Cum funcționează un motor cu ardere internă și cum funcționează? Cum funcționează motorul cu ardere internă?

Invenția motorului combustie interna a permis omenirii să facă un pas semnificativ în dezvoltare. Acum motoarele care sunt folosite pentru a performa muncă utilă energia eliberată în timpul arderii combustibilului este utilizată în multe domenii ale activității umane. Dar aceste motoare sunt cele mai utilizate în transport.

Tot centrale electrice constau din mecanisme, unități și sisteme care interacționează între ele pentru a transforma energia eliberată în timpul arderii produselor inflamabile în mișcare de rotație arbore cotit... Această mișcare este munca lui utilă.

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

Principiul de funcționare

La ardere amestec combustibil constând din produse inflamabile și se emite aer mai multa cantitate energie. Mai mult, în momentul aprinderii amestecului, acesta crește semnificativ în volum, presiunea la epicentrul aprinderii crește, de fapt, are loc o mică explozie cu eliberarea de energie. Acest proces este luat ca bază.

Dacă arderea se realizează 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 perete. Dacă atașați ceva stoc pe acest perete, atunci acesta va funcționa deja munca mecanica- îndepărtându-se, va împinge această tijă. Prin conectarea tijei la manivelă, atunci când se mișcă, aceasta va face ca manivela să se rotească în jurul axei sale.

Asa functioneaza unitate de putere cu ardere internă - există un spațiu închis (căptușeală cilindrului) cu un perete mobil (piston). Peretele este conectat printr-o tijă (biela) cu o manivela ( arbore cotit). 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 principiul lucrului cu o explicație a componentelor simple. De fapt, procesul pare ceva mai complicat, deoarece trebuie mai întâi să asigurați curgerea amestecului în cilindru, să-l comprimați pentru o aprindere mai bună și, de asemenea, să îndepărtați produsele de ardere. Aceste acțiuni se numesc măsuri.

Cicluri totale de ceas 4:

• admisie (amestecul intră în cilindru);
• compresie (amestecul este comprimat prin reducerea volumului din 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);

Curse alternative ale motorului

De aici rezultă că numai cursa de lucru are un efect benefic, celelalte trei sunt pregătitoare. Fiecare cursă este însoțită de o anumită mișcare a pistonului. Se mișcă în jos în timpul admisiei și cursei și în sus în timpul compresiei și evacuarii. Și deoarece 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 singură pornire completă a arborelui cotit. Adică o jumătate de întoarcere a genunchilor. arbore, în care mișcarea pistonului în sus sau în jos este însoțită de două timpi. 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. arbore în jurul axei. Aceste motoare au fost desemnate motoare în 4 timpi.

Corp cilindric

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

Caracteristicile de proiectare ale blocului depind de anumite condiții - numărul de cilindri, locația acestora, 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. Cele mai multe unități vin cu un număr pereche 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 de cilindri este mai mare, aceștia sunt aranjați în două rânduri, cu un anumit unghi de poziție a unui rând față de celălalt, așa-numitele centrale electrice cu poziție în formă de V a cilindrilor. 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 locația 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.

Există două tipuri de răcire utilizate în centralele electrice - cu aer și lichid. Depinde de asta caracteristica de proiectare bloc. Blocați cu aer răcit design mai mic și mai simplu, deoarece cilindrii nu sunt incluși în designul său.

Un bloc răcit cu lichid este mai complex, designul său include cilindri, iar o manta de răcire este situată deasupra blocului cu cilindri. 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 (chiulasă). 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 complex.

mecanism manivelă

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 legătură mobilă la blocul cilindrilor. O astfel de conexiune asigură că acest arbore se rotește în jurul unei axe.

Un volant este atașat la un capăt al arborelui. Sarcina volantului este de a transfera mai departe cuplul de la arbore. Deoarece cu un motor în 4 timpi, există doar o jumătate de tură cu acțiune utilă- cursa de lucru, in timp ce restul necesita actiune inversa, care este efectuata de volant. Avand o masa insemnata si in rotatie, datorita energiei sale cinetice, asigura declansarea 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 de alunecare - căptușeli.

