Dispozitiv motor cu ardere internă, termeni tehnici (program educațional), funcționare motor cu ardere internă. Dispozitiv motor cu ardere internă

Invenția motorului combustie interna a permis omenirii să facă un pas semnificativ în dezvoltare. Acum motoarele, care folosesc energia eliberată în timpul arderii combustibilului pentru a efectua lucrări utile, sunt folosite în multe domenii ale activității umane. Dar aceste motoare sunt cele mai utilizate în transport.

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

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

Principiul de funcționare

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

Dacă arderea se realizează într-un spațiu închis, presiunea care apare în timpul arderii va apăsa pe pereții acestui spațiu. Dacă unul dintre pereți se face mobil, atunci presiunea, încercând să mărească volumul spațiului închis, va muta acest perete. Dacă atașați ceva stoc pe acest perete, atunci acesta va funcționa deja munca mecanica- îndepărtându-se, va împinge această tijă. Prin conectarea tijei la manivelă, atunci când se mișcă, aceasta va face ca manivela să se rotească în jurul axei sale.

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

Dar acesta este doar principiul lucrului cu o explicație a componentelor simple. De fapt, procesul pare ceva mai complicat, deoarece trebuie mai întâi să asigurați curgerea amestecului în cilindru, să-l comprimați pentru o aprindere mai bună și, de asemenea, să îndepărtați produsele de ardere. Aceste acțiuni se numesc măsuri.

Cicluri totale de ceas 4:

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

Curse alternative ale motorului

De aici rezultă că numai cursa de lucru are un efect benefic, celelalte trei sunt pregătitoare. Fiecare cursă este însoțită de o anumită mișcare a pistonului. Se mișcă în jos în timpul admisiei și cursei și în sus în timpul compresiei și evacuarii. Și deoarece pistonul este conectat la arborele cotit, fiecare cursă corespunde unui anumit unghi de rotație al arborelui în jurul axei.

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

A doua cale este măsurile separate. O mișcare a pistonului este însoțită de o singură cursă. Ca urmare, pentru ca un ciclu complet de muncă să aibă loc, este nevoie de 2 întoarceri ale genunchilor. arbore în jurul axei. Aceste motoare au fost desemnate motoare în 4 timpi.

Corp cilindric

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

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

Bloc cu patru cilindri

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

Bloc cu opt cilindri

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

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

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

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

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

mecanism manivelă

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

Un volant este atașat la un capăt al arborelui. Sarcina volantului este de a transfera mai departe cuplul de la arbore. Deoarece un motor în 4 timpi are doar o jumătate de tură cu o acțiune utilă - o cursă de lucru pentru două rotații ale arborelui cotit, restul necesită o acțiune inversă, care este efectuată de volant. Avand o masa insemnata si in rotatie, datorita energiei sale cinetice, asigura declansarea genunchilor. arborele în timpul măsurilor pregătitoare.

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

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

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

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

Grup cilindru-piston

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

Pentru a asigura etanșeitatea maximă în interiorul căptușelii, se folosesc segmente de piston pentru a preveni scurgerea amestecului și a produselor de ardere între pereții căptușelii și piston.

Pistonul este conectat mobil la biela prin intermediul unui știft.

Mecanism de distribuție a gazelor

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

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

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

Motorul în 4 timpi are un mecanism de sincronizare. Combustibilul pentru un astfel de motor este furnizat prin găuri speciale din cap. Aceste deschideri sunt închise cu supape. Dacă este necesară alimentarea cu combustibil sau eliminarea gazelor din cilindru, se deschide supapa corespunzătoare. Deschiderea supapelor asigură arbore cu came, care cu pumnii înăuntru momentul potrivit apasă pe supapa necesară și asta deschide orificiul. Arborele cu came este antrenat de arborele cotit.

Curea de distribuție și transmisie cu lanț

Momentul poate varia. Motoarele sunt produse cu un arbore cu came inferior (este situat în blocul cilindrilor) și un aranjament superior al supapelor (în chiulasa). Transferul forței de la arbore la supape se realizează cu ajutorul tijelor și culbutorilor.

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

Sistem de alimentare

Acest sistem asigură pregătirea combustibilului pentru alimentarea ulterioară a cilindrilor. Designul acestui sistem depinde de combustibilul utilizat de motor. Combustibilul principal este acum separat de petrol, cu diferite fracțiuni - benzină și motorină.

