LED je motor, který pracuje na principu spalování různá paliva přímo uvnitř jednotky. Na rozdíl od motorů jiného typu jsou spalovací motory zbaveny: jakýchkoli prvků, které předávají teplo k další přeměně na mechanickou energii, k přeměně dochází přímo spalováním paliva; mnohem kompaktnější; mají nízkou hmotnost ve srovnání s jinými typy jednotek se srovnatelným výkonem; vyžadují použití určitých paliv s přísnými specifikacemi pro teplotu spalování, těkavost, oktanové číslo atd.
Používá se v automobilovém průmyslu čtyřtaktní motory:
1. Vstup;
2. Komprese;
3. pracovní zdvih;
4.
Uvolnění.
Existují ale i dvoutaktní verze motorů. s vnitřním spalováním, ale v moderní svět mají omezené použití.
V tomto článku budou zvažovány pouze motory nainstalované na automobilech.
Typy motorů podle použitého paliva
Benzínové motory, jak již z názvu vyplývá, jako palivo pro práci používají benzín s jiným oktanovým číslem a mají systém nuceného zapálení palivové směsi pomocí elektrické jiskry.Lze je rozdělit podle typu sání na karburátorové a vstřikovací. Karburátorové motory již mizí z výroby kvůli obtížím s jemným doladěním, vysoká spotřeba benzín, neefektivnost míchání palivové směsi a nesrovnalosti s moderním tvrd environmentální požadavky. U takových motorů míchání hořlavá směs začíná v komorách karburátoru a končí podél cesty v sacím potrubí.
.jpg)
Vstřikovací jednotky se vyvíjejí rychlým tempem a systém vstřikování paliva se s každou generací zlepšuje. První vstřikovače měly „monovstřik“ s jedinou tryskou. Ve skutečnosti šlo o modernizaci karburátorových motorů. Postupem času se na většině jednotek začaly používat systémy se samostatnými tryskami pro každý válec. Použití vstřikovačů v sacím systému umožnilo přesněji řídit poměry paliva a vzduchu v různých provozních režimech jednotky, snížit spotřebu paliva, zlepšit kvalitu palivové směsi, zvýšit výkon a šetrnost k životnímu prostředí. pohonných jednotek.
Moderní vstřikovače instalované na pohonných jednotkách se systémem přímého vstřikování paliva do válců jsou schopny vyrobit několik samostatných vstřiků paliva v jednom cyklu. To umožňuje dále zlepšit kvalitu palivové směsi a dosáhnout maximální návratnosti energie z množství spotřebovaného benzínu. To znamená, že hospodárnost a výkon motorů se ještě zvýšily.
.jpg)
Dieselové jednotky- využít princip vznícení směsi motorové nafty a vzduchu při zahřátí ze silné komprese. Současně se v dieselových jednotkách nepoužívají systémy nuceného zapalování. Tyto motory mají oproti benzínovým motorům řadu výhod, především úsporu paliva (až 20 %) při srovnatelném výkonu. Díky vyššímu kompresnímu poměru ve válcích se spotřebuje méně paliva, což zlepšuje charakteristiky spalování a přenos energie palivové směsi, a proto je k dosažení stejných výsledků potřeba méně paliva. Vznětové jednotky navíc nepoužívají škrticí klapky, což zlepšuje proudění vzduchu do pohonné jednotky, což dále snižuje spotřebu paliva. Vznětové motory vyvinou větší točivý moment a více nízké otáčky klikový hřídel.
Ne bez nevýhod. Kvůli zvýšenému zatížení stěn válců museli konstruktéři použít spolehlivější materiály a zvětšit velikost konstrukce (zvýšená hmotnost a zvýšené výrobní náklady). Kromě toho je provoz dieselové pohonné jednotky hlasitý kvůli charakteristikám zapalování paliva. A zvýšená hmotnost dílů neumožňuje motoru vyvinout vysoké otáčky při stejné rychlosti jako benzínové a maximální rychlost klikového hřídele je nižší než u benzínových jednotek.
Různé spalovací motory podle konstrukce
Hybridní pohonné ústrojí
Tento typ vozu začal získávat na popularitě v r v posledních letech. Vzhledem k jeho účinnosti úspory paliva a zvýšené celkový výkon vozidla kombinací dvou typů jednotek. Ve skutečnosti se tato konstrukce skládá ze dvou samostatných jednotek - malého spalovacího motoru (nejčastěji dieselového) a elektromotoru (nebo více elektromotorů) s vysokokapacitní baterií..jpg)
Výhody kombinování jsou vyjádřeny ve schopnosti kombinovat energii dvou jednotek při akceleraci, nebo použití každého typu motoru zvlášť, podle potřeby. Například při jízdě v městské dopravní zácpě může fungovat pouze elektromotor, který šetří naftu. Při jízdě po venkovských cestách funguje spalovací motor jako bytelnější výkonný agregát s velkou výkonovou rezervou.
Speciální baterii pro elektromotory lze přitom dobíjet z generátoru, nebo pomocí rekuperačního systému při brzdění, což šetří nejen palivo, ale i elektřinu potřebnou k nabíjení baterie.