Grup cilindru-piston

Acest grup este format din garnituri de cilindri, pistoane, segmente de piston și degete. În acest grup are 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, sunt utilizate inele de piston, care împiedică amestecul și produsele de ardere să se scurgă între pereții căptușelii și piston.

Pistonul este conectat mobil la biela prin intermediul unui știft.

Mecanism de distribuție a gazelor

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

Avea motoare în doi timpi ca atare, nu există niciun mecanism. 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 gaz 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 din cap. Aceste deschideri sunt închise cu supape. Dacă este necesară alimentarea cu combustibil sau eliminarea gazelor din cilindru, se deschide supapa corespunzătoare. Deschiderea supapelor asigură arbore cu came, care cu pumnii înăuntru momentul potrivit apasă pe supapa necesară și asta deschide orificiul. Arborele cu came este antrenat 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 supapelor (în chiulasa). Transferul forței de la arbore la supape se realizează cu ajutorul tijelor și culbutorilor.

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. Designul acestui sistem depinde de combustibilul utilizat de motor. Principalul acum este combustibilul izolat din petrol, cu diferite fracțiuni - benzină și combustibil diesel.

Există două tipuri de motoare care folosesc benzină sistem de alimentare- carburator si injectie. În primul sistem, formarea amestecului se realizează în carburator. Acesta dozează și furnizează combustibil fluxului de aer care trece prin acesta, apoi acest amestec este alimentat în cilindri. Un astfel de sistem constă și rezervor de combustibil, conducte de combustibil, vid pompă de combustibil si carburator.

Sistem carburator

Același lucru se face și în mașinile cu injecție, dar dozarea lor este mai precisă. De asemenea, combustibilul din injectoare este adăugat la fluxul de aer aflat deja în galeria 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 situată în acesta, filtre, conducte de combustibil și șină de combustibil cu injectoare montate pe galeria de admisie.

Pentru motoarele diesel, furnizarea de componente amestec de combustibil produs separat. Mecanismul de distribuție a gazului furnizează numai aer cilindrii prin supape. Combustibilul este furnizat la cilindri separat, prin duze și sub presiune ridicată. Constă acest sistem din rezervor, filtre, pompa de combustibil presiune ridicata(pompa de injectie) si 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 cilindri, neutralizare parțială Substanțe dăunătoare, și reducerea sunetului atunci când gazele de eșapament sunt descărcate. Este format din colector de evacuare, rezonator, catalizator (nu întotdeauna) și amortizor.

Sistem de lubrifiere

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

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

Sistem de răcire

Mentinerea optima temperatura de lucru in timp ce motorul functioneaza, acesta este asigurat de sistemul de racire. Sunt utilizate două tipuri de sisteme - aer și lichid.

Sistemul de aer produce răcire prin suflarea aerului peste cilindri. Pentru o răcire mai bună pe cilindri se realizează aripioare de răcire.

V sistem fluid răcirea se realizează printr-un lichid care circulă într-o manta de răcire în contact direct cu peretele exterior al mânecilor. Un astfel de sistem constă dintr-o cămașă de răcire, o pompă de apă, un termostat, țevi și un radiator.

Sistem de aprindere

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

La mașinile pe benzină, aprinderea se realizează de la o scânteie care sare la un moment dat între electrozii bujiei incandescente instalate în capul blocului astfel încât fusta acesteia 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 rețeaua de bord auto, inclusiv sistemul de aprindere. Acest echipament pornește și motorul. Este format dintr-o baterie, generator, starter, cablaj, tot felul de senzori care monitorizează funcționarea și starea motorului.

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

Evoluții moderne

Sarcina principală pentru care se luptă producătorii de automobile este reducerea consumului de combustibil și a emisiilor de substanțe nocive în atmosferă. Prin urmare, acestea îmbunătățesc constant sistemul nutrițional, rezultatul este apariția recentă a sisteme de injectie cu injectie directa.

Cauta vederi alternative combustibil, 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. Așa este, de exemplu, motorul Wankel, dar până acum nu a avut un succes deosebit.