Motoarele pe benzină au două tipuri de sisteme de alimentare - carburator și injecție. În primul sistem, formarea amestecului se realizează în carburator. Dozează și furnizează combustibil fluxului de aer care trece prin el, apoi acest amestec este alimentat în cilindri. Un astfel de sistem constă dintr-un rezervor de combustibil, conducte de combustibil, un vid pompă de combustibil si carburator.

Sistem carburator

Același lucru se face și în mașinile cu injecție, dar dozarea lor este mai precisă. De asemenea, combustibilul din injectoare este adăugat la fluxul de aer aflat deja în galeria de admisie prin injector. Această duză atomizează combustibilul, ceea ce asigură o mai bună formare a amestecului. Sistemul de injecție constă dintr-un rezervor, o pompă situată în acesta, filtre, conducte de combustibil și șină de combustibil cu injectoare montate pe galeria de admisie.

La motoarele diesel, componentele amestecului de combustibil sunt furnizate separat. Mecanismul de distribuție a gazului furnizează numai aer cilindrii prin supape. Combustibilul este furnizat la cilindri separat, prin duze și sub presiune ridicată. Constă acest sistem din rezervor, filtre, pompa de combustibil presiune ridicata(pompa de injectie) si injectoare.

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

Sistemul de eliminare a gazelor de eșapament asigură îndepărtarea produselor de ardere din cilindri, neutralizare parțială Substanțe dăunătoare, și reducerea sunetului atunci când gazele de eșapament sunt descărcate. Constă dintr-o galerie de evacuare, un rezonator, un catalizator (nu întotdeauna) și o tobă de eșapament.

Sistem de lubrifiere

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

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

Sistem de răcire

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

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

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

Sistem de aprindere

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

La mașinile pe benzină, aprinderea se realizează de la o scânteie care sare la un moment dat între electrozii bujiei incandescente instalate în capul blocului astfel încât manta sa să fie în camera de ardere a cilindrului.

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

Echipament electric

Furnizează acest echipament cu energie electrică rețeaua de bord auto, inclusiv sistemul de aprindere. Acest echipament pornește și motorul. Este format dintr-o baterie, generator, starter, cablaj, tot felul de senzori care monitorizează funcționarea și starea motorului.

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

Evoluții moderne

Sarcina principală pentru care se luptă producătorii de automobile este reducerea consumului de combustibil și a emisiilor de substanțe nocive în atmosferă. Prin urmare, ei îmbunătățesc constant sistemul de alimentare, rezultatul este introducerea recentă a sistemelor de injecție directă.

Cauta vederi alternative combustibil, ultima dezvoltareîn această direcție este încă utilizarea alcoolilor ca combustibil, precum și a uleiurilor vegetale.

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

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

Prin urmare, fiecare șofer ar trebui să înțeleagă cel puțin puțin despre structura mașinii sale și este necesar să înceapă cu motorul. Sigur modern companiile auto produce multe masini cu tipuri diferite motoare, dar cel mai adesea producătorii folosesc motoare cu ardere internă în proiectele lor. Au o eficiență ridicată și, în același timp, oferă fiabilitate ridicată munca întregului sistem.

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

Care sunt motoarele cu ardere internă

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

1. În funcție de metoda de creare a unui amestec combustibil, toate motoarele cu ardere internă sunt împărțite în carburator, gaz și dispozitive de injectie... Mai mult, aceasta este o clasă cu formare externă a amestecului. Dacă vorbim despre interior, atunci - acestea sunt diesel-uri.
2. În funcție de tip Combustibil ICE poate fi împărțit în benzină, benzină și motorină.
3. Răcirea dispozitivului motorului poate fi de două tipuri: lichid și aer.
4. Cilindrii pot fi situate atât unul față de celălalt, cât și sub forma literei V.
5. Amestecul din interiorul cilindrilor poate fi aprins de o scânteie. Acest lucru se întâmplă în carburator și motoare cu ardere internă cu injecție sau prin ardere spontană.

În majoritatea revistelor auto și printre exporturile auto profesionale, se obișnuiește să se clasifice motoarele cu ardere internă în următoarele tipuri:

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

Această clasificare este cea mai des folosită, indicând caracteristicile specifice ale sistemului.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Dispozitiv motor cu ardere internă

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

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

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

Volanul este atașat la capătul arborelui ICE. Asigură o rotație stabilă a arborelui cotit. Admisia si Supapa de evacuare Ele sunt situate în partea de sus a cilindrului, care, la rândul său, este acoperit cu un cap special.

