterale. Dacă motorul cu piston se blochează din cauza supraîncălzirii, atunci RPD cel mai adesea - în timpul pornirii unui motor rece (sau când conduceți pe vreme rece, când răcirea este excesivă).
În general, temperatura de funcționare a RPD este mai mare decât cea a motoarelor cu piston. Zona cea mai stresată termic este camera de ardere, care are un volum mic și, în consecință, o temperatură crescută, ceea ce complică procesul de aprindere a amestecului combustibil-aer (RPD-urile, datorită formei extinse a camerei de ardere, sunt predispuse la detonare, care poate fi atribuită și dezavantajelor acestui tip de motor). De aici și exactitatea RPD față de calitatea lumânărilor. De obicei, acestea sunt instalate în aceste motoare în perechi.
Motoarele cu piston rotativ cu caracteristici excelente de putere și viteză sunt mai puțin flexibile (sau mai puțin elastice) decât motoarele cu piston. Acestea oferă o putere optimă numai la turații suficient de mari, ceea ce îi obligă pe proiectanți să utilizeze RPD-uri în tandem cu cutii de viteze cu mai multe trepte și complică proiectarea transmisiei automate. În cele din urmă, RAP-urile nu sunt atât de economice pe cât ar trebui să fie în teorie.

Aplicare practică în industria auto

RPD-urile au fost cele mai răspândite la sfârșitul anilor '60 și începutul anilor '70 ai secolului trecut, când brevetul pentru motorul Wankel a fost cumpărat de 11 producători auto de top din lume.
În 1967, compania germană NSU a lansat seria NSU Ro 80 auto de clasă business. Acest model a fost produs timp de 10 ani și vândut în întreaga lume în valoare de 37.204 de exemplare. Mașina era populară, dar deficiențele RPD instalate în ea, în cele din urmă, au stricat reputația acestei minunate mașini. Pe fondul concurenților durabili, modelul NSU Ro 80 părea „palid” - kilometrajul înainte de revizia motorului cu cei 100 de mii de kilometri declarați nu depășea 50 de mii.
Preocuparea Citroen, Mazda, VAZ a experimentat cu RPD. Cel mai mare succes a fost obținut de Mazda, care și-a lansat autoturismul cu RPD în 1963, cu patru ani înainte de apariția NSU Ro 80. Astăzi, Mazda echipează mașinile sport din seria RX cu RPD-uri. Mașinile moderne Mazda RX-8 sunt scutite de multe dintre dezavantajele RPD-ului lui Felix Wankel. Sunt destul de ecologice și fiabile, deși sunt considerate „capricioase” în rândul proprietarilor de mașini și al specialiștilor în reparații.

Aplicare practică în industria motocicletelor

În anii 70 și 80, unii producători de motociclete au experimentat cu RPD-uri - Hercules, Suzuki și alții. În prezent, producția la scară mică a motocicletelor „rotative” este stabilită doar la Norton, care produce modelul NRV588 și pregătește motocicleta NRV700 pentru producția în serie.
Norton NRV588 este o bicicletă sport echipată cu un motor cu două rotori, cu un volum total de 588 de centimetri cubi și dezvoltând 170 de cai putere. Cu o greutate uscată a unei motociclete de 130 kg, raportul putere-greutate al unei biciclete sport pare literalmente prohibitiv. Motorul acestei mașini este echipat cu sistem de admisie variabil și sisteme electronice de injecție a combustibilului. Tot ce se știe despre modelul NRV700 este că puterea RPD a acestui sportbike va ajunge la 210 CP.

În grupul cilindru-piston (CPG), are loc unul dintre procesele principale, datorită căruia funcționează motorul cu ardere internă: eliberarea de energie ca urmare a arderii amestecului aer-combustibil, care este ulterior transformat într-un mecanic acțiune - rotația arborelui cotit. Principala componentă de lucru a CPG este pistonul. Datorită lui, sunt create condițiile necesare pentru arderea amestecului. Pistonul este prima componentă implicată în conversia energiei primite.

Pistonul motorului este cilindric. Este amplasat în căptușeala cilindrului motorului, este un element în mișcare - în timpul funcționării, este reciproc, din cauza căruia pistonul îndeplinește două funcții.

