یک موتور احتراق داخلی با پیستون های متحرک مخالف. موتور احتراق داخلی سوپرشارژ دو زمانه با طرح تبادل گاز ترکیبی موتور احتراق داخلی با طراحی پیستونی مخالف

30.10.2019

اغراق نیست اگر بگوییم که امروزه اکثر دستگاه های خودکششی به موتورهای احتراق داخلی با طرح های مختلف مجهز شده اند که از مفاهیم عملیاتی متفاوتی استفاده می کنند. حداقل اگر در مورد حمل و نقل جاده ای صحبت کنیم. در این مقاله با جزئیات بیشتری به موتور احتراق داخلی خواهیم پرداخت. چیست، این واحد چگونه کار می کند، مزایا و معایب آن چیست، با خواندن آن متوجه خواهید شد.

اصل عملکرد موتورهای احتراق داخلی

اصل اصلی کار یک موتور احتراق داخلی بر این واقعیت استوار است که سوخت (جامد، مایع یا گاز) در حجم کاری اختصاص داده شده در داخل خود واحد می سوزد و انرژی حرارتی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند.

مخلوط کاری که وارد سیلندرهای چنین موتوری می شود فشرده می شود. پس از احتراق با استفاده از دستگاه های خاص، فشار گاز اضافی ایجاد می شود و پیستون های سیلندر را مجبور می کند به موقعیت اولیه خود بازگردند. این یک چرخه کاری ثابت ایجاد می کند که انرژی جنبشی را با استفاده از مکانیسم های خاص به گشتاور تبدیل می کند.

امروزه یک دستگاه موتور احتراق داخلی می تواند سه نوع اصلی داشته باشد:

اغلب ریه نامیده می شود.
واحد قدرت چهار زمانه که امکان دستیابی به قدرت و بازده بالاتر را فراهم می کند.
با ویژگی های قدرت افزایش یافته است.

علاوه بر این، اصلاحات دیگری در مدارهای اساسی وجود دارد که بهبود خواص خاصی از این نوع نیروگاه ها را ممکن می سازد.

مزایای موتورهای احتراق داخلی

برخلاف واحدهای قدرت که دارای محفظه خارجی هستند، موتورهای احتراق داخلی مزایای قابل توجهی دارند. اصلی ترین آنها عبارتند از:

ابعاد بسیار فشرده تر؛
سطوح قدرت بالاتر؛
مقادیر بازده بهینه

لازم به ذکر است، در مورد موتور احتراق داخلی، این دستگاهی است که در اکثر موارد اجازه استفاده از انواع مختلف سوخت را می دهد. این می تواند بنزین، سوخت دیزل، طبیعی یا نفت سفید و حتی چوب معمولی باشد.

چنین جهانی گرایی برای این مفهوم موتور محبوبیت شایسته، توزیع گسترده و رهبری واقعاً جهانی به ارمغان آورد.

گشت تاریخی مختصر

به طور کلی پذیرفته شده است که قدمت موتور احتراق داخلی به ایجاد یک واحد پیستونی توسط فرانسوی دی ریواس در سال 1807 باز می گردد که از هیدروژن در حالت کل گازی به عنوان سوخت استفاده می کرد. و اگرچه از آن زمان تاکنون دستگاه موتور احتراق داخلی دستخوش تغییرات و اصلاحات قابل توجهی شده است، ایده های اساسی این اختراع امروزه همچنان مورد استفاده قرار می گیرد.

اولین موتور احتراق داخلی چهار زمانه در سال 1876 در آلمان عرضه شد. در اواسط دهه 80 قرن نوزدهم، یک کاربراتور در روسیه توسعه یافت که امکان دوز عرضه بنزین به سیلندرهای موتور را فراهم کرد.

و در پایان قرن قبل از گذشته، مهندس مشهور آلمانی ایده احتراق یک مخلوط قابل احتراق تحت فشار را ارائه کرد که به طور قابل توجهی ویژگی های قدرت موتورهای احتراق داخلی و شاخص های کارایی واحدهای این نوع را افزایش داد. که چیزهای زیادی برای دلخواه باقی گذاشت. از آن زمان، توسعه موتورهای احتراق داخلی عمدتاً در مسیر بهبود، نوسازی و معرفی پیشرفت‌های مختلف پیش رفته است.