Atenţie! Supapele deschid și închid canalele corespunzătoare timpul potrivit.

Pentru a deschide supapele motorului cu ardere internă, asupra lor acționează camele arborelui cu came. Acest lucru se întâmplă prin piesele de transmisie. Arborele în sine este antrenat de angrenajele arborelui cotit.

Atenţie! Pistonul se mișcă liber în interiorul cilindrului, înghețând pentru un moment în punctul mort superior, apoi în jos.

Pentru ca dispozitivul ICE să funcționeze normal, amestecul combustibil trebuie să fie furnizat într-o proporție precis ajustată. În caz contrar, incendiul nu poate apărea. Momentul în care are loc servirea joacă și el un rol uriaș.

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

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

Interacțiunea acestor elemente de sistem permite dispozitivului ICE să genereze energia necesară pentru deplasarea mașinii.

Principiul de funcționare

Să luăm în considerare cum funcționează un motor cu ardere internă în patru timpi. Pentru a înțelege cum funcționează, trebuie să cunoașteți semnificația tactului. Aceasta este o anumită perioadă de timp în care acțiunea necesară funcționării dispozitivului este efectuată în interiorul cilindrului. Se poate micșora sau arde.

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

Atenţie! Ciclul de lucru este considerat încheiat după arbore cotit va face o singură revoluție. Dar această afirmație funcționează doar pentru un motor în doi timpi.

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

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

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

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

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

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

Comprimarea are loc atunci când cilindrul este complet umplut cu amestecul de lucru. Arborele cotit își continuă revoluția și pistonul se mișcă de jos în punctul mort sus.

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

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

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

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

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

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

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

Înainte de a intra în atmosferă, gazele de eșapament din trec de obicei printr-un sistem de filtrare. Acest lucru reduce la minimum daunele aduse mediului. Cu toate acestea, designul motoarelor diesel este încă mult mai ecologic decât cele pe benzină.

Dispozitive care permit creșterea performanței motorului cu ardere internă

De la invenție primul motor cu ardere internă sistemul este în mod constant îmbunătățit. Dacă vă amintiți primele motoare vehicule de producție, apoi ar putea accelera până la un maxim de 50 de mile pe oră. Supercarurile moderne depășesc cu ușurință marcajul de 390 km. Oamenii de știință au reușit să obțină astfel de rezultate datorită integrării în dispozitivul motor. sisteme suplimentareși unele modificări de design.

O creștere mare a puterii a dat la un moment dat Supapă de trenîncorporat în motorul cu ardere internă. Un alt pas în evoluție a fost locația arbore cu cameîn vârful structurii. Acest lucru a redus numărul de piese mobile și a crescut productivitatea.

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

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

Rezultate

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

Cel mai adesea se conduce o mașină modernă. Există multe astfel de motoare. Ele diferă în volum, număr de cilindri, putere, viteză de rotație, combustibil uzat (motoare diesel, benzină și gaz cu ardere internă). Dar, fundamental, arderea internă pare să fie.

Cum functioneaza motorul?și de ce se numește motor cu ardere internă în patru timpi? Arderea internă este de înțeles. Combustibilul arde în interiorul motorului. De ce motor în 4 timpi, ce este? Într-adevăr, există motoare în doi timpi... Dar sunt rar folosite pe mașini.

Motorul în patru timpi este numit deoarece activitatea sa poate fi împărțită în patru părți, egale în timp... Pistonul se va mișca prin cilindru de patru ori - de două ori în sus și de două ori în jos. Cursa începe atunci când pistonul este la punctul său extrem de jos sau înalt. Pentru șoferi-mecanici se numește punct mort superior (TDC)și punct mort inferior (BDC).

Prima lovitură - lovitură de admisie

Prima cursă, cunoscută și sub denumirea de intrare, începe de la TDC(centrul mort superior). Coborând pistonul aspiră în cilindru amestec aer-combustibil ... Lucrarea acestui beat are loc cu supapa de admisie deschisă... Apropo, există multe motoare cu mai multe supape de admisie. Numărul lor, dimensiunea, timpul petrecut în stare deschisă pot afecta semnificativ puterea motorului. Există motoare în care, în funcție de apăsarea pedalei de accelerație, se produce o creștere forțată a timpului de ședere supape de admisie deschis. Acest lucru se face pentru a crește cantitatea de combustibil aspirat, care, după aprindere, crește puterea motorului. Mașina, în acest caz, poate accelera mult mai repede.

