Principiul de funcționare a motoarelor auto. Din ce este făcut un motor auto? Tipuri combinate de motoare cu ardere internă

Aceasta este partea introductivă a unei serii de articole dedicate Motor cu combustie interna, care este o scurtă excursie în istoria evoluției motorului cu ardere internă. De asemenea, articolul va atinge primele mașini.

Următoarele secțiuni vor detalia detaliile ICE-urilor:

Bielă-piston
Rotativ
Turbojet
Reactiv

Motorul a fost instalat pe o barcă care a putut urca pe râul Sona. Un an mai târziu, după testare, frații au primit un brevet pentru invenția lor, semnat de Napoleon Bonopart, pentru o perioadă de 10 ani.

Ar fi mai corect să numim acest motor jet, deoarece activitatea sa a constat în împingerea apei din țeavă sub fundul bărcii ...

Motorul consta dintr-o cameră de aprindere și o cameră de ardere, un burduf pentru injecția de aer, un distribuitor de combustibil și un dispozitiv de aprindere. Praful de cărbune a servit drept combustibil pentru motor.

Burduful a injectat un flux de aer amestecat cu praf de cărbune în camera de aprindere, unde o fitilă mocnită a aprins amestecul. După aceea, amestecul parțial aprins (praful de cărbune arde relativ lent) a intrat în camera de ardere, unde a ars complet și s-a extins.
Mai mult, presiunea gazelor a împins apa din țeava de eșapament, ceea ce a forțat barca să se miște, după care ciclul a fost repetat.
Motorul funcționa în modul impuls cu o frecvență de ~ 12 și / minut.

După ceva timp, frații au îmbunătățit combustibilul prin adăugarea de rășină și ulterior l-au înlocuit cu ulei și au proiectat un sistem de injecție simplu.
În următorii zece ani, proiectul nu a primit nicio dezvoltare. Claude s-a dus în Anglia pentru a promova ideea motorului, dar a irosit toți banii și nu a realizat nimic, iar Joseph a preluat fotografia și a devenit autorul primei fotografii din lume „View from the window”.

În Franța, în casa-muzeu din Niepses, este expusă o replică „Pyreolophore”.

Puțin mai târziu, de Riva și-a ridicat motorul pe o trăsură cu patru roți, care, potrivit istoricilor, a fost prima mașină cu motor cu ardere internă.

Despre Alessandro Volta

Volta a fost primul care a introdus plăcile de zinc și cupru în acid pentru a produce un curent electric continuu, creând prima sursă de curent chimic din lume („Stâlpul Voltaic”).

În 1776, Volta a inventat un pistol cu \u200b\u200bgaz, „pistolul Volta”, în care gazul a explodat dintr-o scânteie electrică.

În 1800 a construit o baterie chimică, care a făcut posibilă obținerea electricității prin reacții chimice.

Unitatea de măsură a tensiunii electrice poartă numele Volta - Volt.

A - cilindru, B - "bujie, C - piston, D - "balon" cu hidrogen, E - clichet, F - supapa de evacuare a gazelor de eșapament, G - mâner pentru controlul supapelor.

Hidrogenul a fost stocat într-un „balon” conectat printr-o țeavă la un cilindru. Alimentarea cu combustibil și aer, precum și aprinderea amestecului și eliberarea gazelor de eșapament, au fost efectuate manual, folosind pârghii.

Principiul de funcționare:

Aerul a pătruns în camera de ardere prin supapa de evacuare a gazelor de eșapament.
Supapa se închidea.
Supapa pentru furnizarea hidrogenului din bilă a fost deschisă.
Robinetul se închidea.
Prin apăsarea butonului, s-a aplicat o descărcare electrică la „lumânare”.
Amestecul a clipit și a ridicat pistonul în sus.
Supapa de evacuare a gazelor de eșapament se deschidea.
Pistonul a căzut sub propria greutate (era greu) și a tras frânghia, care a rotit roțile prin bloc.

După aceea, ciclul a fost repetat.

În 1813, de Riva a construit o altă mașină. Era o trăsură lungă de aproximativ șase metri, cu roți de doi metri în diametru și cântărind aproape o tonă.
Mașina a putut circula 26 de metri cu o încărcătură de pietre (aproximativ 700 lbs) și patru bărbați, cu o viteză de 3 km / h.
Cu fiecare ciclu, mașina se deplasa cu 4-6 metri.

Puțini dintre contemporanii săi au luat această invenție în serios, iar Academia Franceză de Științe a susținut că un motor cu ardere internă nu ar concura niciodată în performanță cu un motor cu aburi.

În 1833, Inventatorul american Lemuel Wellman Wright, a înregistrat un brevet pentru un motor cu combustie internă în doi timpi, răcit cu apă.
(Vezi mai jos) în cartea sa Gas and Oil Engines a scris următoarele despre motorul Wright:

„Desenul motorului este foarte funcțional și detaliile sunt minuțioase. Explozia amestecului acționează direct asupra pistonului, care roteste arborele manivelei prin biela. În aparență, motorul seamănă cu un motor cu abur de înaltă presiune în care gazul și aerul sunt pompate din rezervoare separate. Amestecul din containerele sferice a fost incendiat în timpul ridicării pistonului la TDC (punctul mort superior) și l-a împins în jos / în sus. La sfârșitul cursei, supapa se deschidea și descărca gazele de eșapament în atmosferă. "

Nu se știe dacă acest motor a fost construit vreodată, dar există un plan pentru acesta:

În 1838, Inginerul englez William Barnett a primit un brevet pentru trei motoare cu ardere internă.

Primul motor este un singur efect în doi timpi (combustibil ars doar pe o parte a pistonului) cu pompe separate pentru gaz și aer. Amestecul a fost aprins într-un cilindru separat, iar apoi amestecul de ardere a curs în cilindrul de lucru. Intrarea și ieșirea au fost efectuate prin supape mecanice.

Al doilea motor a repetat primul, dar a avut efect dublu, adică arderea a avut loc alternativ pe ambele părți ale pistonului.

Al treilea motor a fost, de asemenea, cu acțiune dublă, dar avea orificii de intrare și ieșire în pereții cilindrului care se deschideau când pistonul a ajuns la punctul extrem (ca în cazul celor două timpi moderne). Acest lucru a făcut posibilă eliberarea automată a gazelor de eșapament și admiterea unei noi încărcări a amestecului.

O caracteristică distinctivă a motorului Barnett a fost aceea că amestecul proaspăt a fost comprimat de piston înainte de a fi aprins.

Plan pentru unul dintre motoarele lui Barnett:

În anii 1853-57, Inventatorii italieni Eugenio Barzanti și Felice Matteucci au dezvoltat și brevetat un motor cu combustie internă cu doi cilindri cu o capacitate de 5 l / s.
Brevetul a fost acordat de London Office, deoarece legislația italiană nu putea garanta o protecție suficientă.

Construcția prototipului a fost încredințată companiei Bauer & Co. din Milano " (Helvetica), și finalizat la începutul anului 1863. Succesul motorului, care a fost mult mai eficient decât cel cu abur, a fost atât de mare încât compania a început să primească comenzi din întreaga lume.

Motorul Barzanti-Matteucci monocilindru timpuriu:

Model cu două cilindri Barzanti-Matteucci:

Matteucci și Barzanti au încheiat un acord pentru producția motorului cu o companie belgiană. Barzanti a plecat în Belgia pentru a supraveghea personal lucrarea și a murit brusc de tifos. Odată cu moartea lui Barzanti, toate lucrările la motor au fost întrerupte, iar Matteucci a revenit la fostul său post de inginer hidraulic.