Motor s rotačním pístem
Rotační pístový motor je postaven podle jedinečného schématu pohybu pístového rotoru, který se pohybuje uvnitř válce nikoli po vratné dráze, ale kolem jeho osy. To je způsobeno speciální trojúhelníkovou konstrukcí pístu a speciálním uspořádáním sacích a výfukových kanálů ve válci..jpg)
Díky této konstrukci motor rychle nabírá otáčky, které se zvyšují dynamické vlastnosti auto. Ale s rozvojem klasické konstrukce spalovacích motorů začal Wankelův motor ztrácet svůj význam kvůli konstrukčním omezením. Princip pohybu pístu neumožňuje dosažení vysokého stupně komprese palivové směsi, což vylučuje použití motorové nafty. Malý zdroj, složitost údržby a oprav, stejně jako špatný ekologický výkon neumožňují výrobcům automobilů rozvíjet tuto oblast.
Odrůdy pohonných jednotek podle uspořádání
Vzhledem k potřebě snížení hmotnosti a rozměrů, jakož i umístění většího počtu pístů v jedné jednotce, to vedlo ke vzniku rozmanitých motorů z hlediska uspořádání.řadové motory
.jpg)
Řadový motor je nejklasičtější verzí pohonné jednotky. Ve kterém jsou všechny písty a válce uspořádány v jedné řadě. přičemž moderní motory s řadovým uspořádáním pojmou maximálně šest válců. Jenže právě šestiválcové řadové motory mají nejlepší výkon k vyrovnání vibrací během provozu. Jediným negativem je značná délka motoru ve srovnání s jinými uspořádáními.
V-motory
.jpg)
Tyto motory se objevily v důsledku touhy konstruktérů zmenšit rozměry motorů a potřeby umístit více než šest pístů do jednoho bloku. V těchto motorech jsou válce v různých rovinách. Vizuálně uspořádání válců tvoří písmeno "V", odtud název. Úhel mezi dvěma řadami se nazývá úhel odklonu a mění se v širokém rozsahu, čímž se tento typ motoru rozděluje do podskupin.
Boxerské motory
.jpg)
Motory Boxer dostaly maximální úhel odklonu 180 stupňů. To umožnilo konstruktérům snížit výšku jednotky na minimální velikost a rozložit zatížení klikový hřídel, zvýšení jeho zdrojů.
VR motory
.jpg)
Jedná se o kombinaci vlastností in-line jednotek a jednotek ve tvaru V. Úhel odklonu u takových motorů dosahuje 15 stupňů, což umožňuje použití jedné hlavy válců s jediným mechanismem distribuce plynu.
W motory
.jpg)
Jeden z nejvýkonnějších a „extrémních“ designů ICE. Mohou mít tři řady válců s velkým úhlem odklonu, nebo dva kombinované VR bloky. Dodnes se rozšířily motory pro osm a dvanáct válců, ale konstrukce umožňuje použití více válců.
Charakteristika spalovacího motoru
Po přezkoumání mnoha informací o různá auta, každý zájemce uvidí určité základní parametry motoru:Výkon pohonné jednotky, měřený v hp. (nebo kWh);
Maximální točivý moment vyvinutý pohonnou jednotkou, měřený v N / m;
Většina motoristů sdílí pohonné jednotky, pouze pokud jde o výkon. Toto rozdělení ale není úplně správné. Na těžkém crossoveru je samozřejmě výhodnější jednotka o výkonu 200 koní než motor o výkonu 100 koní. A na lehký městský hatchback stačí motor o výkonu 100 koní. Ale existují určité nuance.
Maximální výkon, uvedené v technické dokumentaci, se dosahuje při určitých otáčkách klikového hřídele. Ale při používání auta v městských podmínkách řidič zřídka vytáčí motor nad 2500 ot./min. Čím delší je tedy doba provozu stroje, jedná se pouze o část potenciálního výkonu.
Na cestách se ale často vyskytují případy. Když je potřeba prudce zvýšit rychlost pro předjetí, nebo se vyhnout nouzový. Právě maximální točivý moment ovlivňuje schopnost agregátu rychle získat požadované otáčky a výkon. Zjednodušeně řečeno točivý moment ovlivňuje dynamiku vozu.
Za zmínku stojí drobný rozdíl mezi benzínovými a naftovými motory. Benzínový motor produkuje maximální točivý moment při otáčkách klikového hřídele od 3 500 do 6 000 za minutu a dieselové motory může dosáhnout maximálních parametrů při nižších rychlostech. Proto se mnohým zdá. Že naftové jednotky jsou výkonnější a lépe „táhnou“. Používá však většinu nejvýkonnějších jednotek benzínové palivo, neboť jsou schopny vyvinout vyšší počet otáček za minutu.
.jpg)
A pro podrobné pochopení termínu točivý moment byste se měli podívat na jeho měrné jednotky: Newtony násobené metry. Jinými slovy, točivý moment určuje sílu, kterou píst tlačí na klikový hřídel, který zase přenáší výkon na převodovku a nakonec na kola.
Také můžete zmínit mocná technika, ve kterém lze maximálního točivého momentu dosáhnout při rychlosti 1 500 za minutu. V zásadě se jedná o traktory, výkonné sklápěče a některé dieselové terénní vozy. Takové stroje přirozeně nepotřebují roztáčet motor na maximální otáčky.