انواع و اقسام اصلی موتورهای احتراق داخلی

با این وجود، سابقه بیش از 100 ساله واحدهایی از این نوع، امکان توسعه چندین نوع اصلی نیروگاه با احتراق داخلی سوخت را فراهم کرده است. آنها نه تنها در ترکیب مخلوط کاری مورد استفاده، بلکه در ویژگی های طراحی نیز با یکدیگر متفاوت هستند.

موتورهای بنزینی

همانطور که از نام آن مشخص است واحدهای این گروه از انواع بنزین به عنوان سوخت استفاده می کنند.

به نوبه خود، چنین نیروگاه هایی معمولاً به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند:

کاربراتور. در چنین دستگاه هایی مخلوط سوخت قبل از ورود به سیلندرها با توده های هوا در دستگاه مخصوص (کاربراتور) غنی می شود. پس از آن با استفاده از جرقه الکتریکی مشتعل می شود. از برجسته ترین نمایندگان این نوع می توان به مدل های VAZ اشاره کرد که موتور احتراق داخلی آن برای مدت زمان طولانی منحصراً از نوع کاربراتوری بود.
تزریق. این یک سیستم پیچیده تر است که در آن سوخت از طریق یک منیفولد و انژکتورهای خاص به سیلندرها تزریق می شود. این می تواند به صورت مکانیکی یا از طریق یک دستگاه الکترونیکی خاص رخ دهد. سیستم های تزریق مستقیم Common Rail پربازده ترین در نظر گرفته می شوند. تقریبا بر روی تمام خودروهای مدرن نصب شده است.

موتورهای بنزینی انژکتوری مقرون به صرفه تر و بازده بالاتری در نظر گرفته می شوند. با این حال، هزینه چنین واحدهایی بسیار بالاتر است و تعمیر و نگهداری و بهره برداری بسیار دشوارتر است.

موتورهای دیزلی

در طلوع وجود واحدهایی از این نوع، اغلب می توان شوخی در مورد موتور احتراق داخلی شنید که این دستگاهی است که مانند اسب بنزین می خورد، اما بسیار کندتر حرکت می کند. با اختراع موتور دیزل، این شوخی تا حدی اهمیت خود را از دست داد. عمدتاً به این دلیل که دیزل قادر است با سوخت بسیار پایین‌تری کار کند. این بدان معنی است که بسیار ارزان تر از بنزین خواهد بود.

تفاوت اساسی اصلی بین احتراق داخلی عدم احتراق اجباری مخلوط سوخت است. سوخت دیزل با استفاده از نازل های مخصوص به داخل سیلندرها تزریق می شود و در اثر فشار پیستون، قطرات جداگانه سوخت مشتعل می شود. موتور دیزلی در کنار مزایایی که دارد، معایبی نیز دارد. از جمله موارد زیر است:

قدرت بسیار کمتر در مقایسه با نیروگاه های بنزینی؛
ابعاد بزرگ و ویژگی های وزن؛
مشکلات شروع در شرایط شدید آب و هوایی و آب و هوایی؛
گشتاور ناکافی و تمایل به تلفات غیر قابل توجیه توان، به ویژه در سرعت های نسبتاً بالا.

علاوه بر این، تعمیر موتورهای احتراق داخلی دیزل، به عنوان یک قاعده، بسیار پیچیده تر و گرانتر از تنظیم یا بازیابی عملکرد یک واحد بنزینی است.

موتورهای گازسوز

علیرغم ارزان بودن گاز طبیعی که به عنوان سوخت استفاده می شود، طراحی موتورهای احتراق داخلی که با گاز کار می کنند به طور نامتناسبی پیچیده تر است که منجر به افزایش قابل توجه هزینه کل واحد، نصب و راه اندازی آن به ویژه می شود.

در نیروگاه های این نوع، گاز مایع یا طبیعی از طریق سیستمی از گیربکس ها، منیفولدها و نازل های مخصوص وارد سیلندرها می شود. احتراق مخلوط سوخت به همان روشی که در واحدهای بنزین کاربراتوری اتفاق می افتد - با کمک یک جرقه الکتریکی که از شمع جرقه می زند.