Fiecare dintre noi are masina specifica, totuși, 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 asta nu înseamnă deloc că trebuie să înțelegem cum funcționează. Le folosim doar în 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 oamenilor din mașină. Din acest motiv, vă recomandăm să acordați atenție studierii acestui articol despre cum funcționează un motor de mașină și în ce constă.

Istoricul dezvoltării motoarelor auto

Tradus din limba latină originală, motorul sau motorul înseamnă „conducere”. Astăzi, un motor este numit un dispozitiv specific conceput pentru a converti unul dintre tipurile de energie în mecanică. 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 design-urile. Se știe că August Otto a fost primul care a brevetat motorul în 4 timpi. Până acum, structura motorului a rămas practic neschimbată.

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

Considera tipuri moderne motoare autoși află căreia dintre ele aparține mașina ta.

Tipuri de motoare auto

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

Clasificarea motoarelor auto:

• Motoare diesel. Combustibilul diesel este furnizat cilindrilor 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 folosi gaz comprimat sau lichefiat. Aceste gaze sunt produse prin transformarea lemnului, cărbunelui sau turbei în combustibili gazoși.

Funcționarea și proiectarea unui motor cu ardere internă

Principiul de funcționare al unui motor de mașină- aceasta este o problemă de interes pentru 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 de funcționare a motorului pot fi utilizate în viață.

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

2. Piston, care este o sticlă metalică goală. Pe partea superioară există „caneluri” pentru segmentele pistonului.

3. Inele de piston. Inelele situate in partea de jos se numesc inele raclete de 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 a unui motor cu ardere internă este destul de simplu. Mai întâi, intră în camera de ardere de la duze, unde se amestecă cu aerul. Apoi emite o scânteie care se aprinde amestec combustibil-aer, făcându-l să explodeze. Gazele care se formează în urma acestei mișcă pistonul în jos, timp în care transferă mișcarea corespunzătoare arborelui cotit. Arborele cotit începe să rotească transmisia. După aceea, un set de viteze speciale transferă mișcarea roților din față sau puntea spate(în funcție de unitate, poate toate patru).

Așa funcționează un motor de mașină. Acum nu poți fi înșelat de specialiști fără scrupule care se vor ocupa de repararea unității de alimentare a mașinii tale.

Majoritatea șoferilor nu au idee ce este motorul unei mașini. Și este necesar să știți acest lucru, la urma urmei, nu în zadar, atunci când predau în multe școli de șoferi, elevilor li se spune principiul de funcționare a motorului cu ardere internă. Fiecare șofer ar trebui să aibă o idee despre cum funcționează motorul, deoarece aceste cunoștințe pot fi utile pe drum.

Bineînțeles că există tipuri diferiteși mărcile de motoare auto, a căror funcționare diferă între ele în detaliu (sisteme de injecție de combustibil, aranjarea cilindrilor etc.). Cu toate acestea, principiul de bază pentru toată lumea tipuri de motoare cu ardere internă ramane neschimbat.

Dispozitivul unui motor de mașină în teorie

Dispozitivul ICE este întotdeauna adecvat să ia în considerare utilizarea exemplului de funcționare a unui cilindru. Deși cel mai adesea mașini au 4, 6, 8 cilindri. În orice caz, partea principală a motorului este cilindrul. Adăpostește un piston care se poate mișca în sus și în jos. În același timp, există 2 limite ale mișcării sale - superioară și inferioară. Profesioniștii le numesc TDC și BDC (superioare și fund mort puncte).

Pistonul în sine este conectat la biela, iar biela la arborele cotit. Când pistonul se mișcă în sus și în jos, biela transferă sarcina arborelui cotit și acesta se rotește. Sarcinile arborelui sunt transferate pe roți, determinând mișcarea vehiculului.

Dar sarcina principală este de a face pistonul să funcționeze, deoarece el este principala forță motrice a acestui mecanism complex. Acest lucru se face cu benzină, motorină sau gaz. O picătură de combustibil care se aprinde în camera de ardere aruncă pistonul în jos cu mare forță, punându-l astfel în mișcare. Apoi pistonul prin inerție revine la limita superioară, unde se produce din nou explozia de benzină și acest ciclu se repetă constant până când șoferul oprește motorul.

