Fiecare dintre noi are o mașină specifică, dar 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 diverse dispozitive electronice, dar acest lucru nu înseamnă că trebuie să înțelegem cum funcționează acestea. Le folosim doar pentru scopul propus. Cu toate acestea, situația cu mașina este puțin diferită.

Cu toții înțelegem asta apariția defecțiunilor la motorul unei mașini ne afectează în mod direct sănătatea și viața. Calitatea călătoriei, precum și siguranța oamenilor din mașină, depind adesea de funcționarea corectă a unității de alimentare. Din acest motiv, vă recomandăm să acordați atenție studierii acestui articol despre modul în care 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 un dispozitiv specific conceput pentru a converti unul dintre tipurile de energie în energie 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 pe lampă pe gaz. 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.

În 1872, și-a făcut debutul motorul american, care funcționa cu kerosen. Cu toate acestea, această încercare nu ar putea fi numită cu succes, deoarece kerosenul nu ar putea exploda în mod normal în cilindri. După 10 ani, Gottlieb Daimler și-a prezentat versiunea motorului, care funcționa pe benzină și a funcționat destul de bine.

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

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 de motor, dar este folosit în multe vehicule.

Clasificarea motorului auto:

• Motoare diesel. Combustibilul diesel este furnizat cilindrilor prin intermediul unor duze speciale. Aceste motoare nu au nevoie de energie electrică pentru a funcționa. Ei au nevoie doar de acesta pentru a porni unitatea de putere.
• Motoare pe benzină. Sunt, de asemenea, injectabile. Astăzi, sunt utilizate mai multe tipuri de sisteme de injecție și. Astfel de motoare funcționează pe benzină.
• Motoare pe gaz. Aceste motoare pot utiliza gaz comprimat sau lichefiat. Aceste gaze sunt produse prin transformarea lemnului, cărbunelui sau turbării în combustibili gazoși.

Funcționarea și proiectarea motorului cu ardere internă

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

1. Bloc cilindru este un fel de carcasă motor. În interior este un sistem de canale care este utilizat pentru răcirea și ungerea unității de alimentare. Este folosit ca bază pentru echipamente suplimentare, cum ar fi carterul etc.

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

3. Inele de piston. Inelele situate în partea de jos se numesc inele de răzuire pentru ulei, iar cele superioare se numesc inele de compresie. Inelele superioare asigură un nivel ridicat de compresie sau compresie a amestecului combustibil / 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 aprinde amestecul de aer / combustibil, provocând explozia acestuia. Gazele care se formează ca urmare a acestui lucru deplasează pistonul în jos, în timpul căruia transferă mișcarea corespunzătoare arborelui cotit. Arborele cotit începe să rotească transmisia. După aceea, un set de angrenaje speciale transferă mișcarea roților punții față sau spate (în funcție de tracțiune, poate tuturor celor patru).

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

Motorul cu ardere internă se numește așa deoarece combustibilul este aprins direct în camera sa de lucru și nu în medii externe suplimentare. Principiul de funcționare al motorului cu ardere internă se bazează pe efectul fizic al expansiunii termice a gazelor formate în timpul arderii amestecului combustibil-aer sub presiune în interiorul cilindrilor motorului. Energia eliberată în acest proces este transformată în lucru mecanic.

În procesul de evoluție a motorului cu ardere internă s-au distins mai multe tipuri de motoare, clasificarea și structura generală a acestora:

• Motoare cu combustie internă alternativă. În ele, camera de lucru este situată în interiorul cilindrilor, iar energia termică este convertită în lucru mecanic prin intermediul unui mecanism manivelă care transferă energia de mișcare arborelui cotit. La rândul lor, motoarele cu piston sunt împărțite în:
  • carburatorul, în care se formează un amestec aer-combustibil în carburator, este injectat în cilindru și aprins acolo de o scânteie de la o bujie;
  • injecție, în care amestecul este alimentat direct în colectorul de admisie, prin duze speciale, sub controlul unității electronice de control și este, de asemenea, aprins cu ajutorul unei lumânări;
  • motorina, în care aprinderea amestecului aer-combustibil are loc fără lumânare, prin comprimarea aerului, care este încălzit de la presiune la o temperatură care depășește temperatura de ardere, iar combustibilul este injectat în cilindri prin injectoare.
• Motoare cu combustie internă cu piston rotativ. Aici, energia termică este transformată în lucru mecanic prin rotirea unui rotor cu o formă și un profil special cu gaze de lucru. Rotorul se deplasează de-a lungul unei „traiectorii planetare” în interiorul camerei de lucru, care are forma unui „opt”, și îndeplinește atât funcțiile unui piston, cât și ale unui mecanism de sincronizare (mecanism de distribuție a gazului) și ale unui arbore cotit.
• Motoare cu ardere internă cu turbine cu gaz. Particularitățile dispozitivului lor constau în transformarea energiei termice în lucru mecanic prin rotirea unui rotor cu lame speciale în formă de pană, care acționează arborele turbinei.

În plus, sunt luate în considerare doar motoarele cu piston, deoarece doar acestea au devenit răspândite în industria auto. Principalele motive pentru aceasta sunt fiabilitatea, costurile de producție și întreținere, productivitatea ridicată.

