موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی. اصل عملکرد موتور احتراق داخلی

موتور خودرو برای افراد ناآشنا می تواند مانند یک آشغال درهم پیچیده از قطعات فلزی، لوله ها و سیم ها باشد. در همان زمان ، موتور "قلب" تقریباً هر خودرویی است - 95٪ از همه اتومبیل ها با موتور کار می کنند. احتراق داخلی.

در این مقاله به کارکرد موتور احتراق داخلی می پردازیم: آن اصل کلی، عناصر و فازهای خاص موتور را مطالعه می کنیم، دقیقاً چگونگی تبدیل سوخت بالقوه به نیروی دورانی را درمی یابیم و سعی می کنیم به سؤالات زیر پاسخ دهیم: موتور احتراق داخلی چگونه کار می کند، موتورها و انواع آنها چیست و پارامترها و ویژگی های خاص موتور به چه معناست؟ و مانند همیشه، همه اینها به اندازه دو برابر دو ساده و در دسترس است.

هدف اصلی موتور بنزینی ماشین تبدیل بنزین به حرکت است تا ماشین شما بتواند حرکت کند. در حال حاضر، ساده ترین راه برای ایجاد حرکت از بنزین، سوزاندن آن در داخل موتور است. بنابراین، یک "موتور" خودرو یک موتور احتراق داخلی است - یعنی. احتراق بنزین در داخل آن صورت می گیرد.

وجود داشته باشد انواع مختلفموتورهای احتراق داخلی موتورهای دیزلییکی از این اشکال است و توربین های گازی کاملاً متفاوت هستند. هر کدام از آنها مزایا و معایب خاص خود را دارند.

خوب، همانطور که متوجه شدید، از آنجایی که یک موتور احتراق داخلی وجود دارد، باید یک موتور احتراق خارجی وجود داشته باشد. موتور بخار در قطارها و کشتی های بخار قدیمی بهترین نمونه موتور احتراق خارجی است. سوخت (زغال سنگ، چوب، نفت، هر چیز دیگری) در موتور بخاردر خارج از موتور می سوزد و بخار ایجاد می کند و بخار باعث ایجاد حرکت در داخل موتور می شود. البته موتور احتراق داخلی بسیار کارآمدتر است (حداقل مصرف زیادی دارد سوخت کمتردر هر کیلومتر وسیله نقلیه) از یک موتور احتراق خارجی، علاوه بر این، یک موتور احتراق داخلی از نظر قدرت بسیار کوچکتر از یک موتور احتراق خارجی معادل است. این توضیح می دهد که چرا ما حتی یک خودرو را نمی بینیم که شبیه یک لوکوموتیو بخار باشد.

حال بیایید نگاهی دقیق تر به نحوه عملکرد یک موتور احتراق داخلی بیندازیم.

بیایید به اصل پشت هر موتور احتراق داخلی متقابل نگاه کنیم: اگر مقدار کمی سوخت پرانرژی (مانند بنزین) را در یک فضای بسته کوچک قرار دهید و آن را (آن سوخت) مشتعل کنید، مقدار باورنکردنی انرژی در موتور آزاد می شود. شکل گاز در حال انبساط شما می توانید از این انرژی به عنوان مثال برای جابجایی یک سیب زمینی استفاده کنید. در این صورت انرژی به حرکت این سیب زمینی تبدیل می شود. مثلاً اگر مقداری بنزین داخل لوله ای بریزید که یک سر آن کاملا بسته و سر دیگر آن باز باشد و سپس سیب زمینی را بچسبانید و بنزین را آتش بزنید، در این صورت انفجار آن با فشار دادن آن با گازوئیل در حال انفجار، نیروی محرکه این سیب زمینی را تحریک می کند. بنابراین، اگر لوله را به سمت بالا بگیرید، سیب زمینی به سمت آسمان پرواز می کند. این ما به طور خلاصه اصل عملکرد یک توپ قدیمی را شرح دادیم. اما می توانید از این انرژی بنزین برای اهداف جالب تری نیز استفاده کنید. به عنوان مثال، اگر بتوانید انفجارهای بنزینی را صدها بار در دقیقه انجام دهید، و اگر بتوانید از آن انرژی به خوبی استفاده کنید، آنگاه هسته موتور خودرو دارید!

تقریباً همه خودروهای امروزی از چیزی استفاده می کنند که به آن گفته می شود چرخه احتراق چهار زمانهبرای تبدیل بنزین به حرکت چرخه چهار زمانه به نام نیکلاس اتو که در سال 1867 آن را اختراع کرد به چرخه اتو نیز معروف است. بنابراین، در اینجا آنها، این 4 حرکت موتور هستند:

1. سکته مصرف سوخت
2. سکته فشرده سازی سوخت
3. سکته احتراق سوخت
4. سکته اگزوز

به نظر می رسد همه چیز از این موضوع مشخص است، اینطور نیست؟ در شکل زیر می بینید که عنصری به نام پیستون جایگزین سیب زمینی ها در «تفنگ سیب زمینی» می شود که قبلا توضیح دادیم. پیستون با یک شاتون به میل لنگ متصل می شود. فقط از اصطلاحات جدید نترسید - در واقع تعداد زیادی از آنها در اصل عملکرد موتور وجود ندارد!

در شکل، حروف عناصر زیر را از موتور نشان می دهد:

الف - میل بادامک
ب - پوشش سوپاپ
ج - سوپاپ اگزوز
د - درگاه اگزوز
E - سر سیلندر
F - محفظه خنک کننده
ز - بلوک موتور
ح - مخزن روغن
I - مخزن موتور
ج - شمع
ک- دریچه ورودی
L - ورودی
M - پیستون
ن - شاتون
O - یاتاقان شاتون
P - میل لنگ

وقتی یک موتور چرخه کامل چهار زمانه خود را طی می کند، این اتفاق می افتد:

1. موقعیت اولیه پیستون در بالای آن قرار دارد، در این لحظه دریچه ورودی باز می شود و پیستون به سمت پایین حرکت می کند، بنابراین مخلوط آماده شده از بنزین و هوا را به داخل سیلندر می مکد. این سکته مصرفی است. فقط یک قطره کوچک بنزین باید با هوا مخلوط شود تا همه چیز کار کند.
2. هنگامی که پیستون به پایین ترین نقطه خود می رسد، دریچه ورودی بسته می شود و پیستون شروع به حرکت به سمت بالا می کند (بنزین "به دام افتاده") و این مخلوط سوخت و هوا را فشرده می کند. فشرده سازی متعاقباً انفجار را قوی تر می کند.
3. هنگامی که پیستون به بالای حرکت خود می رسد، شمع جرقه ای را آزاد می کند که با بیش از ده ها هزار ولت ایجاد می شود تا بنزین را مشتعل کند. انفجار رخ می دهد و بنزین در سیلندر منفجر می شود و پیستون را با نیرویی باورنکردنی به پایین هل می دهد.
4. پس از اینکه پیستون دوباره به انتهای حرکت خود رسید، نوبت باز شدن دریچه اگزوز است. سپس پیستون به سمت بالا حرکت می کند (این قبلاً با اینرسی اتفاق می افتد) و مخلوط مصرف شده بنزین و هوا از سیلندر از طریق درگاه اگزوز خارج می شود تا سفر خود را به لوله اگزوز و بیشتر به اتمسفر فوقانی آغاز کند.

اکنون که سوپاپ به بالا برگشته است، موتور برای چرخه بعدی آماده است، بنابراین مخلوط بعدی هوا و بنزین را مکش می کند تا میل لنگ را بیشتر بچرخاند، که در واقع پیچش خود را بیشتر از طریق گیربکس به چرخ ها منتقل می کند. اکنون به نحوه عملکرد موتور در هر چهار چرخه خود نگاه کنید.

در دو انیمیشن زیر می توانید عملکرد یک موتور احتراق داخلی را با وضوح بیشتری ببینید:

موتور چگونه کار می کند - انیمیشن

توجه داشته باشید که حرکتی که در اثر کار یک موتور احتراق داخلی ایجاد می شود، چرخش است، در حالی که حرکت ایجاد شده توسط "تفنگ سیب زمینی" خطی (مستقیم) است. در موتور، حرکت خطی پیستون ها به حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل می شود. ما به حرکت چرخشی نیاز داریم زیرا قصد داریم چرخ های ماشین خود را بچرخانیم.

حالا بیایید تمام قسمت هایی را که با هم به عنوان یک تیم برای تحقق این امر کار می کنند، از سیلندرها بررسی کنیم!

هسته یک موتور سیلندر با پیستون است که در داخل سیلندر بالا و پایین حرکت می کند. موتوری که در بالا توضیح داده شد دارای یک سیلندر است. به نظر می رسد، چه چیز دیگری برای یک ماشین لازم است؟! اما نه، یک ماشین برای سواری راحتحداقل به 3 عدد از این سیلندرها با پیستون و تمام ویژگی های لازم برای این زوج (سوپاپ ها، شاتون ها و غیره) نیاز دارد، اما یک سیلندر فقط برای اکثر ماشین های چمن زنی مناسب است. نگاه کنید - در زیر در انیمیشن کار یک موتور 4 سیلندر را مشاهده خواهید کرد:

انواع موتور

اتومبیل ها اغلب دارای چهار، شش، هشت و حتی ده، دوازده و شانزده سیلندر هستند (سه گزینه آخر عمدتاً بر روی ماشین های اسپرتو گلوله های آتشین). که در موتور چند سیلندرهمه سیلندرها معمولاً به یکی از سه روش زیر مرتب می شوند:

• خطی
• V شکل
• در مقابل

در اینجا آنها هستند - هر سه نوع آرایش سیلندر در موتور:

چیدمان درون خطی 4 سیلندر

آرایش مخالف 4 سیلندر

آرایش V 6 سیلندر

پیکربندی های مختلف از نظر ارتعاش، هزینه تولید و ویژگی های شکل دارای مزایا و معایب متفاوتی هستند. این مزایا و معایب آنها را برای خودروهای خاص مناسب تر می کند. بنابراین، موتورهای 4 سیلندر به ندرت در V شکل معنی پیدا می کنند، بنابراین آنها معمولاً در خط هستند. و موتورهای 8 سیلندر بیشتر با آرایش V شکل سیلندرها ساخته می شوند.

