Vrste benzinskih motora. Električni motori

ICE je motor koji radi na principu sagorevanja razna goriva direktno unutar same jedinice. Za razliku od drugih tipova motora, motori sa unutrašnjim sagorevanjem su lišeni: svih elemenata koji prenose toplotu za dalju konverziju u mehaničku energiju, konverzija se dešava direktno iz sagorevanja goriva; mnogo kompaktniji; lagani su u poređenju sa drugim tipovima jedinica sa uporedivom snagom; zahtijevaju upotrebu određenog goriva sa strogim karakteristikama temperature sagorijevanja, stepena isparljivosti, oktanskog broja itd.

Koristi se u automobilskoj industriji četvorotaktnih motora:

1. Inlet;

2. Kompresija;

3. Radni hod;

4. Pustiti.
Ali postoje i dvotaktne verzije motora unutrašnjim sagorevanjem, ali u savremeni svet, imaju ograničenu upotrebu.

Ovaj članak će razmatrati samo motore ugrađene na automobile.

Tipovi motora na osnovu goriva koje se koristi

Benzinski motori, kao što naziv govori, kao gorivo za rad koriste benzin sa različitim oktanskim brojem, a imaju sistem za prinudno paljenje mješavine goriva pomoću električne varnice.

Prema vrsti usisnika mogu se podijeliti na karburator i ubrizgavanje. Motori karburatora već nestaju iz proizvodnje zbog poteškoća finog podešavanja, visoka potrošnja benzina, neefikasnost miješanja mješavine goriva i neadekvatnost modernog krutog ekološki zahtjevi. Kod takvih motora, miješanje zapaljive smeše počinje u komorama karburatora i završava usput u usisnom razvodniku.

Jedinice za ubrizgavanje se razvijaju brzim tempom, a sistem ubrizgavanja goriva se poboljšava sa svakom generacijom. Prvi injektori su imali „mono-injekciju“ sa jednom mlaznicom. U suštini, to je bila modernizacija karburatorskih motora. Vremenom je većina jedinica počela da koristi sisteme sa zasebnim injektorima za svaki cilindar. Upotreba injektora u usisnom sistemu omogućila je precizniju kontrolu proporcija goriva i zraka u različitim režimima rada jedinice, smanjenje potrošnje goriva, povećanje kvalitete mješavine goriva, povećanje snage i ekološke prihvatljivosti pogonske jedinice.

Moderni injektori ugrađeni na pogonske jedinice sa sistemom direktnog ubrizgavanja goriva u cilindre mogu proizvesti nekoliko odvojenih ubrizgavanja goriva u jednom taktu. To vam omogućava da dodatno poboljšate kvalitet mješavine goriva i postignete maksimalnu energetsku efikasnost iz količine utrošenog benzina. Odnosno, ekonomičnost i performanse motora su se još više povećale.

Dizel jedinice- koristiti princip paljenja mješavine dizel goriva i zraka kada se zagrijava snažnom kompresijom. U isto vrijeme, sistemi prisilnog paljenja se ne koriste u dizel jedinicama. Ovi motori imaju niz prednosti u odnosu na benzinske, prije svega su ekonomičnost goriva (do 20%), uz uporednu snagu. Gorivo se manje troši zbog većeg stepena kompresije u cilindrima, čime se poboljšavaju karakteristike sagorevanja i izlaz energije mešavine goriva, pa je stoga potrebno manje goriva za postizanje istih rezultata. Osim toga, dizelske jedinice ne koriste ventile za gas, što poboljšava protok zraka u pogonsku jedinicu, što dodatno smanjuje potrošnju goriva. Dizel motori razvijaju više obrtnog momenta i za više low revs radilica.

Bilo je nekih nedostataka. Zbog povećanog opterećenja na zidovima cilindara, dizajneri su morali koristiti pouzdanije materijale i povećati veličinu konstrukcije (povećanje težine i povećanje troškova proizvodnje). Osim toga, rad dizel agregata je glasan zbog karakteristika paljenja goriva. A povećana masa dijelova ne dozvoljava motoru da razvije velike brzine pri istoj brzini kao i benzinski motori, a maksimalna brzina radilice je niža od one kod benzinskih jedinica.

Tip motora sa unutrašnjim sagorevanjem po konstrukciji

Hibridni pogon

Ova vrsta automobila je počela da dobija na popularnosti posljednjih godina. Zahvaljujući uštedi goriva efikasnost i povećana ukupna snaga automobil zahvaljujući kombinaciji dvije vrste jedinica. U suštini, ovaj dizajn se sastoji od dvije odvojene jedinice - malog motora s unutarnjim sagorijevanjem (najčešće dizel) i elektromotora (ili nekoliko elektromotora) s baterijom velikog kapaciteta.

Prednosti kombinovanja se izražavaju u mogućnosti kombinovanja energije dve jedinice prilikom ubrzanja, ili korišćenju svake vrste motora posebno, zavisno od potrebe. Na primjer, kada vozite u gradskoj saobraćajnoj gužvi, može raditi samo električni motor, štedeći dizel gorivo. Kada vozite seoskim putevima, motor sa unutrašnjim sagorevanjem radi kao izdržljiviji, snažniji agregat sa većom rezervom snage.

Istovremeno, posebna baterija za elektromotore može se puniti iz generatora, ili pomoću sistema za rekuperaciju kočenja, čime se štedi ne samo gorivo, već i struja potrebna za punjenje baterije.

Rotacioni klipni motor

Rotacioni klipni motor je izgrađen prema jedinstvenom obrascu kretanja klipnog rotora, koji se kreće unutar cilindra ne duž klipnog puta, već oko svoje ose. To se postiže zahvaljujući posebnom trokutastom dizajnu klipa i posebnom rasporedu ulaznih i izlaznih otvora u cilindru.