Dispozitiv pentru motor cu ardere internă

Primele motoare cu combustie internă cu piston aveau un singur cilindru cu un diametru mic. Mai târziu, pentru a crește puterea, a fost mai întâi mărit diametrul cilindrului, apoi numărul acestora. Treptat, motoarele cu ardere internă au luat forma cu care eram obișnuiți. „Inima” unei mașini moderne poate avea până la 12 cilindri.

Cel mai simplu este motorul în linie. Cu toate acestea, odată cu creșterea numărului de cilindri, crește și dimensiunea liniară a motorului. Prin urmare, a apărut un aranjament mai compact - în formă de V. Cu această opțiune, cilindrii sunt amplasați într-un unghi unul față de celălalt (în termen de 180 de grade). De obicei utilizat pentru motoare cu 6 cilindri și peste.

Una dintre părțile principale ale motorului este cilindrul (6), care conține pistonul (7), conectat prin biela (9) la arborele cotit (12). Mișcarea rectilinie a pistonului în cilindru în sus și în jos, biela și manivela sunt transformate în mișcare de rotație a arborelui cotit.

La capătul arborelui este fixat un volant (10), al cărui scop este de a asigura o rotație uniformă a arborelui atunci când motorul este în funcțiune. De sus, cilindrul este bine închis de chiulasa (chiulasa), care conține supapele de intrare (5) și de ieșire (4) care închid canalele corespunzătoare.

Supapele sunt deschise de camele arborelui cu came (14) prin angrenaje (15). Arborele cu came este antrenat de roți dințate (13) de la arborele cotit.
Pentru a reduce pierderile pentru depășirea fricțiunii, îndepărtarea căldurii, pentru a preveni marcarea și uzura rapidă, piesele de frecare sunt lubrifiate cu ulei. Pentru a crea un regim termic normal în cilindri, motorul trebuie răcit.

Dar sarcina principală este de a face pistonul să funcționeze, pentru că el este cel care este principala forță motrice. Pentru a face acest lucru, un amestec combustibil trebuie să fie furnizat cilindrilor într-o anumită proporție (pentru motoarele pe benzină) sau porțiuni măsurate de combustibil la un moment strict definit sub presiune ridicată (pentru motoarele diesel). Combustibilul se aprinde în camera de ardere, aruncă pistonul în jos cu o forță mare, punându-l astfel în mișcare.

Cum funcționează motorul

Datorită performanței scăzute și consumului mare de combustibil al motoarelor în 2 timpi, aproape toate motoarele moderne sunt produse cu cicluri în 4 timpi:

1. Admisie combustibil;
2. Compresia combustibilului;
3. Combustie;
4. Evacuarea gazelor de eșapament în afara camerei de ardere.

Punctul de plecare este poziția pistonului în partea de sus (TDC - punctul mort superior). În acest moment, orificiul de admisie este deschis de supapă, pistonul începe să se miște în jos și aspiră amestecul de combustibil în cilindru. Aceasta este prima măsură a ciclului.

În timpul celei de-a doua curse, pistonul atinge punctul cel mai de jos (BDC - punct mort inferior), în timp ce admisia este închisă, pistonul începe să se miște în sus, datorită căruia amestecul de combustibil este comprimat. 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 rezultat, compoziția combustibilă explodează și împinge pistonul în jos cu o forță mare.

În etapa finală, pistonul atinge limita inferioară și prin inerție revine la punctul superior. În acest moment, supapa de evacuare se deschide, amestecul de evacuare sub formă de gaz părăsește camera de ardere și intră în stradă prin sistemul de evacuare. După aceea, ciclul, începând din prima etapă, se repetă din nou și continuă pe toată durata de funcționare a motorului.

Metoda descrisă mai sus este universală. Funcționarea aproape tuturor motoarelor pe benzină se bazează pe acest principiu. Motoarele diesel se disting prin faptul că nu există bujii - un element care aprinde combustibilul. Combustibilul diesel este detonat de compresia puternică a amestecului de combustibil. În timpul cursei de „admisie”, aerul curat intră în cilindrii motorului diesel. În timpul cursei de "compresie", aerul se încălzește până la 600 ° C. La sfârșitul acestei curse, o anumită porțiune de combustibil este injectată în cilindru, care se aprinde spontan.

Sisteme de motoare

Cele de mai sus sunt BC (bloc cilindru) și KShM (mecanism cu manivelă). În plus, un motor modern cu ardere internă constă, de asemenea, din alte sisteme auxiliare, care, pentru confortul percepției, sunt grupate după cum urmează:

1. Timing (mecanism de reglare a temporizării supapelor);
2. Sistem de lubrifiere;
3. Sistem de răcire;
4. Sistem de alimentare cu combustibil;
5. Sistem de evacuare.

