Polttomoottorin laite ja toimintaperiaate. Polttomoottoreiden huolto ja korjaus. Suora ruiskutus kammioon

ICE- Tämä on moottori, joka toimii periaatteella polttaa erilaisia ​​polttoaineita suoraan yksikön sisällä. Toisin kuin muun tyyppiset moottorit, polttomoottoreilta puuttuu: kaikki elementit, jotka siirtävät lämpöä edelleen muuttamiseksi mekaaniseksi energiaksi, muuntaminen tapahtuu suoraan polttoaineen palamisesta; paljon kompaktimpi; niillä on pieni paino verrattuna muuntyyppisiin yksiköihin, joilla on vastaava teho; edellyttävät tiettyjen polttoaineiden käyttöä, joilla on tiukat palolämpötilan, haihtuvuuden, oktaaniluvun jne.

Autoteollisuudessa käytetään nelitahtimoottoreita:

1. tulo;

2. Puristus;

3. työisku;

4. Vapauta.
Mutta moottoreista on myös kaksitahtisia versioita. sisäinen palaminen, mutta sisään moderni maailma niiden käyttö on rajallista.

Tässä artikkelissa otetaan huomioon vain autoihin asennetut moottorit.

Moottorityypit käytetyn polttoaineen mukaan

Bensiinimoottorit käyttävät polttoaineena eri oktaanilukuista bensiiniä, ja niissä on pakkosytytysjärjestelmä. polttoaineseosta sähkökipinällä.

Ne voidaan jakaa imutyypin mukaan kaasuttimeen ja ruiskutukseen. Kaasutinmoottorit ovat jo häviämässä tuotannosta johtuen hienosäätövaikeuksista, korkeasta bensiinin kulutuksesta, polttoaineseoksen tehottomasta sekoituksesta ja nykyaikaisten tiukkojen ympäristövaatimusten noudattamatta jättämisestä. Tällaisissa moottoreissa palavan seoksen sekoittuminen alkaa kaasuttimen kammioista ja päättyy matkan varrella imusarjaan.

Ruiskutusyksiköt kehittyvät kovaa vauhtia, ja polttoaineen ruiskutusjärjestelmä paranee sukupolven myötä. Ensimmäisissä suuttimissa oli "mono-injektio" yhdellä suuttimella. Itse asiassa se oli kaasutinmoottoreiden modernisointi. Ajan myötä useimmissa yksiköissä alettiin käyttää järjestelmiä, joissa oli erilliset suuttimet jokaiselle sylinterille. Suuttimien käyttö imujärjestelmässä mahdollisti polttoaineen ja ilman suhteiden tarkemman hallinnan erilaisia ​​tiloja yksikön toimintaa, vähentää polttoaineen kulutusta, parantaa polttoaineseoksen laatua, lisätä voimayksiköiden tehoa ja ympäristöystävällisyyttä.

Nykyaikaiset suuttimet, asennettuna voimayksiköihin, joissa on suora polttoaineen ruiskutusjärjestelmä sylintereihin, pystyvät tuottamaan useita erillisiä polttoaineen ruiskutuksia yhdessä syklissä. Näin voit edelleen parantaa polttoaineseoksen laatua ja saavuttaa maksimaalisen energianpalautuksen käytetystä bensiinistä. Toisin sanoen moottoreiden taloudellisuus ja suorituskyky ovat parantuneet entisestään.

Dieselyksiköt - käyttävät dieselpolttoaineen ja ilman seoksen sytytysperiaatetta kuumennettaessa voimakkaasta puristamisesta. Samaan aikaan dieselmoottoreissa ei käytetä pakkosytytysjärjestelmiä. Näillä moottoreilla on useita etuja bensiinimoottoreihin verrattuna, pääasiassa polttoainetaloutta (jopa 20 %) vertailuteholla. Polttoainetta kuluu vähemmän johtuen sylintereiden korkeammasta puristussuhteesta, mikä parantaa polttoaineseoksen palamisominaisuuksia ja energian siirtoa, ja siksi polttoainetta tarvitaan vähemmän samojen tulosten saavuttamiseksi. Lisäksi dieselkoneissa ei käytetä kuristusventtiilejä, mikä parantaa ilman virtausta voimayksikköön, mikä edelleen vähentää polttoaineen kulutusta. Dieselmoottorit kehittävät enemmän vääntöä ja enemmän alhaiset kierrokset kampiakseli.

Ei ilman haittoja. Sylinterin seinien lisääntyneen kuormituksen vuoksi suunnittelijoiden oli käytettävä luotettavampia materiaaleja ja lisättävä rakenteen kokoa (lisääntynyt paino ja lisääntyneet tuotantokustannukset). Lisäksi dieselvoimayksikön toiminta on äänekäs polttoaineen sytytyksen ominaisuuksien vuoksi. Ja lisääntynyt osien massa ei anna moottorin kehittyä korkeat kierrokset samalla nopeudella kuin bensiiniyksiköt, ja kampiakselin maksiminopeus on pienempi kuin bensiiniyksiköiden.

Erilaisia ​​polttomoottoreita suunnittelun mukaan

Hybridi voimansiirto

Tämäntyyppinen auto alkoi saada suosiota viime vuosina. Polttoaineen säästötehokkuuden ansiosta ja lisääntynyt kokonaisteho ajoneuvoa yhdistämällä kahden tyyppisiä yksiköitä. Itse asiassa tämä rakenne koostuu kahdesta erillisestä yksiköstä - pienestä polttomoottorista (useimmiten diesel) ja sähkömoottorista (tai useista sähkömoottoreista), joissa on akku suuri kapasiteetti.

Yhdistelmän edut ilmaistaan ​​kyvyssä yhdistää kahden yksikön energiaa kiihdytyksen aikana tai kunkin moottorityypin käytössä erikseen tarpeen mukaan. Esimerkiksi kaupungin liikenneruuhkassa ajettaessa vain sähkömoottori voi toimia, mikä säästää dieselpolttoainetta. Maanteillä ajettaessa polttomoottori toimii kestävämpänä, tehokkaampana yksikkönä suurella tehoreservillä.

Samanaikaisesti sähkömoottoreille tarkoitettu erityinen akku voidaan ladata generaattorista tai käyttämällä jarrutuksen aikana palautusjärjestelmää, mikä säästää paitsi polttoainetta, myös akun lataamiseen tarvittavaa sähköä.

Pyörivä mäntämoottori

Pyörivä mäntämoottori on rakennettu mäntä-roottorin ainutlaatuisen liikekaavion mukaan, joka liikkuu sylinterin sisällä ei edestakaisin liikkuvaa polkua pitkin, vaan sen akselin ympäri. Tämä johtuu männän erityisestä kolmiomaisesta rakenteesta ja sylinterin imu- ja pakoporttien erityisestä järjestelystä.

Tämän rakenteen ansiosta moottori nopeutuu nopeasti, mikä lisää auton dynaamisia ominaisuuksia. Mutta polttomoottoreiden klassisen suunnittelun kehittyessä Wankel-moottori alkoi menettää merkityksensä suunnittelurajoitusten vuoksi. Männän liikkeen periaate ei salli polttoaineseoksen korkean puristusasteen saavuttamista, mikä sulkee pois dieselpolttoaineen käytön. Pieni resurssi, huollon ja korjauksen monimutkaisuus sekä heikko ympäristönsuojelun taso eivät anna autonvalmistajille mahdollisuuden kehittää tätä aluetta.

Voimayksiköiden lajikkeet asettelun mukaan

Johtuen tarpeesta vähentää painoa ja mittoja sekä sijoittaa suurempi määrä mäntiä yhteen yksikköön, se johti useiden moottoreiden syntymiseen asettelun suhteen.

rivimoottorit

Rivimoottori on voimayksikön klassisin versio. Jossa kaikki männät ja sylinterit on järjestetty yhteen riviin. Samaan aikaan nykyaikaiset moottorit, joissa on riviasetelma, voivat sisältää enintään kuusi sylinteriä. Mutta juuri kuusisylinteriset rivimoottorit tasapainottavat parhaiten tärinää käytön aikana. Ainoa negatiivinen asia on moottorin merkittävä pituus verrattuna muihin asetteluihin.