Al doilea ciclu este ciclul de compresie

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

Al treilea ciclu - cursa de lucru

A treia măsură este un muncitor, începe cu TDC. Nu întâmplător i se spune muncitor. La urma urmei, în acest ciclu are loc acțiunea care face ca mașina să se miște. În acest moment, intră în joc. De ce acest sistem se numește așa? Pentru că este responsabil pentru aprinderea amestecului de combustibil comprimat în cilindrul din camera de ardere. Funcționează foarte simplu - lumânarea sistemului dă o scânteie. Pentru dreptate, este de remarcat faptul că scânteia este emisă pe bujie cu câteva grade înainte ca pistonul să ajungă punctul de vârf... Aceste grade, într-un motor modern, sunt reglate automat de „creierul” mașinii.

După ce combustibilul s-a aprins, are loc explozia- crește brusc în volum, forțând pistonul se mișcă în jos... Supapele din această cursă a motorului, ca și în cea precedentă, sunt în stare închisă.

A patra măsură - ritmul de eliberare

A patra cursă a motorului, ultima este evacuarea. După ce a ajuns la punctul de jos, după ciclul de lucru, motorul pornește deschide supapa de evacuare... Pot exista mai multe astfel de supape, precum și supape de admisie. În sus pistonul elimină gazele de evacuare prin această supapă din cilindru - îl aerisește. Gradul de compresie în cilindri, eliminarea completă a gazelor de eșapament și cantitatea necesară de amestec combustibil-aer aspirat depind de funcționarea precisă a supapelor.

După a patra măsură, este rândul primei. Procesul se repetă ciclic... Și datorită a ceea ce are loc rotația - funcţionarea motorului combustie internă toate cele 4 timpi, ce face ca pistonul să se ridice și să scadă în cursele de compresie, evacuare și admisie? Faptul este că nu toată energia primită în cursa de lucru este direcționată către mișcarea mașinii. O parte din energie este cheltuită pentru derularea volantului. Și el, sub influența inerției, întoarce arborele cotit al motorului, mișcând pistonul în perioada curselor „nefuncționale”.

Un motor cu ardere internă este un tip de motor în care combustibilul este aprins în camera de lucru din interior și nu în medii externe suplimentare. GHEAŢĂ transformă presiunea din combustie combustibil în lucru mecanic.

Din istorie

Prima ICE a fost unitatea de putere a lui De Rivaz, numită după creatorul său François de Rivaz, originar din Franța, care a proiectat-o ​​în 1807.

Acest motor avea deja aprindere prin scanteie, era o biela, cu sistem cu piston, adică este un fel de prototip de motoare moderne.

57 de ani mai târziu, compatriotul lui de Rivaza, Etienne Lenoir, a inventat o unitate în doi timpi. Această unitate avea un aranjament orizontal al singurului său cilindru, era disponibilă cu aprindere prin scânteie și lucra pe un amestec de gaz de iluminat cu aer. Munca motorului cu ardere internă la acea vreme era deja suficientă pentru bărci mici.

După alți 3 ani, concurentul a fost germanul Nikolaus Otto, a cărui creație era deja un în patru timpi. motor atmosferic cu un cilindru vertical. Eficiența în acest caz a crescut cu 11%, spre deosebire de randamentul motorului combustie internă a lui Rivaz, a devenit 15 la sută.

Puțin mai târziu, în anii 80 ai aceluiași secol, designer rus Ogneslav Kostovich a lansat pentru prima dată o unitate de tip carburator, iar inginerii din Germania Daimler și Maybach au îmbunătățit-o într-o formă ușoară, care a fost instalată pe autovehicule și vehicule.

În 1897, Rudolph Diesel a introdus un motor cu combustie internă de tip cu aprindere prin compresie, folosind ulei ca combustibil. Acest tip de motor a devenit strămoșul motoarelor diesel care se folosesc și astăzi.