În 1877, Matteucci a susținut că el și Barzanti erau principalii creatori ai motorului cu ardere internă, iar motorul construit de August Otto era foarte asemănător cu motorul Barzanti-Matteucci.

Documentele referitoare la brevetele lui Barzanti și Matteucci sunt păstrate în arhivele bibliotecii Museo Galileo din Florența.

Cea mai importantă invenție a lui Nikolaus Otto a fost motorul cu ciclu în patru timpi - ciclul Otto. Acest ciclu este în centrul majorității motoarelor pe benzină și pe benzină până în prezent.

Ciclul în patru timpi a fost cea mai mare realizare tehnică a lui Otto, dar s-a descoperit curând că, cu câțiva ani înainte de invenția sa, același principiu al motorului a fost descris de inginerul francez Beau de Roche. (Vezi deasupra)... Un grup de industriași francezi a contestat brevetul lui Otto în instanță, instanța considerând argumentele lor convingătoare. Drepturile lui Otto în temeiul brevetului său au fost reduse semnificativ, inclusiv revocarea monopolului său în ciclul în patru timpi.

În ciuda faptului că concurenții au lansat producția de motoare în patru timpi, modelul Otto dezvoltat de mulți ani de experiență a fost încă cel mai bun, iar cererea pentru acesta nu s-a oprit. Până în 1897, au fost produse aproximativ 42 de mii de motoare de diferite capacități. Cu toate acestea, faptul că gazul luminos a fost folosit ca combustibil a restrâns cu mult sfera de aplicare a acestora.
Numărul fabricilor de iluminat și gaze a fost nesemnificativ chiar și în Europa, în timp ce în Rusia erau doar două - la Moscova și Sankt Petersburg.

În 1865, Inventatorul francez Pierre Hugo a primit un brevet pentru o mașină care era un motor vertical, monocilindric, cu acțiune dublă, în care două pompe de cauciuc alimentate de un arborele cotit au fost utilizate pentru alimentarea amestecului.

Hugo a proiectat ulterior un motor orizontal similar cu motorul Lenoir.

Muzeul Științei, Londra.

În 1870, Inventatorul austro-ungar Samuel Marcus Siegfried a proiectat un motor cu ardere internă care funcționează pe combustibil lichid și l-a instalat pe un cărucior cu patru roți.

Astăzi, această mașină este bine cunoscută sub numele de „Prima mașină Marcus”.

În 1887, în colaborare cu Bromovsky & Schulz, Markus a construit o a doua mașină, a doua mașină Marcus.

În 1872, un inventator american a brevetat un motor cu combustie internă cu două cilindri cu presiune constantă alimentat cu kerosen.
Brighton și-a numit motorul „Motor pregătit”.

Primul cilindru a servit ca un compresor care a forțat aerul în camera de ardere, în care a fost alimentat continuu kerosen. În camera de ardere, amestecul a fost aprins și prin mecanismul bobinei a intrat în al doilea - cilindrul de lucru. O diferență semnificativă față de alte motoare a fost că amestecul aer-combustibil a ars treptat și la presiune constantă.

Cei interesați de aspectele termodinamice ale motorului pot citi despre ciclul Brighton.

În 1878, Inginer scoțian Sir (cavalerizat în 1917) a dezvoltat primul motor în doi timpi cu aprindere cu aer comprimat. El a brevetat-o \u200b\u200bîn Anglia în 1881.

Motorul funcționa într-un mod curios: aerul și combustibilul erau furnizați cilindrului din dreapta, unde era amestecat și acest amestec era împins în cilindrul din stânga, unde se aprindea amestecul de la lumânare. Extinderea a avut loc, ambii pistoane au coborât, din cilindrul din stânga (prin conducta ramificată stângă) au fost emise gaze de eșapament și o nouă porție de aer și combustibil a fost aspirată în cilindrul din dreapta. După inerție, pistoanele au fost ridicate și ciclul a fost repetat.

În 1879, a construit o benzină complet fiabilă doua lovituri motor și a primit un brevet pentru acesta.

Cu toate acestea, adevăratul geniu al lui Benz s-a manifestat prin faptul că în proiectele ulterioare a reușit să combine diverse dispozitive (accelerație, aprindere cu scânteie a bateriei, bujie, carburator, ambreiaj, cutie de viteze și radiator) la produsele lor, care la rândul lor au devenit standardul pentru toată ingineria mecanică.

În 1883, Benz a fondat compania Benz & Cie pentru producția de motoare pe gaz și în 1886 a brevetat în patru timpi motorul pe care l-a folosit în mașinile sale.

Datorită succesului Benz & Cie, Benz a reușit să înceapă să proiecteze vagoane fără cai. Combinând experiența sa în fabricarea motoarelor și hobby-ul său de lungă durată de a proiecta biciclete, până în 1886 a construit primul său automobil și l-a numit „Benz Patent Motorwagen”.

Designul seamănă puternic cu un triciclu.

Motor cu combustie internă în patru timpi, cu un singur cilindru, cu un volum de lucru de 954 cm3., Instalat pe " Benz Patent Motorwagen".

Motorul a fost echipat cu o volantă mare (utilizată nu numai pentru rotația uniformă, ci și pentru pornire), un rezervor de gaz de 4,5 litri, un carburator de tip evaporativ și o supapă glisantă prin care combustibilul a intrat în camera de ardere. Aprinderea a fost efectuată cu o bujie de proiectare proprie Benz, a cărei tensiune a fost alimentată de la bobina Rumkorf.

Răcirea a fost apă, dar nu un ciclu închis, ci evaporativ. Aburul a scăpat în atmosferă, astfel încât mașina trebuia alimentată nu numai cu benzină, ci și cu apă.

Motorul a dezvoltat 0,9 CP. la 400 rpm și a accelerat mașina la 16 km / h.

Karl Benz își conduce mașina.

Puțin mai târziu, în 1896, Karl Benz a inventat motorul boxer (sau motor plat) în care pistoanele ajung în punctul mort superior în același timp, echilibrându-se astfel reciproc.

Muzeul Mercedes-Benz din Stuttgart.

În 1882, Inginerul englez James Atkinson a inventat ciclul Atkinson și motorul Atkinson.

Motorul Atkinson este în esență un motor în patru timpi ciclul Otto, dar cu un mecanism de manivelă modificat. Diferența a fost că în motorul Atkinson, toate cele patru curse s-au produs într-o singură revoluție a arborelui cotit.

Utilizarea ciclului Atkinson în motor a permis reducerea consumului de combustibil și a zgomotului în timpul funcționării datorită presiunii mai mici de evacuare. În plus, acest motor nu a necesitat o cutie de viteze pentru a acționa mecanismul de distribuție a gazului, deoarece deschiderea supapelor a condus arborele cotit.

În ciuda mai multor avantaje (inclusiv eludarea brevetelor Otto) motorul nu a fost utilizat pe scară largă datorită complexității producției și a altor dezavantaje.
Ciclul Atkinson oferă performanțe și economie de mediu mai bune, dar necesită rpm ridicate. La turații reduse, oferă un cuplu relativ mic și se poate bloca.

Motorul Atkinson este utilizat în prezent la vehiculele hibride Toyota Prius și Lexus HS 250h.

În 1884, Inginerul britanic Edward Butler, la expoziția de biciclete din Londra „Stanley Cycle Show” a prezentat desenele unei mașini cu trei roți cu motor pe combustie internă pe benzină, iar în 1885 a construit-o și a arătat-o \u200b\u200bla aceeași expoziție, numind-o „Velocycle”. De asemenea, Butler a fost primul care a folosit cuvântul benzină.

Velocycle a fost brevetat în 1887.