1. Când se deplasează înainte, pistonul reduce volumul camerei de ardere, comprimând amestecul de combustibil, care este necesar pentru procesul de ardere (la motoarele diesel, amestecul este aprins prin compresia sa puternică).
2. După aprinderea amestecului aer-combustibil din camera de ardere, presiunea crește brusc. Într-un efort de a crește volumul, împinge pistonul înapoi și face o mișcare de întoarcere, care este transmisă prin biela către arborele cotit.

PROIECTA

Dispozitivul piesei include trei componente:

1. Partea de jos.
2. Piesa de etanșare.
3. Fustă.

Aceste componente sunt disponibile atât în ​​pistoane dintr-o singură piesă (cea mai obișnuită opțiune), cât și în piese componente.

PARTEA DE JOS

Fundul este suprafața principală de lucru, deoarece acesta, pereții căptușelii și capul blocului formează o cameră de ardere în care amestecul de combustibil este ars.

Parametrul principal al fundului este forma, care depinde de tipul motorului cu ardere internă (ICE) și de caracteristicile sale de proiectare.

La motoarele în doi timpi, pistoanele sunt utilizate cu fund sferic - o proeminență de fund, ceea ce crește eficiența umplerii camerei de ardere cu un amestec și a eliminării gazelor de eșapament.

La motoarele pe benzină în patru timpi, fundul este plat sau concav. În plus, niște adâncituri tehnice sunt realizate la suprafață - adâncituri pentru discurile supapelor (elimină probabilitatea ca un piston să se ciocnească cu supapa), adâncituri pentru a îmbunătăți formarea amestecului.

La motoarele diesel, canelurile din partea de jos sunt cele mai dimensionale și au o formă diferită. Aceste adâncituri se numesc o cameră de combustie cu piston și sunt proiectate pentru a crea turbulențe în fluxul de aer și combustibil în cilindru pentru o mai bună amestecare.

Piesa de etanșare este proiectată pentru instalarea inelelor speciale (compresor și răzuitor de ulei), sarcina cărora este eliminarea spațiului dintre piston și peretele căptușelii, prevenind pătrunderea gazelor de lucru în spațiul sub-piston și lubrifianții în camera de ardere (acești factori reduc eficiența motorului). Acest lucru asigură transferul de căldură de la piston la căptușeală.

PARTEA DE ETANșARE

Partea de etanșare include caneluri în suprafața cilindrică a pistonului - caneluri situate în spatele fundului și punți între caneluri. La motoarele în doi timpi, inserții speciale sunt plasate suplimentar în caneluri, în care inelul se fixează. Aceste inserții sunt necesare pentru a elimina posibilitatea ca inelele să se rotească și să se blocheze în orificiile de intrare și ieșire, ceea ce le poate provoca prăbușirea.


Jumperul de la marginea de jos la primul inel se numește terenul capului. Această curea are cel mai mare efect de temperatură, astfel încât înălțimea sa este selectată pe baza condițiilor de funcționare create în interiorul camerei de ardere și a materialului pistonului.

Numărul de caneluri realizate pe partea de etanșare corespunde numărului de inele ale pistonului (și pot fi utilizate 2 - 6). Cel mai comun design este cu trei inele - două inele de compresie și un răzuitor de ulei.

În canelura pentru inelul racletului de ulei, se fac găuri pentru scurgerea uleiului, care este îndepărtat de inelul de pe peretele căptușelii.

Împreună cu partea inferioară, partea de etanșare formează capul pistonului.

FUSTĂ

Fusta acționează ca un ghid al pistonului, împiedicându-l să se schimbe poziția față de cilindru și asigurând doar mișcarea alternativă a piesei. Datorită acestei componente, se realizează o conexiune mobilă a pistonului cu biela.

Pentru conectare, se fac găuri în fustă pentru instalarea știftului pistonului. Pentru a crește rezistența la punctul de contact al degetului, în interiorul fustei se realizează mărgele masive speciale, numite șefi.

Pentru a fixa știftul pistonului în piston, canelurile pentru inelele de fixare sunt prevăzute în găurile de montare pentru acesta.

TIPURI DE PISTON

La motoarele cu ardere internă, se utilizează două tipuri de pistoane, care diferă prin design - dintr-o singură bucată și compozit.

Piesele solide sunt realizate prin turnare urmată de prelucrare. În procesul de turnare, se creează un martor din metal, căruia i se dă forma generală a piesei. Mai mult, pe mașinile de prelucrare a metalelor, suprafețele de lucru sunt prelucrate în piesa de prelucrat rezultată, canelurile sunt tăiate pentru inele, sunt realizate găuri tehnologice și caneluri.