Zahvaljujući ovom dizajnu, motor brzo povećava brzinu, koja se povećava dinamičke karakteristike auto. Ali s razvojem klasičnog dizajna motora s unutarnjim izgaranjem, Wankel motor je počeo gubiti na važnosti zbog ograničenja dizajna. Princip kretanja klipa ne dopušta postizanje visokog stupnja kompresije mješavine goriva, što isključuje upotrebu dizel goriva. A mali resursi, složenost održavanja i popravke, kao i loši ekološki učinak ne dozvoljavaju proizvođačima automobila da razviju ovu oblast.

Vrste energetskih jedinica prema rasporedu

Zbog potrebe smanjenja težine i dimenzija, kao i stavljanja većeg broja klipova u jednu jedinicu, to je dovelo do pojave različitih tipova motora prema njihovom rasporedu.

Linijski motori

Linijski motor je najklasičnija verzija agregata. U kojoj su svi klipovi i cilindri raspoređeni u jednom redu. pri čemu, savremeni motori sa linijskim rasporedom ne sadrže više od šest cilindara. Ali to su šestocilindarski redni motori koji imaju najbolja izvedba za balansiranje vibracija tokom rada. Jedini nedostatak je značajna dužina motora u odnosu na druge rasporede.

V-twin motori

Ovi motori su se pojavili kao rezultat želje dizajnera da smanje veličinu motora, te potrebe da se u jedan blok smjesti više od šest klipova. Kod ovih motora cilindri se nalaze u različitim ravnima. Vizuelno, raspored cilindara formira slovo "V", otuda i naziv. Ugao između dva reda naziva se ugao nagiba i varira u širokom rasponu, dijeleći ovu vrstu motora u podgrupe.

Boxer motori

Bokser motori su dobili maksimalni ugao nagiba od 180 stepeni. To je omogućilo dizajnerima da smanje visinu jedinice na minimalnu veličinu i rasporede opterećenje radilica, povećavajući svoj resurs.

VR motori

Ovo je kombinacija svojstava linijskih i jedinica u obliku slova V. Ugao nagiba u takvim motorima dostiže 15 stepeni, što omogućava upotrebu jedne glave cilindra sa jednim mehanizmom za distribuciju gasa.

W-motori

Jedan od najsnažnijih i "ekstremnih" dizajna motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Mogu imati tri reda cilindara sa velikim uglom nagiba ili dva kombinovana VR bloka. Danas su se rasprostranjeni motori sa osam i dvanaest cilindara, ali dizajn omogućava upotrebu većeg broja cilindara.

Karakteristike motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Pregledavši mnogo informacija o razni automobili, svaka zainteresovana osoba će vidjeti određene osnovne parametre motora:

Snaga agregata, mjerena u KS. (ili kWh);

Maksimalni obrtni moment koji razvija agregat, izmeren u N/m;

Većina entuzijasta automobila dijeli pogonske jedinice samo po snazi. Ali ova podjela nije sasvim tačna. Naravno, jedinica od 200 konjskih snaga je poželjnija od motora od 100 konjskih snaga u teškom crossoveru. A za lagani gradski hečbek dovoljan je motor od 100 konjskih snaga. Ali postoje neke nijanse.

Maksimalna snaga navedeno u tehničkoj dokumentaciji postiže se pri određenim brzinama radilice. Ali kada se koristi automobil u gradskim uslovima, vozač retko okreće motor iznad 2.500 o/min. Stoga, što duže mašina radi, koristi se samo dio potencijalne snage.

Ali, često ima slučajeva na putu. Kada je potrebno naglo povećati brzinu za pretjecanje, ili izbjegavanje vanredna situacija. Maksimalni obrtni moment utiče na sposobnost jedinice da brzo postigne potrebnu brzinu i snagu. Pojednostavljeno rečeno, obrtni moment utiče na dinamiku automobila.

Vrijedi napomenuti malu razliku između benzinskih i dizel motora. Motor radi na benzin - proizvodi maksimalni obrtni moment pri brzinama radilice od 3.500 do 6.000 u minuti, i dizel motori može postići maksimalne parametre pri nižim brzinama. Stoga se mnogima čini. Da su dizel agregati snažniji i bolje vuku. Ali, većina najmoćnijih jedinica koristi benzinsko gorivo, budući da su sposobni razviti veći broj okretaja u minuti.

A za detaljno razumijevanje pojma obrtni moment, trebali biste pogledati njegove mjerne jedinice: Njutni pomnoženi metrima. Drugim riječima, obrtni moment određuje silu kojom klip gura radilicu, koja zauzvrat prenosi snagu na mjenjač, ​​a na kraju i na kotače.

Takođe, možete pomenuti moćna tehnologija, u kojem se maksimalni obrtni moment može postići pri broju okretaja od 1.500 u minuti. Uglavnom se radi o traktorima, snažnim kiperima i nekim dizelskim terenskim vozilima. Naravno, takve mašine ne moraju okretati motor do maksimalnih vrijednosti brzine.

Na osnovu datih informacija, možemo zaključiti da obrtni moment zavisi od zapremine agregata, njegovih dimenzija, dimenzija delova i njihove težine. Što su svi ovi elementi teži, to je dominantniji obrtni moment pri niskim obrtajima. Dizel jedinice imaju veći obrtni moment i manje brzine radilice (veća inercija teške radilice i drugih elemenata ne dozvoljava razvoj velikih brzina).

Snaga motora automobila

Vrijedno je prepoznati da su snaga i obrtni moment međusobno povezani parametri koji ovise jedan o drugom. Snaga je određena količina rada koju motor proizvodi tokom vremena. Zauzvrat, rad motora je obrtni moment. Stoga se snaga karakteriše kao količina obrtnog momenta po jedinici vremena.