Velocycle a fost echipat cu un motor pe benzină monocilindru, în patru timpi, echipat cu o bobină de aprindere, carburator, clapetă de accelerație și răcire cu lichid. Motorul a dezvoltat o putere de aproximativ 5 CP. cu un volum de 600 cm3 și a accelerat mașina la 16 km / h.

De-a lungul anilor, Butler a îmbunătățit performanța vehiculului său, dar a fost împiedicat să-l testeze din cauza „Legii steagului roșu” (publicat în 1865) , conform căruia vehiculele nu trebuie să depășească o viteză care depășește 3 km / h. În plus, trei persoane trebuiau să fie prezente în mașină, dintre care una trebuia să meargă în fața mașinii cu steagul roșu. (astfel sunt măsurile de securitate) .

În revista English Mechanic din 1890, Butler scria - „Autoritățile interzic utilizarea mașinii pe șosea, drept urmare refuz să mă dezvolt în continuare”.

Din cauza lipsei de interes public pentru mașină, Butler a luat-o deoparte și a vândut drepturile de brevet către Harry J. Lawson. (producător de biciclete) , care a continuat să fabrice motorul pentru a fi utilizat pe bărci.

Butler însuși a continuat să creeze motoare staționare și marine.

În 1891, Herbert Aykroyd Stewart, în colaborare cu Richard Hornsby și Sons, a construit motorul Hornsby-Akroyd, în care combustibilul (kerosenul) a fost injectat sub presiune în cameră suplimentară (datorită formei sale, a fost numită „minge fierbinte”)montat pe chiulasa si conectat la camera de ardere printr-un pasaj ingust. Combustibilul a fost aprins din pereții fierbinți ai camerei suplimentare și s-a repezit în camera de ardere.

1. Cameră suplimentară (minge fierbinte).
2. Cilindru.
3. Piston.
4. Carter.

Pentru a porni motorul, s-a folosit o suflantă, cu care s-a încălzit o cameră suplimentară. (după pornire a fost încălzit de gazele de eșapament)... Din această cauză, motorul Hornsby-Akroyd care a fost predecesorul motorului diesel proiectat de Rudolf Dieselsunt deseori numite „semi-diesel”. Cu toate acestea, un an mai târziu, Aykroyd și-a îmbunătățit motorul adăugându-i o „jachetă de apă” (brevet datat 1892), care a crescut temperatura din camera de ardere prin creșterea raportului de compresie, iar acum nu mai era nevoie de o sursă de încălzire suplimentară.

În 1893, Rudolph Diesel a primit brevete pentru un motor termic și un „ciclu Carnot” modificat numit „Metodă și aparat pentru conversia căldurii în muncă”.

În 1897, la „Uzina de construcție a mașinilor din Augsburg” (din 1904 MAN), cu participarea financiară a companiilor lui Friedrich Krupp și a fraților Sulzer, a fost creat primul motor diesel funcțional al lui Rudolf Diesel
Puterea motorului a fost de 20 de cai putere la 172 rpm, randamentul a fost de 26,2% cu o greutate de cinci tone.
Acest lucru a depășit cu mult motoarele Otto existente cu o eficiență de 20% și turbinele cu aburi marine cu o eficiență de 12%, ceea ce a stârnit un interes puternic pentru industrie în diferite țări.

Motorul Diesel era în patru timpi. Inventatorul a descoperit că eficiența unui motor cu ardere internă este crescută prin creșterea raportului de compresie a amestecului combustibil. Dar este imposibil să comprimați puternic amestecul combustibil, deoarece atunci presiunea și temperatura cresc și se aprinde spontan înainte de timp. Prin urmare, Diesel a decis să comprime nu amestecul combustibil, ci aerul curat și la sfârșitul compresiei injectează combustibil în cilindru sub presiune puternică.
Deoarece temperatura aerului comprimat a ajuns la 600-650 ° C, combustibilul s-a auto-aprins, iar gazele, în expansiune, au mutat pistonul. Astfel, Diesel a reușit să crească semnificativ eficiența motorului, să scape de sistemul de aprindere și să folosească o pompă de combustibil de înaltă presiune în locul carburatorului
În 1933, Elling a profetic scris: „Când am început să lucrez la turbina cu gaz în 1882, am fost ferm convins că invenția mea va fi solicitată în industria avioanelor.”

Din păcate, Elling a murit în 1949, niciodată înainte de era aviației cu turboreactor.

Singura fotografie pe care am putut să o găsim.

Poate cineva va găsi ceva despre acest om în „Muzeul Tehnologic Norvegian”.

În 1903, Konstantin Eduardovici Ciolkovski, în revista „Revista științifică” a publicat un articol „Investigația spațiilor mondiale cu dispozitive cu jet”, unde a demonstrat mai întâi că un dispozitiv capabil să facă un zbor spațial este o rachetă. Articolul propunea, de asemenea, primul proiect al unei rachete cu rază lungă de acțiune. Corpul său era o cameră metalică alungită, echipată cu motor cu jet de lichid (care este și un motor cu ardere internă) ... El a propus utilizarea hidrogenului lichid și, respectiv, a oxigenului ca combustibil și oxidant.

Probabil pe această notă spațială-rachetă, merită să finalizați partea istorică, deoarece a venit secolul al XX-lea și au început să fie produse peste tot motoare de ardere internă.

Postfață filozofică ...

K.E. Ciolkovski credea că în viitorul previzibil oamenii vor învăța să trăiască, dacă nu pentru totdeauna, atunci cel puțin pentru o perioadă foarte lungă de timp. În acest sens, va fi puțin spațiu (resurse) pe Pământ și navele vor fi necesare pentru a se muta pe alte planete. Din păcate, ceva în această lume a mers prost și, cu ajutorul primelor rachete, oamenii au decis să distrugă pur și simplu felul lor ...

Mulțumesc tuturor celor care l-au citit.

Toate drepturile rezervate © 2016
Orice utilizare a materialelor este permisă numai cu un link activ către sursă.

Partea 1. MOTOR ȘI MECANISMELE LUI

Motorul este o sursă de energie mecanică.

Marea majoritate a mașinilor utilizează un motor cu ardere internă.

Un motor cu ardere internă este un dispozitiv în care energia chimică a unui combustibil este transformată în lucru mecanic util.

Motoarele cu combustie internă auto sunt clasificate:

După tipul de combustibil utilizat:

Lichid ușor (gaz, benzină),

Lichide grele (motorină).

Motoare pe benzină

Carburator pe benzină.Amestec combustibil-aer pregătindu-se încarburator sau în colectorul de admisie folosind duze de pulverizare (mecanice sau electrice), apoi amestecul este introdus în cilindru, comprimat și apoi aprins cu ajutorul unei scântei care alunecă între electrozilumânări .

Injecție benzină Amestecarea are loc prin injectarea benzinei în galeria de admisie sau direct în cilindru folosind pulverizareainjectoare ( injector s). Există sisteme de injecție cu punct unic și multipunct de diferite sisteme mecanice și electronice. În sistemele de injecție mecanică, combustibilul este dozat de un mecanism cu piston-pârghie cu posibilitatea de reglare electronică a compoziției amestecului. În sistemele electronice, formarea amestecului se efectuează sub controlul unei injecții a unei unități de control electronic (ECU), care controlează supapele electrice pe benzină.

Motoare pe gaz

Motorul arde hidrocarburi în stare gazoasă ca combustibil. Cel mai adesea, motoarele pe gaz funcționează pe propan, dar există altele care funcționează cu combustibil asociat (petrol), lichefiat, furnal, generator și alte tipuri de combustibil gazos.