În componente, capul și fusta sunt separate și sunt asamblate într-o singură structură în timpul instalării pe motor. Mai mult, asamblarea într-o singură bucată se realizează atunci când pistonul este conectat la biela. Pentru aceasta, pe lângă găurile știftului pistonului din fustă, există capete speciale pe cap.

Avantajul pistoanelor compozite este capacitatea de a combina materialele de fabricație, ceea ce crește performanța piesei.

MATERIALE DE FABRICAȚIE

Aliajele de aluminiu sunt utilizate ca material de fabricație pentru pistoanele solide. Părțile realizate din astfel de aliaje sunt caracterizate de o greutate redusă și o conductivitate termică bună. Dar, în același timp, aluminiul nu este un material rezistent la căldură și rezistent la căldură, ceea ce limitează utilizarea pistoanelor fabricate din acesta.

Pistoanele turnate sunt fabricate și din fontă. Acest material este durabil și rezistent la temperaturi ridicate. Dezavantajul lor este masa semnificativă și conductivitatea termică slabă, ceea ce duce la încălzirea puternică a pistoanelor în timpul funcționării motorului. Din această cauză, acestea nu sunt utilizate la motoarele pe benzină, deoarece temperatura ridicată determină aprinderea strălucitoare (amestecul aer-combustibil se aprinde din contactul cu suprafețele fierbinți și nu din scânteia bujiei).

Proiectarea pistoanelor compuse permite combinarea materialelor specificate între ele. În astfel de elemente, fusta este realizată din aliaje de aluminiu, ceea ce asigură o bună conductivitate termică, iar capul este fabricat din oțel rezistent la căldură sau fontă.

Dar elementele de tip compozit au și dezavantaje, inclusiv:

• capacitatea de a utiliza numai la motoarele diesel;
• mai multă greutate în comparație cu aluminiul turnat;
• necesitatea utilizării inelelor de piston din materiale rezistente la căldură;
• pret mai mare;

Datorită acestor caracteristici, domeniul de utilizare al pistoanelor compuse este limitat, acestea fiind utilizate numai pe motoare diesel de dimensiuni mari.

VIDEO: PISTON. PRINCIPIU DE FUNCȚIONARE A PISTONULUI MOTORULUI. DISPOZITIV

După cum sa menționat mai sus, dilatarea termică este utilizată într-un motor cu ardere internă. Dar cum se aplică și ce funcție îndeplinește, vom lua în considerare utilizarea exemplului de funcționare a unui motor cu combustie internă cu piston. Un motor este o mașină cu energie care transformă orice energie în lucru mecanic. Motoarele în care se creează lucrări mecanice ca urmare a conversiei energiei termice se numesc motoare termice. Energia termică se obține prin arderea oricărui tip de combustibil. Un motor termic, în care o parte din energia chimică a combustibilului ars în cavitatea de lucru este transformată în energie mecanică, se numește motor cu combustie internă cu piston. (Dicționar enciclopedic sovietic)

3. 1. Clasificarea motoarelor cu ardere internă

După cum sa menționat mai sus, ICE-urile, în care procesul de ardere a combustibilului cu eliberarea căldurii și transformarea acestuia în lucru mecanic, are loc direct în cilindri, sunt cele mai răspândite ca centrale electrice pentru mașini. Dar, în majoritatea mașinilor moderne, sunt instalate motoare cu ardere internă, care sunt clasificate în funcție de diverse criterii: Prin metoda de formare a amestecului - motoare cu formare de amestec extern, în care amestecul combustibil este pregătit în afara cilindrilor (carburator și gaz) și motoare cu formare de amestec intern (amestecul de lucru se formează în interiorul cilindrilor) -dieseluri; Prin modul de desfășurare a ciclului de lucru - patru timpi și doi timpi; După numărul de cilindri - monocilindric, dublu cilindric și multi-cilindric; Conform dispunerii cilindrilor - motoare cu dispunere verticală sau înclinată a cilindrilor pe un rând, în formă de V cu dispunerea cilindrilor la unghi (cu dispunerea cilindrilor la un unghi de 180, motorul se numește motor cu cilindri opuși, sau opuși); Prin metoda de răcire - pentru motoarele cu răcire lichidă sau cu aer; După tipul de combustibil utilizat - benzină, motorină, gaz și multi-combustibil; După raportul de compresie. În funcție de gradul de compresie, se face distincția între

motoare cu compresie ridicată (E = 12 ... 18) și scăzută (E = 4 ... 9); Prin metoda de umplere a cilindrului cu o nouă încărcare: a) motoare aspirate natural, în care se injectează aer sau un amestec combustibil datorită vidului în cilindru în timpul cursei de aspirație a pistonului;) motoare supraîncărcate, în care aerul sau un amestecul combustibil este injectat în cilindrul de lucru sub presiune, creat de compresor, pentru a crește sarcina și a obține o putere mai mare a motorului; În funcție de frecvența de rotație: de viteză mică, de mare viteză, de mare viteză; Prin scop, se disting motoarele staționare, auto-tractor, navă, diesel, aviație etc.