.jpg)
Na základě poskytnutých informací lze usoudit, že točivý moment závisí na objemu pohonné jednotky, jejích rozměrech, rozměrech dílů a jejich hmotnosti. Čím jsou všechny tyto prvky těžší, tím více točivého momentu převládá v nízkých otáčkách. Vznětové jednotky mají větší točivý moment a nižší otáčky klikové hřídele (velká setrvačnost těžké klikové hřídele a dalších prvků nedovoluje vyvinout vysoké otáčky).
Výkon motoru automobilu
Stojí za to si uvědomit, že výkon a točivý moment jsou vzájemně propojené parametry, které na sobě závisí. Výkon je určité množství práce vykonané motorem v čase. Na druhé straně, práce motoru je točivý moment. Proto je výkon charakterizován jako množství točivého momentu za jednotku času.Existuje známý vzorec, který charakterizuje poměr výkonu a točivého momentu:
Výkon = Točivý moment * RPM / 9549
Ve výsledku dostaneme hodnotu výkonu v kilowattech. Ale přirozeně, když se podíváme na vlastnosti automobilů, jsme více zvyklí vidět ukazatele v „hp“. Chcete-li převést kilowatty na hp. výslednou hodnotu je nutné vynásobit 1,36.
Závěr
Jak vyplynulo z tohoto článku, motory automobilů vnitřní spalování může mít mnoho rozdílů od sebe navzájem. A vybrat si auto trvalé používání- je nutné prostudovat všechny nuance designu, vlastností, hospodárnosti, šetrnosti k životnímu prostředí, výkonu a spolehlivosti pohonné jednotky. Bude také užitečné prostudovat informace o údržbě motoru. Protože mnoho moderních jednotek používá složité rozvody plynu, vstřikování paliva a výfukové systémy, což může zkomplikovat jejich opravu.(spalovací motor) je tepelný motor a pracuje na principu spalování směsi paliva a vzduchu ve spalovací komoře. Hlavním úkolem takového zařízení je přeměna energie spalování palivové náplně na mechanickou užitečnou práci.
I přes obecný princip akce, dnes existuje velké množství jednotek, které se od sebe výrazně liší díky množství jednotlivců Designové vlastnosti. V tomto článku budeme hovořit o tom, co jsou spalovací motory a jaké jsou jejich hlavní vlastnosti a rozdíly.
Přečtěte si v tomto článku
Typy spalovacích motorů
Začněme tím, že spalovací motor může být dvoudobý a čtyřdobý. Pokud jde o automobilové motory, tyto agregáty jsou čtyřtaktní. Cykly motoru jsou:
- vtok směs paliva a vzduchu nebo vzduch (v závislosti na typu spalovacího motoru);
- stlačování směsi paliva a vzduchu;
- spalování palivové náplně a zdvih;
- uvolňování výfukových plynů ze spalovací komory;
Na tomto principu fungují jak benzínové, tak naftové motory. pístové motory, které jsou široce používány v automobilech a dalších zařízeních. Za zmínku také stojí, ve kterém plynové palivo hoří podobně jako nafta nebo benzín.
Benzínové pohonné jednotky
Takový stravovací systém obzvlášť distribuovaná injekce, umožňuje zvýšit výkon motoru při současném dosažení palivové účinnosti a snížení toxicity výfukových plynů. To je možné díky přesnému dávkování dodávaného paliva pod kontrolou (elektronický systém řízení motoru).
Další vývoj systémů přívodu paliva vedl ke vzniku motorů s přímým (přímým) vstřikováním. Jejich hlavní rozdíl od jejich předchůdců spočívá v tom, že vzduch a palivo jsou přiváděny do spalovací komory odděleně. Jinými slovy, tryska není instalována nad sacích ventilů, ale je namontován přímo do válce.
Toto řešení umožňuje přímo dodávat palivo a samotné zásobování je rozděleno do několika stupňů (dílčích vstřiků). Díky tomu je možné dosáhnout co nejefektivnějšího a nejúplnějšího spalování palivové náplně, motor dostane příležitost pracovat na chudá směs(například motory rodiny GDI), klesá spotřeba paliva, snižuje se toxicita výfukových plynů atd.
Dieselové motory
Jede na naftu a také se výrazně liší od benzínu. Hlavním rozdílem je absence zážehového systému. Vznícení směsi paliva a vzduchu ve vznětovém motoru pochází z komprese.
Jednoduše řečeno, ve válcích se stlačuje vzduch, který se hodně zahřívá. Na poslední chvíli dojde ke vstřiku přímo do spalovací komory, načež se ohřátá a vysoce stlačená směs sama vznítí.
Pokud porovnáme dieselové a benzínové ICE, nafta je ekonomičtější, nejlepší účinnost a maximum, které je dostupné v nízkých otáčkách. Vzhledem k tomu, že vznětové motory vyvíjejí větší trakci při nižších otáčkách klikového hřídele, v praxi není nutné takový motor při startu „otáčet“ a můžete počítat i se sebevědomým vyzvednutím od samého dna.
V seznamu nevýhod takových jednotek je však možné vyzdvihnout vyšší hmotnost a nižší rychlosti v režimu maximální rychlost. Faktem je, že dieselový motor je zpočátku „nízkootáčkový“ a má nižší otáčky ve srovnání s benzínovými spalovacími motory.