Așa arată un motor de mașină. Cu toate acestea, aceasta este doar o teorie. Să aruncăm o privire mai atentă asupra motocicletelor.

Ciclu în patru timpi

Aproape toate motoarele funcționează într-un ciclu în 4 timpi:

1. Intrare combustibil.
2. Compresia combustibilului.
3. Combustie.
4. Evacuarea gazelor de evacuare în afara camerei de ardere.

Sistem

Figura de mai jos arată schema tipica dispozitive motor auto (un cilindru).

Această diagramă arată în mod clar elementele principale:

A - Arborele cu came.

B - Capacul supapei.

C - Supapa de evacuare prin care se scot gazele din camera de ardere.

D - Orificiu de evacuare.

E - Chiulasă.

F - Cavitatea lichidului de răcire. Cel mai adesea există antigel acolo, care răcește carcasa motorului de încălzire.

G - Bloc motor.

H - Baia de ulei.

I - Tigaia în care curge tot uleiul.

J - Bujie care generează o scânteie pentru a aprinde amestecul de combustibil.

K - Supapa de admisie prin care amestecul de combustibil intră în camera de ardere.

L - Intrare.

M - Piston care se mișcă în sus și în jos.

N - Biela conectată la piston. Este elementul principal care transmite forța arborelui cotit și transformă mișcarea liniară (în sus și în jos) în mișcare de rotație.

O - Rulment de biela.

P - Arborele cotit. Se rotește datorită mișcării pistonului.

De asemenea, merită evidențiat un astfel de element precum segmentele de piston (se mai numesc și inele de raclere a uleiului). Ele nu sunt prezentate în figură, dar sunt o parte importantă a sistemului motor al mașinii. Aceste inele se înfășoară în jurul pistonului și creează etanșarea maximă între pereții cilindrului și pistonului. Acestea împiedică pătrunderea combustibilului în baia de ulei și a uleiului în camera de ardere. Cele mai multe dintre motoarele vechi ale mașinilor VAZ și chiar motoare producatori europeni avea inele uzate care nu creează o etanșare eficientă între piston și cilindru, ceea ce poate determina pătrunderea uleiului în camera de ardere. Într-o astfel de situație, va exista consum crescut benzină și uleiuri „zhor”.

Acestea sunt elementele structurale de bază care se găsesc în toate motoarele cu ardere internă. De fapt, sunt mult mai multe elemente, dar nu vom atinge subtilitățile.

Cum functioneaza motorul?

Să începem cu poziția inițială a pistonului - este în partea de sus. V acest moment admisia este deschisă de o supapă, pistonul începe să se miște în jos și aspiră amestecul de combustibil în cilindru. În acest caz, doar o mică picătură de benzină intră în capacitatea cilindrului. Acesta este primul pas al muncii.

În timpul celei de-a doua curse, pistonul atinge punctul cel mai de jos, în timp ce admisia se închide, pistonul începe să se miște în sus, drept urmare amestecul de combustibil este comprimat, deoarece nu are unde să meargă în camera închisă. Când pistonul atinge punctul maxim maxim, amestecul de combustibil este comprimat la maxim.

A treia etapă este aprinderea amestecului de combustibil comprimat cu o bujie care emite o scânteie. Ca urmare, compoziția combustibilă explodează și împinge pistonul în jos cu mare forță.

Pe etapa finală piesa ajunge la limita inferioară și prin inerție revine în punctul superior. În acest moment, supapa de evacuare se deschide, amestecul de evacuare sub formă de gaz părăsește camera de ardere și prin sistem de evacuare iese în stradă. După aceea, ciclul, începând din prima etapă, se repetă din nou și continuă tot timpul până când șoferul oprește motorul.

Ca urmare a exploziei benzinei, pistonul se mișcă în jos și împinge arborele cotit. Se rotește și transferă sarcina pe roțile mașinii. Exact așa arată dispozitivul unui motor de mașină.