V-moottorit

Nämä moottorit ilmestyivät suunnittelijoiden halusta pienentää moottoreiden mittoja ja tarpeesta sijoittaa yli kuusi mäntää yhteen lohkoon. Näissä moottoreissa sylinterit ovat eri tasoissa. Visuaalisesti sylinterien järjestely muodostaa kirjaimen "V", mistä johtuu nimi. Kahden rivin välistä kulmaa kutsutaan kallistuskulmaksi, ja se vaihtelee laajalla alueella jakaen tämäntyyppiset moottorit alaryhmiin.

Bokserin moottorit

Boxer-moottorit saivat 180 asteen maksimikallistuskulman. Tämän ansiosta suunnittelijat pystyivät pienentämään yksikön korkeutta vähimmäiskokoon ja jakamaan kampiakselin kuormituksen lisäämällä sen resursseja.

VR moottorit

Tämä on yhdistelmä in-line- ja V-muotoisten yksiköiden ominaisuuksia. Tällaisten moottoreiden kallistuskulma saavuttaa 15 astetta, mikä mahdollistaa yhden pään käytön sylinterilohko yhdellä kaasunjakelumekanismilla.

W moottorit

Yksi tehokkaimmista ja "äärimmäisistä" ICE-malleista. Niissä voi olla kolme riviä sylintereitä suurella kallistuskulmalla tai kaksi yhdistettyä VR-lohkoa. Tähän mennessä kahdeksan ja kahdentoista sylinterin moottorit ovat yleistyneet, mutta suunnittelu mahdollistaa useamman sylinterin käytön.

Polttomoottorin ominaisuudet

Tarkasteltuaan paljon tietoa erilaisia ​​autoja, jokainen kiinnostunut henkilö näkee tietyt moottorin perusparametrit:

Voimayksikön teho, mitattuna hv. (tai kWh);

Voimayksikön kehittämä suurin vääntömomentti, mitattuna N / m;

Useimmat autoilijat jakavat voimayksiköt, vain tehon suhteen. Mutta tämä jako ei ole täysin oikea. Tietenkin 200 hevosvoiman yksikkö on parempi kuin 100 hevosvoiman moottori raskaassa crossoverissa. Ja kevyelle kaupunkiviistoperälle riittää 100 hevosvoiman moottori. Mutta on joitain vivahteita.

Teknisessä dokumentaatiossa ilmoitettu maksimiteho saavutetaan tietyillä kampiakselin nopeuksilla. Mutta käyttämällä autoa kaupunkiolosuhteissa, kuljettaja harvoin pyörittää moottoria yli 2500 rpm. Siksi mitä pidempi koneen käyttöaika on, vain osa potentiaalisesta tehosta on mukana.

Mutta usein tapauksia tulee tiellä. Kun on tarpeen lisätä jyrkästi nopeutta ohitusta varten tai välttää hätätilanne. Se on suurin vääntömomentti, joka vaikuttaa yksikön kykyyn saavuttaa nopeasti vaadittu nopeus ja teho. Yksinkertaisesti sanottuna vääntömomentti vaikuttaa auton dynamiikkaan.

On syytä huomata pieni ero bensiini- ja dieselmoottoreiden välillä. Bensiinimoottori tuottaa suurimman vääntömomentin kampiakselin kierrosnopeuksilla 3 500 - 6 000 rpm, kun taas dieselmoottorit voivat saavuttaa maksimiparametrit alemmilla kierroksilla. Siksi se näyttää monille. Että dieselyksiköt ovat tehokkaampia ja "vetävät" paremmin. Mutta suurin osa tehokkaimmista yksiköistä käyttää bensiinipolttoainetta, koska ne pystyvät kehittämään suuremman määrän kierroksia minuutissa.

Ja saadaksesi yksityiskohtaisen käsityksen vääntömomentista, sinun tulee tarkastella sen mittayksiköitä: Newtonit kerrottuna metreillä. Toisin sanoen vääntömomentti määrää voiman, jolla mäntä painaa kampiakselia, joka puolestaan ​​välittää voimaa vaihteistoon ja lopulta pyöriin.

Lisäksi voidaan mainita tehokas tekniikka, jossa maksimivääntömomentti voidaan saavuttaa nopeudella 1500 minuutissa. Pohjimmiltaan nämä ovat traktoreita, tehokkaita kippiautoja ja joitain diesel-maastoajoneuvoja. Luonnollisesti tällaisten koneiden ei tarvitse pyörittää moottoria ylöspäin enimmäisarvot vallankumoukset.

Annettujen tietojen perusteella voimme päätellä, että vääntömomentti riippuu voimayksikön tilavuudesta, sen mitoista, osien mitoista ja niiden painosta. Mitä raskaampia nämä kaikki elementit, sitä suurempi vääntömomentti vallitsee matalilla kierroksilla. Dieselyksiköissä on enemmän vääntömomenttia ja pienemmät kampiakselin nopeudet (raskas kampiakselin ja muiden elementtien suuri inertia ei salli suuria nopeuksia).

Auton moottorin teho

On syytä huomata, että teho ja vääntömomentti ovat toisiinsa liittyviä parametreja, jotka riippuvat toisistaan. Teho on tietty määrä työtä, jonka moottori tekee ajoissa. Moottorin työ puolestaan ​​on vääntömomentti. Siksi tehoa luonnehditaan vääntömomentin määränä aikayksikköä kohti.

On olemassa tunnettu kaava, joka kuvaa tehon ja vääntömomentin suhdetta:

Teho = vääntömomentti * RPM / 9549

Tuloksena saamme tehon arvon kilowatteina. Mutta luonnollisesti, kun tarkastellaan autojen ominaisuuksia, olemme tottuneet näkemään indikaattoreita "hv". Kilowattien muuntaminen hv:ksi. tuloksena oleva arvo on kerrottava 1,36:lla.

Johtopäätös

Kuten tästä artikkelista kävi selväksi, autojen polttomoottoreilla voi olla monia eroja toisistaan. Ja kun valitset auton pysyvään käyttöön, sinun on tutkittava kaikki voimayksikön suunnittelun, ominaisuuksien, talouden, ympäristöystävällisyyden, tehon ja luotettavuuden vivahteet. Myös moottorin huollettavuutta koskevia tietoja on hyödyllistä tutkia. Koska monet nykyaikaiset yksiköt käyttävät monimutkaiset järjestelmät kaasun jakelu, polttoaineen ruiskutus ja pakokaasu, mikä voi vaikeuttaa niiden korjaamista.

Polttomoottoreita on käytetty useimpien koneiden ja mekanismien voimalaitoksina yli sadan vuoden ajan. 1900-luvun alussa ne korvasivat ulkopolttohöyrykoneen. Polttomoottori on nyt taloudellisin ja tehokkain muiden moottoreiden joukossa. Katsotaanpa laitetta

Luomisen historia

Näiden yksiköiden historia alkoi noin 300 vuotta sitten. Silloin Leonardo Da Vinci kehitti ensimmäisen piirustuksen primitiivisestä moottorista. Tämän yksikön kehitys antoi sysäyksen polttomoottorin kokoamiseen, testaamiseen ja jatkuvaan parantamiseen.

Vuonna 1861 Da Vincin maailmalle jättämien piirustusten mukaan he loivat ensimmäisen kaksitahtisen moottorin. Sitten kukaan ei ajatellut, että kaikki autot ja muut laitteet varustettaisiin tällaisilla asennuksilla, vaikka silloin höyryyksiköitä käytettiin rautateiden laitteissa.

Henry Ford käytti ensimmäisenä polttomoottoreita autoissa. Hän oli ensimmäinen, joka kirjoitti kirjan polttomoottorin suunnittelusta ja toiminnasta. Ford oli ensimmäinen, joka laski näiden moottoreiden hyötysuhteen.

ICE-luokitus

Kehitysprosessissa polttomoottorin laite muuttui monimutkaisemmaksi. Hänen tarkoituksensa pysyi kuitenkin samana. Nykyään tehokkaimpia polttomoottoreita on useita päätyyppejä.