Diesely mají také větší hmotnost, protože vlastnosti kompresního zapalování znamenají vážnější zatížení všech prvků takové sestavy. Jinými slovy, díly v dieselovém motoru jsou pevnější a těžší. Vznětové motory jsou také hlučnější, kvůli procesu zapalování a spalování motorové nafty.
rotační motor
Wankelův motor (motor s rotačním pístem) je zásadně odlišná elektrárna. V takovém spalovacím motoru prostě chybí obvyklé písty, které se ve válci vratně pohybují. Hlavním prvkem rotačního motoru je rotor.
Zadaný rotor se otáčí po dané trajektorii. Rotační spalovací motory benzín, protože taková konstrukce není schopna zajistit vysoký kompresní poměr pracovní směs.
Mezi výhody patří kompaktnost, vysoký výkon s malým pracovním objemem a také schopnost rychle se roztočit až vysoká rychlost. Výsledkem je, že vozy s takovýmto spalovacím motorem mají vynikající akcelerační vlastnosti.
Pokud mluvíme o mínusech, pak stojí za to zdůraznit výrazně snížený zdroj ve srovnání s pístovými jednotkami, stejně jako vysoký průtok palivo. Rotační motor se také vyznačuje zvýšenou toxicitou, to znamená, že zcela nezapadá do moderních ekologických norem.
hybridní motor
U některých spalovacích motorů se pro získání potřebného výkonu používá v kombinaci s turbodmychadlem, u jiných s naprosto stejným zdvihovým objemem a uspořádáním taková řešení nejsou k dispozici.
Z tohoto důvodu je pro objektivní posouzení výkonu konkrétního motoru při různých otáčkách, nikoli na klikovém hřídeli, ale na kolech, nutné provést speciální komplexní měření na dyno.
Přečtěte si také
Zlepšení konstrukce pístového motoru, opuštění klikového hřídele: motor bez ojnice, stejně jako motor bez klikového hřídele. Vlastnosti a perspektivy.
Nebylo by přehnané říci, že většina samohybných zařízení je dnes vybavena spalovacími motory různých konstrukcí, využívajících různé principy fungování. V každém případě, pokud se budeme bavit o silniční dopravě. V tomto článku se na ICE podíváme blíže. Co to je, jak tato jednotka funguje, jaké jsou její výhody a nevýhody, se dozvíte jejím přečtením.
Princip činnosti spalovacích motorů
Hlavní princip Provoz ICE je založen na skutečnosti, že palivo (pevné, kapalné nebo plynné) hoří ve speciálně přiděleném pracovním objemu uvnitř samotné jednotky a přeměňuje tepelnou energii na mechanickou energii.
Pracovní směs vstupující do válců takového motoru je stlačena. Po jeho zapálení pomocí speciálních zařízení vzniká přetlak plynů, který nutí písty válců vrátit se do původní polohy. Vzniká tak konstantní pracovní cyklus, který pomocí speciálních mechanismů přeměňuje kinetickou energii na točivý moment.
K dnešnímu dni může mít zařízení ICE tři hlavní typy:
- často nazýván snadný;
- čtyřtaktní pohonná jednotka, umožňující dosahovat vyšších hodnot výkonu a účinnosti;
- se zlepšenými výkonovými charakteristikami.
Kromě toho existují další úpravy hlavních obvodů, které zlepšují určité vlastnosti elektráren tohoto typu.
Výhody spalovacích motorů
Na rozdíl od pohonných jednotek, které zajišťují přítomnost vnějších komor, má spalovací motor významné výhody. Hlavní jsou:
- mnohem kompaktnější rozměry;
- více vysoký výkon Napájení;
- optimální hodnoty účinnosti.
Nutno podotknout, když už jsme u spalovacího motoru, že se jedná o zařízení, které v drtivé většině případů umožňuje používat různé druhy palivo. Může to být benzín, motorová nafta, přírodní nebo petrolej a dokonce i obyčejné dřevo.
Taková všestrannost dala tomuto konceptu motoru jeho zaslouženou popularitu, všudypřítomnost a skutečně světové prvenství.
Krátký historický exkurz
Obecně se uznává, že spalovací motor počítá svou historii od doby, kdy Francouz de Rivas v roce 1807 vytvořil pístovou jednotku, která jako palivo používala vodík v plynném skupenství. A přestože od té doby prošlo zařízení ICE významnými změnami a úpravami, hlavní myšlenky tohoto vynálezu se používají dodnes.
První čtyřdobý spalovací motor spatřil světlo v roce 1876 v Německu. V polovině 80. let 19. století byl v Rusku vyvinut karburátor, který umožnil dávkovat dodávku benzínu do válců motoru.
A na samém konci předminulého století slavný německý inženýr navrhl myšlenku zapálení hořlavé směsi pod tlakem, což výrazně zvýšilo výkon charakteristika spalovacího motoru a ukazatele účinnosti jednotek tohoto typu, které dříve nebyly příliš žádoucí. Od té doby se vývoj spalovacích motorů ubíral především cestou zdokonalování, modernizace a zavádění různých vylepšení.
Hlavní typy a typy spalovacích motorů
Nicméně více než 100 let historie tohoto typu bloků umožnila vyvinout několik hlavních typů elektráren s vnitřním spalováním paliva. Liší se od sebe nejen složením použité pracovní směsi, ale také konstrukčními prvky.
Benzínové motory
Jak již název napovídá, jednotky této skupiny používají jako palivo různé druhy benzinu.