Diferența dintre motoarele pe benzină

Metoda descrisă mai sus este universală. Funcționarea aproape a tuturor motoarelor pe benzină se bazează pe acest principiu. Motoarele diesel se disting prin faptul că nu există lumânări - un element care aprinde combustibilul. Motorina este detonată de comprimarea puternică a amestecului de combustibil. Adică, în al treilea ciclu, pistonul se ridică, comprimă puternic amestecul de combustibil și explodează în mod natural sub influența presiunii.

Alternativa ICE

Rețineți că recent au apărut pe piață mașini electrice - mașini cu motoare electrice. Acolo, principiul de funcționare al motorului este complet diferit, deoarece sursa de energie nu este benzina, ci electricitatea în baterii reîncărcabile... Dar deocamdată piata auto aparține mașinilor cu motoare cu ardere internă și motoare electrice nu se poate lăuda cu o eficiență ridicată.

Câteva cuvinte în concluzie

Astfel de Dispozitiv ICE este aproape perfectă. Dar în fiecare an se dezvoltă noi tehnologii care cresc Eficiența muncii motor, caracteristicile benzinei sunt îmbunătățite. Cu o întreținere adecvată, un motor de mașină poate dura zeci de ani. Câteva motoare de succes ale japonezilor și preocupări germane„alergă” un milion de kilometri și devin inutilizabile numai din cauza uzurii mecanice a pieselor și a perechilor de frecare. Dar multe motoare, chiar și după a miliona de rulare, sunt revizuite cu succes și continuă să-și îndeplinească scopul propus.

Motorul este, fără îndoială, cea mai importantă parte a unei mașini. Într-adevăr, fără motor, mașina nu se va clinti, dar fără roți nici nu vei merge departe, așa că nu ne vom împărți sisteme auto prin importanță, dar încearcă doar să afli puțin mai multe despre un motor de mașină.

Motor Este o centrală electrică, o sursă de energie pentru o mașină. Este folosit pentru ca mașina să își poată îndeplini funcția principală - transportul de mărfuri și pasageri, dar în plus, energia generată de motor este utilizată pentru a asigura funcționarea tuturor sistemelor auxiliare, de exemplu, pentru funcționarea aerului. balsam.

Cu toate acestea, toate sisteme auxiliare sunt alimentate de obicei cu energie electrică generată de un generator sau extrasă din baterii. Dar generatorul este condus doar de motor, transferându-i energia mecanică a rotației arborelui.

Pentru a asigura deplasarea mașinii, se folosește și energia mecanică a arborelui motor, care este transmisă de la motor la roți prin transmisie.

Adică, de fapt, motorul este necesar pentru a transforma orice tip de energie în energie mecanică de rotație a arborelui, care este transmisă roților printr-un sistem de legături mecanice, făcând mașina să se miște.

Motor cu combustie interna

Când vorbim despre un motor de mașină, de cele mai multe ori ne imaginăm un motor cu ardere internă, care folosește benzină, motorină, gaz drept combustibil și, mai nou, se încearcă și hidrogenul.

Într-un motor cu ardere internă, după cum ați putea ghici, energia eliberată în timpul arderii substanțelor inflamabile este transformată în energie mecanică. Modelele motoarelor cu ardere internă pot diferi, există motoare cu piston, turbina rotativa si cu gaz.

Dar principiul muncii lor rămâne neschimbat. Energia eliberată în timpul arderii combustibilului este convertită în cele din urmă în energie mecanică de rotație a arborelui motorului și este transmisă printr-un sistem de legături mecanice către roți, determinându-le să se rotească.

Principalul dezavantaj al motoarelor cu ardere internă este respectarea mediului. Când combustibilul este ars, sunt emise multe substanțe nocive. Excepție de la aceasta este hidrogenul, al cărui produs de ardere este apa obișnuită, dar problema utilizării sale astăzi este costul ridicat, deși este probabil ca în viitor să fie principalul tip de combustibil.

Dar motoarele cu ardere internă nu sunt singurele motoare de mașină.

Motor electric

Există mașini care folosesc electricitatea ca sursă de energie. Cel mai popular și cel mai apropiat mod de transport auto, alimentat cu energie electrică, este cunoscutul troleibuz.