Timing - mecanism de distribuție a gazelor

Pentru ca cantitatea necesară de combustibil și aer să pătrundă în cilindru, iar produsele de ardere să fie îndepărtate din camera de lucru în timp, în motorul cu ardere internă este prevăzut un mecanism numit mecanism de distribuție a gazului. Este responsabil pentru deschiderea și închiderea supapelor de admisie și evacuare, prin care amestecul aer-combustibil pătrunde în cilindri și gazele de evacuare sunt îndepărtate. Piesele de distribuție includ:

• Arbore cu came;
• Supape de admisie și ieșire cu arcuri și bucșe de ghidare;
• Piese de acționare a supapelor;
• Elementele de acționare temporizate.

Momentul este acționat de arborele cotit al motorului mașinii. Cu ajutorul unui lanț sau a unei centuri, rotația este transmisă arborelui cu came, care, prin intermediul camelor sau brațelor basculante prin împingătoare, apasă supapa de admisie sau evacuare și le deschide și închide pe rând.

Sistem de lubrifiere

Orice motor are multe piese de frecare care trebuie lubrifiate constant pentru a reduce pierderile de putere prin frecare și pentru a evita uzura și convulsiile crescute. Pentru aceasta există un sistem de lubrifiere. Pe parcurs, cu ajutorul său, sunt rezolvate mai multe sarcini: protecția pieselor motorului cu ardere internă împotriva coroziunii, răcirea suplimentară a pieselor motorului, precum și îndepărtarea produselor de uzură din punctele de contact ale pieselor de frecare. Sistemul de ungere a motorului mașinii este format din:

• Bazin de ulei (bazin);
• Pompa de alimentare cu ulei;
• Filtru de ulei cu supapă de reducere a presiunii;
• Conducte de petrol;
• Joja de ulei (indicator de nivel de ulei);
• Indicator de presiune a sistemului;
• Gât de umplere cu ulei.

Sistem de răcire

În timpul funcționării motorului, piesele acestuia intră în contact cu gazele fierbinți care se formează în timpul arderii amestecului combustibil-aer. Pentru a preveni prăbușirea părților motorului cu ardere internă din cauza expansiunii excesive la încălzire, acestea trebuie răcite. Puteți răci motorul unei mașini folosind aer sau lichid. Motoarele moderne au, de regulă, un circuit de răcire cu lichid, care este format din următoarele părți:

• Manta de racire a motorului;
• Pompa (pompa);
• Termostat;
• Radiator;
• Ventilator;
• Rezervor de expansiune.

Sistem de alimentare cu combustibil

Sistemul de alimentare cu combustibil pentru motoarele cu aprindere prin scânteie și compresie cu combustie internă este diferit unul de celălalt, deși împărtășesc o serie de elemente comune. Comunele sunt:

• Rezervor de combustibil;
• Senzor de nivel de combustibil;
• Filtre de combustibil - grosiere și fine;
• Conducte de combustibil;
• galerie de admisie;
• Conducte de aer;
• Filtru de aer.

Ambele sisteme au pompe de combustibil, șine de combustibil, injectoare de combustibil, principiul de alimentare este același: combustibilul din rezervor este furnizat de o pompă prin filtre către șina de combustibil, din care intră în injectoare. Dar dacă în majoritatea motoarelor cu combustie internă pe benzină injectoarele îl alimentează în galeria de admisie a unui motor de mașină, atunci în motoarele diesel este alimentat direct în cilindru și deja acolo se amestecă cu aer.

Ce este un motor cu ardere internă (ICE)

Toate motoarele transformă un fel de energie în muncă. Motoarele sunt diferite - electrice, hidraulice, termice etc., în funcție de tipul de energie pe care îl transformă în lucru. Motorul cu ardere internă este un motor cu ardere internă, este un motor termic în care căldura combustibilului care arde în camera de lucru, în interiorul motorului, este transformată în lucru util. Există și motoare cu ardere externă - motoare cu reacție ale avioanelor, rachete etc. la aceste motoare arderea este externă, de aceea se numesc motoare cu ardere externă.

Dar un om obișnuit pe stradă are mai multe șanse să întâlnească un motor de mașină și să înțeleagă motorul ca un motor cu combustie internă cu piston. Într-un motor cu combustie internă cu piston, forța de presiune a gazului care apare în timpul arderii combustibilului în camera de lucru acționează asupra pistonului, care se întoarce în cilindrul motorului și transferă forța către mecanismul manivelei, care convertește mișcarea alternativă a pistonului în mișcarea de rotație a arborelui cotit... Dar aceasta este o vedere foarte simplificată a motorului cu ardere internă. De fapt, cele mai complexe fenomene fizice sunt concentrate în motorul cu ardere internă, înțelegerea căreia s-au dedicat mulți oameni de știință remarcabili. Pentru ca motorul cu ardere internă să funcționeze, în cilindrii săi, înlocuindu-se reciproc, au loc procese precum alimentarea cu aer, injecția de combustibil și atomizarea, amestecarea acestuia cu aerul, aprinderea amestecului rezultat, propagarea flăcării și eliminarea gazelor de eșapament. Fiecare proces durează câteva miimi de secundă. Adăugați la acestea procesele care au loc în sistemele ICE: schimbul de căldură, fluxul de gaze și lichide, frecare și uzură, procese chimice de neutralizare a gazelor de eșapament, sarcini mecanice și termice. Aceasta nu este o listă completă. Și fiecare dintre procese trebuie organizat în cel mai bun mod posibil. Într-adevăr, calitatea motorului în ansamblu este formată din calitatea proceselor care au loc în motorul cu ardere internă - puterea, eficiența, zgomotul, toxicitatea, fiabilitatea, costul, greutatea și dimensiunile acestuia.