Na druhé straně jsou takové elektrárny obvykle rozděleny do dvou velkých skupin:
- Karburátor. V takových zařízeních palivová směs před vstupem do válců se obohacuje o vzduchové hmoty v speciální zařízení(karburátor). Poté se zapálí elektrickou jiskrou. Mezi nejvýraznější představitele tohoto typu lze nazvat modely VAZ, jejichž spalovací motory jsou velmi na dlouhou dobu byl výhradně karburátorového typu.
- Injekce. Jedná se o složitější systém, ve kterém je palivo vstřikováno do válců přes speciální potrubí a vstřikovače. Může se to stát jako mechanicky, stejně jako prostřednictvím speciálu elektronické zařízení. Systémy přímého vstřikování Common Rail jsou považovány za nejproduktivnější. Instalováno na téměř všechna moderní auta.
Benzínové motory se vstřikováním jsou považovány za ekonomičtější a poskytují vyšší účinnost. Náklady na takové jednotky jsou však mnohem vyšší a údržba a provoz jsou mnohem obtížnější.
Dieselové motory
Na úsvitu existence jednotek tohoto typu bylo možné velmi často slyšet vtip o spalovacím motoru, že jde o zařízení, které žere benzín jako kůň, ale pohybuje se mnohem pomaleji. S vynálezem naftového motoru tento vtip částečně ztratil na aktuálnosti. Především proto, že nafta je schopna jet na palivo mnohem více Nízká kvalita. To znamená, že je mnohem levnější než benzín.
hlavní zásadní rozdíl Vnitřní spalování je nepřítomnost nuceného vznícení palivové směsi. Motorová nafta je do válců vstřikována speciálními vstřikovači a jednotlivé kapky paliva se zapalují vlivem tlakové síly pístu. Spolu s výhodami dieselový motor má také řadu nevýhod. Mezi nimi jsou následující:
- mnohem menší výkon ve srovnání s benzínovými elektrárnami;
- velké rozměry a hmotnostní charakteristiky;
- potíže se startováním za extrémních povětrnostních a klimatických podmínek;
- nedostatečný tah a sklon k neodůvodněným ztrátám výkonu, zejména v relativně vysokých rychlostech.
Kromě toho oprava ICE diesel jiného typu je zpravidla mnohem složitější a nákladnější než seřízení nebo obnovení výkonu benzinové jednotky.
plynové motory
Přes levnost zemního plynu používaného jako palivo je konstrukce plynových spalovacích motorů neúměrně komplikovanější, což vede k výraznému prodražení agregátu jako celku, zejména jeho instalace a provozu.
Na elektrárnách tohoto typu se zkapalněný nebo zemní plyn dostává do válců systémem speciálních převodovek, rozdělovačů a trysek. K zapálení palivové směsi dochází stejným způsobem jako u karburátoru benzínové elektrárny, - pomocí elektrické jiskry vycházející ze zapalovací svíčky.
Kombinované typy spalovacích motorů
Málokdo o tom ví kombinované systémy LED. Co to je a kde se to aplikuje?
Nejde samozřejmě o modernu hybridní auta schopné provozu jak na palivo, tak na elektromotor. Kombinované motory vnitřní spalování se běžně nazývá takové jednotky, které kombinují prvky různých principů palivové systémy. Většina významný představitel rodiny takových motorů jsou instalace na plyn-naftu. V nich se palivová směs dostává do bloku spalovacího motoru téměř stejným způsobem jako u plynových jednotek. Palivo se však nezapaluje pomocí elektrického výboje ze svíčky, ale zapalovacím podílem motorové nafty, jak se to děje u běžného dieselového motoru.
Údržba a opravy spalovacích motorů
Přes poměrně širokou škálu úprav mají všechny spalovací motory podobné hlavní stavby a schémata. Aby však bylo možné poskytovat kvalitní služby a Oprava ICE, musíte důkladně znát jeho zařízení, rozumět principům fungování a umět identifikovat problémy. K tomu je samozřejmě nutné pečlivě prostudovat konstrukci spalovacích motorů. různé typy, abyste sami pochopili účel určitých částí, sestav, mechanismů a systémů. Není to snadné, ale velmi vzrušující! A co je nejdůležitější, nutné.
Zejména pro zvídavé mysli, které chtějí nezávisle pochopit všechna tajemství a tajemství téměř každého vozidlo, přibližná jistina schéma spalovacího motoru zobrazeno na fotografii výše.
Takže jsme zjistili, co je tato pohonná jednotka.