حال بیایید به صورت بصری نحوه عملکرد سیستم تزریق سوخت، روغن و سایر اجزای موتور را ببینیم:

بیایید به برخی از قطعات کلیدی موتور با جزئیات بیشتری نگاه کنیم:

و حالا توجه! بر اساس همه چیزهایی که خواندیم، بیایید به چرخه کامل موتور با تمام عناصر آن نگاه کنیم:

چرخه کامل موتور

چرا موتور کار نمی کند؟

فرض کنید صبح به سمت ماشین می روید و آن را روشن می کنید، اما روشن نمی شود. اشتباه چه می تواند باشد؟ اکنون که می دانید یک موتور چگونه کار می کند، می توانید موارد اساسی را که می تواند از روشن شدن موتور جلوگیری کند، درک کنید. سه چیز اساسی ممکن است اتفاق بیفتد:

• مخلوط سوخت بد
• بدون فشرده سازی
• بدون جرقه

بله، هزاران چیز جزئی دیگر وجود دارد که می تواند مشکلاتی را ایجاد کند، اما این "سه بزرگ" اغلب نتیجه یا علت یکی از آنها هستند. بر اساس یک ایده ساده از نحوه کار موتور، می توانیم فهرست کوتاهی از تأثیر این مشکلات بر موتور تهیه کنیم.

مخلوط سوخت بد می تواند به یکی از دلایل زیر باشد:

• به سادگی بنزین در باک تمام شده است و موتور سعی می کند از هوا روشن شود.
• ممکن است ورودی هوا مسدود شده باشد، بنابراین موتور سوخت دریافت می کند اما هوای کافی برای منفجر شدن ندارد.
• سیستم سوختممکن است سوخت بیش از حد یا خیلی کم را به مخلوط برساند، به این معنی که احتراق به درستی رخ نمی دهد.
• ممکن است ناخالصی هایی در سوخت وجود داشته باشد (و این به ویژه در مورد کیفیت بنزین روسی صادق است) که از سوختن کامل سوخت جلوگیری می کند.

عدم فشرده سازی - اگر شارژ هوا و سوخت نتواند به درستی فشرده شود، فرآیند احتراق به درستی کار نخواهد کرد. عدم فشرده سازی ممکن است به دلایل زیر رخ دهد:

• حلقه‌های پیستون فرسوده شده است (به هوا و سوخت اجازه می‌دهد هنگام فشرده شدن از کنار پیستون عبور کنند)
• دریچه های ورودی یا خروجی به درستی آب بندی نمی شوند و در حین فشرده سازی نشتی باز می شود
• یک سوراخ در سیلندر وجود دارد.

فقدان جرقه می تواند به چند دلیل باشد:

• اگر شمع ها یا سیم منتهی به آنها فرسوده شوند، جرقه ضعیف می شود.
• اگر سیم آسیب دیده یا به سادگی گم شده باشد، یا اگر سیستمی که جرقه را از طریق سیم می فرستد به درستی کار نمی کند.
• اگر جرقه خیلی زود یا خیلی دیر در چرخه اتفاق بیفتد، سوخت در زمان مشتعل نمی شود. زمان مناسبو این می تواند انواع مشکلات را ایجاد کند.

و در اینجا تعدادی از دلایل دیگر برای کار نکردن موتور وجود دارد و در اینجا به برخی جزئیات خارج از موتور خواهیم پرداخت:

• اگر باتری تمام شده باشد، نمی توانید موتور را برای روشن کردن آن بچرخانید.
• اگر یاتاقان هایی که به میل لنگ اجازه می دهد آزادانه بچرخد فرسوده شوند، میل لنگ نمی تواند بچرخد، بنابراین موتور نمی تواند کار کند.
• اگر سوپاپ ها در زمان مناسب باز و بسته نشوند، یا اصلا کار نکنند، هوا نمی تواند وارد شود و اگزوز نمی تواند خارج شود، بنابراین موتور نمی تواند دوباره کار کند.
• اگر فردی با انگیزه هولیگانی سیب زمینی را در لوله اگزوز بگذارد، گازهای خروجی از سیلندر خارج نمی شوند و موتور دوباره کار نمی کند.
• اگر روغن کافی در موتور وجود نداشته باشد، پیستون قادر به بالا و پایین رفتن آزادانه در سیلندر نخواهد بود و کارکرد عادی موتور را دشوار یا غیرممکن می کند.

در موتوری که به درستی کار می کند، همه این عوامل در حد تحمل هستند. همانطور که می بینید، موتور دارای تعدادی سیستم است که به آن کمک می کند تا کار خود را در تبدیل سوخت به نیروی محرکه بدون نقص انجام دهد. در قسمت های بعدی زیر سیستم های مختلف مورد استفاده در موتورها را بررسی خواهیم کرد.

اکثر زیرسیستم های موتور را می توان با استفاده از فناوری های مختلف پیاده سازی کرد و بهترین تکنولوژیمی تواند عملکرد موتور را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. به همین دلیل است که توسعه صنعت خودرو با بالاترین سرعت ادامه می‌یابد، زیرا رقابت بین خودروسازان به اندازه‌ای بزرگ است که می‌تواند پول کلان را در هر کسری اضافی سرمایه‌گذاری کند. اسب بخاراز موتور با همان حجم. بیایید نگاهی به زیرسیستم های مختلف مورد استفاده در موتورهای مدرن بیندازیم و از نحوه عملکرد سوپاپ ها در موتور شروع کنیم.

سوپاپ ها چگونه کار می کنند؟

سیستم شیر شامل دریچه های واقعی و مکانیزم باز و بسته شدن آنهاست. سیستم باز و بسته شدن آنها نامیده می شود میل بادامک. میل بادامک دارد قطعات ویژهبر روی محور خود که دریچه ها را مانند شکل زیر بالا و پایین می کنند.

اکثریت موتورهای مدرنآنچه را که آنها می نامند داشته باشند دوربین های سقفی. یعنی همان طور که در تصویر می بینید شفت بالای شیرها قرار دارد. موتورهای قدیمی از میل بادامک استفاده می کنند که در میل لنگ نزدیک میل لنگ قرار دارد. میل بادامک در حین چرخش بادامک را با برآمدگی به سمت پایین حرکت می دهد به طوری که سوپاپ را به سمت پایین فشار می دهد و شکافی برای عبور سوخت یا گازهای خروجی ایجاد می کند. تسمه تایم یا درایو زنجیره ایتوسط میل لنگ هدایت می شود و گشتاور را از آن به میل بادامک منتقل می کند به طوری که سوپاپ ها با پیستون ها هماهنگ هستند. میل بادامک همیشه یک تا دو برابر کندتر از میل لنگ می چرخد. بسیاری از موتورهای با کارایی بالا دارای چهار سوپاپ در هر سیلندر هستند (دو سوپاپ برای ورودی و دو سوپاپ برای اگزوز).

سیستم جرقه زنی چگونه کار می کند؟

سیستم جرقه زنی شارژ تولید می کند ولتاژ بالاو آن را از طریق سیم های جرقه زنی به شمع ها منتقل می کند. شارژ ابتدا به سیم پیچ احتراق (نوعی توزیع کننده که منبع جرقه را در زمان مشخصی به سیلندرها تقسیم می کند) می رسد که به راحتی می توانید آن را در زیر کاپوت اکثر خودروها پیدا کنید. سیم پیچ احتراق دارای یک سیم در مرکز و چهار، شش، هشت سیم یا بیشتر بسته به تعداد سیلندرهایی است که از آن خارج می شود. این سیم های جرقه زنی شارژ را به هر شمع ارسال می کنند. موتور در طول زمان چنین جرقه ای دریافت می کند به گونه ای که تنها یک سیلندر در یک زمان از توزیع کننده جرقه دریافت می کند. این رویکرد حداکثر نرمی موتور را تضمین می کند.

خنک سازی چگونه کار می کند؟

سیستم خنک کننده در اکثر خودروها از یک رادیاتور و یک پمپ آب تشکیل شده است. آب از طریق گذرگاه ها (کانال ها) در اطراف سیلندرها به گردش در می آید و سپس از رادیاتور عبور می کند تا تا حد امکان خنک شود. با این حال، چنین مدل های ماشینی وجود دارد (در درجه اول فولکس واگن بیتل(سوسک))، و همچنین اکثر موتورسیکلت ها و ماشین های چمن زنی که دارای موتور هوا خنک هستند. احتمالاً این موتورهای خنک‌کننده هوا را دیده‌اید که دارای باله‌هایی در کناره هستند، سطح آجدار که بیرون هر سیلندر را برای کمک به دفع گرما تزئین می‌کند.

خنک کننده هوا موتور را سبک تر، اما داغ تر می کند و به طور کلی عمر موتور و عملکرد کلی را کاهش می دهد. بنابراین اکنون می دانید که چگونه و چرا موتور شما خنک می ماند.

سیستم پرتاب چگونه کار می کند؟

بهبود عملکرد موتور شما کار بزرگی است، اما مهمتر از آن این است که وقتی کلید را برای روشن کردن آن می چرخانید چه اتفاقی می افتد! سیستم پرتاباز یک استارت با یک موتور الکتریکی تشکیل شده است. هنگامی که کلید احتراق را می چرخانید، استارت موتور را چند دور می چرخاند تا فرآیند احتراق شروع شود و فقط کلید را می چرخاند. سمت معکوسزمانی که جرقه دیگر به سیلندرها نمی رسد و موتور از کار می افتد.

استارتر دارد موتور الکتریکی قدرتمند، که می چرخد موتور سرداحتراق داخلی استارت همیشه کاملاً قدرتمند است و بنابراین موتور منابع باتری را "می خورد" زیرا باید بر:

• تمام اصطکاک های داخلی ناشی از رینگ های پیستون و تشدید شده توسط روغن سرد سرد.
• فشار تراکم هر سیلندر یا سیلندر که در طول ضربه فشرده سازی رخ می دهد.
• مقاومتی که با باز و بسته شدن سوپاپ ها توسط میل بادامک اعمال می شود.
• کلیه فرآیندهای دیگر که مستقیماً به موتور مربوط می شود، از جمله مقاومت پمپ آب، پمپ روغن، ژنراتور و غیره.

می بینیم که استارتر به انرژی زیادی نیاز دارد. این خودرو اغلب از یک سیستم الکتریکی 12 ولتی استفاده می کند و صدها آمپر برق باید به استارت برود.

سیستم تزریق و روانکاری چگونه کار می کند؟

وقتی صحبت از تعمیر و نگهداری روزانه خودرو به میان می آید، اولین نگرانی شما احتمالاً بررسی میزان بنزین خودرویتان است. بنزین چگونه بدست می آید مخزن سوختبه سیلندر؟ سیستم سوخت موتور به کمک پمپ بنزینی که در باک قرار دارد، بنزین را از باک خارج می کند و آن را با هوا مخلوط می کند تا مخلوط مناسب هوا و سوخت به داخل سیلندرها برود. سوخت به یکی از سه روش رایج تحویل می‌شود: کاربراتور، تزریق سوخت و تزریق مستقیم سوخت.

کاربراتورها امروزه بسیار قدیمی شده اند و در مدل های جدید خودرو قرار نمی گیرند. در موتور انژکتوری، مقدار مناسب سوخت به صورت جداگانه به هر سیلندر تزریق می شود، یا مستقیماً به سوپاپ ورودی (تزریق سوخت) یا مستقیماً به سیلندر (تزریق سوخت) تزریق مستقیمسوخت).