Mäntälaitokset ovat ensimmäisiä tehokkuuden ja taloudellisuuden suhteen. Näissä yksiköissä polttoaineseoksen palamisesta syntyvä energia muunnetaan liikkeeksi kiertokankien ja kampiakselin kautta.

Kaasuttimen polttomoottorin yleinen järjestely ei eroa muista moottoreista. Mutta palava seos valmistetaan suoraan kaasuttimessa. Ruiskutus suoritetaan yhteiseen jakoputkeen, josta tyhjiön vaikutuksesta seos joutuu sylintereihin, missä se syttyy sitten kynttilän sähköpurkauksesta.

Ruiskutusmoottori eroaa kaasutinmoottorista siinä, että polttoainetta syötetään jokaiseen sylinteriin suoraan erillisten suuttimien kautta. Sitten, kun bensiini on sekoitettu ilmaan, polttoaine sytytetään kynttilän kipinällä.

Dieselmoottorit eroavat bensiinimoottoreista. Harkitse lyhyesti polttolaitetta. Sytytykseen ei ole käytetty kynttilöitä. Tämä polttoaine syttyy korkeassa paineessa. Tämän seurauksena dieselmoottori lämpenee. Lämpötila on korkeampi kuin palamislämpötila. Injektio suoritetaan suuttimien avulla.

Pyöriviä mäntämoottoreita kutsutaan myös polttomoottoreiksi. Näissä yksiköissä polttoaineen palamisesta syntyvä lämpöenergia vaikuttaa roottoriin. Sillä on erityinen muoto ja erityinen profiili. Roottorin liikerata on planeetta (elementti sijaitsee erityisen kammion sisällä). Roottori suorittaa samanaikaisesti valtavan määrän toimintoja - tämä on kaasun jakelu, kampiakselin ja männän toiminta.

On myös kaasuturbiinimoottoreita. Näissä yksiköissä lämpöenergia muunnetaan roottorin kautta, jossa on kiilan muotoiset siivet. Nämä mekanismit saavat sitten turbiinin pyörimään.

Mäntämoottoreita pidetään luotettavimpana, vähän huoltoa vaativina ja taloudellisimpina. Pyöriviä ei käytännössä käytetä massoissa autotekniikka. Nyt automallit varustettu pyörivät mäntämoottorit, valmistaa vain japanilainen Mazda. Chrysler valmisti kokeneita kaasuturbiinimoottoreilla varustettuja autoja 60-luvulla, ja sen jälkeen yksikään autonvalmistaja ei palannut näihin asennuksiin. Neuvostoliitossa jotkin tankki- ja laskualukset varustettiin lyhyen aikaa kaasuturbiinimoottoreilla. Mutta sitten päätettiin luopua sellaisista voimayksiköistä. Siksi harkitsemme polttomoottorin laitetta - ne ovat suosituimpia ja tehokkaimpia.

ICE laite

Moottorikotelossa on yhdistetty useita järjestelmiä. Tämä on sylinterilohko, jossa polttokammiot sijaitsevat. Jälkimmäisessä polttoaineseos palaa. Lisäksi moottori koostuu kampimekanismista, joka on suunniteltu muuttamaan mäntien energia kampiakselin pyörimiseksi. Voimayksikön rungolla on myös tehtävänsä - varmistaa imu- ja pakoventtiilien oikea-aikainen avaaminen ja sulkeminen. Moottori ei voi toimia ilman ruiskutusjärjestelmää, sytytystä ja myös ilman pakojärjestelmää.

Kun voimayksikkö käynnistetään, polttoaineen ja ilman seos syötetään sylintereihin avoimien imuventtiilien kautta. Sen jälkeen se syttyy sähköpurkauksesta sytytystulpassa. Kun seos syttyy ja kaasut alkavat laajentua, mäntään kohdistuva paine kasvaa. Jälkimmäinen saatetaan liikkeelle ja aiheuttaa kampiakselin pyörimisen.

Laite ja työ ovat sellaisia, että moottori käy tietyissä jaksoissa. Nämä jaksot toistuvat jatkuvasti korkealla taajuudella. Tämä varmistaa kampiakselin jatkuvan pyörimisen.

Kaksitahtisten polttomoottorien toimintaperiaate

Kun moottori käynnistyy, kampiakselin pyörittämä mäntä alkaa liikkua. Kun se saavuttaa alimmansa ja alkaa liikkua ylöspäin, polttoainetta syötetään sylinteriin.

Kun mäntä liikkuu ylöspäin, se puristaa seosta. Kun se saavuttaa yläkuolokohdan, sytytystulppa sytyttää seoksen sähköpurkauksen vuoksi. Kaasut laajenevat välittömästi ja painavat männän alas.

Sitten sylinterin pakoventtiili avautuu ja palamistuotteet poistuvat sylintereistä pakojärjestelmään. Sitten mäntä alkaa liikkua ylöspäin saavuttaessaan jälleen pohjapisteen. Kampiakseli tekee yhden kierroksen.

Kun uusi männän liike alkaa, imuventtiilit avautuvat uudelleen ja polttoaineseos syötetään. Se vie koko tilavuuden, jonka palamistuotteet käyttivät, ja sykli toistuu uudelleen. Koska tällaisten moottoreiden männät toimivat vain kahdessa jaksossa, liikkeitä tehdään vähemmän, toisin kuin nelitahtisessa polttomoottorissa. Pienemmät kitkahäviöt. Mutta nämä moottorit kuumenevat.

Kaksitahtisessa voimayksiköt mäntä toimii myös kaasunjakelumekanismina. Liikkumisen aikana aukot polttoaineseoksen sisääntuloa ja pakokaasujen vapautumista varten avautuvat ja sulkeutuvat. Huonoin kaasunvaihto verrattuna nelitahtimoottoreihin on tällaisten moottoreiden suurin haitta. Pakokaasujen vapautuessa teho menetetään merkittävästi.

Tällä hetkellä kaksitahtimoottorit käytetään mopoissa, skoottereissa, veneissä, bensiinisahoissa ja muissa vähän tehoa vaativissa laitteissa.

nelitahtinen

Tämän tyyppisen polttomoottorin laite eroaa hieman kaksitahtisesta. Toimintaperiaate on myös hieman erilainen. Kiertoa kohti on neljä sykliä.

Ensimmäinen vaihe on palavan seoksen syöttö moottorin sylinteriin. Moottori imee seoksen alipaineen vaikutuksesta sylinteriin. Tällä hetkellä sylinterissä oleva mäntä menee alas. Imuventtiili on auki ja sumutettu bensiini tulee ilman kanssa palokammioon.

Seuraavaksi tulee puristusisku. Imuventtiili sulkeutuu ja mäntä liikkuu ylöspäin. Tässä tapauksessa sylinterissä oleva seos puristuu merkittävästi. Paineen vaikutuksesta seos lämpenee. Paine lisää keskittymiskykyä.

Tätä seuraa kolmas työjakso. Kun mäntä saavuttaa melkein yläasennon, sytytysjärjestelmä aktivoituu. Kipinä hyppää kynttilän päälle ja seos syttyy. Kaasujen hetkellisen laajenemisen ja räjähdyksen energian leviämisen vuoksi paineen alainen mäntä liikkuu alaspäin. Tämä sykli nelitahtisen moottorin toiminnassa on tärkein. Muut kolme toimenpidettä eivät vaikuta teoksen luomiseen ja ovat aputoimia.

Neljännessä syklissä vapautusvaihe alkaa. Kun mäntä saavuttaa polttokammion pohjan, poistoventtiili avautuu ja pakokaasut poistuvat ensin pakojärjestelmään ja sitten ilmakehään.

Tässä on tällainen laite ja nelitahtisen polttomoottorin toimintaperiaate, joka on asennettu useimpien autojen konepellin alle.

Apujärjestelmät

Tutkimme polttomoottorin laitetta. Mutta mikään moottori ei voisi toimia, jos sitä ei olisi varustettu lisäjärjestelmillä. Puhumme niistä alla.

Sytytys

Tämä järjestelmä on osa sähkölaitteita. Se on suunniteltu muodostamaan kipinöitä, jotka sytyttävät polttoaineseoksen.