Automobilové pístové spalovací motory (ICE) mají mnoho ukazatelů – výkon, točivý moment, spotřebu paliva, emise škodlivých látek atd., které do značné míry závisí na jejich konstrukčních parametrech. Typy motorů Motor - zařízení, které přeměňuje energii spalování paliva na mechanická práce. Téměř všechny motory automobilů pracují v cyklu sestávajícím ze čtyř cyklů: nasávání vzduchu nebo jeho směsi s palivem; stlačování pracovní směsi, pracovní zdvih při spalování pracovní směsi; uvolňování výfukových plynů. Pístové motory - benzínové a naftové motory - se nejvíce používají v automobilech. Benzín motory mají nucené zapalování směs paliva a vzduchu zapalovací svíčky. Liší se typem energetického systému: u karburátorů začíná míšení benzínu se vzduchem v karburátoru a pokračuje v sacím potrubí. V současné době výroba takových motorů upadá z důvodu nízké účinnosti a nesouladu s modernou environmentální předpisy; u motorů se vstřikováním může být palivo dodáváno jedním vstřikovačem (tryskou) do společného sacího potrubí (centrální, jednoduché vstřikování) nebo několika vstřikovači před sacími ventily každého válce (vstřikování portem). V nich je možné mírné zvýšení maximálního výkonu a snížení spotřeby benzínu a toxicity výfukových plynů díky přesnějšímu dávkování paliva. elektronický systémřízení motoru; motory s přímým vstřikováním benzinu do spalovacího prostoru, který je přiváděn do válce v několika dávkách, což optimalizuje spalovací proces, umožňuje chod motoru na chudé směsi, respektive snižuje spotřebu paliva a emise škodlivých látek. dieselový motor- motory, u kterých ke vznícení směsi paliva se vzduchem dochází zvýšením jeho teploty při kompresi. V porovnání s benzínovými motory mají tyto motory lepší účinnost (o 15-20%) díky vyššímu (dvou i vícenásobnému) kompresnímu poměru (viz dále), který zlepšuje spalování směsi paliva a vzduchu. Výhodou dieselů je absence škrticí klapka, což vytváří odpor proti pohybu vzduchu na sání a zvyšuje spotřebu paliva. Maximální točivý moment (viz níže) vyvíjejí dieselové motory při nižších otáčkách klikového hřídele (v každodenním životě - "vysoký točivý moment dole"). Vznětové motory zastaralé konstrukce měly ve srovnání s benzínovými motory řadu nevýhod: větší hmotnost a náklady při stejném výkonu díky vysokému kompresnímu poměru (1,5-2krát více), což zvýšilo tlak ve válcích a zatížení dílů , což vyvolalo potřebu vyrábět odolnější prvky motoru, zvětšující jejich rozměry a hmotnost; větší hluk kvůli zvláštnostem procesu spalování paliva ve válcích; nižší maximální otáčky klikového hřídele v důsledku vyšší hmotnosti dílů, což způsobovalo velké setrvačné zatížení. Ze stejného důvodu jsou dieselové motory zpravidla méně citlivé - získávají dynamiku pomaleji. Motor s rotačním pístem(Wankel)- v něm se rotor-píst nevrací, jako u benzínových motorů a dieselových motorů, ale otáčí se po určité trajektorii. Díky tomu má dobrou odezvu na plyn - rychle nabírá na síle a poskytuje vozu dobrou dynamiku zrychlení. Kvůli konstrukčním vlastnostem je kompresní poměr omezený, proto funguje pouze na benzín a má nejhorší účinnost vzhledem k tvaru spalovací komory. Dříve byl jeho nevýhodou menší zdroj a nyní nízký ekologický výkon, kterému je nyní věnována velká pozornost. hybridní napájecí bod je kombinací pístového motoru (nejčastěji dieselového motoru), elektromotoru, generátoru a trakčních baterií (trakční baterie je na rozdíl od startovací baterie určena k vybíjení vysoké proudy(50-100 A) na 30-60 minut) baterie. Provoz této instalace probíhá v různé režimy v závislosti na povaze vozidla. Při intenzivní akceleraci se píst a elektromotory. Při brzdění motorem alternátor dobíjí akumulátory decelerační energií. Při jízdě v městském cyklu může pracovat pouze elektromotor. To vše umožňuje při zachování (nebo i zlepšení) dynamiky zrychlení výrazně zvýšit účinnost a snížit emise škodlivých látek.
Uspořádání pístového motoru
Značná rozmanitost uspořádání pístových motorů je spojena s jejich umístěním v automobilu a potřebou osadit určitý počet válců do omezeného objemu motorového prostoru. Řadový motor (obr. 1, a) je uspořádání, ve kterém jsou všechny válce ve stejné rovině. Platí pro malý počet válců (2, 3, 4, 5 a 6). v souladu šestiválcový motor nejsnáze vyvážený (snížené vibrace), ale má značnou délku.
Motor ve tvaru V (obr. 1, b) - jeho válce jsou umístěny ve dvou rovinách, jako by tvořily latinské písmeno V. Úhel mezi těmito rovinami se nazývá úhel odklonu. Nejčastěji se toto uspořádání válců používá u šesti a osmiválcových motorů a označuje se V6, respektive V8. Toto uspořádání umožňuje zmenšit délku motoru, ale zvětšuje jeho šířku.
Motor boxer (obr. 1, c) má úhel odklonu 180°, díky čemuž je jeho jednotková výška nejmenší ze všech uspořádání.
Motor VR (obr. 1, d) má malý úhel odklonu (asi 15°), což umožňuje zmenšit jak podélné, tak i příčné rozměry agregátu.
W-motor má dvě možnosti uspořádání - tři řady válců s velkým úhlem odklonu (obr. 1, e) nebo jakoby dvě uspořádání VR (obr. 1, f). Poskytuje dobrou kompaktnost i při ve velkém počtu válce. V současnosti se sériově vyrábí W8 a W12.