نفت هم بازی میکنه نقش مهم. یک سیستم کاملاً و به درستی روغن کاری شده تضمین می کند که هر قسمت متحرک موتور روغن دریافت می کند تا بتواند به راحتی حرکت کند. دو قسمت اصلی که به روغن نیاز دارند، پیستون (یا دقیق‌تر، رینگ‌های آن) و یاتاقان‌هایی هستند که به عناصری مانند میل لنگ و سایر محورها اجازه می‌دهند آزادانه بچرخند. در اکثر خودروها، روغن توسط پمپ روغن از ظرف روغن مکیده می شود، از فیلتر روغن عبور می کند تا ذرات کثیفی از بین برود و سپس تحت فشار زیاد روی یاتاقان ها و دیواره های سیلندر پاشیده می شود. سپس روغن به داخل یک محفظه تخلیه می شود و دوباره در آنجا جمع می شود و چرخه تکرار می شود.

سیستم اگزوز

اکنون که در مورد تعدادی از چیزهایی که در ماشین خود ریختیم (ریختیم) دانستیم، بیایید به چیزهای دیگری که از آن بیرون می آید نگاه کنیم. سیستم اگزوز شامل یک لوله اگزوز و یک صدا خفه کن است. بدون صدا خفه کن، صدای هزاران انفجار کوچک را از لوله اگزوز خود می شنوید. صدا خفه کن صدا را کم می کند. سیستم اگزوز نیز شامل مبدل کاتالیزوریکه از یک کاتالیزور و اکسیژن برای سوزاندن تمام سوخت های استفاده نشده و برخی مواد شیمیایی دیگر در گازهای خروجی. بنابراین، خودروی شما از استانداردهای اروپایی خاصی برای آلودگی هوا برخوردار است.

چه چیز دیگری غیر از تمام موارد فوق در ماشین وجود دارد؟ سیستم الکتریکی از یک باتری و یک ژنراتور تشکیل شده است. ژنراتور توسط یک تسمه به موتور متصل می شود و برای شارژ باتری برق تولید می کند. باتری یک شارژ 12 ولتی انرژی الکتریکی را فراهم می کند و برای هر چیزی که در خودرو به برق نیاز دارد (سیستم جرقه زنی، رادیو،

موتور احتراق داخلی با سوخت مایع که برای اولین بار در نیمه دوم قرن نوزدهم به کار گرفته شد، دومین موتور در تاریخ بود، پس از موتور بخار، نمونه ای از ایجاد واحدی که انرژی را به تبدیل می کند. کار مفید. بدون این اختراع، تصور تمدن مدرن غیرممکن است، زیرا وسایل نقلیه با موتورهای احتراق داخلی در انواع مختلف به طور گسترده در هر صنعتی که وجود انسان را تضمین می کند استفاده می شود.

حمل و نقل، با موتور احتراق داخلی، نقش تعیین کننده ای در سیستم لجستیکی جهان ایفا می کند، که در پس زمینه فرآیندهای جهانی شدن اهمیت بیشتری پیدا می کند.

تمام وسایل نقلیه مدرن را می توان به سه دسته تقسیم کرد گروه های بزرگ، بسته به نوع موتور مورد استفاده. وسایل نقلیه گروه اول از موتورهای الکتریکی استفاده می کنند. این شامل وسایل حمل و نقل عمومی شهری معمولی - واگن برقی و تراموا، و قطارهای الکتریکی با وسایل نقلیه الکتریکی، و کشتی‌ها و کشتی‌های عظیمی است که از انرژی هسته‌ای استفاده می‌کنند - بالاخره یخ‌شکن‌های مدرن، زیردریایی‌های هسته‌ای و ناوهای هواپیمابر کشورهای ناتو از موتورهای الکتریکی استفاده می‌کنند. گروه دوم تجهیزات مجهز به موتور جت هستند.

البته از این نوع موتور عمدتاً در هوانوردی استفاده می شود. پرتعدادترین، آشناترین و قابل توجه ترین گروه سوم خودروها است که از موتورهای احتراق داخلی استفاده می کنند. این بزرگترین گروه از نظر کمیت، تنوع و تأثیر بر زندگی اقتصادی یک فرد است. اصل عملکرد موتور احتراق داخلی برای هر وسیله نقلیه مجهز به چنین موتوری یکسان است. چیست؟

همانطور که می دانید انرژی از جایی نمی آید و به جایی نمی رسد. اصل کارکرد موتور خودرو کاملاً بر اساس این اصل قانون بقای انرژی است.

در تعمیم ترین عبارت می توان گفت که برای انجام کار مفید از انرژی پیوندهای مولکولی سوخت مایع سوخته در حین کار موتور استفاده می شود.

گسترش موتورهای احتراق داخلی با سوخت مایع توسط چندین ویژگی منحصر به فرد خود سوخت تسهیل شد. این:

• انرژی پتانسیل بالای پیوندهای مولکولی که به عنوان مخلوط سوختی از هیدروکربن های سبک استفاده می شود "مثلا بنزین"
• بسیار ساده و بی خطر، در مقایسه، به عنوان مثال، با انرژی اتمی، راه آزاد کردن آن
• فراوانی نسبی هیدروکربن های سبک در سیاره ما
• وضعیت طبیعی تجمع چنین سوختی که ذخیره و حمل و نقل آن را راحت می کند.

یکی دیگر مهمترین عاملاین است که اکسیژن، که بیش از 20 درصد آن را جو تشکیل می دهد، به عنوان یک عامل اکسید کننده لازم برای فرآیند آزادسازی انرژی عمل می کند. این امر نیاز به حمل نه تنها منبع سوخت، بلکه تامین کاتالیزور را نیز از بین می برد.

در حالت ایده آل، همه مولکول های حجم معینی از سوخت و همه مولکول های حجم معینی از اکسیژن باید واکنش نشان دهند. برای بنزین، این ارقام بین 1 تا 14.7 مرتبط است، یعنی تقریباً 15 کیلوگرم اکسیژن برای سوزاندن یک کیلوگرم سوخت لازم است. با این حال، چنین فرآیندی که استوکیومتری نامیده می شود، در عمل قابل تحقق نیست. در واقع، همیشه بخشی از سوخت وجود دارد که در طول واکنش با اکسیژن ترکیب نمی شود.

علاوه بر این، برای حالت های خاصی از عملکرد موتور احتراق داخلی، استوکیومتری حتی مضر است.

اکنون که فرآیند شیمیایی به طور کلی درک شده است، باید مکانیک فرآیند تبدیل انرژی سوخت به کار مفید را با استفاده از مثال یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه در نظر گرفت که به اصطلاح چرخه اتو کار می کند.

معروف ترین و آنچه که سیکل کار کلاسیک نامیده می شود، فرآیند کارکرد موتور چهار قسمتی است که در سال 1876 توسط نیکولاس اتو ثبت شده است. چرخه، از این رو موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه. اولین ضربه ایجاد خلاء توسط پیستون در سیلندر با حرکت خود تحت تأثیر وزن است. در نتیجه، سیلندر با مخلوطی از اکسیژن و بخارات بنزین پر می شود «طبیعت از خلاء بیزار است». پیستون که به حرکت خود ادامه می دهد مخلوط را فشرده می کند - چرخه دوم را دریافت می کنیم. در ضربه سوم، مخلوط مشتعل می شود "اتو از مشعل معمولی استفاده کرد، اکنون شمع مسئول این است."

احتراق مخلوط باعث آزاد شدن مقدار زیادی گاز می شود که روی پیستون فشار می آورد و باعث بالا آمدن آن می شود - برای انجام کار مفید. ضربه چهارم باز شدن دریچه اگزوز و جابجایی محصولات احتراق توسط پیستون برگشتی است.

بنابراین، تنها راه اندازی موتور نیاز به تأثیر خارجی دارد - میل لنگ متصل به پیستون. اکنون این کار با استفاده از نیروی برق انجام می شود و در اولین اتومبیل ها میل لنگ باید با دست میل لنگ می شد "در خودروهایی که دارای استارت اجباری دستی موتور هستند از همین اصل استفاده می شود."

از زمان عرضه اولین خودروها، بسیاری از مهندسان سعی کرده اند چرخه جدیدی از عملکرد موتور احتراق داخلی را اختراع کنند. در ابتدا، این به دلیل تأثیر ثبت اختراع بود که بسیاری می خواستند از آن استفاده کنند.

در نتیجه، در اوایل قرن گذشته، چرخه اتکینسون ایجاد شد که طراحی موتور را به گونه ای تغییر داد که تمام حرکات پیستون در یک چرخش میل لنگ انجام می شد. این باعث شد که بازده موتور افزایش یابد، اما قدرت آن کاهش یافت. علاوه بر این، موتوری که در چنین چرخه ای کار می کند نیازی به جداگانه ندارد میل بادامکو کاهنده با این حال، این موتور به دلیل کاهش قدرت واحد و طراحی نسبتاً پیچیده، به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت.

در عوض، خودروهای مدرن اغلب از چرخه میلر استفاده می کنند.

اگر اتکینسون ضربان تراکم را کاهش داد، راندمان را افزایش داد، اما به طور قابل توجهی عملکرد موتور را پیچیده کرد، میلر پیشنهاد کرد که ضربه ورودی را کاهش دهد. این امر امکان کاهش زمان فشرده سازی واقعی مخلوط را بدون کاهش تراکم هندسی آن ممکن کرد. بنابراین، راندمان هر چرخه موتور احتراق داخلی افزایش می یابد و در نتیجه مصرف سوخت سوزانده شده "بی هزینه" کاهش می یابد.

با این حال، اکثر موتورها در چرخه اتو کار می کنند، بنابراین لازم است آن را با جزئیات بیشتری در نظر بگیرید.

حتی ساده ترین نوع ICEشامل چهارده عناصر ضروریبرای عملکرد آن مورد نیاز است. هر عنصر عملکرد خاصی دارد.

بنابراین، سیلندر یک نقش دوگانه را انجام می دهد - فعال می شود مخلوط هواو پیستون حرکت می کند. در بخشی به نام محفظه احتراق، یک شمع و دو دریچه نصب شده است که یکی از آنها جریان سوخت را مسدود می کند و دیگری گازهای خروجی را مسدود می کند.

شمع وسیله ای است که مخلوط را با چرخه لازم مشتعل می کند. در واقع دستگاهی است برای به دست آوردن قوس الکتریکی با قدرت کافی برای مدت زمان کوتاه.

پیستون تحت تأثیر گازهای در حال انبساط یا از عمل میل لنگ که از طریق مکانیسم میل لنگ منتقل می شود در سیلندر حرکت می کند. در حالت اول، پیستون انرژی احتراق سوخت را به کار مکانیکی تبدیل می کند، در حالت دوم، مخلوط را برای احتراق بهتر فشرده می کند یا فشاری ایجاد می کند تا بقایای مخلوط مصرف شده از سیلندر خارج شود.