Citește și

Motoarele cu ardere internă sunt diferite: benzină, putere mixtă etc. și aceasta nu este o listă completă! După cum puteți vedea, există o mulțime de opțiuni pentru motoarele cu ardere internă, dar dacă merită să atingeți clasificarea motoarelor cu ardere internă, atunci pentru o analiză detaliată a întregului volum de material, cel puțin 20-30 de pagini vor fi necesar - un volum mare, nu-i așa? Și asta e doar o clasificare...

Principalul motor cu ardere internă al mașinii NIVA

Niciunul dintre domeniile de activitate nu este incomparabil cu motoarele cu piston cu ardere internă în ceea ce privește amploarea, numărul de persoane implicate în dezvoltare, producție și exploatare. În țările dezvoltate, activitatea unui sfert din populația activă este direct sau indirect legată de construcția motorului cu piston. Construcția de motoare, ca domeniu exclusiv intensiv în cunoaștere, determină și stimulează dezvoltarea științei și educației. Capacitatea totală a motoarelor cu combustie internă alternativă este de 80-85% din capacitatea tuturor centralelor electrice din sectorul energetic mondial. În transportul rutier, feroviar, pe apă, agricultură, construcții, mecanizare la scară mică, o serie de alte domenii, motorul cu combustie internă cu piston ca sursă de energie nu are încă o alternativă adecvată. Numai producția mondială de motoare de automobile este în continuă creștere, depășind 60 de milioane de unități pe an. Numărul de motoare mici produse în lume depășește, de asemenea, zeci de milioane pe an. Chiar și în aviație, motoarele cu piston domină în ceea ce privește puterea totală, numărul de modele și modificări și numărul de motoare instalate pe aeronave. Câteva sute de mii de aeronave cu motoare cu piston cu ardere internă (clasa business, sport, fără pilot etc.) sunt operate în lume. În Statele Unite, motoarele cu piston reprezintă aproximativ 70% din puterea tuturor motoarelor instalate pe aeronavele civile.

Dar, în timp, totul se schimbă și în curând vom vedea și vom opera fundamental diferite tipuri de motoare, care vor avea performanțe ridicate, eficiență ridicată, simplitate de proiectare și, cel mai important, respectarea mediului. Da, așa este, principalul dezavantaj al unui motor cu ardere internă este performanța sa de mediu. Indiferent cât de mult este lucrat motorul cu ardere internă, indiferent de sistemele introduse, acesta are în continuare un impact semnificativ asupra sănătății noastre. Da, acum putem spune cu încredere că tehnologia de construcție a motorului existentă simte un „plafon” - aceasta este o stare în care această tehnologie și-a epuizat complet capacitățile, a stors complet, tot ceea ce s-ar putea face a fost deja făcut, iar din punct de vedere al ecologiei, în mod fundamental NIMIC nu mai poate fi schimbat în tipurile existente de motoare cu ardere internă. Există o întrebare: este necesar să se schimbe complet principiul de funcționare al motorului, purtătorul său de energie (produse petroliere) pentru ceva nou, fundamental diferit (). Dar, din păcate, aceasta nu este o chestiune de o zi sau chiar de un an, sunt necesare decenii...

Până în prezent, mai mult de o generație de oameni de știință și designeri vor cerceta și îmbunătăți vechea tehnologie, apropiindu-se treptat din ce în ce mai mult de perete, peste care va fi imposibil să sară (fizic nu este posibil). Pentru o perioadă foarte lungă de timp, motorul cu ardere internă va da de lucru celor care îl produc, îl operează, îl întrețin și îl vând. De ce? Totul este foarte simplu, dar, în același timp, nu toată lumea înțelege și acceptă acest adevăr simplu. Principalul motiv pentru încetinirea introducerii unor tehnologii fundamental diferite este capitalismul. Da, oricât de ciudat ar suna, dar capitalismul, sistemul care pare să fie interesat de noile tehnologii, este cel care încetinește dezvoltarea omenirii! Este foarte simplu - trebuie să câștigi bani. Ce zici de aceste platforme petroliere, rafinării și venituri?

Motorul cu ardere internă a fost „îngropat” de mai multe ori. În diferite momente, a fost înlocuit cu motoare electrice alimentate cu baterii, celule de combustibil cu hidrogen și multe altele. ICE a câștigat invariabil competiția. Și nici problema epuizării rezervelor de petrol și gaze nu este o problemă ICE. Există o sursă nelimitată de combustibil pentru motorul cu ardere internă. Conform celor mai recente date, petrolul se poate recupera, dar ce înseamnă acest lucru pentru noi?