Tipuri de motoare

• Motoarele pe benzină de tip carburator funcționează cu combustibil amestecat cu aer. Acest amestec este pregătit în prealabil în carburator, apoi intră în cilindru. În ea, amestecul este comprimat, aprins de o scânteie de la o bujie.
• Motoarele cu injecție se disting prin faptul că amestecul este alimentat direct de la injectoare galeria de admisie... Acest tip are două sisteme de injecție - injecție unică și injecție multipunct.
• V motor diesel aprinderea are loc fără bujii. Cilindrul acestui sistem conține aer încălzit la o temperatură care depășește temperatura de aprindere a combustibilului. Combustibilul este furnizat acestui aer prin duză, iar întregul amestec este aprins sub forma unei torțe.
• Motorul cu ardere internă pe gaz are principiul unui ciclu termic, combustibilul poate fi ca gaz naturalși hidrocarbură. Gazul intră în reductor, unde presiunea acestuia este stabilizată la presiunea de lucru. Apoi intră în mixer și în cele din urmă se aprinde în cilindru.
• ICE-urile gaz-diesel funcționează pe principiul gazului, doar că, spre deosebire de acestea, amestecul este aprins nu de o lumânare, ci de motorină, a cărui injecție are loc în același mod ca și cu un motor diesel convențional.
• Tipurile de motoare cu ardere internă cu pistoane rotative sunt fundamental diferite de celelalte prin prezența unui rotor care se rotește într-o cameră în formă de opt. Pentru a înțelege ce este un rotor, trebuie să înțelegeți că, în acest caz, rotorul joacă rolul unui piston, o curea de distribuție și un arbore cotit, adică un mecanism special de sincronizare este complet absent aici. La o singură rotație, au loc trei cicluri de lucru simultan, ceea ce este comparabil cu funcționarea unui motor cu șase cilindri.

Principiul de funcționare

În prezent dominată de principiul în patru timpi funcţionarea motorului cu ardere internă. Acest lucru se datorează faptului că pistonul din cilindru trece de patru ori - în sus și în jos de două ori.

Cum funcționează un motor cu ardere internă:

1. Prima cursă - pistonul, când se mișcă în jos, atrage amestecul de combustibil. În acest caz, supapa de admisie este deschisă.
2. După ce pistonul ajunge la nivelul inferior, se deplasează în sus, comprimând amestecul combustibil, care, la rândul său, preia volumul camerei de ardere. Această etapă, inclusă în principiul funcționării unui motor cu ardere internă, este a doua la rând. Supapele, in acelasi timp, sunt in stare inchisa, iar cu cat mai dense, cu atat compresia are loc mai bine.
3. În a treia cursă, sistemul de aprindere este pornit, deoarece amestecul de combustibil este aprins aici. În denumirea funcționării motorului, se numește „funcționare”, deoarece aceasta începe procesul de antrenare în funcționarea unității. Pistonul de la explozia de combustibil începe să se miște în jos. Ca și în a doua cursă, supapele sunt închise.
4. Măsura de închidere este a patra, absolvirea, ceea ce face clar ce este finalizarea ciclu complet... Pistonul evacuează gazele de evacuare din cilindru prin supapa de evacuare. Apoi totul se repetă din nou ciclic, pentru a înțelege cum funcționează motorul cu ardere internă, vă puteți imagina funcționarea ciclică a ceasului.

Dispozitiv ICE

Este logic să luăm în considerare dispozitivul unui motor cu ardere internă din piston, deoarece este elementul principal de lucru. Este un fel de „sticlă” cu o cavitate goală în interior.

Pistonul are fante în care sunt fixate inelele. Aceleași inele sunt responsabile pentru a se asigura că amestecul combustibil nu iese sub piston (compresie), precum și pentru a împiedica pătrunderea uleiului în spațiul de deasupra pistonului în sine (răzuitorul de ulei).

Procedura de operare

• Când amestecul de combustibil intră în cilindru, pistonul trece prin cele patru curse descrise mai sus, iar mișcarea alternativă a pistonului antrenează arborele.
• Procedura ulterioară pentru funcționarea motorului este următoarea: partea superioară a bielei este fixată pe știftul, care este situat în interiorul mantalei pistonului. Manivela arborelui cotit fixează biela. Pistonul, în mișcare, rotește arborele cotit și acesta din urmă, în timp util, transmite cuplul sistemului de transmisie, de acolo către sistemul de angrenaj și apoi către roțile motoare. În aranjarea motoarelor mașinilor cu tracțiune spate, arborele elicei iese și el spre roți.