Postoji dobro poznata formula koja karakterizira omjer snage i momenta:

Snaga = obrtni moment * o/min / 9549

Kao rezultat, dobijamo vrijednost snage u kilovatima. Ali naravno, kada gledamo karakteristike automobila, više smo navikli da vidimo indikatore u "hp". Za pretvaranje kilovata u hp. potrebno je da dobijenu vrednost pomnožite sa 1,36.

Zaključak

Kako je postalo jasno iz ovog članka, motori automobila motori sa unutrašnjim sagorevanjem mogu imati mnogo razlika jedni od drugih. I pri odabiru automobila za stalna upotreba- potrebno je proučiti sve nijanse dizajna, karakteristike, ekonomičnost, ekološku prihvatljivost, snagu i pouzdanost agregata. Također će biti korisno proučiti informacije o mogućnosti održavanja motora. Budući da mnoge moderne jedinice koriste složenu distribuciju plina, ubrizgavanje goriva i izduvne sisteme, što može zakomplicirati njihov popravak.

(motor sa unutrašnjim sagorevanjem) je toplotni motor i radi na principu sagorevanja mešavine goriva i vazduha u komori za sagorevanje. Glavni zadatak takvog uređaja je pretvaranje energije sagorijevanja punjenja goriva u koristan mehanički rad.

Uprkos opšti princip akcije, danas postoji veliki broj jedinica koje se međusobno značajno razlikuju zbog brojnih pojedinaca karakteristike dizajna. U ovom članku ćemo govoriti o tome koje vrste motora sa unutrašnjim sagorevanjem postoje, kao i koje su njihove glavne karakteristike i razlike.

Pročitajte u ovom članku

Vrste motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Počnimo s činjenicom da motor s unutarnjim sagorijevanjem može biti dvotaktni i četverotaktni. U vezi motori automobila, ove jedinice su četverotaktne. Ciklusi rada motora su:

• ulaz mešavina goriva i vazduha ili vazduh (što zavisi od tipa motora sa unutrašnjim sagorevanjem);
• kompresija mješavine goriva i zraka;
• sagorevanje punjenja goriva i radni hod;
• ispuštanje izduvnih gasova iz komore za sagorevanje;

I benzinski i dizel motori rade na ovom principu. klipni motori, koji se široko koriste u automobilima i drugoj opremi. Vrijedi spomenuti i u kojoj plinsko gorivo gori slično kao dizel gorivo ili benzin.

Benzinski agregati

Ovaj elektroenergetski sistem, posebno distribuirana injekcija, omogućava vam da povećate snagu motora, uz postizanje efikasnosti goriva i smanjenje toksičnosti izduvnih gasova. To je omogućeno zahvaljujući preciznom doziranju isporučenog goriva pod kontrolom (elektronski sistem upravljanja motorom).

Dalji razvoj sistema za dovod goriva doveo je do pojave motora sa direktnim ubrizgavanjem. Njihova glavna razlika u odnosu na prethodnike je u tome što se vazduh i gorivo dovode u komoru za sagorevanje odvojeno. Drugim riječima, mlaznica nije postavljena iznad usisni ventili, i montira se direktno u cilindar.

Ovo rješenje omogućava direktno dovod goriva, a samo napajanje je podijeljeno u nekoliko faza (podubrizgavanja). Kao rezultat, moguće je postići najefikasnije i potpuno sagorijevanje punjenja goriva, motor može raditi na posnu smjesu(na primjer, motori GDI porodice), smanjuje se potrošnja goriva, smanjuje se toksičnost ispušnih plinova itd.

Dizel motori

Radi na dizel gorivo i značajno se razlikuje od benzina. Glavna razlika je nepostojanje sistema za paljenje. Do paljenja mješavine goriva i zraka u dizel motoru dolazi zbog kompresije.

Jednostavno rečeno, vazduh se prvo komprimira u cilindrima i postaje veoma vruć. U posljednjem trenutku dolazi do ubrizgavanja direktno u komoru za sagorijevanje, nakon čega se zagrijana i jako komprimirana smjesa sama zapali.

Ako uporedimo dizel i benzinske motore sa unutrašnjim sagorevanjem, dizel je ekonomičniji, najbolja efikasnost i maksimum, koji je dostupan pri malim brzinama. Uzimajući u obzir činjenicu da dizel motori razvijaju veći potisak pri nižim brzinama radilice, u praksi takav motor ne treba "uvrtati" u startu, a možete računati i na pouzdano podizanje sa samog dna.

Međutim, lista nedostataka takvih jedinica uključuje veću težinu i manje brzine maksimalna brzina. Činjenica je da je dizel u početku „malobrzi“ i da ima manju brzinu rotacije u odnosu na benzinske motore sa unutrašnjim sagorevanjem.

Dizeli također imaju veću masu, jer karakteristike kompresijskog paljenja podrazumijevaju veća opterećenja na svim elementima takve jedinice. Drugim riječima, dijelovi dizel motora su jači i teži. Dizel motori su također bučniji, što je posljedica procesa paljenja i sagorijevanja dizel goriva.

Rotacioni motor

Wankel motor (rotacijski klipni motor) je bitno drugačija elektrana. U takvom motoru s unutarnjim sagorijevanjem, uobičajeni klipovi koji izvode povratne pokrete u cilindru jednostavno su odsutni. Glavni element rotacionog motora je rotor.

Navedeni rotor rotira duž date putanje. Rotacioni motori sa unutrašnjim sagorevanjem benzin, budući da takav dizajn nije sposoban pružiti visok omjer kompresije radna smjesa.

Prednosti uključuju kompaktnost, veliku snagu uz malu radnu zapreminu, kao i mogućnost brzog okretanja do velika brzina. Kao rezultat toga, automobili s takvim motorom s unutarnjim sagorijevanjem imaju izvanredne karakteristike ubrzanja.