Caracteristicile ICE

Cu aceiași parametri de proiectare pentru diferite motoare, indicatorii precum puterea, cuplul și consumul specific de combustibil pot diferi. Acest lucru se datorează unor caracteristici precum numărul de supape pe cilindru, sincronizarea supapei etc. Prin urmare, pentru a evalua funcționarea motorului la diferite turații, sunt utilizate caracteristici - dependența performanței sale de modurile de funcționare. Caracteristicile sunt determinate empiric pe standuri speciale, deoarece teoretic ele sunt calculate doar aproximativ.

De regulă, în documentația tehnică a mașinii sunt date caracteristicile externe ale vitezei motorului (figura din stânga), care determină dependența puterii, cuplului și consumului specific de combustibil de numărul de rotații ale arborelui cotit cu plin. alimentare cu combustibil. Ele oferă o idee despre performanța maximă a motorului.

Indicatorii motorului (simplificați) se modifică din următoarele motive. Pe măsură ce viteza arborelui cotit crește, cuplul crește datorită faptului că mai mult combustibil curge în cilindri. La aproximativ turații medii, atinge maximul și apoi începe să scadă. Acest lucru se datorează faptului că, odată cu creșterea vitezei de rotație a arborelui cotit, forțele inerțiale, forțele de frecare, rezistența aerodinamică a conductelor de admisie încep să joace un rol semnificativ, ceea ce înrăutățește umplerea cilindrilor cu o încărcare nouă a combustibilului. amestec de aer etc.

Creșterea rapidă a cuplului motor indică o dinamică bună a accelerației datorită creșterii intense a tracțiunii la roți. Cu cât momentul este mai lung în regiunea maximă și nu scade, cu atât mai bine. Un astfel de motor este mai adaptat la schimbarea condițiilor de drum și mai rar trebuie să schimbi treptele.

Puterea crește odată cu cuplul și chiar și atunci când începe să scadă, continuă să crească datorită turațiilor mai mari. După atingerea maximului, puterea începe să scadă din același motiv pentru care cuplul scade. Rotațiile puțin mai mari decât puterea maximă sunt limitate de dispozitive de reglare, deoarece în acest mod o parte semnificativă a combustibilului este cheltuită nu pentru a efectua lucrări utile, ci pentru a depăși forțele de inerție și frecare din motor. Puterea maximă determină viteza maximă a vehiculului. În acest mod, mașina nu accelerează și motorul funcționează doar pentru a depăși forțele de rezistență la mișcare - rezistența aerului, rezistența la rulare etc.

Valoarea consumului specific de combustibil se modifica si in functie de turatia arborelui cotit, care se vede pe caracteristica. Consumul specific de combustibil ar trebui să fie aproape de minim cât mai mult posibil; acest lucru indică o economie bună a motorului. Consumul specific minim, de regulă, se realizează ușor sub viteza medie, la care mașina este folosită în principal la circulația în oraș.

Linia punctată din graficul de mai sus arată performanța motorului mai optimă.

Pentru a vă familiariza cu partea principală și integrală a oricărui vehicul, luați în considerare în ce constă motorul? Pentru o percepție completă a importanței sale, motorul este întotdeauna comparat cu inima umană. Atâta timp cât inima funcționează, o persoană trăiește. La fel, motorul, de îndată ce se oprește sau nu pornește - mașina cu toate sistemele și mecanismele sale se transformă într-un morman de fier inutil.

În timpul modernizării și îmbunătățirii mașinilor, motoarele s-au schimbat foarte mult în ceea ce privește designul lor către compactitate, eficiență, zgomot, durabilitate etc. Dar principiul de funcționare a rămas neschimbat - fiecare mașină are un motor cu ardere internă (ICE). Singurele excepții sunt motoarele electrice ca metodă alternativă de generare a energiei.

Dispozitiv motor auto prezentat într-o secțiune pe Figura 2.

Denumirea de „motor cu ardere internă” provine tocmai din principiul obținerii de energie. Amestecul combustibil-aer, care arde în interiorul cilindrului motorului, eliberează o cantitate uriașă de energie și forțează o mașină de călători să se deplaseze în cele din urmă printr-un lanț numeroase de noduri și mecanisme.

Vaporii de combustibil, atunci când sunt amestecați cu aerul, când sunt aprinși, dau un astfel de efect într-un spațiu închis.

Pentru claritate, pe Figura 3 arată dispozitivul unui motor de mașină cu un singur cilindru.

Cilindrul de lucru este un spațiu închis din interior. Pistonul, conectat printr-o bielă la arborele cotit, este singurul element în mișcare din cilindru. Când combustibilul și vaporii de aer se aprind, toată energia eliberată împinge împotriva pereților cilindrului și a pistonului, determinându-l să se deplaseze în jos.

Proiectarea arborelui cotit este realizată astfel încât mișcarea pistonului prin biela să creeze un cuplu, forțând arborele însuși să se rotească și să primească energie de rotație. Astfel, energia eliberată din arderea amestecului de lucru este convertită în energie mecanică.

Pentru prepararea amestecului combustibil-aer se folosesc două metode: formarea amestecului intern sau extern. Ambele metode diferă încă în ceea ce privește compoziția amestecului de lucru și metodele de aprindere a acestuia.