Järjestelmä sisältää akun ja generaattorin, sytytyslukon, kelan ja erikoislaitteen - sytytyksen jakajan.

imujärjestelmä

Se on välttämätöntä, jotta ilma pääsee moottoriin ilman keskeytyksiä. Seoksen muodostamiseen tarvitaan happea. Itsestään bensiini ei pala. On huomattava, että kaasuttimissa imu on vain suodatin ja ilmakanavat. imujärjestelmä nykyaikaiset autot ovat monimutkaisempia. Se sisältää ilmanottoaukon suuttimien muodossa, suodattimen, kaasuventtiili sekä imusarja.

Toimitusjärjestelmä

Polttomoottorin periaatteesta tiedämme, että moottorin täytyy polttaa jotain. Se on bensiiniä tai dieselpolttoainetta. Toimitusjärjestelmä varmistaa polttoaineen saannin moottorin käytön aikana.

Primitiivisimmässä tapauksessa tämä järjestelmä koostuu säiliöstä sekä polttoaineletkusta, suodattimesta ja pumpusta, jotka syöttävät polttoainetta kaasuttimeen. AT ruiskutusautot virtajärjestelmää ohjaa tietokone.

Voitelujärjestelmä

AT voitelujärjestelmä Sisältää öljypumpun, öljypohjan, öljynsuodattimen. Diesel- ja voimakkaissa bensiinimoottoreissa on myös jäähdytin voiteluaineen puhdistamiseksi. Pumppua käyttää kampiakseli.

Johtopäätös

Tämä on polttomoottori. Tutkimme laitetta ja sen toimintaperiaatetta, ja nyt on selvää, kuinka auto, moottorisaha tai dieselgeneraattori toimii.

Tähän mennessä polttomoottori (ICE) tai kuten sitä kutsutaan myös "aspiroiduksi" - tärkein moottorityyppi, jota käytetään laajalti autoteollisuudessa. Mikä on DVS? Tämä on monitoiminen lämpöyksikkö, joka kemiallisia reaktioita ja fysiikan lakeja käyttäen muuntaa polttoaineseoksen kemiallisen energian mekaaniseksi voimaksi (työksi).

Polttomoottorit jaetaan:

1. Mäntämoottori.
2. Pyörivä mäntämoottori.
3. Kaasuturbiinimoottori.

Mäntäpolttomoottori on suosituin edellä mainituista moottoreista, se on voittanut maailmanlaajuista tunnustusta ja on ollut autoteollisuuden johtaja useiden vuosien ajan. Ehdotan harkitsemaan laitetta yksityiskohtaisemmin ICE sekä sen toimintaperiaate.

Mäntäpolttomoottorin etuja ovat:

1. Yleisyys (sovellus erilaisiin ajoneuvoihin).
2. Korkea akun käyttöikä.
3. Kompaktit mitat.
4. Hyväksyttävä hinta.
5. Kyky aloittaa nopeasti.
6. Kevyt paino.
7. Kyky työskennellä erilaisia ​​tyyppejä polttoainetta.

"Pussien" lisäksi siinä on polttomoottori ja useita vakavia haittoja, mukaan lukien:

1. Korkea kampiakselin nopeus.
2. Suuri melutaso.
3. Liikaa myrkyllisyyttä pakokaasuissa.
4. Alhainen hyötysuhde (suorituskykykerroin).
5. Pieni palveluresurssi.

Polttomoottorit eroavat polttoainetyypin mukaan, ne ovat:

1. Bensiini.
2. Diesel.
3. Samoin kaasu ja alkoholi.

Kahta viimeistä voidaan kutsua vaihtoehtoiseksi, koska nykyään niitä ei käytetä laajalti.

Alkoholipohjainen vedyllä toimiva polttomoottori on lupaavin ja ympäristöystävällisin, se ei päästä ilmakehään haitallista "CO2:ta", joka sisältyy pakokaasuihin mäntämoottorit sisäinen palaminen.

Mäntäpolttomoottori koostuu seuraavista alajärjestelmistä:

1. kampimekanismi(KShM).
2. imujärjestelmä.
3. Polttoainejärjestelmä.
4. Voitelujärjestelmä.
5. Sytytysjärjestelmä (bensiinimoottorissa).
6. Valmistumisjärjestelmä.
7. Jäähdytysjärjestelmä.
8. Ohjausjärjestelmä.

Moottorin kotelo koostuu useista osista, jotka sisältävät: sylinterilohkon sekä sylinterinkannen (sylinterikannen). Kampiakselin tehtävänä on muuttaa männän edestakaiset liikkeet kampiakselin pyörimisliikkeiksi. Kaasunjakomekanismi on välttämätön, jotta polttomoottori varmistaa polttoaine-ilmaseoksen oikea-aikaisen oton sylintereihin ja saman oikea-aikaisen pakokaasujen vapautumisen.

Imujärjestelmän tehtävänä on toimittaa oikea-aikaisesti ilmaa moottoriin, mikä on välttämätöntä polttoaine-ilma-seoksen muodostamiseksi. Polttoainejärjestelmä syöttää polttoainetta moottoriin, yhdessä nämä kaksi järjestelmää muodostavat polttoaine-ilmaseoksen, jonka jälkeen se syötetään ruiskutusjärjestelmän kautta polttokammioon.

Polttoaine-ilmaseoksen syttyminen johtuu sytytysjärjestelmästä (in bensiinikäyttöiset polttomoottorit), sisään dieselmoottorit syttyminen johtuu seoksen ja hehkutulppien puristamisesta.

Voitelujärjestelmää käytetään nimensä mukaisesti hankautuvien osien voitelemiseen, mikä vähentää niiden kulumista, pidentää niiden käyttöikää ja poistaa siten lämpötilaa pinnoilta. Lämmitettyjen pintojen ja osien jäähdytyksen tarjoaa jäähdytysjärjestelmä, se poistaa lämpötilan jäähdytysnesteen avulla kanaviensa kautta, joka jäähdyttimen läpi kulkiessaan jäähdytetään ja toistaa syklin. Pakokaasujärjestelmä varmistaa pakokaasujen poistamisen ICE-sylintereistä, jonka avulla se on osa tätä järjestelmää, vähentää kaasupäästöihin liittyvää melua ja niiden myrkyllisyyttä.

Moottorin hallintajärjestelmä (sis modernit mallit elektroninen ohjausyksikkö (ECU) vastaa tästä tai ajotietokone) tarvitaan elektroninen ohjaus kaikki yllä kuvatut järjestelmät ja varmistaa niiden synkronointi.

Miten polttomoottori toimii?

Periaate ICE-toiminta perustuu kaasujen lämpölaajenemisen vaikutukseen, joka tapahtuu polttoaine-ilma-seoksen palamisen aikana, minkä seurauksena mäntä liikkuu sylinterissä. Polttomoottorin työjakso tapahtuu kahdella kampiakselin kierroksella ja koostuu neljästä syklistä, mistä johtuu nimi - nelitahtinen moottori.

1. Ensimmäinen isku on sisääntulo.
2. Toinen on pakkaus.
3. Kolmas on työnkulku.
4. Neljäs julkaisu.

Kahden ensimmäisen iskun - imu- ja työtahdin - aikana se liikkuu alaspäin, kahdella muulla puristus- ja poistoiskulla mäntä nousee ylös. Kunkin sylinterin käyttöjakso on konfiguroitu siten, että se ei ole samassa vaiheessa, mikä on välttämätöntä polttomoottorin tasaisen toiminnan varmistamiseksi. Maailmassa on muitakin moottoreita, joiden käyttöjakso tapahtuu vain kahdessa jaksossa - puristus- ja tehoiskussa, tätä moottoria kutsutaan kaksitahtiseksi.

Imutahdilla polttoainejärjestelmä ja imu muodostavat polttoaine-ilmaseoksen, joka muodostuu imusarjaan tai suoraan polttokammioon (kaikki riippuu suunnittelutyypistä). Imusarjassa keski- ja portin ruiskutus bensiinin ICE:t. Polttokammiossa, kun kyseessä on suoraruiskutus bensiini- ja dieselmoottoreissa. Polttoaine-ilmaseos tai ilma syötetään sisääntuloajoitusventtiilien avautumisen aikana polttokammioon männän alaspäin suuntautuvan liikkeen aikana syntyvän alipaineen vuoksi.