Diferența fundamentală între motoarele pe benzină și motoarele pe benzină și diesel într-un raport de compresie mai mare. Utilizarea gazului face posibilă evitarea uzurii inutile a pieselor, deoarece procesele de ardere ale amestecului combustibil-aer au loc mai corect, datorită stării inițiale (gazoase) a combustibilului. De asemenea, motoarele pe gaz sunt mai economice, deoarece gazul este mai ieftin decât petrolul și este mai ușor de extras.

Avantajele incontestabile ale motoarelor pe gaz includ siguranța și lipsa de fum a eșapamentului.

De la sine, motoarele pe gaz sunt rareori produse în masă, cel mai adesea apar după modificarea motoarelor tradiționale cu ardere internă, prin dotarea lor cu echipamente speciale pe gaz.

Motoare diesel

Motorina specială este injectată într-un anumit punct (înainte de a ajunge la punctul mort superior) în cilindru sub presiune ridicată printr-un injector. Un amestec combustibil se formează direct în cilindru pe măsură ce se injectează combustibil. Mișcarea pistonului în cilindru determină încălzirea și aprinderea ulterioară a amestecului aer-combustibil. Motoarele diesel sunt cu turație redusă și au un cuplu ridicat pe arborele motorului. Un avantaj suplimentar al unui motor diesel este acela că, spre deosebire de motoarele cu aprindere pozitivă, nu are nevoie de energie electrică pentru a funcționa (la motoarele diesel auto, sistemul electric este utilizat doar pentru pornire) și, ca urmare, se tem mai puțin de apă.

Prin metoda de aprindere:

Scânteie (benzină)

Compresie (motorină).

După numărul și dispunerea cilindrilor:

In linie,

Opus,

În formă de V,

VR - în formă,

În formă de W.

Motor în linie

Acest motor este cunoscut încă de la începutul construcției de motoare pentru automobile. Cilindrii sunt situați într-un rând perpendicular pe arborele cotit.

Demnitate: simplitatea designului

Dezavantaj: cu un număr mare de cilindri, se obține o unitate foarte lungă, care nu poate fi poziționată transversal față de axa longitudinală a vehiculului.

Motor boxer

Motoarele opuse orizontal au o marjă mai mică decât motoarele în linie sau de tip V, ceea ce reduce centrul de greutate al întregului vehicul. Greutatea redusă, designul compact și dispunerea simetrică reduc momentul de girație al vehiculului.

Motor în formă de V

Pentru a scurta lungimea motoarelor, acest motor are cilindri înclinați între 60 și 120 de grade, axele longitudinale ale cilindrilor trecând prin axa longitudinală a arborelui cotit.

Demnitate: motor relativ scurt

Dezavantaje: motorul este relativ lat, are două capete de bloc separate, cost de fabricație crescut, o deplasare prea mare.

Motoare VR

În căutarea unei soluții de compromis pentru execuția motoarelor pentru autoturismele de clasă mijlocie, acestea au ajuns la crearea motoarelor VR. Șase cilindri la 150 de grade formează un motor relativ îngust și, în general, scurt. În plus, un astfel de motor are un singur cap de bloc.

W-motoare

În motoarele familiei W, două bănci de cilindri în versiunea VR sunt conectate într-un singur motor.

Cilindrii fiecărui rând sunt așezați la un unghi de 150 unul față de celălalt, iar rândurile de cilindri în sine sunt situate la un unghi de 720.

Un motor auto tipic are două mecanisme și cinci sisteme.

Mecanismele motorului

Mecanism manivelă,

Mecanism de distribuție a gazului.

Sisteme de motoare

Sistem de răcire,

Sistem de lubrifiere,

Sistem de alimentare,

Sistem de aprindere,

Sistem de evacuare.

mecanism cu manivela

Mecanismul manivelei este conceput pentru a transforma mișcarea alternativă a pistonului din cilindru în mișcarea de rotație a arborelui cotit al motorului.

Mecanismul manivelei constă din:

Bloc cilindru cu carter,

Cap cilindru,

Ulei motor,

Pistoane cu inele și știfturi,

Shatunov,

Arbore cotit,

Volant.

Corp cilindric

Este o piesă dintr-o singură piesă care unește cilindrii motorului. Blocul cilindrului are suprafețe de sprijin pentru instalarea arborelui cotit, chiulasa este de obicei atașată la partea superioară a blocului, partea inferioară face parte din carter. Astfel, blocul de cilindri este baza motorului de care sunt agățate restul pieselor.

Turnarea de regulă - din fontă, mai rar - din aluminiu.

Blocurile realizate din aceste materiale nu sunt în niciun caz egale în proprietățile lor.

Deci, un bloc din fontă este cel mai rigid, ceea ce înseamnă că, toate celelalte lucruri fiind egale, rezistă la cel mai înalt grad de forțare și este cel mai puțin sensibil la supraîncălzire. Capacitatea termică a fontei este de aproximativ jumătate din cea din aluminiu, ceea ce înseamnă că un motor cu bloc din fontă se încălzește mai repede la temperatura de funcționare. Cu toate acestea, fonta este foarte grea (de 2,7 ori mai grea decât aluminiul), predispusă la coroziune, iar conductivitatea termică a acesteia este de aproximativ 4 ori mai mică decât cea a aluminiului, astfel încât sistemul de răcire al unui motor cu carter din fontă funcționează într-un mod mai intens.

Blocurile de cilindri din aluminiu sunt mai ușoare și se răcesc mai bine, dar în acest caz există o problemă cu materialul din care sunt realizați direct pereții cilindrului. Dacă pistoanele motorului cu un astfel de bloc sunt fabricate din fontă sau oțel, vor uza foarte repede pereții cilindrului de aluminiu. În cazul în care pistoanele sunt fabricate din aluminiu moale, vor „apuca” pur și simplu pereții, iar motorul se va bloca instantaneu.

Cilindrii din blocul de cilindri pot fi fie parte a turnării blocului de cilindri, fie pot fi bucșe separate înlocuibile, care pot fi „umede” sau „uscate”. În plus față de componenta motorului, blocul cilindrului are funcții suplimentare, cum ar fi baza sistemului de lubrifiere - prin găurile din blocul cilindrului, uleiul este alimentat sub presiune către punctele de lubrifiere, iar în motoarele răcite cu lichid, baza sistemului de răcire - prin găuri similare, lichidul circulă prin blocul cilindrului.

Pereții cavității interioare a cilindrului servesc și ca ghidaje pentru piston atunci când acesta se deplasează între pozițiile extreme. Prin urmare, lungimea generatoarei cilindrului este predeterminată de lungimea cursei pistonului.

Cilindrul funcționează în condiții de presiuni variabile în cavitatea pistonului de mai sus. Pereții săi interni sunt în contact cu flăcările și gazele fierbinți încălzite la temperaturi de 1500-2500 ° C. În plus, viteza medie de alunecare a pistonului de-a lungul pereților cilindrilor la motoarele auto atinge 12-15 m / sec, cu o lubrifiere insuficientă. Prin urmare, materialul utilizat pentru fabricarea cilindrilor trebuie să aibă o rezistență mecanică ridicată, iar însăși structura pereților trebuie să aibă o rigiditate crescută. Pereții cilindrilor trebuie să reziste la o abraziune bună cu lubrifiere limitată și să aibă o rezistență generală ridicată împotriva altor tipuri posibile de uzură

În conformitate cu aceste cerințe, fonta gri perlitică cu mici adaosuri de elemente de aliere (nichel, crom etc.) este utilizată ca material principal pentru cilindri. De asemenea, se utilizează aliaje din fontă, oțel, magneziu și aluminiu cu un aliaj înalt.