Točivý moment se zvyšuje s růstem: výtlak. Proto motory, které vyžadují značný točivý moment, mají velký objem; tlak hořících plynů ve válcích, který je omezen detonací (výbušné hoření směsi benzín-vzduch, doprovázené charakteristickým zvonivým zvukem. Chybně se tomu říká "klepání". pístní čepy") nebo zvýšení zatížení u vznětových motorů. Motor vyvine maximální točivý moment při určitých otáčkách (viz níže), ty jsou spolu s jeho hodnotou uvedeny v technické dokumentaci. Výkon motoru - hodnota udávající, jakou práci vykoná za jednotka času měřená v kW (dříve v koňských silách) Jedna koňská síla (hp) se přibližně rovná 0,74 kW Výkon se rovná točivému momentu vynásobenému úhlová rychlost klikový hřídel (otáčky násobené určitým faktorem). Motory víc energie výrobci dostávají zvýšení: pracovního objemu, což zase vede ke zvětšení rozměrů motoru a omezení přípustné maximální rychlosti v důsledku značných setrvačných sil zvýšených částí; otáčky klikového hřídele, jejichž počet je omezen setrvačnými silami a zvýšeným opotřebením dílů. Vysokootáčkový motor stejného výkonu (ceteris paribus - konstrukce motoru, technologie výroby, použité materiály atd.) s pomaloběžným motorem má kratší životnost, protože v průměru za stejný chod jeho klikový hřídel učiní více otáček; tlaku ve válci zvýšením kompresního poměru nebo stlačením vzduchu přes turbo popř mechanické kompresory. Pro použití přeplňování je kompresní poměr nuceně snížen, aby se zabránilo detonaci (u benzínových motorů) a snížila se tuhost práce (zvýšené zatížení ve skupině válec-píst u dieselového motoru, doprovázené nadměrným hlukem) (u dieselových motorů). Přeplňování umožňuje například úsporu energie při menším zdvihovém objemu. Jmenovitý výkon - výkon garantovaný výrobcem při plné dodávce paliva při určité rychlosti. Je to ona, a nikoli maximální výkon, který je uveden v technické dokumentaci k motoru. Měrná spotřeba paliva je množství paliva spotřebovaného motorem na 1 kW vyvinutého výkonu za jednu hodinu. Je ukazatelem dokonalosti konstrukce motoru: čím nižší je průtok, tím efektivněji se využívá energie paliva spáleného ve válcích. Se stejnými konstrukčními parametry, různé motory indikátory, jako je výkon, točivý moment a měrná spotřeba palivo se může lišit. Je to způsobeno takovými vlastnostmi, jako je počet ventilů na válec, časování ventilů atd. Proto se pro hodnocení provozu motoru při různých otáčkách používají charakteristiky - závislost jeho výkonu na provozních režimech. Charakteristiky se zjišťují empiricky na speciálních stojanech, protože teoreticky se počítají jen přibližně. Technická dokumentace k vozu zpravidla obsahuje vnější otáčkové charakteristiky motoru (obr. 4), které určují závislost výkonu, točivého momentu a měrné spotřeby paliva na počtu otáček klikového hřídele při plné dodávce paliva. Dávají představu o maximálním výkonu motoru.
Ukazatele motoru (zjednodušeně) se mění podle následující důvody. S nárůstem počtu otáček klikového hřídele se točivý moment zvyšuje v důsledku skutečnosti, že do válců vstupuje více paliva. Přibližně ve středních otáčkách dosáhne maxima a poté začne klesat. To je způsobeno skutečností, že se zvýšením rychlosti otáčení klikového hřídele, setrvačných sil, třecích sil, aerodynamický odpor vstupní potrubí, zhoršující plnění válců nový náboj směs paliva se vzduchem atd. Rychlý nárůst točivého momentu motoru ukazuje na dobrou dynamiku zrychlení vozidla díky intenzivnímu zvýšení trakce na kolech. Čím déle je moment na maximu a neklesá, tím lépe. Takový motor je více přizpůsoben měnícím se podmínkám vozovky a je méně pravděpodobné, že bude muset řadit. Výkon roste s kroutícím momentem a i když začne klesat, stále roste díky nárůstu otáček. Po dosažení maxima začne výkon klesat ze stejného důvodu jako klesá točivý moment. Obraty mírně vyšší než maximální výkon jsou omezeny ovládacími zařízeními, protože v tomto režimu se značná část paliva nespotřebuje užitečná práce, ale překonat síly setrvačnosti a tření v motoru. Určuje maximální výkon nejvyšší rychlost auto. V tomto režimu auto nezrychluje a motor pracuje pouze na překonávání sil odporu proti pohybu - odporu vzduchu, valivého odporu atd. Hodnota měrné spotřeby paliva se také mění v závislosti na otáčkách klikového hřídele, což je vidět v charakteristice (viz obr. 4). Měrná spotřeba paliva by se měla co nejdéle blížit minimu; to svědčí o dobré účinnosti motoru. Minimální měrná spotřeba je zpravidla dosahována těsně pod průměrnou rychlostí, při které je vůz provozován především při jízdě ve městě. Tečkovaná čára v grafu ukazuje optimálnější výkon motoru.
Dnes navrhuji ponořit se trochu do světa pístů a motorový olej a zjistit, jaké typy motorů se používají a používají na našich oblíbených, milovaných autech.
Na tuto otázku v zásadě okamžitě odpoví i každý humanitární pracovník v tom nejhorším slova smyslu: nafta a benzín. No, někdo jiný přidá elektriku. Ve skutečnosti je však těchto motorů mnohem více. Krátce o každém.