Dar nu o puteți numi o mașină cu drepturi depline, deoarece troleibuzul se poate mișca doar de-a lungul firelor întinse, de la care este alimentat de electricitate.

Dar probabil ați auzit de mașini numite vehicule electrice. Vehiculele electrice sunt vehicule care folosesc un motor electric ca motor.

Motorul electric, după cum înțelegeți, funcționează cu energie electrică, pe care o primește, de regulă, de la baterii reîncărcabile.

Mașinile electrice au multe avantaje față de mașinile care folosesc motoare cu ardere internă.

Sunt prietenoase cu mediul, practic silențioase (ceea ce nu este întotdeauna un plus), iau rapid viteză, nu au nevoie de cutie de viteze, poți chiar să faci fără transmisie dacă pui motoare pe fiecare dintre roți. Adică, astfel de mașini ar putea fi mult mai ieftine decât mașinile cu motoare cu ardere internă dacă s-au răspândit.

Dar există două puncte semnificative care limitează foarte mult utilizarea motoarelor electrice în mașinile moderne. Până acum, nu au fost inventate baterii care să poată stoca o cantitate suficientă de energie electrică.

Adică, autonomia unui vehicul electric astăzi este limitată la câteva zeci de kilometri. Dacă nu aprindeți farurile, casetofonul radio, aerul condiționat, atunci puteți conduce până la sute de kilometri, dar totuși este foarte puțin. De aproximativ 5-6 ori mai puțin decât cu o singură umplere cu benzină. Cu toate acestea, dezvoltatorii lucrează constant la acest lucru și este posibil ca atunci când citiți aceste rânduri, să existe deja o mașină electrică cu o rezervă de putere de peste 500 km.

Dar chiar și o mică rezervă de putere nu ar fi atât de teribilă dacă nu ar fi timpul necesar reîncărcării bateriilor. Dacă alimentarea cu benzină, motorină sau gaz durează 5-10 minute, atunci bateriile vor trebui încărcate timp de 12 ore, sau chiar o zi.

Prin urmare, în timp ce mașinile electrice pot fi folosite doar pentru călătorii scurte prin oraș, după care se încarcă toată noaptea.

Trenuri de propulsie hibride

Dar avantajul motoarelor electrice față de motoarele cu ardere internă este atât de mare încât dorința de a le folosi cel puțin parțial a dus la apariția centralelor hibride, care sunt acum destul de activ utilizate în mașini.

Centralele hibride sunt un motor cu ardere internă și un motor electric combinate pe o singură mașină (de regulă, sunt 4 dintre ele, câte unul pentru fiecare roată). Aceste mașini se numesc mașini hibride.

Există trei scheme de plante hibride.

În primul, energia motorului cu ardere internă este utilizată exclusiv pentru generarea de energie electrică folosind un generator. Și deja de la generator, energia este transferată la încărcarea bateriilor și la motoarele electrice, care asigură rotirea roților.

Dar o altă schemă este mai populară. În a doua schemă, tracțiunea se realizează atât de la motorul cu ardere internă, cât și de la motoarele electrice. Motoarele cu ardere internă și motoarele electrice pot fi utilizate atât independent, cât și împreună.

A treia opțiune este o combinație între prima și a doua.

În dispozitivul motor, pistonul este elementul cheie fluxul de lucru. Pistonul este realizat sub forma unei cupe metalice goale situate cu fundul sferic (capul pistonului) în sus. Partea de ghidare a pistonului, denumită altfel fusta, are caneluri puțin adânci concepute pentru a fixa inelele pistonului în ele. Scopul segmentelor pistonului este de a asigura, în primul rând, etanșeitatea spațiului de deasupra pistonului, unde, atunci când motorul funcționează, amestecul gaz-aer arde instantaneu, iar gazul care rezultă în expansiune nu se poate repezi în jurul fustei și se grăbește. sub piston. În al doilea rând, inelele împiedică uleiul de sub piston să intre în spațiul de deasupra pistonului. Astfel, inelele din piston acționează ca etanșări. Inelul de piston inferior (inferior) se numește inel de raclere a uleiului, iar inelul superior (superior) se numește inel de compresie, adică asigură grad înalt comprimarea amestecului.