Cap cilindru

Este a doua cea mai importantă și mai mare componentă a motorului. Capul conține camere de ardere, supape și dopuri pentru cilindri, în care un arbore cu came cu came se rotește pe lagăre. La fel ca în blocul de cilindri, există canale și cavități de apă și ulei în capul său. Capul este atașat la blocul de cilindri și, atunci când motorul funcționează, formează un singur întreg cu blocul.

Baie de ulei

Acoperă fundul carterului (turnat ca unitate cu blocul de cilindri) și este folosit ca rezervor pentru ulei și protejează piesele motorului de contaminare. Există un dop de scurgere a uleiului de motor în partea de jos a rezervorului. Paletul este înșurubat la carter. Pentru a preveni scurgerile de ulei, este instalată o garnitură între ele.

Piston

Un piston este o parte cilindrică care se întoarce în interiorul cilindrului și servește la transformarea unei modificări a presiunii gazului, vaporilor sau a lichidului în lucru mecanic sau invers - o mișcare alternativă într-o schimbare de presiune.

Pistonul este împărțit în trei părți cu funcții diferite:

Fund,

Piesa de etanșare,

Piesa de ghidare (fustă).

Forma fundului depinde de funcția îndeplinită de piston. De exemplu, în motoarele cu ardere internă, forma depinde de locația bujiilor, injectoarelor, supapelor, proiectarea motorului și alți factori. Cu forma concavă a fundului, se formează cea mai rațională cameră de ardere, dar depozitele de carbon sunt mai intense în ea. Cu fundul convex, rezistența pistonului crește, dar forma camerei de ardere se deteriorează.

Partea de jos și partea de etanșare formează capul pistonului. Inelele de compresie și racletele de ulei sunt situate în partea de etanșare a pistonului.

Distanța de la coroana pistonului la canelura primului inel de compresie se numește curea de foc a pistonului. În funcție de materialul din care este fabricat pistonul, centura de foc are o înălțime minimă admisibilă, o scădere în care poate duce la arderea pistonului de-a lungul peretelui exterior, precum și la distrugerea scaunului inelului de compresie superior.

Funcțiile de etanșare efectuate de grupul de pistoane sunt esențiale pentru funcționarea normală a motoarelor cu pistoane. Starea tehnică a motorului este evaluată de capacitatea de etanșare a grupului de pistoane. De exemplu, la motoarele auto nu este permis ca consumul de ulei din cauza epuizării sale datorită pătrunderii excesive (aspirației) în camera de ardere să depășească 3% din consumul de combustibil.

Fusta pistonului (portbagajul) este partea sa de ghidare atunci când se deplasează în cilindru și are două cleme (cleme) pentru instalarea știftului pistonului. Pentru a reduce tensiunile de temperatură ale pistonului de pe ambele părți, unde sunt amplasate șanțurile, metalul este îndepărtat de pe suprafața fustei la o adâncime de 0,5-1,5 mm. Aceste caneluri, care îmbunătățesc lubrifierea pistonului în cilindru și previn riscul de deformare termică, sunt numite „coolere”. Un inel pentru răzuitor de ulei poate fi, de asemenea, situat în partea inferioară a fustei.

Pentru fabricarea pistoanelor se folosesc fontele gri și aliajele de aluminiu.

Fontă

Avantaje: Pistoanele din fontă sunt rezistente și rezistente la uzură.

Datorită coeficientului lor redus de expansiune liniară, pot funcționa cu jocuri relativ mici, oferind o etanșare bună a cilindrului.

Dezavantaje: Fonta are o greutate specifică destul de mare. În acest sens, domeniul de aplicare al pistoanelor din fontă este limitat la motoarele cu turație relativ mică, în care forțele inerțiale ale maselor alternative nu depășesc o șesime din forța presiunii gazului pe coroana pistonului.

Fonta are o conductivitate termică scăzută; prin urmare, încălzirea fundului pistonilor din fontă atinge 350-400 ° C. O astfel de încălzire nu este de dorit, mai ales în motoarele cu carburator, deoarece provoacă aprindere strălucitoare.

Aluminiu

Marea majoritate a motoarelor moderne de automobile au pistoane din aluminiu.

Avantaje:

Greutate redusă (cu cel puțin 30% mai puțin comparativ cu fonta);

Conductivitate termică ridicată (de 3-4 ori mai mare decât conductivitatea termică a fontei), care asigură încălzirea coroanei pistonului nu mai mult de 250 ° C, care contribuie la o mai bună umplere a cilindrilor și permite creșterea raportului de compresie la motoarele pe benzină;

Proprietăți anti-frecare bune.

Bielă

Biela este o piesă de legăturăpiston (prinștiftul pistonului) și jurnalul bieleiarbore cotit... Servește pentru a transfera mișcări alternative de la piston la arborele cotit. Pentru o uzură mai redusă pe jantele bielelor arborelui cotit, puneți-le între ele și bielecăptușeli speciale care au un strat anti-frecare.

Arbore cotit

Arborele cotit este o parte complexă cu jante pentru fixarebiele , din care percepe eforturile și le transformă încuplu .

Arborele cotit este fabricat din carbon, crom-mangan, crom-nichel-molibden și alte oțeluri, precum și din fonte speciale de înaltă rezistență.

Principalele elemente ale arborelui cotit

Gâtul rădăcinii - suportul arborelui aflat în principalținând găzduit încarter motor.

Jurnal bielă - un suport cu care este conectat arborelebiele (sunt disponibile canale de ulei pentru ungerea rulmenților bielelor).

Obrajii - conectați jurnalele principale și ale bielei.

Partea arborelui de ieșire din față (nas) - partea arborelui pe care se aflăangrenaj sauscripete priza de putere pentru unitatemecanism de distribuție a gazului (sincronizare) și diverse unități auxiliare, sisteme și ansambluri.

Arborele de ieșire spate (tija) - partea arborelui care se conectează cuvolant sau un echipament masiv de preluare a puterii principale.

Contragreutăți - asigurați descărcarea lagărelor principale de la forțele de inerție centrifuge de ordinul întâi al maselor dezechilibrate ale manivelei și ale părții inferioare a bielei.

Volant

Disc masiv dințat. Angrenajul este necesar pentru pornirea motorului (angrenajul de pornire se cuplează cu angrenajul volanului și învârte arborele motorului). De asemenea, volanta servește la reducerea rotației inegale a arborelui cotit.

Mecanism de distribuție a gazului

Proiectat pentru admisia în timp util a amestecului combustibil în butelii și pentru eliberarea gazelor de eșapament.

Principalele părți ale mecanismului de distribuție a gazului sunt:

Arbore cu came,

Supape de admisie și evacuare.

Arbore cu came

Motoarele se disting prin amplasarea arborelui cu came:

Cu un arbore cu came situat încorp cilindric (Cam-in-Block);

Cu un arbore cu came situat în chiulasă (Cam-in-Head).

În motoarele auto moderne, este de obicei situat în partea de sus a capuluicilindrii și conectat lascripete sau o pinionă dințatăarbore cotit curea sau, respectiv, lanțul de distribuție și se rotește la jumătate din frecvență decât cea din urmă (pe motoarele în 4 timpi).

O parte integrantă a arborelui cu came estecame , al cărui număr corespunde numărului de intrare și ieșiresupape motor. Astfel, fiecare supapă are o camă individuală, care deschide supapa rulând pe pârghia robinetului supapei. Când camera „scapă” de pârghie, supapa este închisă de un arc puternic de retur.