Design ICE

Mecanismul de distribuție a gazului (sincronizarea) în dispozitivul motorului cu ardere internă este responsabil pentru injecția de combustibil, precum și pentru eliberarea gazelor.

Mecanismul de sincronizare constă dintr-o supapă deasupra capului și o supapă inferioară, poate fi de două tipuri - curea sau lanț.

Biela este cel mai adesea realizată din oțel prin ștanțare sau forjare. Există tipuri de biele din titan. Biela transferă forțele pistonului către arborele cotit.

Un arbore cotit din fontă sau oțel este un set de suporturi principale și biele. În interiorul acestor gâturi există găuri care sunt responsabile pentru alimentarea cu ulei sub presiune.

Principiul de funcționare al mecanismului manivelă în motoarele cu ardere internă este de a transforma mișcările pistonului în mișcări ale arborelui cotit.

Chiulasa (chiulasa) a majorității motoarelor cu ardere internă, precum blocul cilindrilor, este cel mai adesea realizată din fontă și mai rar din diferite aliaje de aluminiu. Chiulasa contine camere de ardere, canale de admisie si evacuare, orificii pentru bujii. Între blocul cilindrilor și chiulasa există o garnitură care asigură etanșeitatea completă a conexiunii acestora.

Sistemul de lubrifiere, care include un motor cu ardere internă, include o carter, admisie de ulei, pompă de ulei, filtru de uleiși un răcitor de ulei. Toate acestea sunt legate prin canale și autostrăzi complexe. Sistemul de lubrifiere este responsabil nu numai pentru reducerea frecării dintre piesele motorului, ci și pentru răcirea acestora, precum și pentru reducerea coroziunii și uzurii, crescând resursa motorului cu ardere internă.

Dispozitivul motorului, în funcție de tipul, tipul, țara de fabricație, poate fi suplimentat cu ceva sau, dimpotrivă, unele elemente pot lipsi din cauza învechirii modele individuale, dar structura generală a motorului rămâne neschimbată, la fel ca și principiul standard de funcționare al unui motor cu ardere internă.

Unități suplimentare

Desigur, un motor cu ardere internă nu poate exista ca organ separat fără unități suplimentare care îi asigură munca. Sistemul de pornire învârte motorul, îl aduce la conditii de lucru... Există diferite principii de funcționare a pornirii în funcție de tipul de motor: demaror, pneumatic și muscular.

Transmisia permite dezvoltarea puterii la o gamă restrânsă de turații. Sistemul de alimentare oferă motor ICE electricitate mică. Include o baterie și un generator care asigură un flux constant de energie electrică și încarcă bateria.

Sistemul de evacuare permite eliberarea gazelor. Orice dispozitiv al unui motor de mașină include: colector de evacuare, care colectează gaze într-o singură conductă, un convertor catalitic care reduce toxicitatea gazelor prin reducerea oxidului de azot și folosește oxigenul generat pentru a arde substanțele nocive.

Toba de eșapament din acest sistem servește la reducerea zgomotului care iese din motor. Motoare de combustie internă mașini moderne trebuie să corespundă stabilit prin lege normelor.

Tipul combustibilului

De asemenea, trebuie amintit numărul octanic al combustibilului utilizat de diferite tipuri de motoare cu ardere internă.

Cu cât mai sus cifra octanica combustibil - cu cât raportul de compresie este mai mare, ceea ce duce la o creștere a acțiune utilă motor cu combustie interna.

Există însă și astfel de motoare pentru care o creștere a cifrei octanice mai mare decât cea stabilită de producător va duce la defecțiuni premature. Acest lucru se poate întâmpla prin arderea pistoanelor, distrugerea inelelor și a camerelor de ardere afumate.

Instalația oferă propriul număr octanic minim și maxim, care necesită un motor cu ardere internă.

Tuning

Cei cărora le place să mărească puterea motoarelor cu ardere internă instalează adesea (dacă nu sunt furnizate de producător) diverse tipuri de turbine sau compresoare.

Compresor pornit inactiv produce puțină putere, menținând în același timp o viteză stabilă. Turbina, pe de altă parte, se stoarce putere maxima când îl pornești.

Instalarea anumitor unități necesită consultarea maeștrilor cu experiență într-o direcție îngustă, deoarece repararea, înlocuirea unităților sau adăugarea unui motor cu ardere internă opțiuni suplimentare- aceasta este o abatere de la scopul motorului și reduce resursele motorului cu ardere internă și acțiuni greșite poate duce la consecințe ireversibile, adică activitatea motorului cu ardere internă poate fi întreruptă definitiv.