Ako govorimo o minusima, onda je vrijedno istaknuti primjetno smanjeni resurs u odnosu na klipne jedinice, kao i visoka potrošnja gorivo. Također, rotacijski motor karakterizira povećana toksičnost, odnosno ne uklapa se sasvim u moderne ekološke standarde.

Hibridni motor

Neki motori sa unutrašnjim sagorevanjem se koriste u kombinaciji sa turbo punjenjem za dobijanje potrebne snage, dok drugi sa potpuno istom zapreminom i rasporedom nemaju takva rešenja.

Iz tog razloga, za objektivnu procjenu performansi određenog motora pri različitim brzinama, ne na radilici, već na kotačima, potrebno je izvršiti posebna sveobuhvatna mjerenja na postolju dinamometra.

Pročitajte također

Poboljšanje dizajna klipnog motora, napuštanje radilice: motor bez poluge, kao i motor bez radilice. Karakteristike i izgledi.

Motori TSI linije. Karakteristike dizajna, prednosti i nedostaci. Modifikacije sa jednim i dva kompresora. Preporuke za upotrebu.

Nije pretjerano reći da je većina samohodnih uređaja danas opremljena motorima s unutarnjim sagorijevanjem različitih dizajna, koristeći različite koncepte rada. Barem, ako govorimo o drumskom saobraćaju. U ovom članku ćemo detaljnije pogledati motor s unutarnjim sagorijevanjem. Šta je to, kako ova jedinica radi, koje su njene prednosti i mane, saznat ćete čitajući je.

Princip rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Glavni princip rad motora sa unutrašnjim sagorevanjem temelji se na činjenici da gorivo (čvrsto, tekuće ili plinovito) sagorijeva u posebno dodijeljenoj radnoj zapremini unutar same jedinice, pretvarajući toplinsku energiju u mehaničku energiju.

Radna smjesa koja ulazi u cilindre takvog motora je komprimirana. Nakon što se zapali pomoću posebnih uređaja, javlja se višak tlaka plina, prisiljavajući klipove cilindara da se vrate u prvobitni položaj. Ovo stvara konstantan radni ciklus koji pretvara kinetičku energiju u obrtni moment pomoću posebnih mehanizama.

Danas uređaj motora sa unutrašnjim sagorevanjem može imati tri glavna tipa:

• često se nazivaju pluća;
• četverotaktni pogonski agregat, koji omogućava postizanje većih vrijednosti snage i efikasnosti;
• sa povećanim karakteristikama snage.

Osim toga, postoje i druge modifikacije osnovnih kola koje omogućavaju poboljšanje određenih svojstava elektrana ovog tipa.

Prednosti motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Za razliku od pogonskih jedinica koje imaju vanjske komore, motori s unutarnjim sagorijevanjem imaju značajne prednosti. Glavni su:

• mnogo kompaktnije dimenzije;
• više Visoke performanse snaga;
• optimalne vrednosti efikasnosti.

Treba napomenuti, govoreći o motoru sa unutrašnjim sagorevanjem, da se radi o uređaju koji u velikoj većini slučajeva omogućava upotrebu različite vrste gorivo. To može biti benzin, dizel gorivo, prirodno ili kerozin, pa čak i obično drvo.

Takav univerzalizam donio je ovom konceptu motora zasluženu popularnost, široku distribuciju i istinsko svjetsko vodstvo.

Kratak istorijski izlet

Općenito je prihvaćeno da motor s unutrašnjim sagorijevanjem datira još od stvaranja klipne jedinice od strane Francuza de Rivasa 1807. godine, koja je koristila vodonik u plinovitom agregatnom stanju kao gorivo. I iako je od tada uređaj motora s unutrašnjim sagorijevanjem pretrpio značajne promjene i modifikacije, osnovne ideje ovog izuma i danas se koriste.

Prvi četvorotaktni motor sa unutrašnjim sagorevanjem je pušten u prodaju 1876. godine u Nemačkoj. Sredinom 80-ih godina 19. stoljeća u Rusiji je razvijen karburator koji je omogućio doziranje dovoda benzina u cilindre motora.

I na samom kraju pretprošlog veka, poznati nemački inženjer predložio je ideju zapaljenja zapaljive smeše pod pritiskom, što je značajno povećalo snagu. ICE karakteristike i pokazatelji efikasnosti jedinica ovog tipa, koji su ranije ostavljali mnogo željenog. Od tada je razvoj motora sa unutrašnjim sagorevanjem išao uglavnom putem unapređenja, modernizacije i uvođenja raznih poboljšanja.

Glavne vrste i vrste motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Ipak, više od 100-godišnja istorija jedinica ovog tipa omogućila je razvoj nekoliko glavnih tipova elektrana sa unutrašnjim sagorevanjem goriva. Oni se međusobno razlikuju ne samo po sastavu upotrijebljene radne smjese, već i po karakteristikama dizajna.

Benzinski motori

Kao što naziv govori, jedinice ove grupe kao gorivo koriste razne vrste benzina.

Zauzvrat, takve elektrane se obično dijele u dvije velike grupe:

• Karburator. U takvim uređajima mješavina goriva prije ulaska u cilindre obogaćuje se vazdušnim masama specijalni uređaj(karburator). Nakon toga se pali pomoću električne iskre. Među najistaknutijim predstavnicima ovog tipa možemo nazvati modele VAZ-a, čiji su motori sa unutrašnjim sagorevanjem veoma dugo vremena bio isključivo tipa karburatora.
• Injekcija. Ovo je složeniji sistem u kojem se gorivo ubrizgava u cilindre kroz poseban razdjelnik i injektore. Može se desiti kao mehanički, i kroz specijal elektronski uređaj. Common Rail sistemi direktnog ubrizgavanja smatraju se najproduktivnijim. Instaliran na skoro svim modernim automobilima.