Imuventtiilit sulkeutuvat puristusiskulla, jonka jälkeen polttoaine-ilma-seos puristettuna moottorin sylintereihin. "Voimaiskun" aikana seos syttyy väkisin tai syttyy itsestään. Sytytyksen jälkeen kammioon syntyy suuri paine, joka syntyy kaasujen vaikutuksesta, tämä paine vaikuttaa mäntään, jolla ei ole muuta vaihtoehtoa kuin alkaa liikkua alaspäin. Tämä männän liike, joka on läheisessä kosketuksessa kampimekanismiin, käyttää kampiakselia, joka puolestaan ​​tuottaa vääntömomentin, joka saa auton pyörät liikkeelle.

"Pakokaasu"-isku, jonka jälkeen pakokaasut vapauttavat palotilan, ja sen jälkeen ja pakoputkisto jätetään jäähdytettynä ja osittain puhdistettuna ilmakehään.

Lyhyt yhteenveto

Kun olemme harkinneet polttomoottorin toimintaperiaate ymmärrät, miksi polttomoottorilla on alhainen hyötysuhde, joka on noin 40%. Yhdessä sylinterissä ollessaan hyödyllistä toimintaa, loput sylinterit ovat karkeasti sanottuna joutokäynnillä, mikä tarjoaa ensimmäisen työn sykleillä: imu, puristus, pako.

Siinä kaikki minulle, toivon, että ymmärrät kaiken, tämän artikkelin lukemisen jälkeen voit helposti vastata kysymykseen, mikä on polttomoottori ja kuinka polttomoottori toimii. Kiitos huomiostasi!

Voit esittää kysymyksiä esitellyn artikkelin aiheesta jättämällä kommenttisi sivun alareunaan. Sijainen vastaa sinulle toimitusjohtaja autokoulu "Mustang" akateemiseen työhön Opettaja lukio, teknisten tieteiden kandidaatti Kuznetsov Juri Aleksandrovitš

Osa 1. MOOTTORI JA SEN MEKANISMIT

Moottori on mekaanisen energian lähde.

Suurin osa ajoneuvoista käyttää polttomoottoria.

Polttomoottori on laite, jossa polttoaineen kemiallinen energia muunnetaan hyödylliseksi energiaksi. mekaaninen työ.

Autojen polttomoottorit luokitellaan:

Käytetyn polttoainetyypin mukaan:

kevyt neste (kaasu, bensiini),

Raskas neste (dieselpolttoaine).

Bensiinimoottorit

Bensan kaasutin.Polttoaine-ilma-seosvalmistellaan sisään kaasutin tai imusarjassa ruiskusuuttimilla (mekaanisilla tai sähköisillä), sitten seos syötetään sylinteriin, puristetaan ja sytytetään sitten elektrodien välissä hyppäävällä kipinällä kynttilät .

Bensiinin ruiskutusSekoitus tapahtuu ruiskuttamalla bensiiniä imusarjaan tai suoraan sylinteriin ruiskusuuttimilla. suuttimet ( injektori ov). On olemassa yhden pisteen ja hajautetun ruiskutusjärjestelmiä eri mekaanisia ja elektroniset järjestelmät. Mekaanisissa ruiskutusjärjestelmissä polttoaine annostellaan mäntävipumekanismilla, jossa on mahdollisuus seoksen koostumuksen elektroniseen säätöön. Elektronisissa järjestelmissä seoksen muodostus tapahtuu elektronisen ohjausyksikön (ECU) ohjauksessa ruiskuttamalla, joka ohjaa sähköisiä bensiiniventtiilejä.

kaasumoottorit

Moottori polttaa polttoaineena kaasumaisia ​​hiilivetyjä. Useimmiten kaasumoottorit toimivat propaanilla, mutta on muitakin, jotka toimivat niihin liittyvillä (maaöljy), nesteytetyillä, masuuneissa, generaattoreilla ja muun tyyppisillä kaasumaisilla polttoaineilla.

Perusero kaasumoottoreiden sekä bensiini- ja dieselmoottoreiden välillä on korkeampi puristussuhde. Kaasun käytöllä vältetään osien tarpeeton kuluminen, koska palamisprosessit ilma-polttoaine-seos tapahtuvat paremmin polttoaineen alkuperäisen (kaasumaisen) tilan vuoksi. Lisäksi kaasumoottorit ovat taloudellisempia, koska kaasu on halvempaa kuin öljy ja helpompi ottaa talteen.

Kaasumoottorien kiistattomiin etuihin kuuluu pakokaasujen turvallisuus ja savuttomuus.

Itse kaasumoottoreita valmistetaan harvoin massatuotantona, useimmiten ne ilmestyvät perinteisten polttomoottoreiden muuntamisen jälkeen varustamalla ne erityisillä kaasulaitteilla.

Dieselmoottorit

Erikoisdieselpolttoainetta ruiskutetaan tietyssä kohdassa (ennen kuin saavuttaa yläkuolokohdan) sylinteriin. korkeapaine suuttimen läpi. Palava seos muodostuu suoraan sylinteriin, kun polttoainetta ruiskutetaan. Männän liike sylinteriin aiheuttaa ilma-polttoaineseoksen kuumenemisen ja sitä seuraavan syttymisen. Dieselmoottorit ovat hitaita ja niille on ominaista suuri vääntömomentti moottorin akselissa. Dieselmoottorin lisäetuna on, että toisin kuin ottomoottoreissa, se ei tarvitse sähköä toimiakseen (autojen dieselmoottoreissa sähköjärjestelmä käytetään vain laukaisuun), ja sen seurauksena se pelkää vähemmän vettä.

Sytytystavan mukaan:

Kipinästä (bensiinistä),

Puristamisesta (diesel).

Sylinterien lukumäärän ja järjestelyn mukaan:

linjassa,

Vastapäätä,

V - kuviollinen,

VR - kuvaannollinen,

W - kuvaannollinen.

rivimoottori

Tämä moottori on ollut tiedossa autojen moottoreiden rakentamisen alusta lähtien. Sylinterit on järjestetty yhteen riviin kohtisuoraan kampiakseliin nähden.

Arvokkuus:suunnittelun yksinkertaisuus

Virhe:suurella määrällä sylintereitä saadaan erittäin pitkä yksikkö, jota ei voida sijoittaa poikittain ajoneuvon pituusakseliin nähden.

bokserin moottori

Vaakasuuntaisesti vastakkaisilla moottoreilla on pienempi kokonaiskorkeus kuin rivi- tai V-moottoreilla, mikä alentaa koko ajoneuvon painopistettä. Kevyt, kompakti muotoilu ja symmetrinen asettelu vähentävät ajoneuvon kääntömomenttia.

V-moottori

Moottorien pituuden vähentämiseksi tässä moottorissa sylinterit on järjestetty 60-120 asteen kulmaan, jolloin sylinterien pituusakseli kulkee kampiakselin pituusakselin läpi.

Arvokkuus:suhteellisen lyhyt moottori

Virheet:moottori on suhteellisen leveä, siinä on kaksi erillistä lohkon päätä, kohonneet valmistuskustannukset, liian suuri iskutilavuus.

VR-moottorit

Etsitään kompromissiratkaisua moottoreiden suorituskyvylle autoja keskiluokka tuli VR-moottoreiden luomiseen. Kuusi sylinteriä 150 asteessa muodostavat suhteellisen kapean ja yleisesti lyhyen moottorin. Lisäksi tällaisessa moottorissa on vain yksi lohkopää.

W-moottorit

W-perheen moottoreissa VR-versiossa kaksi sylinteririviä on yhdistetty yhteen moottoriin.

Kunkin rivin sylinterit on sijoitettu 150 asteen kulmaan toisiinsa nähden, ja itse sylinteririvit ovat 720 asteen kulmassa.

Vakioautomoottori koostuu kahdesta mekanismista ja viidestä järjestelmästä.