Când un amestec de combustibil-aer sau de combustibil intră în cilindru de la carburator sau injector, acesta este comprimat de piston atunci când se mișcă 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, extinzându-se, împing brusc pistonul în jos. Astfel, energia termică a combustibilului este transformată într-o mișcare alternativă (sus-jos) a pistonului din cilindru.

Apoi, 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 rulmenți de susținere care se află în carterul motorului cu ardere internă. Când pistonul se mișcă, biela începe să rotească arborele cotit, din care cuplul este transmis transmisiei și - apoi prin sistemul de angrenaje - roților motoare.

Specificații motor Specificații motor Când se deplasează în sus și în jos, pistonul are două poziții numite puncte moarte. Punctul mort superior (PMS) este momentul ridicării maxime a capului și a întregului piston în sus, după care începe să se miște 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 când pistonul este la PMS formează o cameră de ardere, iar volumul maxim al cilindrului când pistonul este în 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.
Deplasarea totală a tuturor cilindrilor unui motor cu ardere internă este indicată în caracteristici tehnice motor, exprimat în litri, de aceea în viața de zi cu zi se numește cilindree a 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. Avea motoare 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 amestecului combustibil-aer, care afectează toxicitatea emisiilor în timpul funcţionării motorului cu ardere internă.
Puterea motorului are o denumire binară - in cai putere(CP) și în kilowați (kW). Pentru a converti unitățile una în alta, se aplică un factor de 0,735, adică 1 CP. = 0,735 kW.
Ciclul de lucru motor cu ardere internă în patru timpi este determinată de două rotații ale arborelui cotit - o jumătate de rotație pe cursă, corespunzătoare unei curse a pistonului. 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, pe arborele din afara carcasei motorului este instalat un disc masiv de volantă cu inerție mare, datorită căruia momentul de rotație a arborelui devine mai stabil în timp.

Principiul de funcționare al motorului cu ardere internă
Mașină modernă este condus cel mai adesea de un motor cu ardere internă. Există multe astfel de motoare. Ele diferă în volum, număr de cilindri, putere, viteză de rotație, combustibil uzat (motoare diesel, benzină și gaz cu ardere internă). Dar, în principiu, dispozitivul motorului cu ardere internă pare să fie.
Cum funcționează un motor și de ce se numește motor cu ardere 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 rar folosite pe mașini.
Motorul în patru timpi este numit datorită faptului că munca sa poate fi împărțită în patru părți, egale în timp. Pistonul se va mișca prin cilindru de patru ori - de două ori în sus și de două ori în jos. Cursa începe atunci când pistonul este la punctul său extrem de jos sau înalt. În mecanică, acesta se numește punct mort superior (TDC) și punct mort inferior (BDC).
Prima lovitură - lovitură de admisie

Primul accident vascular cerebral, cunoscut și sub numele de aport, începe cu TDC ( top mort puncte). Mișcându-se 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 mai multe supape de admisie. Numărul lor, dimensiunea, timpul petrecut în stare deschisă pot afecta semnificativ puterea motorului. Există motoare în care, în funcție de apăsarea pedalei de accelerație, se produce o creștere forțată a timpului de ședere supape de admisie deschis. Acest lucru se face pentru a crește cantitatea de combustibil aspirat, 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 atins punctul cel mai de jos, acesta începe să se ridice în sus, comprimând astfel amestecul care a intrat în cilindru la cursa de admisie. Amestecul de combustibil este comprimat la volumul camerei de ardere. Ce este această cameră? Spatiu liber intre top pistonul și partea superioară a cilindrului când pistonul se află în punctul mort superior se numește cameră de ardere. Supapele sunt complet închise în timpul acestui ciclu de funcționare a motorului. Cu cât sunt închise mai strâns, cu atât compresia este mai bună. Este de mare importanță în în acest caz, starea pistonului, cilindrului, segmentelor pistonului. Dacă există goluri mari, atunci compresia 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 concluziona despre gradul de uzură a motorului.