Pentru a avea o idee clară, merită să știm că la motoare se folosesc două tipuri de combustibil: benzina și motorina. Ambele tipuri de purtători de energie sunt obținute pe baza rafinării petrolului. Benzina se evaporă foarte bine în aer.

Prin urmare, pentru motoarele care funcționează pe benzină, se folosește un dispozitiv precum un carburator pentru a obține un amestec combustibil-aer.

În carburator, fluxul de aer este amestecat cu picături de benzină și alimentat în cilindru. Acolo, amestecul aer-combustibil rezultat este aprins atunci când o scânteie este furnizată prin bujie.

Combustibilul diesel (DF) are o volatilitate scăzută la temperaturi obișnuite, dar atunci când este amestecat cu aer sub o presiune enormă, amestecul rezultat se aprinde spontan. Aceasta este baza principiului de funcționare a motoarelor diesel.

Motorina este injectată în cilindru separat de aer printr-o duză. Duzele înguste ale injectoarelor, combinate cu presiunea ridicată atunci când sunt injectate în cilindru, transformă motorina în picături fine care se amestecă cu aerul.

Pentru o prezentare vizuală, acest lucru este similar cu atunci când apăsați capacul unei cutii de parfum sau de colonie: lichidul stors se amestecă instantaneu cu aerul, formând un amestec fin dispersat, care este imediat pulverizat, lăsând un miros plăcut. Același efect de pulverizare are loc în cilindru. Pistonul, deplasându-se în sus, comprimă spațiul de aer, crescând presiunea, iar amestecul se aprinde spontan, forțând pistonul să se miște în direcția opusă.

În ambele cazuri, calitatea amestecului de lucru pregătit afectează foarte mult funcționarea completă a motorului. Dacă există o lipsă de combustibil sau aer, amestecul de lucru nu arde complet, iar puterea motorului generată este semnificativ redusă.

Cum și prin ce mijloace se furnizează amestecul de lucru cilindrului?

Pe Figura 3 se poate observa că două tije cu capace mari se extind în sus dinspre cilindru. Aceasta este intrarea și
supape de evacuare care se închid și se deschid în anumite momente, oferind fluxuri de lucru în cilindru. Ambele pot fi închise, dar ambele nu pot fi deschise niciodată. Acest lucru va fi discutat puțin mai târziu.

La un motor pe benzină, aceeași bujie este prezentă în cilindrul care aprinde amestecul combustibil-aer. Acest lucru se datorează generării unei scântei sub influența unei descărcări electrice. Principiul de funcționare și funcționare va fi luat în considerare atunci când studiați

Supapa de admisie asigură curgerea în timp util a amestecului de lucru în cilindru, iar supapa de evacuare asigură eliberarea în timp util a gazelor de evacuare care nu mai sunt necesare. Supapele funcționează într-un anumit moment în care pistonul se mișcă. Întregul proces de transformare a energiei din ardere în energie mecanică se numește ciclu de lucru, care constă din patru timpi: intrarea amestecului, compresia, cursa de putere și evacuarea gazelor de eșapament. De aici și numele - motor în patru timpi.

Să vedem cum se întâmplă acest lucru Figura 4.

Pistonul din cilindru efectuează doar mișcări alternative, adică în sus și în jos. Aceasta se numește cursa pistonului. Punctele extreme între care se mișcă pistonul se numesc puncte moarte: superior (TDC) și inferior (BDC). Denumirea „mort” provine de la faptul că, la un moment dat, pistonul, schimbând direcția cu 180 de grade, „îngheață” în poziția inferioară sau superioară timp de miimi de secundă.

TDC se află la o anumită distanță față de limita superioară a cilindrului. Această zonă din cilindru se numește cameră de ardere. Zona cu cursa pistonului se numește volumul de lucru al cilindrului. Probabil ați auzit acest concept când ați enumerat caracteristicile oricărui motor de mașină. Ei bine, suma volumului de lucru și a camerei de ardere formează volumul complet al cilindrului.

Raportul dintre volumul total al cilindrului și volumul camerei de ardere se numește raportul de compresie al amestecului de lucru. aceasta
un indicator destul de important pentru orice motor de mașină. Cu cât amestecul este comprimat mai mult, cu atât se obține mai mult recul în timpul arderii, care este transformat în energie mecanică.

Pe de altă parte, compresia excesivă a amestecului combustibil-aer duce la explozia acestuia, mai degrabă decât la combustie. Acest fenomen se numește „detonare”. Conduce la pierderea puterii și distrugerea sau uzura excesivă a întregului motor.

Pentru evitare, producția modernă de combustibil produce benzină rezistentă la rapoarte ridicate de compresie. Toată lumea a văzut semne precum AI-92 sau AI-95 la benzinărie. Numărul indică numărul octanic. Cu cât valoarea acestuia este mai mare, cu atât este mai mare rezistența combustibilului la detonare, respectiv poate fi utilizată cu un raport de compresie mai mare.

GHEAŢĂ este un motor care arde diferiți combustibili direct în interiorul unității. Spre deosebire de motoarele de alt tip, ICE-urile sunt lipsite de: orice elemente care transferă căldură pentru conversia ulterioară în energie mecanică, conversia are loc direct din arderea combustibilului; mult mai compact; sunt ușoare în comparație cu alte tipuri de unități cu putere comparabilă; necesită utilizarea unui anumit combustibil cu caracteristici rigide ale temperaturii de ardere, gradul de evaporare, numărul octanic etc.