مکانیسم میل لنگ گشتاور را از پیستون به شفت و بالعکس منتقل می کند. میل لنگ به دلیل طراحی خود، حرکت انتقالی "بالا و پایین" پیستون را به چرخشی تبدیل می کند.

درگاه ورودی، که دریچه ورودی در آن قرار دارد، اطمینان حاصل می کند که مخلوط وارد سیلندر می شود. شیر جریان چرخه ای مخلوط را تضمین می کند.

دریچه اگزوز به ترتیب محصولات احتراق انباشته شده مخلوط را حذف می کند. فراهم كردن عملکرد عادیموتور در زمان اعمال فشار و احتراق مخلوط، بسته است.

عملکرد یک موتور بنزینی. تجزیه و تحلیل دقیق

در طول مکش، پیستون به سمت پایین حرکت می کند. در همان زمان، سوپاپ ورودی باز می شود و سوخت وارد سیلندر می شود. بنابراین، در سیلندر است مخلوط هوا و سوخت. در انواع خاصی موتورهای بنزینیاین مخلوط در یک دستگاه مخصوص - کاربراتور تهیه می شود، در برخی دیگر مخلوط کردن مستقیماً در سیلندر انجام می شود.

سپس پیستون شروع به بالا رفتن می کند. در همان زمان، دریچه ورودی بسته می شود، که اطمینان حاصل می کند که کافی است فشار بالاداخل سیلندر هنگامی که پیستون به بالاترین نقطه خود می رسد، کل مخلوط سوخت و هوا در قسمتی از سیلندر به نام محفظه احتراق فشرده می شود. در این لحظه، شمع جرقه الکتریکی می دهد و مخلوط مشتعل می شود.

در نتیجه احتراق مخلوط، مقدار زیادی گاز آزاد می شود که در تلاش برای پر کردن کل حجم ارائه شده، به پیستون فشار وارد کرده و باعث سقوط آن می شود. این کار پیستون با استفاده از مکانیزم میل لنگ به شفت منتقل می شود که شروع به چرخش و چرخش چرخ محرک ماشین می کند.

به محض اینکه پیستون حرکت رو به پایین خود را کامل کرد، دریچه منیفولد اگزوز باز می شود.

گازهای باقی مانده به آنجا سرازیر می شوند، زیرا آنها توسط پیستونی که تحت تأثیر شفت بالا می رود فشار می آورند. چرخه به پایان می رسد، سپس پیستون دوباره پایین می آید و چرخه جدیدی را شروع می کند.

همانطور که می بینید، تنها یک مرحله از چرخه کار مفیدی انجام می دهد. مراحل باقی مانده کار موتور "برای خودش" است. حتی این وضعیت موتور احتراق داخلی را به یکی از کارآمدترین سیستم های معرفی شده در تولید تبدیل می کند. در عین حال، امکان کاهش "بیکار" از نظر چرخه های بازده منجر به ظهور سیستم های جدید و اقتصادی تر می شود. علاوه بر این، موتورهایی به میزان محدودی در حال توسعه و پیاده سازی هستند که عموماً فاقد سیستم پیستونی هستند. مثلا بعضی ها ماشین های ژاپنیمجهز بودن موتورهای دوارداشتن ضریب بالاتر اقدام مفید.

در عین حال، چنین موتورهایی دارای تعدادی معایب هستند که عمدتاً با هزینه بالای تولید و پیچیدگی نگهداری چنین موتورهایی مرتبط است.

سیستم تامین

برای اینکه مخلوط قابل احتراق وارد شده به محفظه احتراق به درستی بسوزد و از عملکرد روان موتور اطمینان حاصل شود، باید در قسمت های کاملاً اندازه گیری شده وارد شده و به درستی آماده شود. برای این منظور، سیستم سوخت خدمت می کند که مهمترین قسمت های آن مخزن گاز، خط سوخت، پمپ های سوخت، دستگاهی برای مخلوط کردن سوخت و هوا، منیفولد، فیلترهای مختلفو سنسورها

واضح است که هدف از مخزن گاز ذخیره سازی است مقدار مورد نیازسوخت سوخت آب به عنوان خطوط لوله برای پمپاژ با پمپ بنزین استفاده می شود، فیلترهای بنزین و هوا برای جلوگیری از گرفتگی منیفولدهای نازک، دریچه ها و خطوط سوخت مورد نیاز است.

ارزش دارد که در مورد کار کاربراتور با جزئیات بیشتر صحبت کنیم. علیرغم اینکه دیگر خودروهایی با چنین وسایلی تولید نمی شوند، خودروهای بسیاری با نوع موتور کاربراتوری هنوز در بسیاری از کشورهای جهان در حال کار هستند. کاربراتور به روش زیر سوخت را با هوا مخلوط می کند.

محفظه شناور پشتیبانی می کند سطح ثابتسوخت و فشار به لطف یک سوراخ متعادل کننده که هوای اضافی را خارج می کند و یک شناور که به محض کاهش سطح سوخت در محفظه کاربراتور، دریچه خط سوخت را باز می کند. کاربراتور از طریق جت و دیفیوزر به سیلندر متصل می شود. هنگامی که فشار در سیلندر کاهش می یابد، مقدار دقیق اندازه گیری شده از سوخت به لطف جت به داخل دیفیوزر محفظه هوا می رود.

در اینجا به دلیل قطر بسیار کم سوراخ، با فشار زیاد وارد سیلندر می شود، بنزین با آن مخلوط می شود. هوای جویاز فیلتر عبور کرده و مخلوط حاصل وارد محفظه احتراق می شود.

مشکل سیستم های کاربراتوری عدم توانایی در اندازه گیری دقیق میزان سوخت و هوای ورودی به سیلندر است. بنابراین، تمام خودروهای مدرن مجهز به سیستم تزریق هستند که به آن تزریق نیز می گویند.

در موتور تزریق، به جای کاربراتور، تزریق توسط یک نازل یا نازل - یک اتومایزر مکانیکی ویژه، که مهمترین قسمت آن یک شیر برقی است، انجام می شود. این دستگاه‌ها، به‌ویژه زمانی که با ریزتراشه‌های محاسباتی خاص جفت می‌شوند، به شما این امکان را می‌دهند که مقدار دقیق اندازه‌گیری شده سوخت را در زمان مناسب تزریق کنید. در نتیجه موتور نرم‌تر کار می‌کند، راحت‌تر روشن می‌شود و سوخت کمتری مصرف می‌کند.

مکانیزم توزیع گاز

واضح است که کاربراتور چگونه مخلوطی قابل احتراق از بنزین و هوا را تهیه می کند. اما سوپاپ هایی که تامین به موقع این مخلوط را به سیلندر تضمین می کنند چگونه کار می کنند؟ مکانیسم توزیع گاز مسئول این است. اوست که باز و بسته شدن به موقع دریچه ها را انجام می دهد و مدت و ارتفاع لازم را برای بالا آمدن آنها فراهم می کند.

این سه پارامتر هستند که با هم فازهای توزیع گاز هستند.

موتورهای مدرن دارند دستگاه خاصبرای تغییر این فازها نامیده می شود شیفتر فاز موتور احتراق داخلیاصل عملکرد آن بر اساس چرخاندن میل بادامک در صورت لزوم است. این کلاچ با افزایش میزان سوخت تزریقی، میل بادامک را در جهت چرخش با زاویه خاصی می چرخاند. این تغییر در موقعیت آن باعث می شود که دریچه های ورودی زودتر باز شوند و محفظه های احتراق بهتر با مخلوط پر شوند و تقاضای برق روزافزون را جبران کند. پیشرفته‌ترین مدل‌ها از نظر فنی دارای چندین مورد از این کلاچ‌ها هستند، آنها توسط الکترونیک نسبتاً پیچیده کنترل می‌شوند و می‌توانند نه تنها فرکانس باز شدن سوپاپ، بلکه ضربان آن را نیز تنظیم کنند، که تأثیر زیادی بر عملکرد موتور در حداکثر سرعت دارد.

اصل عملکرد سیستم خنک کننده موتور

البته، تمام انرژی پیوند آزاد شده مولکول های سوخت به کار مفید تبدیل نمی شود. بیشتر آن از بین می رود، تبدیل به گرما و اصطکاک می شود قطعات موتورهمچنین انرژی گرمایی تولید می کند. گرمای اضافی باید حذف شود. این هدف از سیستم خنک کننده است.

سیستم هوا، مایع و ترکیب را جدا کنید. رایج ترین سیستم خنک کننده مایع، اگرچه اتومبیل هایی با هوا وجود دارد - برای ساده کردن طراحی و کاهش هزینه استفاده شد. ماشین های مقرون به صرفه، یا برای کاهش وزن، اگر یک ماشین اسپرت بود.

عناصر اصلی سیستم توسط مبدل حرارتی، رادیاتور، پمپ گریز از مرکز، مخزن انبساطو ترموستات علاوه بر این، سیستم خنک کننده شامل رادیاتور روغن، فن رادیاتور، سنسور دمای مایع خنک کننده.

مایع تحت تأثیر پمپ از طریق مبدل حرارتی به گردش در می آید و دما را از موتور حذف می کند. تا زمانی که موتور گرم شود، یک سوپاپ مخصوص رادیاتور را می بندد - این "دایره کوچک" حرکت نامیده می شود. این عملکرد سیستم به شما امکان می دهد تا موتور را به سرعت گرم کنید.

به محض اینکه دما به دمای عملیاتی رسید، سنسور دما دستور باز کردن شیر را می دهد و مایع خنک کننده شروع به حرکت در رادیاتور می کند. لوله های نازک این واحد توسط جریان شیک باد مخالف دمیده می شوند، بنابراین مایع خنک می شود، که دوباره وارد کلکتور می شود و چرخه خنک کننده دوباره شروع می شود.

اگر نفوذ هوای قوچ به اندازه کافی نباشد خنک کننده معمولی- ماشین با بار قابل توجهی کار می کند و با آن حرکت می کند سرعت کمیا هوا خیلی گرم است، فن خنک کننده روشن می شود. روی رادیاتور می دمد و سیال کار را به زور خنک می کند.

ماشین های توربوشارژ دارای دو مدار خنک کننده هستند. یکی برای خنک کردن مستقیم موتور احتراق داخلی، دوم برای حذف گرمای اضافی از توربین است.

تکنسین برق

اولین خودروها با حداقل برق کار می کردند. که در ماشین آلات مدرنبیشتر و بیشتر ظاهر می شود مدارهای الکتریکی. برق توسط سیستم تامین سوخت، احتراق، سیستم سرمایش و گرمایش و روشنایی مصرف می شود. در حضور انرژی زیاد، سیستم تهویه مطبوع، مدیریت موتور، سیستم های الکترونیکیامنیت. قطعاتی مانند سیستم راه انداز و شمع های برق در مدت زمان کوتاهی اما در مقادیر زیاد انرژی مصرف می کنند.