Motoarele cu o configurație în linie de cilindri și o pereche de supape pe cilindru au de obicei un arbore cu came (în cazul a patru supape pe cilindru, două) și în formă de V și opuse - fie unul în prăbușirea blocului, fie două, câte unul pentru fiecare semibloc ( în fiecare cap de bloc). Motoarele cu 3 supape pe cilindru (cel mai adesea două intrări și o ieșire) au de obicei un arbore cu came pe chiulasă, în timp ce motoarele cu 4 supape pe cilindru (două intrări și 2 ieșiri) au câte 2 arbori cu came în fiecare chiulasă.

Motoarele moderne au uneori sisteme variabile de sincronizare a supapelor, adică mecanisme care permit rotirea arborelui cu came în raport cu pinionul de acționare, schimbând astfel deschiderea și închiderea (faza) supapelor, ceea ce face posibilă umplerea mai eficientă a cilindrilor cu amestecul de lucru la viteze diferite.

Supapă

Supapa este formată dintr-un cap plat și o tijă, conectate printr-o tranziție lină. Pentru o mai bună umplere a cilindrilor cu un amestec combustibil, diametrul capului supapei de admisie este mult mai mare decât diametrul supapei de evacuare. Deoarece supapele funcționează la temperaturi ridicate, acestea sunt fabricate din oțeluri de înaltă calitate. Supapele de admisie sunt fabricate din oțel crom, supapele de evacuare sunt rezistente la căldură, deoarece acestea din urmă vin în contact cu gazele de evacuare combustibile și încălzesc până la 600 - 800 0 С.

Cum funcționează motorul

Noțiuni de bază

Punct mort - poziția superioară a pistonului în cilindru.

Punct mort din partea de jos - poziția extremă inferioară a pistonului în cilindru.

Cursa pistonului - distanța pe care pistonul o parcurge de la un punct mort la altul.

Camera de ardere - spațiul dintre chiulasă și piston atunci când se află în punctul mort superior.

Deplasarea cilindrului - spațiul eliberat de piston atunci când se deplasează de la punctul mort superior la punctul mort inferior.

Cilindrul motorului - suma volumelor de lucru ale tuturor cilindrilor motorului. Este exprimat în litri, prin urmare se numește adesea cilindrata motorului.

Volum complet cilindru - suma volumului camerei de ardere și a volumului de lucru al cilindrului.

Rata compresiei - arată de câte ori volumul total al cilindrului este mai mare decât volumul camerei de ardere.

Comprimare -presiunea în cilindru la sfârșitul cursei de compresie.

Tact - un proces (parte a ciclului de lucru) care are loc în cilindru în timpul unei curse de piston.

Ciclul de funcționare a motorului

Prima lovitură - aport... Când pistonul se deplasează în jos, se formează un vid în cilindru, sub acțiunea căruia un amestec combustibil (un amestec de combustibil și aer) intră în cilindru prin supapa de admisie deschisă.

A doua măsură - compresie ... Pistonul se deplasează în sus sub acțiunea arborelui cotit și a bielei. Ambele supape sunt închise și amestecul combustibil este comprimat.

Al 3-lea ciclu - cursă de lucru ... La sfârșitul cursei de compresie, amestecul combustibil se aprinde (de la compresia unui motor diesel, de la o scânteie la un motor pe benzină). Sub presiunea gazelor în expansiune, pistonul se deplasează în jos și prin bielă conduce arborele cotit în rotație.

Al 4-lea bar - eliberați ... Pistonul se deplasează în sus, iar gazele de evacuare scap prin supapa de evacuare deschisă.

Motor cu ardere internă (ICE) - cel mai comun tip de motor auto. Funcționarea unui motor de acest tip se bazează pe proprietatea gazelor de a se extinde la încălzire. Sursa de căldură din motor este un amestec de combustibil și aer (amestec combustibil).

Motoarele cu ardere internă sunt de două tipuri: benzină și motorină. Într-un motor pe benzină, un amestec combustibil (benzină cu aer) este aprins în interiorul cilindrului de o scânteie generată la bujia 3 (Fig. 3). Într-un motor diesel, amestecul combustibil (motorină cu aer) este aprins prin comprimare și nu sunt utilizate bujii. La ambele tipuri de motoare, presiunea amestecului de gaz combustibil format în timpul arderii crește și este transmisă pistonului 7. Pistonul se deplasează în jos și prin biela 8 acționează asupra arborelui cotit 11, forțându-l să se rotească. Pentru a netezi scuturele și o rotație mai uniformă a arborelui cotit, la capătul său este instalată o volantă masivă 9.

Fig. 3. Diagrama motorului monocilindric.

Să luăm în considerare conceptele de bază ale motorului cu ardere internă și principiul funcționării acestuia.

Pistonul 1 este instalat în fiecare cilindru 2 (Fig. 4). Poziția sa extremă superioară se numește centru mort superior (TDC), iar partea inferioară extremă este numită centru mort inferior (BDC). Distanța parcursă de piston de la un punct mort la altul se numește cursa pistonului. Într-o singură cursă a pistonului, arborele cotit se va roti cu o jumătate de tură.

Fig. 4. Diagrama cilindrului

Camera de combustie (compresie) - acesta este spațiul dintre chiulasă și piston când se află la TDC.

Deplasarea cilindrului - spațiul eliberat de piston atunci când se deplasează de la TDC la BDC.

Cilindrul motorului este volumul de lucru al tuturor cilindrilor motorului. Este exprimat în litri, prin urmare se numește adesea cilindrata motorului.

Volum complet cilindru - suma volumului camerei de ardere și a volumului de lucru al cilindrului.

Raportul de compresie arată de câte ori volumul total al cilindrului este mai mare decât volumul camerei de ardere. Raportul de compresie pentru un motor pe benzină este de 8 ... 10, pentru un motor hesel - 20 ... 30.

Compresia trebuie distinsă de raportul de compresie.

Comprimare - această presiune din cilindru la sfârșitul cursei de compresie caracterizează starea tehnică (gradul de uzură) al motorului. Dacă compresia este mai mare sau egală numeric cu raportul de compresie, starea motorului poate fi considerată normală.

Puterea motorului - o valoare care arată ce fel de lucru face motorul pe unitate de timp. Puterea se măsoară în kilowați (kW) sau cai putere (CP), cu o putere de aproximativ 0,74 kW.

Cuplul motorului este egal din punct de vedere numeric cu produsul forței care acționează asupra pistonului în timpul expansiunii gazelor în cilindru, pe brațul acțiunii sale (raza manivelei este distanța de la axa principală a jambarului la axa jambierului arborelui cotit) Cuplul determină forța de tracțiune pe roțile mașinii: cu cât cuplul este mai mare, cu atât dinamica de accelerație a mașinii este mai bună.

Puterea și cuplul maxim sunt dezvoltate de motor la anumite turații ale arborelui cotit (indicate în caracteristicile tehnice ale fiecărui vehicul).

Tact - un proces (parte a ciclului de lucru) care are loc în cilindru în timpul unei curse de piston. Un motor al cărui ciclu de lucru are loc în patru curse de piston se numește patru timpi, indiferent de numărul de cilindri.