Moottorin mekanismit

Kampimekanismi,

Kaasun jakelumekanismi.

Moottorijärjestelmät

Jäähdytysjärjestelmä,

Voitelujärjestelmä,

Syöttöjärjestelmä,

sytytysjärjestelmä,

Täytettyjen kaasujen vapautusjärjestelmä.

kampimekanismi

Kampimekanismi on suunniteltu muuttamaan sylinterissä olevan männän edestakainen liike moottorin kampiakselin pyöriväksi liikkeeksi.

Kampimekanismi koostuu:

Sylinterilohko kampikammiolla,

sylinterinkannet,

moottorin öljypohja,

Männät renkailla ja sormilla,

Shatunov,

kampiakseli,

Vauhtipyörä.

Sylinterilohko

Se on yksiosainen valettu osa, joka yhdistää moottorin sylinterit. Sylinterilohkossa on laakeripinnat kampiakselin asentamista varten, sylinterinkansi on yleensä kiinnitetty lohkon yläosaan, alaosa on osa kampikammiota. Siten sylinterilohko on moottorin perusta, johon loput osat ripustetaan.

Valetaan yleensä - valuraudasta, harvemmin - alumiinista.

Näistä materiaaleista valmistetut lohkot eivät ole ominaisuuksiltaan millään tavalla vastaavia.

Valurautainen lohko on siis jäykin, mikä tarkoittaa, että muiden asioiden ollessa samat, se kestää korkeimman asteen pakottamista ja on vähiten herkkä ylikuumenemiselle. Valuraudan lämpökapasiteetti on noin puolet alumiinin lämpökapasiteetista, mikä tarkoittaa, että valurautalohkolla varustettu moottori lämpenee nopeammin Käyttölämpötila. Valurauta on kuitenkin erittäin raskasta (2,7 kertaa alumiinia raskaampaa), alttiina korroosiolle ja sen lämmönjohtavuus on noin 4 kertaa alempi kuin alumiinilla, joten valurautaisella kampikammiolla varustetun moottorin jäähdytysjärjestelmä on tehokkaampi.

Alumiinisylinterilohkot ovat kevyempiä ja parempia viileämpiä, mutta tässä tapauksessa ongelmana on materiaali, josta sylinterin seinämät valmistetaan suoraan. Jos tällaisella lohkolla varustetun moottorin männät on valmistettu valuraudasta tai teräksestä, ne kuluttavat alumiinisylinterin seinät hyvin nopeasti. Jos männät on valmistettu pehmeästä alumiinista, ne yksinkertaisesti "tarttuvat" seiniin ja moottori jumittuu välittömästi.

Moottorilohkon sylinterit voivat olla joko osa sylinterilohkovalua tai erillisiä vaihtoholkkeja, jotka voivat olla "märkiä" tai "kuivia". Moottorin muodostavan osan lisäksi sylinterilohkossa on lisätoimintoja, kuten voitelujärjestelmän perusta - sylinterilohkon reikien kautta syötetään öljyä paineen alaisena voitelupisteisiin ja moottoreissa nestejäähdytys jäähdytysjärjestelmän perusta - samanlaisten reikien kautta neste kiertää sylinterilohkon läpi.

Sylinterin sisäontelon seinämät toimivat myös ohjaimina männälle sen liikkuessa ääriasentojen välillä. Siksi sylinterin generaattoreiden pituus on ennalta määrätty männän iskun suuruuden mukaan.

Sylinteri toimii vaihtelevissa paineissa männän yläpuolisessa ontelossa. Sen sisäseinät ovat kosketuksissa liekin ja kuumien kaasujen kanssa, jotka on lämmitetty 1500-2500°C lämpötilaan. Lisäksi männän keskimääräinen liukunopeus asettuu sylinterin seinämiä pitkin sisään autojen moottoreita saavuttaa 12-15 m / s riittämättömällä voitelulla. Siksi sylintereiden valmistukseen käytetyllä materiaalilla on oltava korkea mekaaninen lujuus ja itse seinärakenteen jäykkyys. Sylinterin seinien on kestettävä hankausta rajoitetulla voitelulla, ja niillä on oltava yleisesti hyvä kestävyys muita mahdollisia kulumistyyppejä vastaan.

Näiden vaatimusten mukaisesti sylintereiden päämateriaalina käytetään perliittistä harmaata valurautaa, johon on lisätty pieniä seosaineita (nikkeliä, kromia jne.). Lisäksi käytetään runsasseosteisia valurautaa, terästä, magnesiumia ja alumiiniseoksia.

Sylinterikansi

Se on moottorin toiseksi tärkein ja suurin komponentti. Polttokammiot, venttiilit ja sylinteritulpat sijaitsevat päässä, se pyörii myös laakereiden päällä nokka-akseli nyrkeillä. Aivan kuten sylinterilohkossa, sen pää sisältää vettä ja öljykanavat ja onteloita. Pää on kiinnitetty sylinterilohkoon ja muodostaa moottorin käydessä yhtenäisen kokonaisuuden lohkon kanssa.

Moottorin öljypohja

Se sulkee kampikammion alhaalta (valettu yhtenä yksikkönä sylinterilohkon kanssa) ja sitä käytetään öljysäiliönä ja suojaa moottorin osia lialta. Pannun pohjassa on tyhjennystulppa moottoriöljy. Pannu on pultattu kampikammioon. Niiden väliin on asennettu tiiviste öljyvuotojen estämiseksi.

Mäntä

Mäntä - yksityiskohta sylinterin muotoinen, tekee palautuksen liike eteenpäin sylinterin sisällä ja muuntaa kaasun, höyryn tai nesteen paineen muutoksen mekaaniseksi työksi tai päinvastoin - edestakaisen liikkeen paineen muutokseksi.

Mäntä on jaettu kolmeen osaan, jotka suorittavat erilaisia ​​toimintoja:

Pohja,

tiivisteosa,

Ohjausosa (hame).

Pohjan muoto riippuu männän suorittamasta toiminnosta. Esimerkiksi polttomoottoreissa muoto riippuu sytytystulppien, suuttimien, venttiilien sijainnista, moottorin rakenteesta ja muista tekijöistä. Pohjan koveralla muodolla muodostuu järkevin palotila, mutta noki kerrostuu siihen voimakkaammin. Kuperalla pohjalla männän lujuus kasvaa, mutta palotilan muoto heikkenee.

Pohja ja tiivisteosa muodostavat männän pään. Puristus- ja öljykaavinrenkaat sijaitsevat männän tiivisteosassa.

Etäisyyttä männän pohjasta ensimmäisen puristusrenkaan uraan kutsutaan männän laukaisualueeksi. Riippuen materiaalista, josta mäntä on valmistettu, palohihnalla on pienin sallittu korkeus, jonka lasku voi johtaa männän palamiseen ulkoseinää pitkin sekä ylemmän puristusrenkaan istukan tuhoutumiseen.

Mäntäryhmän suorittamilla tiivistystoiminnoilla on suuri merkitys mäntämoottorien normaalille toiminnalle. O tekninen kunto moottori arvioidaan sen tiivistyskyvyn perusteella mäntäryhmä. Esimerkiksi autojen moottoreissa ei saa ylittää 3 % polttokammioon tunkeutumisesta (imusta) johtuvasta jätteestä johtuvaa öljyn kulutusta.

Männän helma (runko) on sen ohjaava osa sylinterissä liikkuessa ja siinä on kaksi vuorovettä (korvaketta) männän tapin asentamista varten. Männän lämpötilajännityksen vähentämiseksi molemmilla puolilla, joissa kohoumat sijaitsevat, helman pinnasta poistetaan metallia 0,5-1,5 mm syvyyteen. Näitä syvennyksiä, jotka parantavat sylinterissä olevan männän voitelua ja estävät lämpötilan muodonmuutosten aiheuttaman naarmuuntumisen, kutsutaan "jääkaapeiksi". Öljyn kaavinrengas voi sijaita myös hameen alaosassa.

Mäntien valmistukseen käytetään harmaata valurautaa ja alumiiniseoksia.