Al treilea ciclu - cursa de lucru

Al treilea ciclu este unul de lucru, începe de la TDC. Nu întâmplător i se spune muncitor. La urma urmei, în acest ciclu are loc acțiunea care face ca mașina să se miște. În acest ciclu, sistemul de aprindere intră în funcțiune. De ce acest sistem se numește așa? 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, este de 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 „creierul” 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 în stare închisă.

A patra măsură - ritmul de eliberare

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. Mișcându-se în sus, pistonul elimină 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 cilindrilor, și o supapă deasupra capului. Mecanismul supapei deasupra capului presupune amplasarea arborelui cu came în chiulasa (chiulasa). Există, de asemenea, mecanisme alternative de sincronizare a supapelor, cum ar fi o carcasă de sincronizare, un sistem desmodromic și un mecanism cu fază variabilă.
Pentru motoarele în doi timpi, sincronizarea supapelor se realizează folosind porturile de intrare și de evacuare din cilindru. Pentru motoare în patru timpi cel mai comun sistem este supapa deasupra capului, care va fi discutată mai jos.

Dispozitiv de cronometrare
În partea superioară a blocului de cilindri se află o chiulasă (chiulasa) cu un arbore cu came, supape, împingătoare sau culbutori situate pe acesta. Roata de antrenare a arborelui cu came este situată în afara chiulasei. Pentru a exclude scurgerile ulei de motor de sub capacul supapei, se instalează o etanșare de ulei pe suportul arborelui cu came. Însuși capacul supapei montat pe garnitură rezistentă la ulei și benzină. Cureaua sau lanțul de distribuție sunt puse pe scripetele arborelui cu came și sunt antrenate de angrenajul arborelui cotit. Pentru a tensiona cureaua se folosesc role de tensionare, iar pentru lanț se folosesc pantofi de tensionare. De obicei curea de distribuție pompa sistemului de răcire cu apă este activată, arbore intermediar pentru sistemul de aprindere și tracțiunea pompei ridicate pompa de injectie sub presiune(pentru optiuni diesel).
CU partea opusă arbore cu came prin antrenare directă sau cu ajutorul unei curele, poate fi condus amplificator cu vid, servodirectie 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 ridicătoarele de supape, acestea să fie apăsate pe ele 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 antrenate 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 (motoare timpurii) sau de un împingător. Există două tipuri de împingătoare. Primul este împingătorul, unde distanța este reglată de șaibe de calibrare, al doilea este împingătorul hidraulic. Împingătorul hidraulic înmoaie impactul asupra supapei datorită uleiului care se află în ea. Nu este necesară nicio ajustare a jocului camă-la-follower.

mecanism manivelă

Mecanism manivelă (abreviat în continuare - KShM) - mecanism motor. Scopul principal al KShM este de a converti mișcările alternative 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 din aliaje de aluminiu. Funcția principală a acestei părți este de a transforma schimbarea presiunii gazului în lucru mecanic sau invers, de a crea presiune din cauza mișcării alternative.
Pistonul este un fund, cap și fusta pliate împreună, care funcționează perfect diferite funcții... Coroana pistonului de formă plată, concavă sau convexă conține o cameră de ardere. Capul are caneluri canelate unde se afla segmentele pistonului (compresie si racleta de ulei). Inelele de compresie exclud pătrunderea gazelor în carter și piston inele raclete de ulei ajută la eliminarea excesului de ulei de pe pereții interiori ai cilindrului. Există două boturi în fustă pentru a găzdui știftul pistonului care conectează pistonul la biela.

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

Volanul este instalat la capătul arborelui cotit. Astăzi, volantele 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). Blocul cilindric oferă cămăși de răcire, paturi pentru rulmenții arborelui cotit și arborelui cu came, precum și puncte de montare pentru dispozitive și ansambluri. Cilindrul însuși acționează ca ghid pentru pistoane. Chiulasa contine o camera de ardere, orificii de admisie si evacuare, gauri filetate speciale pentru bujii, bucse si scaune presate. Etanseitatea legaturii dintre blocul cilindrilor si cap este asigurata de o garnitura. În plus, chiulasa este acoperită cu un capac ștanțat, iar între ele, de regulă, este instalată o garnitură din cauciuc rezistent la ulei.