Motoarele în patru timpi sunt utilizate în industria auto:

1. Admisie;

2. Comprimare;

3. Accident vascular cerebral de lucru;

4. Eliberare.
Dar există și versiuni în doi timpi ale motoarelor cu ardere internă, dar în lumea modernă, acestea au o utilizare limitată.

În acest articol, vor fi luate în considerare numai motoarele care sunt instalate pe mașini.

Soiuri de motoare după combustibilul utilizat

Acestea pot fi împărțite în funcție de tipul de admisie în carburator și injecție. Motoarele carburatorului dispar deja din producție din cauza dificultății de reglare fină, a consumului ridicat de benzină, a ineficienței în amestecarea amestecului de combustibil și a inadecvării la cerințele moderne de mediu stricte. La astfel de motoare, amestecarea amestecului combustibil începe în camerele carburatorului și se termină pe parcurs în galeria de admisie.

Unitățile de injecție se dezvoltă într-un ritm rapid, iar sistemul de injecție se îmbunătățește cu fiecare generație. Primii injectori au avut o „singură injecție” cu o singură duză. De fapt, a fost modernizarea motoarelor cu carburator. De-a lungul timpului, majoritatea unităților au început să utilizeze sisteme cu duze separate pentru fiecare cilindru. Utilizarea injectoarelor în sistemul de admisie a făcut posibilă controlul mai precis al proporțiilor de combustibil și aer în diferite moduri de funcționare ale unității, reducerea consumului de combustibil, creșterea calității amestecului de combustibil și creșterea puterii și a ecologiei puterii unități.

Injectoarele moderne instalate pe unitățile de putere cu injecție directă de combustibil în cilindri sunt capabile să producă mai multe injecții separate de combustibil pe cursă. Acest lucru îmbunătățește în continuare calitatea amestecului de combustibil și maximizează rentabilitatea energiei din cantitatea de benzină utilizată. Adică economia și performanța motoarelor au crescut și mai mult.

Unități diesel - utilizați principiul aprinderii unui amestec de motorină și aer atunci când este încălzit prin compresie puternică. În același timp, sistemele de aprindere forțată nu sunt utilizate în unitățile diesel. Aceste motoare au o serie de avantaje față de motoarele pe benzină, în primul rând, sunt economie de combustibil (până la 20%), cu o putere comparativă. Se consumă mai puțin combustibil datorită raportului de compresie mai mare din cilindri, care îmbunătățește caracteristicile de ardere și puterea de energie a amestecului de combustibil și, prin urmare, este nevoie de mai puțin combustibil pentru a obține aceleași rezultate. În plus, unitățile diesel nu folosesc supape de accelerație, ceea ce îmbunătățește fluxul de aer către unitatea de putere, ceea ce reduce și mai mult consumul de combustibil. Motoarele diesel dezvoltă un cuplu mai mare și la turații mai mici ale arborelui cotit.

Nu fără dezavantajele sale. Datorită sarcinii crescute pe pereții cilindrilor, proiectanții au trebuit să utilizeze materiale mai fiabile și să mărească dimensiunea structurii (greutate crescută și costuri de producție mai mari). În plus, funcționarea motorului diesel este puternică datorită particularităților aprinderii combustibilului. Și masa crescută a pieselor nu permite motorului să dezvolte turații mari la aceeași viteză ca cele pe benzină, iar valoarea maximă a turațiilor arborelui cotit este mai mică decât cea a unităților pe benzină.

Un fel de motor cu ardere internă prin design

Grup de propulsie hibrid

Avantajele combinării sunt exprimate în capacitatea de a combina energia a două unități în timpul accelerației sau de a utiliza fiecare tip de motor separat, în funcție de nevoie. De exemplu, atunci când conduceți într-un blocaj de trafic din oraș, numai motorul electric poate funcționa, economisind motorină. Când conduceți pe drumuri rurale, motorul cu ardere internă funcționează ca un dispozitiv mai rezistent, mai puternic și cu o unitate de rezervă de putere mare.

În același timp, o baterie specială pentru motoarele electrice poate fi reîncărcată de la un generator sau folosind un sistem de frânare regenerativă, care economisește nu numai combustibil, ci și energia electrică necesară pentru încărcarea bateriei.

Motor cu piston rotativ

Datorită acestui design, motorul crește rapid viteza, ceea ce crește caracteristicile dinamice ale mașinii. Dar odată cu dezvoltarea designului clasic ICE, motorul Wankel a început să își piardă relevanța din cauza constrângerilor de proiectare. Principiul mișcării pistonului nu permite obținerea unui raport de compresie ridicat al amestecului de combustibil, ceea ce exclude utilizarea motorinei. Și o resursă mică, complexitatea întreținerii și reparațiilor, precum și indicatorii de mediu slabi nu permit producătorilor de automobile să dezvolte această direcție.