انواع ترکیبی موتورهای احتراق داخلی

افراد کمی در مورد سیستم های موتور احتراق داخلی ترکیبی می دانند. چیست و کجا استفاده می شود؟

ما البته در مورد خودروهای هیبریدی مدرنی صحبت نمی کنیم که می توانند هم با سوخت و هم با موتور الکتریکی کار کنند. موتورهای احتراق داخلی ترکیبی معمولاً واحدهایی نامیده می شوند که عناصر اصول مختلف سیستم های سوخت را ترکیب می کنند. برجسته ترین نماینده خانواده چنین موتورهایی واحدهای گازوئیل هستند. در آنها، مخلوط سوخت تقریباً به همان روشی که در واحدهای گازی وارد بلوک موتور احتراق داخلی می شود. اما سوخت نه با کمک تخلیه الکتریکی از یک شمع، بلکه با بخشی از سوخت دیزل مشتعل می شود، همانطور که در یک موتور دیزل معمولی اتفاق می افتد.

تعمیر و نگهداری موتورهای احتراق داخلی

علیرغم تنوع نسبتاً گسترده ای از تغییرات، همه موتورهای احتراق داخلی دارای طرح ها و مدارهای اساسی مشابه هستند. با این حال، برای انجام تعمیر و نگهداری با کیفیت بالا و تعمیر یک موتور احتراق داخلی، لازم است که ساختار آن را کاملاً بشناسیم، اصول عملکرد را درک کرده و بتوانیم مشکلات را شناسایی کنیم. برای انجام این کار، البته، لازم است که طراحی موتورهای احتراق داخلی در انواع مختلف را به دقت مطالعه کنید تا هدف برخی از قطعات، مجموعه ها، مکانیسم ها و سیستم ها را درک کنید. این کار آسانی نیست، اما بسیار هیجان انگیز است! و مهمتر از همه، ضروری است.

به خصوص برای ذهن های کنجکاو که می خواهند به طور مستقل تمام اسرار و اسرار تقریباً هر وسیله نقلیه را درک کنند، یک نمودار شماتیک تقریبی از یک موتور احتراق داخلی در عکس بالا ارائه شده است.

بنابراین، ما متوجه شدیم که این واحد قدرت چیست.

فرض کنید پسرتان از شما می‌پرسد: «بابا، شگفت‌انگیزترین موتور دنیا چیست؟» چه جوابی به او می دهید؟ یک واحد 1000 اسب بخاری از بوگاتی ویرون؟ یا موتور جدید AMG توربو؟ یا یک موتور دوقلو سوپرشارژ فولکس واگن؟

اخیراً اختراعات جالب زیادی وجود داشته است و همه این سوپرشارژرها و تزریق ها شگفت انگیز به نظر می رسند ... اگر نمی دانید. زیرا شگفت انگیزترین موتوری که من در مورد آن می دانم در اتحاد جماهیر شوروی ساخته شده است و همانطور که حدس زدید نه برای لادا بلکه برای تانک T-64. این 5TDF نام داشت و در اینجا حقایق شگفت انگیزی وجود دارد.

این یک 5 سیلندر بود که به خودی خود غیر معمول است. دارای 10 پیستون، ده شاتون و دو میل لنگ بود. پیستون ها در جهت مخالف در سیلندرها حرکت می کردند: ابتدا به سمت یکدیگر، سپس به عقب، دوباره به سمت یکدیگر و غیره. برخاستن نیرو از هر دو میل لنگ انجام شد تا برای مخزن راحت باشد.

موتور در یک چرخه دو زمانه کار می کرد و پیستون ها نقش سوپاپ های قرقره ای را بازی می کردند که پنجره های ورودی و خروجی را باز می کردند: یعنی هیچ سوپاپ یا میل بادامک نداشت. طراحی مبتکرانه و کارآمد بود - چرخه دو زمانه حداکثر توان لیتر را فراهم می کرد و دمیدن جریان مستقیم پر شدن با کیفیت بالا سیلندرها را تضمین می کرد.

علاوه بر این، 5TDF یک موتور دیزل تزریق مستقیم بود، که در آن سوخت به فضای بین پیستون ها کمی قبل از لحظه ای که آنها به حداکثر نزدیک شدن خود می رسیدند عرضه می شد. علاوه بر این، تزریق توسط چهار نازل در طول یک مسیر دشوار برای اطمینان از تشکیل مخلوط فوری انجام شد.