Benzinski motori sa ubrizgavanjem smatraju se ekonomičnijim i pružaju veću efikasnost. Međutim, cijena takvih jedinica je mnogo veća, a održavanje i rad su mnogo teži.

Dizel motori

U zoru postojanja jedinica ovog tipa, vrlo često se mogao čuti vic o motoru sa unutrašnjim sagorevanjem, da je to uređaj koji jede benzin kao konj, ali se kreće mnogo sporije. Izumom dizel motora ovaj vic je djelimično izgubio na važnosti. Uglavnom zato što dizel može mnogo više da radi na gorivo Niska kvaliteta. To znači da će biti mnogo jeftiniji od benzina.

Main fundamentalna razlika unutrašnje sagorijevanje je odsustvo prisilnog paljenja mješavine goriva. Dizel gorivo se ubrizgava u cilindre pomoću posebnih mlaznica, a pojedinačne kapi goriva se zapaljuju zbog pritiska klipa. Zajedno sa pogodnostima dizel motor Takođe ima niz nedostataka. Među njima su sljedeće:

• mnogo manja snaga u odnosu na benzinske elektrane;
• velike dimenzije i karakteristike težine;
• poteškoće sa startovanjem u ekstremnim vremenskim i klimatskim uslovima;
• nedovoljan obrtni moment i sklonost neopravdanim gubicima snage, posebno pri relativno velikim brzinama.

Osim toga, popravke ICE dizel ovog tipa, u pravilu, mnogo je složeniji i skuplji od prilagođavanja ili vraćanja funkcionalnosti benzinske jedinice.

Plinski motori

Unatoč jeftinosti prirodnog plina koji se koristi kao gorivo, dizajn motora s unutarnjim izgaranjem koji rade na plin je nesrazmjerno složeniji, što dovodi do značajnog povećanja cijene jedinice u cjelini, a posebno njegove instalacije i rada.

U elektranama ovog tipa, tečni ili prirodni plin ulazi u cilindre kroz sistem specijalnih mjenjača, razdjelnika i mlaznica. Paljenje mješavine goriva događa se na isti način kao u karburatoru benzinske instalacije, - pomoću električne iskre koja izlazi iz svjećice.

Kombinovani tipovi motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Malo ljudi zna za kombinovani sistemi ICE. Šta je to i gdje se koristi?

O modernom, naravno, ne govorimo hibridni automobili, sposoban da radi i na gorivo i na električni motor. Kombinovani motori unutrašnjim sagorijevanjem se obično nazivaju takve jedinice koje kombiniraju elemente različitih principa sistemi za gorivo. Većina istaknutog predstavnika porodice takvih motora su gas-dizel jedinice. U njima mješavina goriva ulazi u blok motora s unutarnjim sagorijevanjem na gotovo isti način kao u plinskim jedinicama. Ali gorivo se zapaljuje ne uz pomoć električnog pražnjenja iz svijeće, već uz pomoć dijela dizel goriva za paljenje, kao što se događa u konvencionalnom dizel motoru.

Održavanje i popravka motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Unatoč prilično širokoj paleti modifikacija, svi motori s unutarnjim sagorijevanjem imaju slične fundamentalni dizajni i dijagrami. Međutim, u cilju pružanja kvalitetne usluge i popravka motora, morate temeljito poznavati njegovu strukturu, razumjeti principe rada i biti u stanju identificirati probleme. Da biste to učinili, naravno, potrebno je pažljivo proučiti dizajn motora s unutarnjim izgaranjem razne vrste, sami shvatite svrhu određenih dijelova, sklopova, mehanizama i sistema. Ovo nije lak zadatak, ali veoma uzbudljiv! I što je najvažnije, neophodno je.

Posebno za radoznale umove koji žele samostalno shvatiti sve misterije i tajne gotovo svakog vozilo, približni princip dijagram motora sa unutrašnjim sagorevanjem je prikazano na gornjoj fotografiji.

Dakle, saznali smo šta je ova jedinica za napajanje.