برای تامین برق مورد نیاز همه این عناصر، از منابع جریان استفاده می شود. سیم کشی برق، کنترل و جعبه فیوز.

منابع فعلی خودرو یک باتری است که با یک ژنراتور جفت شده است. هنگامی که موتور در حال کار است، محرک شفت ژنراتور را می چرخاند که انرژی لازم را تولید می کند.

ژنراتور با تبدیل انرژی دورانی شفت به انرژی الکتریکی با استفاده از اصول القای الکترومغناطیسی کار می کند. برای راه اندازی موتور احتراق داخلی از انرژی باتری استفاده می شود.

در هنگام راه اندازی، مصرف کننده اصلی انرژی استارت است. این دستگاه یک موتور است جریان مستقیمطراحی شده برای حرکت میل لنگ، شروع چرخه عملکرد موتور احتراق داخلی را فراهم می کند. اصل کار یک موتور DC بر اساس برهمکنشی است که بین میدان مغناطیسی ایجاد شده در استاتور و جریان جاری در روتور رخ می دهد. این نیرو روتور را تحت تأثیر قرار می دهد که شروع به چرخش می کند و چرخش آن با چرخش میدان مغناطیسی مشخصه استاتور همزمان است. بنابراین، انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود و استارت شروع به چرخش محور موتور می کند. به محض روشن شدن موتور و شروع به کار ژنراتور، باتری تولید انرژی را متوقف می کند و شروع به ذخیره آن می کند. اگر ژنراتور کار نمی کند یا به دلایلی قدرت آن کافی نیست، باتری به انرژی و تخلیه ادامه می دهد.

این نوع موتور نیز موتور احتراق داخلی است اما دارای ویژگی های متمایز کنندهکه این امکان را فراهم می کند که موتورهایی که بر اساس اصل اختراع شده توسط رودولف دیزل کار می کنند از سایر موتورهای احتراق داخلی که با سوخت های "سبک" مانند بنزین "در موتور" یا نفت سفید "در هوانوردی" کار می کنند، جدا شوند.

تفاوت در سوخت مصرفی تفاوت های طراحی را از پیش تعیین می کند. واقعیت این است که آتش زدن سوخت دیزل و رسیدن به احتراق آنی آن در شرایط عادی نسبتاً دشوار است، بنابراین روش احتراق از شمع برای این سوخت مناسب نیست. احتراق یک موتور دیزل به دلیل تماس آن با هوای گرم شده تا دمای بسیار بالا انجام می شود. برای این منظور از خاصیت گرم شدن گازها در حین فشرده سازی استفاده می شود. بنابراین، پیستون کار می کند ICE دیزلهوا را فشرده می کند نه سوخت. هنگامی که نسبت تراکم به حداکثر خود می رسد و خود پیستون به بالاترین نقطه خود می رسد، نازل "پمپ الکترومغناطیسی" به جای شمع، سوخت پراکنده را تزریق می کند. با اکسیژن داغ واکنش نشان می دهد و مشتعل می شود. کار بیشتر اتفاق می افتد، که همچنین مشخصه یک موتور احتراق داخلی بنزینی است.

که در آن قدرت موتور احتراق داخلیبا نسبت مخلوط هوا و سوخت، مانند موتورهای بنزینی، تغییر نمی کند، بلکه صرفاً با مقدار دیزل تزریقی تغییر می کند، در حالی که مقدار هوا ثابت است و تغییر نمی کند. در عین حال، اصل عملکرد یک واحد بنزینی مدرن مجهز به نازل مطلقاً مشابه اصل عملکرد یک موتور احتراق داخلی دیزل نیست.

پمپ‌های اسپری الکترومکانیکی بنزینی عمدتاً برای اندازه‌گیری دقیق‌تر سوخت تزریق شده و تعامل با شمع‌ها طراحی شده‌اند. آنچه که این دو نوع موتور احتراق داخلی مشابه هستند در افزایش تقاضا برای کیفیت سوخت است.

از آنجایی که فشار هوا توسط پیستون ایجاد می شود موتور دیزل، بسیار بالاتر از فشار اعمال شده توسط مخلوط هوا و بنزین فشرده، چنین موتوری برای شکاف های بین پیستون و دیواره سیلندر سخت تر است. علاوه بر این، راه اندازی موتور دیزل در زمستان دشوارتر است، زیرا سوخت دیزل تحت تأثیر شاخص های دمای پایین غلیظ می شود و نازل نمی تواند آن را با کیفیت کافی اسپری کند.

هم یک موتور بنزینی مدرن و هم "نسبی" دیزلی آن به شدت تمایلی به کار با بنزین "DT" با کیفیت نامناسب ندارند و حتی استفاده کوتاه مدت آن مملو از مشکلات جدی در سیستم سوخت است.

موتورهای احتراق داخلی مدرن کارآمدترین وسایل برای تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی هستند. علیرغم این واقعیت که بیشتر انرژی صرف کار مستقیماً مفید نیست، بلکه صرف حفظ چرخه موتور می شود، بشر هنوز یاد نگرفته است که چگونه دستگاه هایی را به صورت انبوه تولید کند که کاربردی تر، قوی تر، مقرون به صرفه تر و بیشتر باشند. راحت تر از موتورهای احتراق داخلی در همان زمان، افزایش هزینه حامل های انرژی هیدروکربنی و نگرانی برای محیطمجبور به جستجوی گزینه های موتور جدید برای خودروهای سواری و حمل و نقل عمومی. امیدوار کننده ترین برای این لحظهبه نظر می رسد استفاده از خودکار، مجهز به باتری است ظرفیت بزرگ، موتورهای الکتریکی که بسیار کارآمدتر هستند و هیبریدی از این گونه موتورها با انواع بنزینی. از این گذشته، مطمئناً زمانی فرا خواهد رسید که استفاده از هیدروکربن برای به حرکت درآوردن وسایل نقلیه شخصی کاملاً بی‌سود خواهد بود و موتورهای احتراق داخلی مانند موتورهای لوکوموتیو - نیم قرن پیش - جای خود را در قفسه‌های موزه‌ها خواهند گرفت.

ما می خواهیم به این نکته اشاره کنیم که در صورت نیاز قطعات خودرو برای ماشین شما، در این صورت سرویس اینترنت ما حداکثر خوشحال خواهد شد که آنها را به شما ارائه دهیم قیمت های پایین. تنها چیزی که نیاز دارید این است که به منوی "" بروید و فرم را پر کنید یا نام قطعه یدکی را در پنجره سمت راست بالای این صفحه وارد کنید، پس از آن مدیران ما با شما تماس خواهند گرفت و پیشنهاد می کنند. بهترین قیمت هامثل چیزی که قبلا ندیده اید و نشنیده اید! حالا به اصل مطلب.

بنابراین، همه ما می دانیم که مهمترین بخش خودرو، موتور استاد است. هدف اصلی موتور تبدیل بنزین به نیروی محرکه است. در حال حاضر، بیشترین به روشی سادهبه حرکت درآوردن خودرو، سوزاندن بنزین در داخل موتور است. به همین دلیل است که موتور خودرو نامیده می شود موتور احتراق داخلی.

دو نکته را باید به خاطر بسپارید:

موتورهای احتراق داخلی مختلفی وجود دارد. به عنوان مثال، موتور دیزلی با موتور بنزینی متفاوت است. هر کدام از آنها مزایا و معایب خاص خود را دارند.

چیزی به نام موتور احتراق خارجی وجود دارد. بهترین مثالچنین موتوری موتور بخار یک قایق بخار است. سوخت (زغال سنگ، چوب، روغن) در خارج از موتور می سوزد و بخار تشکیل می دهد که نیروی محرکه است. یک موتور احتراق داخلی بسیار کارآمدتر است (به سوخت کمتری در هر کیلومتر نیاز دارد). علاوه بر این، بسیار کوچکتر از موتور احتراق خارجی معادل است. این واقعیتی را توضیح می دهد که چرا ما خودروهایی با موتور بخار در خیابان ها نمی بینیم.

اصل زیربنای عملکرد هر یک موتور پیستونیاحتراق داخلی: اگر مقدار کمی از سوخت پرانرژی (مانند بنزین) را در یک کوچک قرار دهید فضای بستهو آن را مشتعل کنید، سپس وقتی به صورت گاز سوزانده می شود، مقدار باورنکردنی انرژی آزاد می شود. اگر یک چرخه پیوسته از انفجارهای کوچک که سرعت آن مثلاً صد بار در دقیقه خواهد بود ایجاد کنیم و انرژی حاصل را در جهت درست قرار دهیم، آنگاه اساس موتور را به دست خواهیم آورد.

تقریباً همه خودروها اکنون از آنچه به عنوان چرخه احتراق چهار زمانه شناخته می شود برای تبدیل بنزین به نیروی محرکه یک دوست چهار چرخ استفاده می کنند. روش چهار زمانه نیز به نام چرخه اتو، پس از نیکولاس اتو که آن را در سال 1867 اختراع کرد، شناخته می شود. چهار ضربه عبارتند از:

1. سکته مغزی مصرفی
2. سکته فشاری.
3. سکته سوختگی.
4. حذف محصولات احتراق

دستگاهی به نام پیستون که یکی از وظایف اصلی موتور را انجام می دهد، پرتابه سیب زمینی را در تفنگ سیب زمینی به روشی عجیب جایگزین می کند. پیستون توسط یک شاتون به میل لنگ متصل می شود. به محض اینکه میل لنگ شروع به چرخش می کند، اثر "تخلیه تفنگ" وجود دارد. زمانی که موتور یک چرخه را طی می کند چه اتفاقی می افتد:

Ø پیستون در بالا قرار دارد، سپس دریچه ورودی باز می شود و پیستون پایین می رود، در حالی که موتور افزایش می یابد. سیلندر کاملهوا و بنزین این سکته مغزی را سکته مصرفی می نامند. برای شروع کار کافی است هوا را با یک قطره کوچک بنزین مخلوط کنید.

Ø سپس پیستون به عقب حرکت می کند و مخلوط هوا و بنزین را فشرده می کند. فشرده سازی انفجار را قوی تر می کند.

Ø وقتی پیستون به نقطه بالای خود می رسد، شمع جرقه هایی را منتشر می کند تا بنزین را مشتعل کند. انفجار بنزین در سیلندر رخ می دهد که باعث می شود پیستون به سمت پایین حرکت کند.

Ø به محض رسیدن پیستون به پایین، سوپاپ اگزوز باز می شود و محصولات احتراق از طریق لوله اگزوز از سیلندر خارج می شوند.

موتور اکنون برای ضربه بعدی آماده است و چرخه بارها و بارها تکرار می شود.

حال بیایید به تمام قسمت های موتور که کار آنها به هم متصل است نگاه کنیم. بیایید با سیلندرها شروع کنیم.