Valurauta

Edut:Valurautaiset männät ovat vahvoja ja kulutusta kestäviä.

Alhaisen lineaarilaajenemiskertoimensa ansiosta ne voivat toimia suhteellisen pienillä rakoilla, mikä tarjoaa hyvän sylinterin tiivistyksen.

Virheet:Valuraudalla on melko suuri ominaispaino. Tässä suhteessa valurautamäntien käyttöalue on rajoitettu suhteellisen pieninopeuksisiin moottoreihin, joissa edestakaisin liikkuvien massojen hitausvoimat eivät ylitä kuudesosaa männän pohjaan kohdistuvasta kaasun painevoimasta.

Valurautalla on alhainen lämmönjohtavuus, joten valurautamäntien pohjan lämpeneminen saavuttaa 350–400 °C. Tällainen lämmitys ei ole toivottavaa, varsinkin sisätiloissa kaasutetut moottorit, koska se on hehkulampun syttymisen syy.

Alumiini

Suurimmassa osassa nykyaikaisista automoottoreista on alumiinimännät.

Edut:

Kevyt paino (vähintään 30 % vähemmän kuin valurauta);

Korkea lämmönjohtavuus (3-4 kertaa korkeampi kuin valuraudan lämmönjohtavuus), mikä varmistaa männän kruunun kuumenemisen enintään 250 ° C:een, mikä edistää sylintereiden parempaa täyttöä ja mahdollistaa puristussuhteen lisäämisen bensiinimoottorit;

Hyvät kitkaa estävät ominaisuudet.

kiertokanki

Yhdystanko on osa, joka yhdistää mäntä (kauttamännän tappi) ja kampikampiakseli. Toimii edestakaisen liikkeen välittämiseen männästä kampiakselille. Kampiakselin kiertokangen tappien kulumisen vähentämiseksi aerityiset vuoraukset, joissa on kitkaa estävä pinnoite.

Kampiakseli

Kampiakseli on monimutkainen muotoinen osa, jossa on kaulat kiinnitystä varten kiertotangot , josta se havaitsee ponnistelut ja muuntaa ne vääntömomentti .

Kampiakselit on valmistettu hiilestä, kromi-mangaanista, kromi-nikkeli-molybdeenistä ja muista teräksistä sekä erikoislujista valuraudoista.

Kampiakselin pääelementit

juuren kaula- akselin tuki, pääosassa laakeri sijaitsee kampikammio moottori.

Kiertokangon tappi- tuki, johon akseli on kytketty kiertotangot (yhdystangon laakerien voiteluun on olemassa öljykanavia).

posket- yhdistä pää- ja kiertokangen kaulat.

Etuakselin ulostulo (varvas) - osa akselista, johon se on kiinnitetty vaihde tai talja voimanotto ajoa vartenkaasun jakelumekanismi (GRM)sekä erilaisia ​​apuyksiköitä, järjestelmiä ja kokoonpanoja.

Taka ulostuloakseli (varsi) - osa akselista kytkettynä vauhtipyörä tai massiivinen vaihdevalinta voiman pääosan.

Vastapainot- tarjoaa päälaakerien purkamisen kammen ja kiertokangen alaosan epätasapainoisten massojen ensimmäisen kertaluvun keskipakohitausvoimista.

Vauhtipyörä

Massiivinen levy hammasreunalla. Rengaspyörä on välttämätön moottorin käynnistämiseksi (käynnistysvaihde kytkeytyy vauhtipyörän vaihteeseen ja pyörittää moottorin akselia). Vauhtipyörän tehtävänä on myös vähentää kampiakselin epätasaista pyörimistä.

Kaasun jakelumekanismi

Suunniteltu palavan seoksen oikea-aikaiseen imemiseen sylintereihin ja pakokaasujen vapauttamiseen.

Kaasunjakelumekanismin pääosat ovat:

Nokka-akseli,

Tulo- ja poistoventtiilit.

Nokka-akseli

Nokka-akselin sijainnin mukaan moottorit erotetaan:

Nokka-akselin sisällä sylinterilohko (Cam-in-Block);

Nokka-akselilla, joka sijaitsee sylinterinkannessa (Cam-in-Head).

Nykyaikaisissa automoottoreissa se sijaitsee yleensä lohkopään yläosassa sylinterit ja yhdistetty talja tai hammastettu ketjupyörä kampiakseli hihna tai jakoketju, vastaavasti, ja pyörii puolella taajuudella kuin jälkimmäinen (4-tahtimoottoreissa).

Olennainen osa nokka-akselit ovat hänen kamerat , jonka lukumäärä vastaa imu- ja pakoputken määrää venttiilit moottori. Siten jokainen venttiili vastaa yksittäistä nokkaa, joka avaa venttiilin ajamalla venttiilinnostimen vivusta. Kun nokka "juoksee pois" vivusta, venttiili sulkeutuu voimakkaan palautusjousen vaikutuksesta.

Moottoreissa, joissa on linjassa sylinterikokoonpano ja yksi venttiilipari sylinteriä kohden, on yleensä yksi nokka-akseli (jos on neljä venttiiliä sylinteriä kohti, kaksi), kun taas V-muotoisissa ja vastakkaisissa moottoreissa on jompikumpi lohkon romahtaessa, tai kaksi, yksi kutakin puolilohkoa kohden (jossakin lohkopäässä). Moottoreissa, joissa on 3 venttiiliä sylinteriä kohden (yleisimmin kaksi imua ja yksi pakoputki), on tyypillisesti yksi nokka-akseli per pää, kun taas moottoreissa, joissa on 4 venttiiliä sylinteriä kohden (kaksi imua ja 2 pakokaasua), on 2 nokka-akselia per pää.

Nykyaikaiset moottorit joskus heillä on venttiilin ajoituksen säätöjärjestelmät, eli mekanismit, jotka mahdollistavat nokka-akselin pyörittämisen vetopyörään nähden, mikä muuttaa venttiilien avautumis- ja sulkemishetkeä (vaihe), mikä mahdollistaa sylinterien tehokkaamman täyttämisen työseoksen kanssa eri nopeuksilla.

venttiili

Venttiili koostuu litteästä päästä ja varresta, jotka on yhdistetty tasaisella siirrolla. Sylinterien täyttämiseksi paremmin palavalla seoksella imuventtiilien pään halkaisija tehdään paljon suurempi kuin pakokaasun halkaisija. Koska venttiilit toimivat korkeissa lämpötiloissa, ne on valmistettu korkealaatuisista teräksistä. Tuloventtiilit on valmistettu kromiteräksestä, pakoventtiilit on valmistettu lämmönkestävästä teräksestä, koska jälkimmäiset joutuvat kosketuksiin palavien pakokaasujen kanssa ja kuumenevat 600 - 800 0 C:een. Lämpö venttiilien lämmitys edellyttää lämmönkestävästä valuraudasta valmistettujen erityisten sisäosien asentamista sylinterinkanteen, joita kutsutaan istukkaiksi.

Moottorin periaate

Peruskonseptit

Ylin kuollut kohta - männän korkein asento sylinterissä.

alempi kuollut kohta - männän alin asento sylinterissä.

männän isku- matka, jonka mäntä kulkee kuolleesta kohdasta toiseen.

Polttokammio- sylinterinkannen ja männän välinen tila, kun se on yläkuolokohdassa.

Sylinterin iskutilavuus - männän vapauttama tila, kun se liikkuu yläkuolopisteestä alempaan kuolokohtaan.

Moottorin iskutilavuus - kaikkien moottorin sylintereiden työtilavuuksien summa. Se ilmaistaan ​​litroina, minkä vuoksi sitä kutsutaan usein moottorin iskutilavuudeksi.

Sylinterin täysi tilavuus - palotilan tilavuuden ja sylinterin työtilavuuden summa.

Puristussuhde- näyttää kuinka monta kertaa sylinterin kokonaistilavuus on suurempi kuin polttokammion tilavuus.

Puristuspaine sylinterissä puristustahdin lopussa.

Taktisuus- prosessi (osa työsykliä), joka tapahtuu sylinterissä yhdellä männän iskulla.