Automobilski klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem (ICE) imaju mnoge pokazatelje - snagu, obrtni moment, potrošnju goriva, emisiju štetnih materija itd., koji u velikoj meri ovise o njihovim konstrukcijskim parametrima. Tipovi motora Motor je uređaj koji pretvara energiju sagorevanja goriva u mehanički rad. Gotovo svi motori automobila rade u ciklusu koji se sastoji od četiri takta: usis zraka ili njegove mješavine s gorivom; kompresija radne smjese, radni hod tokom sagorijevanja radne smjese; oslobađanje izduvnih gasova. Najčešći motori u automobilima su klipni motori - benzinski i dizel motori. Benzin motori imaju prinudno paljenje mešavina goriva i vazduha svjećice. Razlikuju se prema vrsti sistema napajanja: u motorima s karburatorom miješanje benzina sa zrakom počinje u karburatoru i nastavlja se u usisnom razvodniku. Trenutno proizvodnja takvih motora opada zbog niske efikasnosti i neusklađenosti sa modernim ekološki standardi; kod motora sa ubrizgavanjem gorivo se može dovoditi preko jedne mlaznice (mlaznice) u zajedničku usisnu granu (centralno, jednostruko ubrizgavanje) ili preko nekoliko injektora ispred usisnih ventila svakog cilindra (distribuirano ubrizgavanje). Mogu malo povećati maksimalnu snagu i smanjiti potrošnju benzina i toksičnost izduvnih plinova zbog preciznijeg doziranja goriva elektronski sistem kontrola motora; motora sa direktnim ubrizgavanjem benzina u komoru za sagorevanje, koji se u cilindar dovodi u više porcija, čime se optimizuje proces sagorevanja, omogućava rad motora na siromašnim smešama, a samim tim se smanjuje potrošnja goriva i emisija štetnih materija. Dizel motor- motori kod kojih do paljenja mješavine goriva i zraka dolazi zbog povećanja njene temperature tijekom kompresije. U poređenju sa benzinskim motorima, ovi motori imaju bolju efikasnost (za 15-20%) zbog većeg (dva ili više puta) kompresije (vidi dole), što poboljšava procese sagorevanja mešavine goriva i vazduha. Prednost dizel motora je odsustvo ventil za gas, što stvara otpor kretanju zraka na ulazu i povećava potrošnju goriva. Dizel motori razvijaju maksimalni obrtni moment (vidi dole) pri nižoj brzini radilice (uobičajeno, „mali obrtni moment“). Dizelaši zastarjelih konstrukcija imali su niz nedostataka u odnosu na benzinske motore: veću težinu i cijenu za istu snagu zbog visokog omjera kompresije (1,5-2 puta više), što je povećalo pritisak u cilindrima i opterećenje na dijelove, što je prisilio proizvodnju izdržljivijih elemenata motora, povećavajući njihove dimenzije i težinu; veća buka zbog posebnosti procesa sagorijevanja goriva u cilindrima; manji maksimalni broj okretaja radilice zbog veće mase dijelova, što je uzrokovalo velika inercijska opterećenja. Iz istog razloga, dizel motori, u pravilu, manje reagiraju - sporije povećavaju brzinu. Motor sa rotacionim klipom(Wankel)- u njemu rotor-klip ne vrši povratno kretanje, kao u benzinskim i dizel motorima, već se rotira duž određene putanje. Zahvaljujući tome, ima dobar odziv na gas - brzo povećava brzinu, pružajući automobilu dobru dinamiku ubrzanja. Zbog karakteristika dizajna, omjer kompresije je ograničen, pa radi samo na benzin i ima lošiju efikasnost zbog oblika komore za sagorijevanje. Ranije mu je nedostatak bio manji resurs, a sada niska ekološka učinkovitost, kojoj se sada posvećuje velika pažnja. Hibrid power point je kombinacija klipnog motora (obično dizel motora), elektromotora, generatora i vučnih baterija (vučna baterija, za razliku od starter baterije, dizajnirana je za pražnjenje velike struje(50-100 A) za 30-60 minuta) baterije. Ova instalacija radi u različiti načini rada zavisno od prirode kretanja vozila. Prilikom intenzivnog ubrzanja klip i električni motori. Tokom kočenja motorom, generator puni baterije koristeći energiju usporavanja. Kada vozite u gradskom ciklusu, može raditi samo električni motor. Sve to omogućava, uz održavanje (ili čak poboljšanje) dinamike ubrzanja, značajno povećanje efikasnosti i smanjenje emisije štetnih materija.

Raspored klipnog motora

Značajna raznolikost rasporeda klipnih motora povezana je s njihovim postavljanjem u automobil i potrebom da se određeni broj cilindara ugradi u ograničenu zapreminu motornog prostora. Linijski motor (slika 1, a) - raspored u kojem su svi cilindri u istoj ravni. Pogodan za mali broj cilindara (2, 3, 4, 5 i 6). Red šestocilindrični motor je najlakši za balansiranje (smanjuje vibracije), ali ima značajnu dužinu.

Motor u obliku slova V (slika 1, b) - njegovi cilindri su smješteni u dvije ravnine, kao da tvore latinično slovo V. Ugao između ovih ravnina naziva se ugao nagiba. Najčešće se ovaj položaj cilindra koristi za motore sa šest i osam cilindara i označen je kao V6, odnosno V8. Ovaj raspored omogućava smanjenje dužine motora, ali povećava njegovu širinu.

Bokser motor (slika 1, c) ima ugao nagiba od 180°, zahvaljujući čemu je njegova jedinična visina najmanja među svim konfiguracijama.

VR motor (slika 1, d) ima mali ugao nagiba (oko 15°), što omogućava smanjenje i uzdužnih i poprečnih dimenzija jedinice.

W-motor ima dvije mogućnosti rasporeda - tri reda cilindara sa velikim uglom nagiba (sl. 1, e) ili, takoreći, dva VR rasporeda (slika 1, f). velike količine cilindri Trenutno se W8 i W12 masovno proizvode.

Svaki motor karakteriziraju sljedeći strukturno specificirani parametri (slika 2), koji su praktično nepromijenjeni tokom rada vozila.

Zapremina komore za sagorevanje- zapremina šupljine cilindra i udubljenja u glavi iznad klipa koja se nalazi u gornjoj mrtvoj tački - krajnji položaj na najvećoj udaljenosti od radilice. Zapremina cilindra- prostor koji klip oslobađa kada se kreće odozgo prema dolje mrtva tačka. Ovo drugo jeste ekstremni položaj klip uključen najmanja udaljenost od radilice. Ukupna zapremina cilindra- jednak zbiru radne zapremine i zapremine komore za sagorevanje. Zapremina motora (zapremina) je zbir zapremine svih cilindara. Omjer kompresije- odnos ukupne zapremine cilindra i zapremine komore za sagorevanje. Ovaj parametar pokazuje koliko puta se ukupna zapremina smanjuje kada se klip pomera od donje do gornje mrtve tačke. Za benzinske motore određuje oktanski broj korišćeno gorivo. Indikatori motora su vrijednosti koje karakteriziraju njegov rad. Pored projektnih parametara, oni zavise od karakteristika i podešavanja sistema napajanja i paljenja, stepena istrošenosti delova itd. Pritisak na kraju kompresijskog takta (kompresije) je pokazatelj tehničkog stanja (istrošenosti ) grupe cilindar-klip i ventila. Moment na radilici motora određuje vučnu silu na kotačima: što je ona veća, to je bolju dinamiku ubrzanje automobila. Jednako proizvodu sile po ruci (slika 3) i mjereno u Nm (njutn po metru), ranije u kgf.m (kilogram-sila po metru).