Ciclul de funcționare al unui motor cu carburator în patru timpi. Curge într-un cilindru în următoarea secvență (Fig. 5):

Fig. 5. Ciclul de funcționare al unui motor în patru timpi

Fig. 6. Schema motorului cu patru cilindri

Prima lovitură - aport. Când pistonul 3 se deplasează în jos, se formează un vid în cilindru, sub acțiunea căruia un amestec combustibil (un amestec de combustibil și aer) intră în cilindru din sistemul de alimentare prin supapa de admisie deschisă 1. Împreună cu gazele reziduale din cilindru, amestecul combustibil formează un amestec de lucru și ocupă întregul volum al cilindrului;

A doua măsură - compresie. Pistonul se deplasează în sus sub acțiunea arborelui cotit și a bielei. Ambele supape sunt închise și amestecul de lucru este comprimat până la volumul camerei de ardere;

Al 3-lea ciclu - cursă de lucru sau extensie. La sfârșitul cursei de compresie, se generează o scânteie electrică între electrozii bujiei, care aprinde amestecul de lucru (într-un motor diesel, amestecul de lucru se aprinde spontan). Sub presiunea gazelor în expansiune, pistonul se deplasează în jos și prin bielă conduce arborele cotit în rotație;

A 4-a bară - eliberare Pistonul se deplasează în sus și, prin supapa de evacuare deschisă 4, gazele de evacuare ies din cilindru.

Odată cu cursa descendentă ulterioară a pistonului, cilindrul este din nou umplut cu amestecul de lucru și ciclul se repetă.

De obicei, un motor are cilindri multipli. La mașinile autohtone sunt instalate de obicei motoare cu patru cilindri (pe mașinile Oka - cu doi cilindri). La motoarele cu mai mulți cilindri, cursele cilindrilor se succed într-o secvență specifică. Alternarea curselor sau curselor cu același nume în cilindrii motoarelor cu mai mulți cilindri într-o anumită secvență se numește ordinea de funcționare a cilindrilor motorului. Ordinea de funcționare a cilindrilor într-un motor cu patru cilindri este cel mai adesea luată ca I -3-4-2 sau mai rar I -2-4-3, unde numerele corespund numerelor cilindrilor începând din fața motorului. Diagrama din Fig. 6 caracterizează cursele care apar în cilindri în timpul primei jumătăți de rotație a arborelui cotit. Procedura de funcționare a motorului este necesară pentru a cunoaște conexiunea corectă a firelor de înaltă tensiune la bujii la stabilirea momentului de aprindere și pentru secvența de reglare a distanțelor termice din supape.

De fapt, orice motor real este mult mai complex decât circuitul simplificat prezentat în Fig. 3. Luați în considerare elementele tipice ale proiectării motorului și principiile de funcționare a acestora.

Suficient de simplu, în ciuda numeroaselor detalii care îl alcătuiesc. Să luăm în considerare acest lucru în detaliu.

Dispozitiv ICE general

Fiecare dintre motoare are un cilindru și un piston. În prima, energia termică este transformată în energie mecanică, care este capabilă să provoace mișcarea mașinii. În doar un minut, acest proces se repetă de câteva sute de ori, datorită căruia arborele cotit care iese din motor se rotește continuu.

Motorul unei mașini constă din mai multe complexe de sisteme și mecanisme care transformă energia în lucru mecanic.

Baza sa este:

distribuția gazelor;

mecanism cu manivela.

În plus, în acesta funcționează următoarele sisteme:

• aprindere;

• răcire;

mecanism cu manivela

Datorită lui, mișcarea alternativă a arborelui cotit se transformă în rotație. Acesta din urmă este transmis tuturor sistemelor mai ușor decât cel ciclic, mai ales că legătura finală de transmisie este roțile. Și funcționează prin rotație.

Dacă mașina nu ar fi un vehicul cu roți, este posibil ca acest mecanism de mișcare să nu fie necesar. Cu toate acestea, în cazul mașinii, funcționarea manivelei este pe deplin justificată.

Mecanism de distribuție a gazului

Datorită curelei de distribuție, amestecul de lucru sau aerul intră în cilindri (în funcție de caracteristicile formării amestecului în motor), apoi gazele de eșapament și produsele de ardere sunt îndepărtate.

În același timp, schimbul de gaze are loc la momentul stabilit într-o anumită cantitate, organizat pe cicluri și garantând un amestec de lucru de înaltă calitate, precum și obținând cel mai mare efect din căldura degajată.

Sistem de alimentare

Amestecul de aer / combustibil este ars în butelii. Sistemul în cauză le reglementează aprovizionarea într-o cantitate și o proporție strictă. Există formare de amestec extern și intern. În primul caz, aerul și combustibilul sunt amestecate în afara cilindrului, iar în celălalt, în interiorul acestuia.

Sistemul de alimentare cu formare de amestec extern are un dispozitiv special numit carburator. În acesta, combustibilul este atomizat într-un mediu aerian și apoi intră în cilindri.

O mașină cu un sistem de formare a amestecului intern se numește injecție și motorină. În ele, cilindrii sunt umpluți cu aer, unde combustibilul este injectat prin mecanisme speciale.

Sistem de aprindere

Aici are loc aprinderea forțată a amestecului de lucru din motor. Unitățile diesel nu au nevoie de acest lucru, deoarece procesul lor se realizează prin aer ridicat, care devine de fapt roșu.

O descărcare electrică cu scânteie este utilizată în principal în motoare. Cu toate acestea, pe lângă acestea, pot fi utilizate tuburi de aprindere, care aprind amestecul de lucru cu o substanță care arde.

Poate fi incendiat în alte moduri. Dar cel mai practic astăzi este sistemul de scântei electrice.

start

Acest sistem realizează rotația arborelui cotit al motorului la pornire. Acest lucru este necesar pentru demararea funcționării mecanismelor individuale și a motorului în sine ca întreg.

Un starter este utilizat în principal pentru pornire. Datorită lui, procesul este ușor, fiabil și rapid. Dar este posibilă și o variantă a unei unități pneumatice, care funcționează pe stoc în receptoare sau prevăzută cu un compresor acționat electric.

Cel mai simplu sistem este manivela, prin care arborele cotit este rotit în motor și începe funcționarea tuturor mecanismelor și sistemelor. Până nu demult, toți șoferii o luau cu ei. Cu toate acestea, nu s-ar putea pune problema de orice comoditate în acest caz. Prin urmare, astăzi toată lumea face fără ea.

Răcire

Sarcina acestui sistem este de a menține o anumită temperatură a unității de operare. Faptul este că arderea în cilindrii amestecului are loc odată cu eliberarea căldurii. Componentele și piesele motorului devin fierbinți și trebuie răcite constant pentru a funcționa normal.

Cele mai frecvente sunt sistemele lichide și aeriene.

Pentru ca motorul să se răcească constant, este necesar un schimbător de căldură. La motoarele cu versiune lichidă, rolul său este jucat de un radiator, care constă din multe tuburi pentru a-l muta și a transfera căldura pe pereți. Eșapamentul este mărit și mai mult printr-un ventilator instalat lângă radiator.

La dispozitivele răcite cu aer se folosește ariparea suprafețelor celor mai fierbinți elemente, datorită căreia zona de schimb de căldură crește semnificativ.

Acest sistem de răcire este ineficient și, prin urmare, rar instalat pe mașinile moderne. Este utilizat în principal pe motociclete și motoare cu ardere internă mici, care nu necesită muncă grea.

Sistem de lubrifiere

Ungerea pieselor este necesară pentru a reduce pierderea de energie mecanică care apare în mecanismul de manivelă și sincronizare. În plus, procesul ajută la reducerea uzurii pieselor și a răcirii.

Ungerea la motoarele auto este utilizată în principal sub presiune, unde uleiul este alimentat prin conducte prin intermediul unei pompe.

Unele elemente sunt lubrifiate prin stropire sau scufundare în ulei.

Motoare în doi și patru timpi

Dispozitivul motorului unei mașini de primul tip este utilizat în prezent într-o gamă destul de îngustă: pe motorete, motociclete ieftine, bărci și mașini de tuns gaz. Dezavantajul său este pierderea amestecului de lucru în timpul îndepărtării gazelor de eșapament. În plus, suflarea forțată și cerințele crescute pentru stabilitatea termică a supapei de evacuare determină o creștere a prețului motorului.