Moottorin käyttöjakso

1. isku - sisääntulo. Kun mäntä liikkuu alas sylinterissä, muodostuu tyhjiö, jonka vaikutuksesta sylinteriin tulee avoimen imuventtiilin kautta palava seos (polttoaine-ilmaseos).

2. toimenpide - puristus . Mäntä liikkuu ylöspäin kampiakselin ja kiertokangen vaikutuksesta. Molemmat venttiilit ovat kiinni ja palava seos puristetaan.

3. sykli - työisku . Puristustahdin lopussa palava seos syttyy (dieselmoottorin puristamisesta, sytytystulppasta polttomoottori). Laajentuvien kaasujen paineessa mäntä liikkuu alas ja ajaa kampiakselia kiertokangen läpi.

4. toimenpide - vapauttaminen . Mäntä liikkuu ylöspäin ja pakokaasut poistuvat avatun pakoventtiilin kautta.

Teillämme löydät useimmiten autoja, jotka kuluttavat bensiiniä ja diesel polttoaine. Sähköautojen aika ei ole vielä tullut. Siksi harkitse polttomoottorin (ICE) toimintaperiaatetta. Sen erottuva piirre on räjähdysenergian muuntaminen mekaaniseksi energiaksi.

Kun työskentelet bensiinivoimaloiden kanssa, on olemassa useita tapoja muodostaa polttoaineseos. Yhdessä tapauksessa tämä tapahtuu kaasuttimessa, ja sitten se kaikki syötetään moottorin sylintereihin. Toisessa tapauksessa bensiini ruiskutetaan erityisten suuttimien (suuttimien) kautta suoraan jakoputkeen tai polttokammioon.

Ymmärtääksesi täysin polttomoottorin toiminnan, sinun on tiedettävä, että on olemassa useita moderneja moottoreita, jotka ovat osoittaneet tehokkuutensa työssä:

• bensiinimoottorit;
• dieselpolttoainetta kuluttavat moottorit;
• kaasulaitteistot;
• kaasu-diesel-laitteet;
• pyörivät vaihtoehdot.

Tämän tyyppisten polttomoottoreiden toimintaperiaate on melkein sama.

ICE-syklit

Jokaisessa on polttoainetta, joka räjähtää palotilassa, laajenee ja työntää kampiakselille asennettua mäntää. Lisäksi tämä pyöriminen välittyy auton pyörille lisämekanismien ja solmujen kautta.

Esimerkkinä harkitsemme bensiiniä nelitahtinen moottori, koska se on yleisin voimalaitos autoissa teillämme.

Joten sinä:

1. imuaukko avautuu ja palotila täyttyy valmistetulla polttoaineseoksella
2. kammio tiivistyy ja sen tilavuus pienenee puristusiskussa
3. seos räjähtää ja työntää mäntää, joka saa mekaanisen energian impulssin
4. palokammio vapautetaan palamistuotteista

Jokaisella näistä polttomoottorin työvaiheista on omansa, useita samanaikaisia ​​prosesseja tapahtuu. Ensimmäisessä tapauksessa mäntä on alimmassa asennossaan, kun taas kaikki polttoainetta syöttävät venttiilit ovat auki. Seuraava vaihe alkaa kaikkien reikien täydellisellä sulkemisella ja männän liikkeellä maksimaaliseen yläasentoon. Samalla kaikki puristetaan.

Saavuttaessaan männän äärimmäisen yläasennon kynttilään syötetään jännitettä, joka synnyttää kipinän, joka sytyttää seoksen räjähdystä varten. Tämän räjähdyksen voima painaa männän alas, samalla kun poistoaukot avautuvat ja kammio puhdistuu jäännöskaasusta. Sitten kaikki toistuu.

Kaasuttimen toiminta

Polttoaineseoksen muodostuminen viime vuosisadan ensimmäisen puoliskon autoissa tapahtui kaasuttimen avulla. Ymmärtääksesi, kuinka polttomoottori toimii, sinun on tiedettävä, mitä autoinsinöörit ovat suunnitelleet polttoainejärjestelmä niin, että jo valmistettu seos syötettiin polttokammioon.

Kaasuttimen laite

Kaasutin oli mukana sen muodostamisessa. Hän sekoitti bensiiniä ja ilmaa oikeissa suhteissa ja lähetti kaiken sylintereihin. Tällainen järjestelmän suunnittelun suhteellinen yksinkertaisuus mahdollisti sen pysymisen välttämättömänä osana bensiiniyksiköitä pitkään. Mutta myöhemmin sen puutteet alkoivat ylittää ansiot, eivätkä ne vastanneet autoille asetettuja lisääntyviä vaatimuksia.

Kaasutinjärjestelmien haitat:

• ei ole mahdollista tarjota taloudellisia tiloja ajotilojen äkillisillä muutoksilla;
• pakokaasujen haitallisten aineiden rajojen ylittäminen;
• autojen alhainen teho johtuen valmistetun seoksen epäjohdonmukaisuudesta auton kunnon kanssa.

He yrittivät kompensoida näitä puutteita syöttämällä bensiiniä suoraan suuttimien kautta.

Ruiskutusmoottoreiden toiminta

Toimintaperiaate ruiskutusmoottori Se koostuu bensiinin suorasta ruiskutuksesta imusarjaan tai polttokammioon. Visuaalisesti kaikki on samanlaista kuin diesel-asennuksen toiminta, kun syöttö mitataan ja vain sylinteriin. Ainoa ero on, että ruiskutusyksiköissä on sytytystulpat.

Injektorin suunnittelu

Suoraruiskutuksella varustettujen bensiinimoottoreiden toimintavaiheet eivät eroa kaasutinversiosta. Ero on vain paikassa, jossa seos muodostuu.

Tämän suunnitteluvaihtoehdon ansiosta tällaisten moottoreiden edut tarjotaan:

• tehon nousu jopa 10 % vastaavalla tekniset tiedot kaasuttimen kanssa;
• huomattavia säästöjä bensiinissä;
• parannus ympäristönsuojelullinen suorituskyky päästöjen mukaan.

Mutta tällaisilla eduilla on myös haittoja. Tärkeimmät niistä ovat ylläpito, ylläpidettävyys ja mukauttaminen. Toisin kuin kaasuttimet, jotka voidaan purkaa, koota ja säätää itsenäisesti, suuttimet vaativat erityisiä kalliita laitteita ja suuren määrän asennettuja erilaisia ​​antureita autossa.

Polttoaineen ruiskutusmenetelmät

Moottorin polttoaineen syötön kehityksen aikana tämä prosessi on jatkuvasti lähestynyt polttokammiota. Modernimmissa polttomoottoreissa bensiinin syöttöpiste ja palamispaikka ovat sulautuneet yhteen. Nyt seos ei enää muodostu kaasuttimessa tai imusarjassa, vaan se ruiskutetaan suoraan kammioon. Harkitse kaikkia injektiolaitteiden vaihtoehtoja.

Yhden pisteen ruiskutusvaihtoehto

Yksinkertaisin suunnitteluvaihtoehto näyttää polttoaineen ruiskuttamiselta yhden suuttimen kautta imusarjaan. Erona kaasuttimeen on se, että jälkimmäinen toimittaa valmiin seoksen. AT injektoriversio polttoaine virtaa suuttimen läpi. Hyöty on säästää kustannuksissa.

Yhden pisteen polttoaineensyöttövaihtoehto

Tämä menetelmä muodostaa seoksen myös kammion ulkopuolelle, mutta tässä on mukana anturit, jotka syöttävät suoraan jokaiseen sylinteriin imusarjan kautta. Tämä on taloudellisempi vaihtoehto polttoaineen käyttöön.

Suora ruiskutus kammioon

Tämä versio hyödyntää toistaiseksi tehokkaimmin suuttimen suunnittelun mahdollisuuksia. Polttoaine ruiskutetaan suoraan kammioon. Tästä johtuen haitallisten päästöjen taso laskee, ja auto saa suuremman bensiininsäästön lisäksi lisää tehoa.

Järjestelmän lisääntynyt luotettavuus vähentää huollon negatiivista tekijää. Mutta tällaiset laitteet tarvitsevat korkealaatuista polttoainetta.