Obrtni moment raste sa povećanjem pomaka. Stoga, motori koji zahtijevaju značajan obrtni moment imaju veliku zapreminu; pritisak zapaljenih gasova u cilindrima, koji je ograničen detonacijom (eksplozivno sagorevanje mešavine benzin-vazduh, praćeno karakterističnim zvonjavim zvukom. Pogrešno nazvan "kucanjem" klipni klinovi") ili povećanje opterećenja u dizel motorima. Motor razvija maksimalni obrtni moment pri određenim brzinama (vidi dolje), oni su, zajedno sa svojom vrijednošću, navedeni u tehničkoj dokumentaciji. Snaga motora je vrijednost koja pokazuje koliki rad obavlja po jedinica vremena, mjereno u kW (ranije u konjskim snagama) Jedna konjska snaga (hp) je približno jednaka 0,74 kW Snaga je jednaka momentu pomnoženom momentu. ugaona brzina radilica (o/min pomnožen određenim koeficijentom). Motori više snage proizvođači dobivaju povećanje: radne zapremine, što zauzvrat dovodi do povećanja dimenzija motora i ograničenja dopuštene maksimalne brzine zbog značajnih inercijskih sila povećanih dijelova; okretaja radilice, čiji je broj ograničen inercijskim silama i povećanim trošenjem dijelova. Brzi motor iste snage (sve ostale stvari jednake - dizajn motora, tehnologija proizvodnje, upotrijebljeni materijali itd.) sa motorom male brzine ima kraći vijek trajanja, jer će u prosjeku za istu kilometražu njegova radilica napraviti više revolucija; pritisak u cilindru povećanjem omjera kompresije ili nadpunjavanjem zraka kroz turbo ili mehanički kompresori. Da bi se koristilo kompresijsko punjenje, omjer kompresije je prisiljen da se smanji kako bi se spriječila detonacija (kod benzinskih motora) i smanjila grubost rada (povećana opterećenja u grupi cilindar-klip dizel motora, praćena prekomjernom bukom) (kod dizel motora). Supercharging omogućava, na primjer, održavanje snage s manjim pomakom. Nazivna snaga je snaga koju garantira proizvođač s punim dovodom goriva pri određenoj brzini. Upravo je to, a ne maksimalna snaga, navedena u tehničkoj dokumentaciji za motor. Specifična potrošnja goriva je količina goriva koju motor potroši po 1 kW razvijene snage u jednom satu. To je pokazatelj savršenstva dizajna motora: što je manja potrošnja, efikasnije se koristi energija goriva sagorijenog u cilindrima. Sa istim dizajnerskim parametrima, različiti motori indikatori kao što su snaga, obrtni moment i specifična potrošnja gorivo može varirati. To je zbog takvih karakteristika kao što su broj ventila po cilindru, vrijeme ventila itd. Stoga se za procjenu performansi motora pri različitim brzinama koriste karakteristike - ovisnost njegovih performansi o režimima rada. Karakteristike se određuju empirijski na posebnim štandovima, budući da se teoretski izračunavaju samo približno. U pravilu, tehnička dokumentacija za automobil daje vanjske karakteristike brzine motora (slika 4), koje određuju ovisnost snage, momenta i specifične potrošnje goriva o broju okretaja radilice s punim dovodom goriva. Oni daju ideju o maksimalnim performansama motora.

Performanse motora (pojednostavljene) variraju u zavisnosti od toga sledećih razloga. Kako se brzina radilice povećava, okretni moment se povećava zbog činjenice da više goriva ulazi u cilindre. Otprilike na srednjem dometu dostiže svoj maksimum, a zatim počinje opadati. To je zbog činjenice da s povećanjem brzine rotacije radilice, inercijalne sile, sile trenja i aerodinamički otpor usisni cjevovodi, ometajući punjenje cilindara svježe punjenje mešavina goriva i vazduha itd. Brzo povećanje obrtnog momenta motora ukazuje na dobru dinamiku ubrzanja automobila zbog intenzivnog povećanja vučne sile na točkovima. Što je duže vrijednost momenta u području svog maksimuma i ne opada, to bolje. Takav motor je prilagodljiviji promjenjivim uvjetima na cesti i morat ćete rjeđe mijenjati brzine. Snaga raste zajedno sa obrtnim momentom, a čak i kada počne da opada, nastavlja da raste zbog većih obrtaja. Nakon postizanja maksimuma, snaga počinje opadati iz istog razloga zbog kojeg se smanjuje okretni moment. Broj obrtaja nešto iznad maksimalne snage ograničen je regulatornim uređajima, jer se u ovom načinu rada značajan dio goriva ne troši na koristan rad, već da se savladaju sile inercije i trenja u motoru. Maksimalna snaga određuje maksimalna brzina auto. U ovom režimu, automobil ne ubrzava i motor radi samo na savladavanju sila otpora kretanja – otpora vazduha, otpora kotrljanja, itd. Specifična potrošnja goriva takođe varira u zavisnosti od brzine radilice, što se može videti na karakteristici (vidi Sl. 4). Specifična potrošnja goriva treba da ostane blizu minimuma što je duže moguće; ovo ukazuje na dobru efikasnost motora. Minimalna specifična potrošnja, u pravilu, postiže se nešto ispod prosječne brzine, pri kojoj automobil uglavnom radi u gradskoj vožnji. Isprekidana linija na grafikonu pokazuje optimalnije karakteristike motora.

Danas predlažem da malo zaronim u svijet klipova i mašinsko ulje i otkrijte koje vrste motora postoje i koje se koriste na našim voljenim, voljenim automobilima.

U principu, čak i svaki humanista, u najgorem smislu te riječi, odmah će odgovoriti na ovo pitanje: dizel i benzin. Pa, neko drugi će dodati struju. Međutim, u stvarnosti ima mnogo više ovih motora. Ukratko o svakom.