اجزای اصلی موتور که به لطف آنها کار می کند

پایه موتور سیلندر استکه در آن پیستون به سمت بالا و پایین حرکت می کند. موتوری که در بالا توضیح داده شد دارای یک سیلندر است. این موضوع برای اکثر ماشین های چمن زنی صادق است، اما اکثر وسایل نقلیه بیش از یک سیلندر دارند (معمولاً چهار، شش و هشت سیلندر). در موتورهای چند سیلندر، سیلندرها معمولاً به سه صورت قرار می گیرند: خطی، V شکل و تخت (همچنین به عنوان مخالف افقی نیز شناخته می شود).

پیکربندی های مختلف دارای مزایا و معایب متفاوتی از نظر صافی، هزینه های ساخت و ویژگی های شکل هستند. این مزایا و معایب آنها را کم و بیش برای انواع خودروها مناسب می کند.

بیایید نگاهی دقیق تر به برخی از قطعات کلیدی موتور بیندازیم.

شمع موتور

شمع ها جرقه ای را فراهم می کنند که مشتعل می شود مخلوط هوا و سوخت. جرقه باید در لحظه مناسب برای زمان کارموتور

دریچه ها

دریچه های ورودی و خروجی در یک لحظه معین باز می شوند تا هوا و سوخت را وارد کرده و محصولات احتراق را آزاد کنند. لازم به ذکر است که هر دو سوپاپ در لحظه فشرده سازی و احتراق بسته می شوند و از محکم بودن محفظه احتراق اطمینان حاصل می کنند.

پیستون

پیستون یک قطعه فلزی استوانه‌ای است که در داخل سیلندر موتور بالا و پایین می‌رود.

رینگ های پیستون

رینگ های پیستون یک مهر و موم بین لبه بیرونی کشویی پیستون و سطح داخلی سیلندر ایجاد می کنند. حلقه ها دو هدف دارند:

• در طول ضربات فشرده سازی و احتراق از نشت هوا جلوگیری می کنند مخلوط سوختو گازهای خروجی از محفظه احتراق
• آنها از ورود روغن به منطقه احتراق که در آن از بین می رود جلوگیری می کنند.

اگر ماشین شما شروع به "روغن خوردن" کرد و باید هر 1000 کیلومتر آن را اضافه کنید، موتور ماشین کاملا قدیمی است و رینگ های پیستونبه شدت فرسوده شده است. در نتیجه نمی توانند سفتی را در سطح مناسب ایجاد کنند. و این بدان معنی است که شما باید با این سوال متحیر شوید، زیرا خرید یک موتور جدید یک تجارت پر زحمت و مسئولیت پذیر است.

شاتون

شاتون پیستون را به میل لنگ متصل می کند. می تواند در جهات مختلف و از هر دو طرف بچرخد، زیرا. و پیستون و میل لنگ در حرکت هستند.

میل لنگ

در یک حرکت دایره ای، میل لنگ باعث بالا و پایین رفتن پیستون می شود.

سامپ

مخزن روغن دور میل لنگ را احاطه کرده است. حاوی مقداری روغن است که در قسمت پایینی آن (در ماهیتابه) جمع می شود.

علل اصلی خرابی و وقفه در ماشین و موتور

یک صبح خوب می توانید سوار ماشین خود شوید و متوجه شوید که صبح آنقدرها هم زیبا نیست... ماشین روشن نمی شود، موتور روشن نمی شود. چه چیزی می تواند باعث این شود. اکنون که عملکرد موتور را مشخص کرده ایم، می توانید بفهمید که چه چیزی می تواند باعث از کار افتادن آن شود. سه دلیل اصلی وجود دارد: ترکیب ضعیف سوخت، عدم فشرده سازی یا عدم وجود جرقه. علاوه بر این، هزاران چیز کوچک می توانند باعث اختلال در عملکرد آن شوند، اما این سه شکل " سه بزرگ". ما با استفاده از یک مثال بسیار بررسی خواهیم کرد که چگونه این دلایل بر عملکرد موتور تأثیر می گذارد موتور سادهکه قبلاً در مورد آن صحبت کردیم.

مخلوط سوخت بد

این مشکل ممکن است در موارد زیر رخ دهد:

بنزین شما تمام شده و فقط هوا وارد موتور خودرو می شود که برای احتراق کافی نیست.

ورودی های هوا ممکن است مسدود شوند و موتور به سادگی هوا دریافت نمی کند که برای سکته احتراق ضروری است.

· سیستم سوخت ممکن است سوخت بسیار کم یا بیش از حد به مخلوط تامین کند، به این معنی که احتراق به درستی رخ نمی دهد.

· ممکن است ناخالصی هایی در سوخت (مانند آب در مخزن گاز) وجود داشته باشد که از سوختن سوخت جلوگیری می کند.

بدون فشرده سازی

اگر مخلوط سوخت نتواند به درستی فشرده شود، هیچ فرآیند احتراق مناسبی برای روشن نگه داشتن موتور وجود نخواهد داشت. عدم فشرده سازی ممکن است به دلایل زیر رخ دهد:

· رینگ های پیستون موتور فرسوده شده اند، بنابراین مخلوط هوا و سوخت بین دیواره سیلندر و سطح پیستون نشت می کند.

· یکی از دریچه ها محکم بسته نمی شود، که دوباره اجازه می دهد تا مخلوط به بیرون جریان یابد.

یک سوراخ در سیلندر وجود دارد.

در بیشتر موارد، "سوراخ" در یک استوانه در جایی ظاهر می شود که بالای سیلندر به خود استوانه می پیوندد. به عنوان یک قاعده، یک واشر نازک بین سیلندر و سر سیلندر وجود دارد که محکم بودن ساختار را تضمین می کند. اگر واشر شکسته شود، سوراخ هایی بین سر سیلندر و خود سیلندر ایجاد می شود که باعث نشتی نیز می شود.

بدون جرقه

جرقه ممکن است به چند دلیل ضعیف یا وجود نداشته باشد:

• اگر شمع یا سیم منتهی به آن فرسوده شده باشد، جرقه کاملا ضعیف خواهد بود.
• اگر سیم قطع شود یا به طور کلی از بین برود، اگر سیستمی که جرقه را به سیم می فرستد به درستی کار نکند، هیچ جرقه ای وجود نخواهد داشت.
• اگر جرقه خیلی زود یا خیلی دیر وارد چرخه شود، سوخت نمی تواند مشتعل شود. لحظه مناسب، که در نتیجه تأثیر می گذارد کار پایدارموتور

سایر مشکلات موتور نیز ممکن است. مثلا:

• اگر تخلیه شود، موتور نمی تواند یک بار چرخش کند، به ترتیب، شما نمی توانید ماشین را روشن کنید.
• اگر یاتاقان هایی که به میل لنگ اجازه می دهد آزادانه بچرخد فرسوده شوند، میل لنگ نمی تواند بچرخد و موتور را روشن کند.
• اگر سوپاپ ها در زمان مناسب در چرخه بسته یا باز نشوند، موتور کار نخواهد کرد.
• اگر روغن خودرو تمام شود، پیستون ها نمی توانند آزادانه در سیلندر حرکت کنند و موتور از کار می افتد.

در موتوری که به درستی کار می کند، مشکلات فوق نمی تواند رخ دهد. اگر ظاهر شدند، منتظر دردسر باشید.

همانطور که می بینید، موتور خودرو دارای تعدادی سیستم است که به آن کمک می کند وظیفه اصلی خود را انجام دهد - تبدیل سوخت به نیروی محرکه.

قطار سوپاپ موتور و سیستم جرقه زنی

اکثر زیر سیستم ها موتور ماشینرا می توان از طریق فناوری های مختلف پیاده سازی کرد و فناوری های پیشرفته تر می توانند کارایی موتور را بهبود بخشند. بیایید نگاهی به این زیرسیستم های مورد استفاده در آن بیندازیم ماشین های مدرن. بیایید با قطار سوپاپ شروع کنیم. این شامل سوپاپ ها و مکانیسم هایی است که مسیر عبور زباله های سوخت را باز و بسته می کند. به سیستم باز و بسته کردن شیرها شفت می گویند. میل بادامک دارای لنگه هایی است که سوپاپ ها را به سمت بالا و پایین حرکت می دهد.

اکثر موتورهای مدرن به اصطلاح دارای بادامک های بالای سر هستند. این بدان معنی است که شفت بالای سوپاپ ها قرار دارد. بادامک های شافت مستقیماً یا از طریق پیوندهای بسیار کوتاه بر روی سوپاپ ها عمل می کنند. این سیستم طوری تنظیم شده است که سوپاپ ها با پیستون ها هماهنگ باشند. بسیاری از موتورهای با راندمان بالا دارای چهار سوپاپ در هر سیلندر هستند - دو سوپاپ برای ورودی هوا و دو سوپاپ برای گازهای خروجی - و چنین ترتیباتی به دو سوپاپ نیاز دارد. میل بادامکدر هر بلوک سیلندر

سیستم جرقه زنی یک شارژ ولتاژ بالا تولید می کند و با استفاده از سیم آن را به شمع ها منتقل می کند. ابتدا شارژ وارد توزیع کننده می شود که به راحتی می توانید آن را زیر کاپوت اکثر خودروها پیدا کنید. یک سیم به مرکز توزیع کننده متصل است و چهار، شش یا هشت سیم دیگر از آن خارج می شود (بسته به تعداد سیلندرهای موتور). این سیم ها برای هر شمع شارژ می فرستند. موتور به گونه ای تنظیم شده است که تنها یک سیلندر در هر بار شارژ از توزیع کننده دریافت می کند که تضمین کننده نرم ترین عملکرد ممکن موتور است.

سیستم احتراق، خنک کننده و ورودی موتور

سیستم خنک کننده در اکثر خودروها از یک رادیاتور و یک پمپ آب تشکیل شده است. آب از طریق گذرگاه های مخصوص به دور سیلندرها گردش می کند، سپس برای خنک شدن، وارد رادیاتور می شود. در موارد نادر، موتورهای خودرو مجهز به سیستم هواماشین. این باعث می شود موتورها سبک تر شوند، اما خنک کننده کارایی کمتری دارد. به عنوان یک قاعده، موتورهای با این نوع خنک کننده عمر مفید کمتر و عملکرد کمتری دارند.

اکنون می دانید که چگونه و چرا موتور ماشین شما خنک می شود. اما چرا گردش هوا اینقدر مهم است؟ موتورهای ماشین سوپرشارژ وجود دارد - این بدان معنی است که هوا از فیلترهای هوا عبور می کند و مستقیماً وارد سیلندرها می شود. برای افزایش عملکرد، برخی از موتورها توربوشارژ می شوند، به این معنی که هوای وارد شده به موتور از قبل تحت فشار است، بنابراین مخلوط هوا/سوخت بیشتری را می توان در سیلندر فشرده کرد.