3.2. Bazele unui motor cu combustie internă cu piston

Motoarele cu ardere internă alternativă constau din mecanisme și sisteme care își îndeplinesc funcțiile atribuite și interacționează între ele. Părțile principale ale unui astfel de motor sunt mecanismul cu manivelă și mecanismul de distribuție a gazului, precum și sistemele de alimentare cu energie electrică, răcire, aprindere și lubrifiere.

Mecanismul manivelei transformă mișcarea alternativă rectilinie a pistonului în mișcarea de rotație a arborelui cotit.

Mecanismul de distribuție a gazelor asigură admiterea în timp util a amestecului combustibil în butelie și îndepărtarea produselor de ardere din acesta.

Sistemul de alimentare este proiectat pentru prepararea și furnizarea unui amestec combustibil în cilindru, precum și pentru îndepărtarea produselor de ardere.

Sistemul de lubrifiere servește la alimentarea cu ulei a părților care interacționează pentru a reduce forța de frecare și a le răci parțial, împreună cu aceasta, circulația uleiului duce la spălarea depozitelor de carbon și îndepărtarea produselor de uzură.

Sistemul de răcire menține o temperatură normală de funcționare a motorului, asigurând îndepărtarea căldurii din părțile cilindrilor grupului de pistoane și mecanismul supapelor care sunt foarte fierbinți în timpul arderii amestecului de lucru.

Sistemul de aprindere este conceput pentru a aprinde amestecul de lucru din cilindrul motorului.

Deci, un motor cu piston în patru timpi constă dintr-un cilindru și un carter, care este închis de jos printr-un rezervor. În interiorul cilindrului, un piston cu inele de compresie (etanșare) se mișcă, sub forma unui pahar cu fundul în partea superioară. Pistonul este conectat printr-un știft de piston și o bielă la arborele cotit, care se rotește în lagărele principale situate în carter. Arborele cotit este format din jurnale principale, obraji și jurnale ale bielei. Cilindrul, pistonul, biela și arborele cotit alcătuiesc așa-numitul mecanism al manivelei. De sus, cilindrul este acoperit cu un cap cu supape, a căror deschidere și închidere este strict coordonată cu rotația arborelui cotit și, în consecință, cu mișcarea pistonului.

Mișcarea pistonului este limitată la două poziții extreme la care viteza sa este zero. Poziția extremă superioară a pistonului se numește centru mort superior (TDC), poziția sa extremă inferioară este centrul mort inferior (BDC).

Mișcarea continuă a pistonului prin centrul mort este asigurată de un volant sub forma unui disc cu o jantă masivă. Distanța parcursă de piston de la TDC la BDC se numește cursa pistonului S, care este egală cu dublul razei R a manivelei: S = 2R.

Spațiul de deasupra coroanei pistonului când se află la TDC se numește cameră de combustie; volumul său este notat cu Vc; spațiul cilindrului între două puncte moarte (BDC și TDC) se numește volumul său de lucru și este notat cu Vh. Suma volumului camerei de ardere Vc și a volumului de lucru Vh este volumul total al cilindrului Va: Va = Vc + Vh. Volumul de lucru al cilindrului (este măsurat în centimetri cubi sau metri): Vh = pD ^ 3 * S / 4, unde D este diametrul cilindrului. Suma tuturor volumelor de lucru ale cilindrilor unui motor multi-cilindru se numește volumul de lucru al motorului, este determinată de formula: Vр = (pD ^ 2 * S) / 4 * i, unde i este numărul cilindrilor. Raportul dintre volumul total al cilindrului Va și volumul camerei de ardere Vc se numește raportul de compresie: E = (Vc + Vh) Vc = Va / Vc = Vh / Vc + 1. Raportul de compresie este un parametru important în motoarele cu ardere internă deoarece îi afectează foarte mult eficiența și puterea.