Nu va fi o exagerare să spunem că majoritatea dispozitivelor autopropulsate astăzi sunt echipate cu motoare cu ardere internă de diferite modele, folosind diferite principii de funcționare. Oricum, dacă vorbim despre transport rutier... În acest articol vom arunca o privire mai atentă asupra motorului cu ardere internă. Ce este, cum funcționează această unitate, care sunt avantajele și dezavantajele ei, veți învăța citind-o.

Principiul de funcționare a motoarelor cu ardere internă

Principiul principal al funcționării ICE se bazează pe faptul că combustibilul (solid, lichid sau gazos) arde într-un volum de lucru special alocat în interiorul unității în sine, transformând energia termică în energie mecanică.

Amestecul de lucru care intră în cilindrii unui astfel de motor este comprimat. După aprinderea cu ajutorul unor dispozitive speciale, suprapresiune gaze care fac ca pistoanele cilindrilor să revină la poziția inițială. Acest lucru creează un ciclu de lucru constant care transformă energia cinetică în cuplu cu ajutorul unor mecanisme speciale.

Astăzi, dispozitivul ICE poate avea trei tipuri principale:

• numit adesea plămân;
• o unitate de putere în patru timpi pentru puteri mai mari și valori de eficienta;
• cu caracteristici de putere crescute.

În plus, există și alte modificări ale schemelor de bază care fac posibilă îmbunătățirea anumitor proprietăți ale centralelor electrice de acest tip.

Avantajele motoarelor cu ardere internă

Spre deosebire de unități de putere, prevăzând prezența camerelor externe, motorul cu ardere internă are avantaje semnificative. Principalele sunt:

• dimensiuni mult mai compacte;
• Mai mult rate mari putere;
• valori optime de eficienta.

Trebuie remarcat, vorbind despre motorul cu ardere internă, că acesta este un dispozitiv care în majoritatea covârșitoare a cazurilor permite utilizarea tipuri diferite combustibil. Poate fi benzină, motorină, natură sau kerosen și chiar lemn obișnuit.

Această versatilitate i-a adus acestui concept de motor o popularitate binemeritată, omniprezentare și un lider cu adevărat global.

O scurtă excursie istorică

Se crede că motorul cu ardere internă datează din istoria sa de la crearea unei unități cu piston de către francezul de Rivas în 1807, care folosea hidrogenul ca combustibil în stare de agregat gazos. Și deși dispozitivul ICE a suferit modificări și modificări semnificative de atunci, ideile de bază ale acestei invenții continuă să fie utilizate și astăzi.

Primul motor în patru timpi arderea internă a fost lansată în 1876 în Germania. La mijlocul anilor 80 ai secolului al XIX-lea, în Rusia a fost dezvoltat un carburator, care a făcut posibilă măsurarea alimentării cu benzină în cilindrii motorului.

Și la sfârșitul secolului înainte de trecut, celebrul inginer german a propus ideea de a aprinde un amestec combustibil sub presiune, ceea ce a crescut semnificativ puterea. Caracteristicile ICEși indicatorii de eficiență ai unităților de acest tip, care anterior lăsau de dorit. De atunci, dezvoltarea motoarelor cu ardere internă a mers în principal pe calea îmbunătățirii, modernizării și implementării diferitelor îmbunătățiri.

Principalele tipuri și tipuri de motoare cu ardere internă

Cu toate acestea, istoria de peste 100 de ani a unităților de acest tip a făcut posibilă dezvoltarea mai multor tipuri principale de centrale electrice cu ardere internă a combustibilului. Ele diferă unele de altele nu numai prin compoziția celor utilizate amestec de lucru, dar și caracteristici de design.

Motoare pe benzina

După cum sugerează și numele, unitățile din acest grup folosesc diferite tipuri de benzină ca combustibil.

La rândul lor, astfel de centrale electrice sunt de obicei împărțite în două grupuri mari:

• Carburator. În astfel de dispozitive, amestecul de combustibil este îmbogățit cu mase de aer înainte de a intra în cilindri. dispozitiv special(carburator). Apoi se aprinde cu o scânteie electrică. Printre cei mai importanți reprezentanți de acest tip pot fi numite modele VAZ, al căror motor cu ardere internă este foarte pentru mult timp era exclusiv de tip carburator.
• Injecţie. Acesta este un sistem mai complex în care combustibilul este injectat în cilindri prin intermediul unui colector special și al injectoarelor. Se poate produce atât mecanic, cât și prin intermediul unui special dispozitiv electronic... Cele mai productive sisteme sunt considerate directe injecție directă Common Rail. Instalat pe aproape toate mașinile moderne.