Într-un motor în patru timpi, nu există astfel de dezavantaje din cauza prezenței unui mecanism de distribuție a gazului. Totuși, acest sistem are și propriile sale probleme. Cea mai bună performanță a motorului va fi atinsă într-o gamă foarte mică de turații a arborelui cotit.

Dezvoltarea tehnologiilor și apariția unităților electronice de control au făcut posibilă rezolvarea acestei probleme. Structura internă a motorului include acum un control electromagnetic, cu ajutorul căruia este selectat modul optim de distribuție a gazului.

Principiul de funcționare

ICE funcționează după cum urmează. După ce amestecul de lucru intră în camera de ardere, acesta este comprimat și aprins de o scânteie. Când este ars, se generează o presiune super-puternică în cilindru, care acționează pistonul. Începe să se deplaseze spre punctul mort de jos, care este a treia cursă (după admisie și comprimare), numită cursă de putere. În acest moment, datorită pistonului, arborele cotit începe să se rotească. Pistonul, la rândul său, deplasându-se către punctul mort superior, împinge gazele de eșapament, care este a patra cursă a motorului - eșapamentul.

Toate lucrările în patru timpi sunt destul de simple. Pentru a înțelege mai ușor atât structura generală a motorului mașinii, cât și funcționarea acestuia, este convenabil să vizionați un videoclip care demonstrează în mod clar funcționarea motorului cu ardere internă.

Tuning

Mulți proprietari de mașini, obișnuiți cu mașina lor, vor să obțină mai mult de la ea decât poate oferi. Prin urmare, nu este neobișnuit ca acest lucru să se facă prin reglarea motorului, mărind puterea acestuia. Acest lucru se poate face în mai multe moduri.

De exemplu, reglarea cipurilor este cunoscută, atunci când, prin reprogramarea computerului, motorul este reglat la o funcționare mai dinamică. Această metodă are atât suporteri, cât și adversari.

Metoda mai tradițională este reglarea motorului, în care se efectuează unele modificări. Pentru aceasta, se face o înlocuire cu pistoane și biele adecvate acestuia; este instalată o turbină; se efectuează manipulări complexe cu aerodinamică și așa mai departe.

Dispozitivul unui motor de mașină nu este atât de complicat. Cu toate acestea, datorită numărului uriaș de elemente incluse în acesta și a necesității de a le coordona între ele, pentru ca orice modificare să aibă rezultatul dorit, este necesar un profesionalism ridicat al persoanei care le va realiza. Prin urmare, înainte de a decide asupra acestui lucru, merită să cheltuiți efortul pentru a găsi un adevărat maestru al meșteșugului său.

Motor pe gaz - un tip special de motor cu combustie internă cu piston (motor cu ardere internă), în care vehiculul (un amestec de combustibil și aer) este aprins în cilindri forțat folosind o scânteie electrică, iar benzina este utilizată ca combustibil.

Compania GM

Tipuri de motoare pe benzină

Motoarele moderne pe benzină pot fi clasificate în mai multe categorii.

1. După numărul de cilindri - cu un cilindru, doi cilindri și mai mulți cilindri.
2. Prin dispunerea cilindrilor:
   • motoare în linie (cilindrii sunt dispuși strict în rând înclinat sau vertical);
   • Motoare în formă de V (cilindrii sunt înclinați);
   • Motoare W (cilindrii sunt înclinați pe patru rânduri cu arborele cotit)
   • motoare boxer (cilindri inclinați la 180 de grade)
3. Conform metodei de obținere a amestecului de combustibil - injecție, carburator.
4. După tipul de lubrifiere - separat (uleiul este doar în carter), amestecat (uleiul este amestecat cu combustibil).
5. Conform metodei de răcire - răcire lichidă, răcire cu aer.
6. După tipul de cicluri - două timpi, patru timpi.
7. Prin tipul de amestec de aer furnizat cilindrilor - supraîncărcat, aspirat natural.

Principiul de funcționare al unui motor pe benzină

Lucrarea unui motor pe benzină, ca orice alt motor cu ardere internă, constă în arderea amestecului de combustibil într-un spațiu închis, în acest caz, într-o cameră de ardere. Când vehiculul arde, se eliberează o cantitate mare de energie termică, care pornește funcționarea mecanică a mecanismului motorului principal.

Pentru a asigura o funcționare mecanică constantă a motorului cu ardere internă, trebuie efectuată o alimentare neîntreruptă (ciclică) a vehiculului în camera de ardere.

În majoritatea cazurilor, motoarele pe benzină sunt în patru timpi, cu un ciclu de funcționare de patru timpi:

• admisie;
• comprimare;
• accident vascular cerebral de lucru;
• eliberare

Mai multe detalii despre fiecare dintre cele 4 bare.

Admisie

Mișcarea pistonului începe dintr-un punct (inferior sau superior), în același timp, supapa de admisie se deschide și combustibilul este furnizat în camera de ardere. După ce pistonul se oprește în punctul extrem opus, toate supapele de admisie sunt închise.

Comprimare

La această cursă, pistonul revine la punctul său de pornire, comprimând amestecul de combustibil primit, crescând temperatura de încălzire. După ce pistonul atinge punctul său extrem, amestecul de combustibil comprimat este aprins de bujie.

Accident vascular cerebral de lucru

În timpul arderii, amestecul de combustibil formează gaze, a căror expansiune determină împingerea pistonului în afară. Toate supapele rămân complet închise în timpul deplasării.

Eliberare

În timp ce arborele cotit continuă să se rotească, pistonul se deplasează până la punctul final superior. Împreună cu acesta, se deschide supapa de evacuare, în care pistonul împinge gazele în sistemul de distribuție a gazelor. După terminarea cursei, toate supapele de evacuare se închid.

Întregul flux de lucru este ciclic, deci după finalizarea unui ciclu începe ciclul următor.

Principalele elemente ale unui motor pe benzină

Piston

Principalul element de lucru al motorului cu ardere internă este un piston conectat la arborele cotit printr-o bielă specială. Acesta formează un mecanism cu manivelă care transformă mișcările reciproce ale pistoanelor într-o cursă de lucru (rotație) a arborelui cotit.

Pentru a asigura compresia necesară în cilindrii motorului, pistonul este echipat cu inele de etanșare din fontă. La motoarele moderne pe benzină, pot fi instalate inele înguste (nu mai mult de 2 mm înălțime) și inele late ale pistonului (până la 3 mm înălțime).

Bielă

Elementul care leagă pistonul și arborele cotit. Bielele sunt fabricate din oțel de înaltă rezistență, mai rar din aluminiu. Rotirea bielei de lucru este întotdeauna bidirecțională.

Arbore cotit

Mișcările de translație ale pistonului sunt transformate în mișcări de rotație ale arborelui, care este responsabil pentru rotația roților mașinii.

Supape

Motorul cu ardere internă este echipat cu supape speciale - intrare și ieșire. Acestea sunt concepute pentru admisia masei de aer și pentru evacuarea gazelor de eșapament obținute în timpul arderii combustibilului.

Bujie

Pentru a asigura procesul de aprindere a vehiculului în cameră, motoarele pe benzină sunt echipate cu bujii. Lumânarea electrică aprinde vehiculul la un moment dat de alimentare și trecere a pistonului.

Sisteme auxiliare de lucru pentru motoare pe benzină

Funcționarea neîntreruptă și eficientă a motorului pe benzină este asigurată de sistemele auxiliare de lucru - pornirea motorului cu ardere internă, aprindere, furnizarea unui amestec de combustibil și aer, răcire, eliminarea gazelor de eșapament, lubrifiere.