بهبود عملکرد یک خودرو عالی است، اما در واقع چه اتفاقی می‌افتد وقتی کلید را در استارت می‌چرخانید و ماشین را روشن می‌کنید؟ سیستم جرقه زنی از یک موتور الکتریکی یا استارت و یک شیر برقی تشکیل شده است. هنگامی که کلید را در احتراق می چرخانید، استارت موتور را چند دور می چرخاند تا فرآیند احتراق آغاز شود. واقعا لازمه موتور قدرتمندبرای روشن کردن موتور سرد از آنجایی که راه اندازی یک موتور به انرژی زیادی نیاز دارد، برای راه اندازی آن باید صدها آمپر وارد استارت شود. شیر برقی کلیدی است که می تواند این مقدار الکتریسیته را تحمل کند و وقتی کلید احتراق را می چرخانید، این شیر برقی است که فعال می شود و به نوبه خود استارت را روشن می کند.

روان کننده های موتور، سوخت، اگزوز و سیستم های الکتریکی

وقتی صحبت از استفاده روزانه از خودرو می شود، اولین چیزی که به آن اهمیت می دهید، وجود بنزین در باک بنزین است. این بنزین چگونه سیلندرها را به حرکت در می آورد؟ سیستم سوختموتور بنزین را از باک بنزین خارج کرده و آن را با هوا مخلوط می کند تا مخلوط صحیح هوا و بنزین وارد سیلندر شود. سوخت به سه روش متداول تامین می شود: تشکیل مخلوط، تزریق در پورت سوخت و تزریق مستقیم.

در کاربراتوری، وسیله ای به نام کاربراتور به محض ورود هوا به موتور، بنزین را به هوا اضافه می کند.

در موتور انژکتوری، سوخت به صورت جداگانه به هر سیلندر، یا از طریق یک سوپاپ ورودی (تزریق درگاه سوخت) یا مستقیماً به داخل سیلندر (پاشش مستقیم) تزریق می شود.

روغن نیز نقش مهمی در موتور دارد. سیستم روغن کاریاطمینان حاصل می کند که روغن به هر یک از قسمت های متحرک موتور برای عملکرد روان عرضه می شود. پیستون‌ها و یاتاقان‌ها (که به میل لنگ و میل بادامک اجازه می‌دهند آزادانه بچرخند) قطعات اصلی هستند که نیاز بیشتری به روغن دارند. در اکثر خودروها، روغن از طریق پمپ روغن و سامپ مکیده می‌شود، از فیلتر عبور می‌کند تا از شر ماسه خلاص شود، سپس تحت فشار بالا به یاتاقان‌ها و به دیواره سیلندر تزریق می‌شود. سپس روغن وارد مخزن روغن می شود و چرخه دوباره تکرار می شود.

حالا شما کمی بیشتر در مورد چیزهایی که وارد موتور ماشین شما می شود می دانید. اما بیایید در مورد آنچه از آن بیرون می آید صحبت کنیم. سیستم اگزوز.بسیار ساده است و از یک لوله اگزوز و یک صدا خفه کن تشکیل شده است. اگر صدا خفه کن نبود، صدای تمام آن انفجارهای کوچکی که در موتور اتفاق می افتد را می شنیدید. صدا خفه کن صدا را کم می کند و لوله اگزوزمحصولات احتراق را از خودرو خارج می کند.

حالا بیایید در مورد صحبت کنیم سیستم الکتریکیماشین، که آن را نیز نیرو می دهد. سیستم الکتریکی از یک باتری و یک ژنراتور تشکیل شده است جریان متناوب. دینام به موتور متصل می شود و برق مورد نیاز برای شارژ باتری را تولید می کند. باتری به نوبه خود، برق را برای تمام سیستم های خودرویی که به آن نیاز دارند، تامین می کند.

اکنون همه چیز را در مورد زیرسیستم های اصلی موتور می دانید. بیایید ببینیم چگونه می توانید قدرت موتور ماشین خود را افزایش دهید.

چگونه می توان عملکرد موتور را افزایش داد و عملکرد آن را بهبود بخشید؟

با تمام اطلاعات بالا، حتما متوجه شده اید که راهی برای بهتر کارکردن موتور وجود دارد. سازندگان خودرو به طور مداوم با این سیستم ها با یک هدف بازی می کنند: قدرتمندتر کردن موتور و کاهش مصرف سوخت.

افزایش حجم موتور.هرچه اندازه موتور بزرگتر باشد، قدرت آن بیشتر است، زیرا. برای هر دور موتور سوخت بیشتری می سوزاند. افزایش حجم موتور به دلیل افزایش خود سیلندرها یا تعداد آنها رخ می دهد. در حال حاضر 12 سیلندر محدودیت است.

افزایش نسبت تراکم.تا یک نقطه، نسبت تراکم بالاتر قدرت بیشتری تولید می کند. با این حال، هر چه بیشتر مخلوط هوا/سوخت را فشرده کنید، احتمال اینکه شمع جرقه بزند، بیشتر می شود. هر چه رتبه اکتان بنزین بیشتر باشد، احتمال پیش اشتعال کمتر است. به همین دلیل است که خودروهای با عملکرد بالا باید با بنزین با اکتان بالا سوخت گیری کنند، زیرا موتورهای این خودروها از نسبت تراکم بسیار بالایی برای تولید قدرت بیشتر استفاده می کنند.

پر شدن بیشتر سیلندراگر بتوان هوای بیشتری (و در نتیجه سوخت) را در یک سیلندر با اندازه معین فشرده کرد، آنگاه می‌توان قدرت بیشتری را از هر سیلندر دریافت کرد. توربوها و سوپرشارژرها هوا را تحت فشار قرار می دهند و آن را به طور موثر وارد سیلندر می کنند.

خنک کننده هوای ورودیفشرده سازی هوا دمای آن را افزایش می دهد. با این حال، من دوست دارم تا جایی که ممکن است داشته باشم هوای سرددر سیلندر، زیرا هر چه دمای هوا بیشتر باشد، هنگام سوختن بیشتر منبسط می شود. بنابراین، بسیاری از سیستم های توربوشارژ و سوپرشارژر دارای اینترکولر هستند. اینترکولر رادیاتوری است که از طریق آن هوای فشردهو قبل از ورود به سیلندر خنک می شود.

وزن قطعات را کاهش دهید.هر چه قسمت موتور سبکتر باشد بهتر کار می کند. هر بار که پیستون جهت خود را تغییر می دهد، برای توقف انرژی صرف می کند. هر چه پیستون سبک تر باشد، انرژی کمتری مصرف می کند.

تزریق سوخت.سیستم تزریق سوخت امکان دوز بسیار دقیق سوختی که وارد هر سیلندر می شود را می دهد. این کار باعث بهبود عملکرد موتور و صرفه جویی قابل توجهی در سوخت می شود.

اکنون تقریباً همه چیز را در مورد نحوه عملکرد موتور خودرو و همچنین علل اصلی مشکلات و وقفه های خودرو می دانید. یادآوری می کنیم که اگر پس از مطالعه این مقاله احساس کردید که خودروی شما نیاز به به روز رسانی قطعات خودرو دارد، توصیه می کنیم با پر کردن فرم درخواست در منوی " " یا با پر کردن آن، آنها را از طریق خدمات آنلاین ما سفارش داده و خریداری کنید. نام قطعه یدکی در پنجره سمت راست بالای این صفحه. امیدواریم مقاله ما در مورد نحوه عملکرد موتور خودرو باشد؟ و همچنین دلایل اصلی خرابی و وقفه در خودرو به شما در خرید صحیح کمک می کند.

اکثر رانندگان نمی دانند موتور ماشین چیست. و دانستن این امر ضروری است زیرا بیهوده نیست که هنگام تحصیل در بسیاری از آموزشگاه های رانندگی به دانش آموزان اصل کارکرد موتورهای احتراق داخلی گفته می شود. هر راننده ای باید ایده ای در مورد عملکرد موتور داشته باشد، زیرا این دانش می تواند در جاده مفید باشد.

البته وجود دارد انواع متفاوتو مارک های موتورهای اتومبیل که عملکرد آنها در جزئیات متفاوت است (سیستم های تزریق سوخت، آرایش سیلندر و غیره). با این حال، اصل اساسی برای همه انواع ICEبدون تغییر باقی می ماند.

دستگاه موتور خودرو در تئوری

همیشه مناسب است که دستگاه موتور احتراق داخلی را با استفاده از مثال عملکرد یک سیلندر در نظر بگیرید. اگرچه اغلب اتومبیل ها دارای 4، 6، 8 سیلندر هستند. در هر صورت قسمت اصلی موتور سیلندر است. این شامل یک پیستون است که می تواند بالا و پایین حرکت کند. در همان زمان، 2 مرز حرکت آن وجود دارد - بالا و پایین. حرفه ای ها آنها را TDC و BDC (مرگ بالا و پایین) می نامند.

خود پیستون به شاتون و میله اتصال به میل لنگ متصل است. هنگامی که پیستون بالا و پایین می رود، شاتون بار را به میل لنگ منتقل می کند و می چرخد. بارهای وارد شده از شفت به چرخ ها منتقل می شود و باعث می شود خودرو شروع به حرکت کند.

اما وظیفه اصلی این است که پیستون کار کند، زیرا این اوست که نیروی محرکه اصلی این کار است مکانیزم پیچیده. این کار با استفاده از بنزین، گازوئیل یا گاز انجام می شود. یک قطره سوخت که در محفظه احتراق مشتعل شده است، پیستون را به عقب می راند قدرت زیادپایین، در نتیجه آن را به حرکت در می آورد. سپس با اینرسی، پیستون به حد بالایی باز می گردد، جایی که انفجار بنزین دوباره رخ می دهد و این چرخه دائما تکرار می شود تا زمانی که راننده موتور را خاموش کند.

این چیزی است که یک موتور ماشین به نظر می رسد. با این حال، این فقط یک نظریه است. بیایید نگاهی دقیق تر به چرخه های موتور بیندازیم.

چرخه چهار سکته مغزی

تقریباً همه موتورها در یک چرخه 4 زمانه کار می کنند:

1. ورودی سوخت
2. فشرده سازی سوخت.
3. احتراق.
4. خروجی گازهای خروجی در خارج از محفظه احتراق.

طرح

شکل زیر نشان می دهد مدار معمولیدستگاه های موتور خودرو (یک سیلندر).

این نمودار به وضوح عناصر اصلی را نشان می دهد:

الف - میل بادامک.

ب - روکش سوپاپ.

ج - سوپاپ اگزوز که از طریق آن گازها از محفظه احتراق خارج می شوند.

د - درگاه اگزوز.

ه - سر سیلندر.

F - محفظه خنک کننده. اغلب ضد یخ وجود دارد که محفظه موتور گرمایش را خنک می کند.

ز - بلوک موتور.

ح - مخزن روغن.

I - تابه جایی که تمام روغن در آن جریان دارد.