Injecţie motoare pe benzină sunt considerate a fi mai economice și oferă mai mult Eficiență ridicată... Cu toate acestea, costul unor astfel de unități este mult mai mare, iar întreținerea și operarea sunt mult mai dificile.

Motoare diesel

În zorii existenței unor unități de acest tip, se putea auzi foarte des o glumă despre un motor cu ardere internă, că este un dispozitiv care mănâncă benzină ca un cal, dar se mișcă mult mai încet. Odată cu inventarea motorului diesel, această glumă și-a pierdut parțial relevanța. În principal pentru că motorina poate funcționa mult mai mult cu combustibil De calitate inferioară... Aceasta înseamnă că este mult mai ieftin decât benzina.

Principalul diferenta fundamentala Combustia internă este absența aprinderii forțate a amestecului de combustibil. Combustibilul diesel este injectat în cilindri prin duze speciale, iar picăturile individuale de combustibil sunt aprinse din cauza forței presiunii pistonului. Alături de beneficii motor diesel are de asemenea o serie de dezavantaje. Printre acestea se numără următoarele:

• mult mai putina putere comparativ cu centralele pe benzină;
• dimensiuni mari și caracteristici de greutate;
• dificultăți de pornire în condiții meteorologice și climatice extreme;
• tracțiune insuficientă și tendință la pierderi nejustificate de putere, mai ales la viteze relativ mari.

În plus, Reparatie gheata tip diesel, de regulă, este mult mai complicat și mai costisitor decât reglarea sau restabilirea performanței unei unități pe benzină.

Motoare pe gaz

În ciuda costului scăzut al gazelor naturale utilizate ca combustibil, dispozitivul unui motor cu ardere internă care funcționează pe gaz este incomparabil mai complicat, ceea ce duce la o creștere semnificativă a costului unității în ansamblu, la instalarea și funcționarea acesteia în special.

În centralele de acest tip, gazul lichefiat sau natural intră în butelii printr-un sistem de reductoare speciale, colectoare și duze. Aprinderea amestecului de combustibil se produce la fel ca in instalatiile pe benzina de carburator - cu ajutorul unei scantei electrice emanate din bujie.

Tipuri combinate de motoare cu ardere internă

Puțini oameni știu despre sisteme combinate GHEAŢĂ. Ce este și unde se aplică?

Desigur, nu este vorba despre modern vehicule hibride, capabil să funcționeze atât cu combustibil, cât și cu un motor electric. Motoare combinate combustie internă, se obișnuiește să se numească astfel de unități care combină elemente de diferite principii sisteme de combustibil... Cel mai reprezentant luminos familiile de astfel de motoare sunt unități gaz-diesel. În ele, amestecul de combustibil intră în blocul ICE aproape în același mod ca în unitățile cu gaz. Dar combustibilul este aprins nu cu ajutorul unei descărcări electrice de la o lumânare, ci cu o porțiune de aprindere a motorinei, așa cum este cazul unui motor diesel convențional.

Întreținerea și repararea motoarelor cu ardere internă

În ciuda unei varietăți destul de mari de modificări, toate motoarele cu ardere internă au design și scheme de bază similare. Cu toate acestea, pentru a efectua întreținerea și repararea de înaltă calitate a unui motor cu ardere internă, este necesar să cunoașteți în detaliu structura acestuia, să înțelegeți principiile de funcționare și să puteți identifica problemele. Pentru aceasta, desigur, este necesar să se studieze cu atenție proiectarea motoarelor cu ardere internă. tipuri diferite, pentru a înțelege singur scopul anumitor piese, ansambluri, mecanisme și sisteme. Aceasta nu este o sarcină ușoară, dar foarte interesantă! Și cel mai important, lucrul potrivit.

Mai ales pentru mințile iscoditoare care doresc să înțeleagă în mod independent toate misterele și secretele aproape oricui vehicul, aproximativ schema circuitului Motorul cu ardere internă este prezentat în fotografia de mai sus.

Deci, am aflat ce este această unitate de putere.