Soiuri de unități de putere după aspect

Motoare în linie

Motorul în linie este cea mai clasică versiune a unității de putere. În care toți pistoanele și cilindrii sunt situați într-un singur rând. În același timp, motoarele moderne în linie conțin nu mai mult de șase cilindri. Dar motoarele cu șase cilindri în linie sunt cele care au cele mai bune performanțe în echilibrarea vibrațiilor în timpul funcționării. Singurul dezavantaj este lungimea semnificativă a motorului, în raport cu alte aspecte.

Motoare în formă de V

Aceste motoare au apărut ca urmare a dorinței proiectanților de a reduce dimensiunea motoarelor și a nevoii de a plasa mai mult de șase pistoane într-un bloc. La aceste motoare, cilindrii sunt în planuri diferite. Vizual, dispunerea cilindrilor formează litera „V”, de unde și numele. Unghiul dintre cele două rânduri se numește unghi de cambra și variază într-o gamă largă, împărțind un anumit tip de motor în subgrupe.

Motoare boxer

Motoarele Boxer au primit un unghi maxim de înclinare de 180 de grade. Acest lucru le-a permis proiectanților să reducă înălțimea unității la dimensiunea minimă și să distribuie sarcina pe arborele cotit, sporind resursa acestuia.

Motoare VR

Aceasta este o combinație a proprietăților unităților în linie și în formă de V. Unghiul de înclinare în astfel de motoare atinge 15 grade, ceea ce permite utilizarea unui cap de cilindru cu un singur mecanism de sincronizare a supapei.

Motoare în formă de W.

Unul dintre cele mai puternice și „extreme” modele ICE. Pot avea trei rânduri de cilindri cu un unghi de cambra mare sau două blocuri VR aliniate. Astăzi, motoarele pentru opt și doisprezece cilindri au devenit larg răspândite, dar designul permite utilizarea unui număr mai mare de cilindri.

Caracteristicile motorului cu ardere internă

Puterea unității de putere, măsurată în CP. (sau kW * h);

Cuplul maxim dezvoltat de unitatea de putere, măsurat în N / m;

Majoritatea pasionaților de mașini împart unitățile de putere numai în ceea ce privește puterea. Dar această diviziune nu este pe deplin corectă. Cu siguranță, o unitate de 200 de "cai" este preferabilă unui motor de 100 de "cai" pe un crossover greu. Și pentru un hatchback urban ușor, este suficient un motor de 100 de cai putere. Dar există unele nuanțe.

Puterea maximă indicată în documentația tehnică este atinsă la anumite viteze ale arborelui cotit. Dar când folosește o mașină într-un mediu urban, șoferul rotește rar motorul peste 2.500 rpm. Prin urmare, cu cât timpul de funcționare al mașinii este mai lung, este implicată doar o parte din puterea potențială.

Dar, de multe ori, sunt cazuri pe drum. Când este necesar să măriți brusc viteza de depășire sau să evitați o urgență. Cuplul maxim care afectează capacitatea unității de a câștiga rapid viteza și puterea necesare. Pur și simplu, cuplul afectează dinamica vehiculului.

Merită remarcat o ușoară diferență între motoarele pe benzină și cele diesel. Motor pe benzină - oferă un cuplu maxim la turația arborelui cotit de la 3.500 la 6.000 rpm, iar motoarele diesel pot atinge parametrii maximi la turații mai mici. Prin urmare, multora li se pare. Că unitățile diesel sunt mai puternice și mai bine „trag”. Dar, majoritatea celor mai puternice unități utilizează combustibil pe benzină, deoarece sunt capabile să dezvolte un număr mai mare de rotații pe minut.

Și pentru o înțelegere detaliată a termenului de cuplu, ar trebui să vă uitați la unitățile de măsură ale acestuia: Newtoni înmulțiți cu metri. Cu alte cuvinte, cuplul determină forța cu care pistonul împinge arborele cotit, care, la rândul său, transferă puterea către cutia de viteze și, în cele din urmă, spre roți.

De asemenea, puteți menționa tehnologia puternică, în care cuplul maxim poate fi atins la o viteză de 1.500 pe minut. Practic, acestea sunt tractoare, basculante puternice și unele vehicule diesel de teren. Desigur, astfel de mașini nu trebuie să învârtească motorul până la turația maximă.

Pe baza informațiilor furnizate, se poate concluziona că cuplul depinde de volumul unității de putere, de dimensiunile sale, de dimensiunea pieselor și de greutatea acestora. Cu cât aceste elemente sunt mai grele, cu atât este mai mare cuplul la turații mici. Unitățile diesel au un cuplu mai mare și turații mai mici ale arborelui cotit (inerția mai mare a arborelui cotit greu și alte elemente nu permit dezvoltarea turațiilor mari).

Puterea motorului mașinii

Există o formulă bine cunoscută care caracterizează raportul dintre putere și cuplu:

Putere = cuplu * rpm / 9549

Ca rezultat, obținem valoarea puterii în kilowați. Dar, firește, privind caracteristicile mașinilor, suntem mai obișnuiți să vedem cifrele în „CP”. Pentru a converti kilowați în CP trebuie să înmulțiți valoarea rezultată cu 1,36.

Ieșire