1. Dieselový motor
Je to prostě diesel. Pístový spalovací motor, který funguje tak, že se v jeho útrobách (nebo spíše ve válcích) při prudkém stlačení vznítí palivo (nafta), v důsledku čehož se zvýší teplota a rozprášené palivo se vznítí. Myšlenka zapálení paliva kompresí patřila Sadi Carnotovi. A v praxi jej ztělesnil Rudolf Diesel, který si v letech 1892 až 1897 nechal patentovat několik možností motoru. Diesel se používá nejen v autech, ale i na lodích, železničních lokomotivách.
Vznětové motory jsou k dispozici ve dvoutaktní a čtyřdobé verzi. O důvodech popularity a výhodách dieselových motorů jsem hovořil v samostatném článku a nebudu se opakovat, ale přejdu k jinému motoru
2. Benzínový motor
Zde k zapálení směsi paliva a vzduchu ve válcích také dochází při zvýšeném tlaku, ale z elektrické jiskry, kterou svíčka dává. Všechny benzínové motory se dělí na karburátor a vstřikování. Rozdíl je ve způsobu vytváření směsi paliva a vzduchu. Benzínové motory jsou navíc klasifikovány podle počtu a uspořádání válců, podle způsobu chlazení, typu mazání a mnoha dalších charakteristik. Není možné popsat všechny tyto možnosti. Proto se obracím k dalšímu typu automobilového motoru.
3. Spalovací motor s rotačním pístem
Ve své současné podobě Vytvořil vynálezce Freude v roce 1957. Freude však vycházel z díla jiného vynálezce, Felixe Wankela, který získal patent na rotační motor již v roce 1936. Freude vesměs toto stvoření jednoduše zdokonalil. Mimochodem, nějakou dobu oba vynálezci spolupracovali. Motor nemá mechanismus distribuce plynu.
Princip je tento: rotor trojúhelníkového tvaru se otáčí v komoře ve tvaru 8 (tento tvar se také nazývá epitrochoidní). Komora má vstup a výstup. Díky tvaru rotoru projde v jedné otáčkě třemi cykly najednou (sání směsi, komprese a zapalování, zdvih a výfukové plyny), jako šestiválcový motor.
Směs se zapálí elektrickou jiskrou. A spalovací komora je vytvořena mezi okrajem rotoru a stěnou komory. Nedočkal se velké distribuce (mimochodem, vyráběl ji dokonce VAZ - model VAZ-21018 měl rotační motor). Mimochodem, VAZ vyrobil až 50 vozů. Během testů se však VŠECHNY motory porouchaly (buď ruce ze zkušenosti, nebo místo tam) a model byl ukončen. Ale po nějaké době byl projekt přesto zachráněn a byla zahájena výroba VAZ-411 a VAZ-413, které hojně využívali policisté a gayové.
Mimochodem, na těchto autech s motory 120 a 140 „koní“ lidé v uniformách snadno předjížděli a předjížděli zahraniční auta té doby. Pak ale špióni (a kdo jiný?!) tento projekt omezili a Zhiguli s „wankels“ (druhý název pro rotační motor) se přestaly vyrábět. I když se nyní zdá, že konstruktéři VAZ s těmito motory opět šaškují.
Hlavní nevýhoda rotační motor je problém křehkosti těsnění mezi rotorem a komorou, stejně jako s mazacím systémem. Všechno je zde propojeno. Vzhledem ke konstrukci a provozu motoru musí být olej vstřikován do potrubí. Takový motor zkrátka vůbec nezáří ekologií a hospodárností. Rotační motor navíc běží pouze na benzín. Tento motor se v současnosti používá v auto Mazda RX-8.
4. Hybridní motor
Nebo spíše by bylo správnější říci hybridní systém, neboť hybrid není jediný motor, ale důmyslná kombinace spalovacího motoru a elektromotoru. Mimochodem princip hybridní motor je známá od roku 1910 a je široce používána v ... železniční dopravě a konkrétněji na dieselových lokomotivách.
Koncem 90. let se začalo mluvit o elektrických vozidlech. Většina motoristů ale tuto myšlenku vnímala jako výstřednost bojovníků za životní prostředí, kteří raději jezdili na osvědčený, dostupný a relativně levný (naše zemi té doby se nebere v úvahu) benzín a naftu. Dnes téměř všechny vedoucí automobilové společnosti světové vydání hybridní modely auta.
I když jsou v zařízení složitější a nacpané elektronikou až do samého „nemohu“, přesto mají řadu výhod:
Snížit spotřebu paliva téměř o polovinu
Výrazně snižuje hluk a škodlivé emise do atmosféry (např cestovní rychlost vůz prakticky nepoužívá benzín kvůli provozu trakčního elektromotoru)
Umožňuje zrychlit auto mnohem rychleji z klidu a dobře zrychlit za pohybu
Mnoho odborníků a obchodníků se přiklání k názoru, že systémy hybridních motorů jsou přechodnou fází k čistě elektrickým vozidlům. Upřímně řečeno, intelektuálně chápu výhody elektromobilu. V srdci ho ale vnímám jako gumovou ženu nebo transu, což je ještě horší. Vypadá to, ale není to úplně stejné.
Mimochodem, elektromotory se používaly i dříve, ještě v polovině 20. století, ale ne tak úplně na autech, ale na různých nakladačích nebo miniautech pro rekreační jízdu, o trolejbusech a tramvajích nemluvě.
autor: Andrey Abin, pro web