1. Dizel motor

To je samo dizel. Klipni motor sa unutrašnjim sagorevanjem, koji radi jer se gorivo (dizel) zapali u njegovoj dubini (tačnije, u cilindrima) prilikom nagle kompresije, što rezultira povećanjem temperature i paljenjem raspršenog goriva. Ideja o paljenju goriva zbog kompresije pripadala je Sadiju Karnotu. A u praksi ga je implementirao Rudolf Diesel, koji je patentirao nekoliko opcija motora od 1892. do 1897. godine. Dizel motori se koriste ne samo u automobilima, već i na brodovima i željezničkim lokomotivama.

Dizel motori dolaze u dvotaktnim i četverotaktnim tipovima. O razlozima popularnosti i prednostima dizelskih motora govorio sam u posebnom članku i neću se ponavljati, već ću prijeći na drugi motor

2. Benzinski motor

Ovdje se paljenje mješavine goriva i zraka u cilindrima također događa pri povećanom pritisku, ali od električne iskre koju daje svjećica. Svi benzinski motori se dijele na karburatore i ubrizgavanje. Razlika je u načinu formiranja mješavine goriva i zraka. Pored toga, benzinski motori se klasifikuju po broju i rasporedu cilindara, načinu hlađenja, vrsti podmazivanja i mnogim drugim karakteristikama. Nije moguće opisati sve ove opcije. Stoga prelazim na sljedeći tip motora automobila.

3. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem sa rotacionim klipom

U svom sadašnjem obliku kreiran od strane izumitelja Freudea 1957. Međutim, Freude se oslanjao na rad drugog pronalazača, Felixa Wankela, koji je dobio patent za rotacijski motor još 1936. godine. Freude je, uglavnom, jednostavno poboljšao ovu kreaciju. Inače, oba pronalazača su neko vrijeme radila zajedno. Motor nema mehanizam za distribuciju gasa.

Princip je ovaj: trokutasti rotor rotira u komori u obliku 8 (ovaj oblik se naziva i epitrohoid). Komora ima ulaz i izlaz. Zbog oblika rotora, u jednom obrtaju se odvijaju tri ciklusa odjednom (usis mješavine, kompresija i paljenje, radni hod i ispuštanje plinova), kao kod šestocilindričnog motora.

Smjesa se pali električnom varnicom. A komora za sagorevanje se formira između ivice rotora i zida komore. Nije bio posebno rasprostranjen (usput, čak ga je proizvodio VAZ - model VAZ-21018 imao je rotacijski motor). Inače, VAZ je proizveo čak 50 automobila. Međutim, tokom testiranja su se SVI motori pokvarili (ili ruke iz eksperimenta, ili neko mjesto tamo) i model je ukinut. Ali nakon nekog vremena, projekt je ipak spašen i pokrenuta je proizvodnja VAZ-411 i VAZ-413, koje su naširoko koristili policajci i homoseksualci.

Inače, u ovim automobilima sa motorima od 120 i 140 „konja“ ljudi u uniformi lako su sustizali i prestizali strane automobile tog vremena. Ali onda su špijuni (ko drugi?!) ugasili ovaj projekat i automobili Žiguli sa Wankelsom (drugo ime za rotacioni motor) su prestali da se proizvode. Iako se čini da se sada dizajneri VAZ-a opet petljaju s ovim motorima.

Glavni nedostatak rotacioni motor Postoji problem sa krhkošću zaptivke između rotora i komore, kao i sa sistemom za podmazivanje. Ovdje je sve međusobno povezano. Zbog dizajna i rada motora, ulje se mora ubrizgavati u razdjelnik. Ukratko, takav motor uopće ne blista ekološkom prihvatljivošću i efikasnošću. Osim toga, rotacijski motor radi samo na benzin. Trenutno se takav motor koristi u Mazda auto RX-8.

4. Hibridni motor

Tačnije, ispravnije bi bilo reći hibridni sistem, jer hibrid nije jedan motor, već pametna kombinacija motora sa unutrašnjim sagorevanjem i elektromotora. Usput, princip hibridni motor poznat od 1910. godine i široko se koristio na... željezničkom transportu, tačnije na dizel lokomotivama.

Krajem 90-ih godina dvadesetog veka ljudi su počeli da pričaju o električnim automobilima. Ali većina vozača je ovu ideju doživjela kao ekscentričnost ekologa, preferirajući vožnju na dokazanom, pristupačnom i relativno jeftinom (naša zemlja tog perioda nije uzeta u obzir) benzinu i dizel gorivu. Danas gotovo svi vodeće automobilske kompanije svjetsko izdanje hibridni modeli automobili.

Iako su složenijeg dizajna i natrpani elektronikom do ekstrema, ipak imaju niz prednosti:

Smanjuje potrošnju goriva za skoro polovinu

Značajno smanjiti buku i količinu štetne emisije u atmosferu (u brzina krstarenja automobil praktički ne koristi benzin zbog rada vučnog elektromotora)

Omogućava vam da ubrzate automobil iz mjesta mnogo brže i napravite dobro ubrzanje u kretanju

Mnogi stručnjaci i poslovni ljudi skloni su vjerovanju da su hibridni motorni sistemi prelazna faza ka čisto električnim vozilima. Da budem iskren, intelektualno razumijem prednosti električnog automobila. Ali u svom srcu ga doživljavam kao ženu od gume ili trans, što je još gore. Tako izgleda, ali malo drugačije.

Inače, elektromotori su korišćeni i ranije, još sredinom dvadesetog veka, ali ne baš na automobilima, već na raznim utovarivačima ili mini-automobilima za rekreativnu vožnju, da ne govorimo o trolejbusima i tramvajima.

autor: Andrey Abin, za web stranicu