ی - شمع که جرقه ای ایجاد می کند تا مخلوط سوخت را مشتعل کند.

ک - شیر ورودی که مخلوط سوخت از طریق آن وارد محفظه احتراق می شود.

L - ورودی.

م - پیستونی که بالا و پایین حرکت می کند.

ن - شاتون متصل به پیستون. این عنصر اصلی است که نیرو را به میل لنگ منتقل می کند و حرکت خطی (بالا و پایین) را به چرخشی تبدیل می کند.

O - یاتاقان شاتون.

P - میل لنگ. به دلیل حرکت پیستون می چرخد.

همچنین ارزش برجسته کردن عنصری مانند حلقه های پیستون را دارد (به آنها حلقه های خراشنده روغن نیز می گویند). آنها در شکل نشان داده نشده اند، اما جزء مهمی از سیستم موتور خودرو هستند. این حلقه ها دور پیستون می پیچند و حداکثر آب بندی را بین دیواره های سیلندر و پیستون ایجاد می کنند. آنها از ورود سوخت به ظرف روغن و ورود روغن به محفظه احتراق جلوگیری می کنند. اکثر موتورهای قدیمی ماشین VAZ و حتی موتورها تولید کنندگان اروپاییدارای حلقه های فرسوده ای هستند که مهر و موم موثری بین پیستون و سیلندر ایجاد نمی کنند که می تواند اجازه دهد روغن وارد محفظه احتراق شود. در چنین شرایطی مصرف بنزین و نفت «ژور» افزایش خواهد یافت.

اینها عناصر اصلی طراحی هستند که در همه موتورهای احتراق داخلی وجود دارند. در واقع، عناصر بسیار بیشتری وجود دارد، اما ما به ظرافت ها دست نخواهیم داد.

یک موتور چگونه کار می کند؟

بیایید با موقعیت اولیه پیستون شروع کنیم - در بالای آن است. در این مرحله، دریچه ورودی توسط یک سوپاپ باز می شود، پیستون شروع به حرکت به سمت پایین می کند و مخلوط سوخت را به داخل سیلندر می مکد. در این حالت فقط یک قطره کوچک بنزین وارد ظرفیت سیلندر می شود. این اولین چرخه کار است.

در طول ضربه دوم، پیستون به پایین ترین نقطه خود می رسد، در حالی که ورودی بسته می شود، پیستون شروع به حرکت به سمت بالا می کند، در نتیجه مخلوط سوخت فشرده می شود، زیرا جایی برای رفتن در یک محفظه بسته ندارد. هنگامی که پیستون به حداکثر نقطه بالایی خود می رسد، مخلوط سوخت به حداکثر خود فشرده می شود.

مرحله سوم احتراق مخلوط سوخت فشرده با استفاده از شمع جرقه ای است که جرقه ساطع می کند. در نتیجه، ترکیب قابل احتراق منفجر می شود و پیستون را با نیروی زیادی به پایین هل می دهد.

در مرحله نهایی، قطعه به مرز پایینی می رسد و با اینرسی به نقطه بالایی باز می گردد. در این زمان باز می شود سوپاپ اگزوز، مخلوط اگزوز به صورت گاز از محفظه احتراق خارج شده و از طریق سیستم اگزوز وارد خیابان می شود. پس از آن، چرخه، از مرحله اول شروع می شود، دوباره تکرار می شود و برای تمام مدت ادامه می یابد تا زمانی که راننده موتور را خاموش کند.

در نتیجه انفجار بنزین، پیستون به سمت پایین حرکت می کند و میل لنگ را فشار می دهد. می چرخد ​​و بار را به چرخ های ماشین منتقل می کند. این چیزی است که یک موتور ماشین به نظر می رسد.

تفاوت در موتورهای بنزینی

روشی که در بالا توضیح داده شد جهانی است. کار تقریبا همه موتورهای بنزینی. موتورهای دیزلی با این واقعیت متمایز می شوند که شمع وجود ندارد - عنصری که سوخت را مشتعل می کند. انفجار سوخت دیزل به دلیل فشرده سازی قوی مخلوط سوخت انجام می شود. یعنی در سیکل سوم پیستون بالا می آید، مخلوط سوخت را به شدت فشرده می کند و به طور طبیعی تحت فشار منفجر می شود.

جایگزین ICE

لازم به ذکر است که اخیراً اتومبیل های الکتریکی در بازار ظاهر شده اند - اتومبیل هایی با موتورهای الکتریکی. در آنجا، اصل عملکرد موتور کاملاً متفاوت است، زیرا منبع انرژی بنزین نیست، بلکه برق در باتری ها است. اما فعلا بازار خودرومتعلق به خودروهایی با موتورهای احتراق داخلی است و موتورهای الکتریکی نمی توانند از راندمان بالایی برخوردار باشند.

چند کلمه در پایان

چنین دستگاه موتور احتراق داخلی تقریباً کامل است. اما هر ساله فناوری های جدیدی توسعه می یابد که بازده موتور را افزایش می دهد و ویژگی های بنزین بهبود می یابد. با حق نگهداریموتور ماشین، می تواند برای چندین دهه کار کند. برخی از موتورهای موفق ژاپنی و نگرانی های آلمانیک میلیون کیلومتر بدوید و صرفاً به دلیل کهنگی مکانیکی قطعات و جفت‌های اصطکاک غیرقابل استفاده می‌شوید. اما بسیاری از موتورها، حتی پس از یک میلیون کارکرد، با موفقیت تحت تعمیرات اساسی قرار می گیرند و به اهداف مورد نظر خود ادامه می دهند.

موتور احتراق داخلی (ICE) رایج ترین نوع موتور است. لیست وسایل نقلیه ای که در آنها نصب شده است بسیار بزرگ است. ICE را می توان در اتومبیل ها، هلیکوپترها، تانک ها، تراکتورها، قایق ها و غیره یافت.

موتور احتراق داخلی یک موتور حرارتی است که بخشی از انرژی شیمیایی سوخت در حال سوختن را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. یک تقسیم بندی اساسی موتورها به دسته ها، تقسیم بر اساس چرخه عملیاتی به دو زمانه و 4 زمانه است. با روش پخت مخلوط قابل احتراق- با تشکیل مخلوط خارجی (به ویژه کاربراتور) و داخلی (به عنوان مثال موتورهای دیزلی). موتورهای احتراق داخلی با توجه به نوع مبدل انرژی به دو دسته پیستونی، توربین، جت و ترکیبی تقسیم می شوند.

راندمان موتور احتراق داخلی 0.4-0.5 است. اولین موتور احتراق داخلی توسط E. Lenoir در سال 1860 طراحی شد. در این مقاله موتور احتراق داخلی چهار زمانه را که بیشتر در صنعت خودرو استفاده می شود بررسی می کنیم.

موتور چهار زمانه اولین بار توسط نیکولاس اتو در سال 1876 معرفی شد و به همین دلیل موتور سیکل اتو نیز نامیده می شود. نام باسوادتر برای چنین چرخه ای سیکل چهار زمانه است. در حال حاضر رایج ترین نوع موتور برای خودروها است.

اصل عملکرد موتور احتراق داخلی (ICE)

عملکرد یک موتور احتراق داخلی پیستونی بر اساس استفاده از فشار انبساط حرارتی گازهای گرم شده در طول حرکت پیستون است. گرم شدن گازها در نتیجه احتراق در سیلندر مخلوط سوخت و هوا رخ می دهد. برای تکرار چرخه، مخلوط گازهای خروجی باید در پایان حرکت پیستون آزاد شود و با بخش جدیدی از سوخت و هوا پر شود. که در موقعیت افراطیسوخت توسط یک شمع مشتعل می شود. ورود و خروج سوخت و محصولات احتراق از طریق دریچه هایی که توسط مکانیزم توزیع گاز و سیستم تامین سوخت کنترل می شوند، انجام می شود.

بنابراین، چرخه عملکرد موتور به مراحل زیر تقسیم می شود:

• سکته مغزی مصرفی
• سکته فشاری.
• سکته ی انبساط یا سکته ی کاری.
• سکته مغزی را رها کنید.

نیروی حاصل از پیستون متحرک سیلندر از طریق میل لنگ به حرکت چرخشی میل موتور تبدیل می شود. بخشی از انرژی دورانی صرف بازگشت پیستون ها به حالت اولیه می شود تا یک چرخه جدید تکمیل شود. طراحی شفت موقعیت های مختلف پیستون ها را تعیین می کند سیلندرهای مختلفدر هر لحظه از زمان بنابراین، هر چه تعداد سیلندرها در موتور بیشتر باشد، بیشتر است مورد کلی، چرخش شفت آن یکنواخت تر است.

با توجه به محل قرارگیری سیلندرها، موتورها به چند نوع تقسیم می شوند:

الف) موتورهایی با آرایش عمودی یا شیب دار سیلندرها در یک ردیف

ب) V شکل با چینش متقابل استوانه ها در یک زاویه به شکل حرف لاتین V:

د) موتورهایی با سیلندرهای مخالف. به آن "مقابل" می گویند، استوانه های موجود در آن با زاویه 180 درجه قرار دارند:

مکانیسم توزیع گاز موتور روی کورس اگزوز تضمین می‌کند که سیلندرها از محصولات احتراق (گازهای خروجی) تمیز می‌شوند و سیلندرها با قسمت جدیدی از مخلوط سوخت و هوا در نوبت ورودی پر می‌شوند.

سیستم جرقه زنی یک تخلیه ولتاژ بالا تولید می کند و آن را از طریق شمع سیلندر منتقل می کند. سیم ولتاژ بالا. احتراق توسط یک توزیع کننده کنترل می شود که سیم های آن برای هر شمع مناسب است. توزیع کننده به گونه ای طراحی شده است که تخلیه دقیقاً در سیلندر جایی که پیستون در حال عبور از نقطه بیشترین فشرده سازی مخلوط سوخت است، رخ می دهد. اگر مخلوط زودتر مشتعل شود، فشار گاز بر خلاف مسیر خود عمل می کند، اگر بعداً، نیروی آزاد شده توسط انبساط گازها به طور کامل استفاده نمی شود.

برای راه اندازی موتور باید حرکت اولیه به آن داده شود. برای این، از سیستم شروع استفاده می شود (به مقاله "چگونگی کار استارتر" مراجعه کنید). موتور الکتریکی- شروع کننده.

مزایای موتورهای بنزینی

• بیشتر سطح پایینسر و صدا و لرزش در مقایسه با دیزل؛
• قدرت عالی با اندازه موتور برابر؛
• توانایی کار بر روی دورهای بالا، بدون عواقب جدی برای موتور.

معایب موتورهای بنزینی

• مصرف بیشتر از سوخت دیزل و الزامات بالاتر برای کیفیت آن؛
• نیاز به و شغل دائمسیستم های احتراق سوخت؛
• حداکثر قدرت موتورهای احتراق داخلی بنزینیدر محدوده دور باریک به دست می آید.