اما این کافی نیست. موتور دارای یک توربوشارژر با پیچ و تاب بود - یک توربین و کمپرسور بزرگ روی یک شفت قرار گرفته بود و با یکی از میل لنگ ها ارتباط مکانیکی داشت. فوق العاده است - در حالت شتاب، کمپرسور از میل لنگ چرخانده شد که تاخیر توربو را از بین برد و هنگامی که جریان گازهای خروجی به درستی توربین را چرخاند، نیروی حاصل از آن به میل لنگ منتقل شد و راندمان موتور افزایش یافت. (چنین توربین را توربین قدرت می گویند).

علاوه بر این، موتور چند سوختی بود، یعنی می توانست با سوخت دیزل، نفت سفید، سوخت هواپیما، بنزین یا هر مخلوطی از آنها کار کند.

به علاوه، پنجاه راه‌حل غیرمعمول دیگر مانند پیستون‌های کامپوزیتی با درج‌های فولادی مقاوم در برابر حرارت و سیستم روغن‌کاری خشک کن، مانند ماشین‌های مسابقه‌ای وجود دارد.

تمام ترفندها دو هدف داشتند: ساخت موتور تا حد امکان فشرده، اقتصادی و قدرتمند. هر سه پارامتر برای یک مخزن مهم هستند: اولی چیدمان را تسهیل می کند، دومی استقلال را بهبود می بخشد و سومی مانورپذیری را بهبود می بخشد.

و نتیجه چشمگیر بود: با حجم 13.6 لیتر، در اجباری ترین نسخه موتور بیش از 1000 اسب بخار تولید کرد. برای موتور دیزل دهه 60، این یک نتیجه عالی بود. از نظر لیتر خاص و قدرت کلی، موتور چندین برابر از آنالوگ های ارتش های دیگر برتری داشت. من شخصاً آن را دیدم و طرح واقعاً شگفت انگیز است - نام مستعار "چمدان" بسیار مناسب آن است. من حتی می گویم "چمدان محکم بسته بندی شده."

به دلیل پیچیدگی بیش از حد و هزینه بالا، ریشه نگرفت. در پس زمینه 5TDF، هر موتور خودرو - حتی از بوگاتی ویرون - به نوعی فوق العاده پیش پا افتاده به نظر می رسد. و چه جهنمی، فناوری می تواند تغییر کند و دوباره به راه حل های استفاده شده در 5TDF بازگردد: چرخه دیزل دو زمانه، توربین های قدرت، تزریق چند انژکتوری.

بازگشت گسترده به موتورهای توربو آغاز شده است، که زمانی برای خودروهای غیر اسپورت بسیار پیچیده تلقی می شدند...

در طراحی موتور، پیستون عنصر کلیدی فرآیند کار است. پیستون به شکل یک شیشه توخالی فلزی ساخته شده است که با پایین کروی (سر پیستون) به سمت بالا قرار دارد. قسمت راهنمای پیستون که در غیر این صورت دامن نامیده می شود، دارای شیارهای کم عمقی است که برای نگه داشتن حلقه های پیستون در آنها طراحی شده است. هدف رینگ‌های پیستون اطمینان از سفتی فضای بالای پیستون است، جایی که در حین کار موتور، احتراق آنی مخلوط بنزین و هوا رخ می‌دهد و گاز منبسط‌شده حاصل نمی‌تواند دور دامن رفته و به زیر پیستون هجوم آورد. . ثانیاً رینگ ها مانع از ورود روغن موجود در زیر پیستون به فضای بالای پیستون می شوند. بنابراین، رینگ های موجود در پیستون به عنوان مهر و موم عمل می کنند. حلقه پیستون پایینی (پایینی) حلقه خراش روغن نامیده می شود و قسمت بالایی (بالایی) حلقه فشرده سازی نامیده می شود، یعنی درجه بالایی از فشرده سازی مخلوط را فراهم می کند.

هنگامی که یک مخلوط سوخت-هوا یا سوخت از کاربراتور یا انژکتور وارد سیلندر می شود، در حین حرکت به سمت بالا توسط پیستون فشرده می شود و با تخلیه الکتریکی از شمع مشتعل می شود (در موتور دیزلی، این مخلوط به دلیل خود مشتعل می شود. فشرده سازی ناگهانی). گازهای حاصل از احتراق حجم قابل توجهی بیشتری نسبت به مخلوط سوخت اصلی دارند و با انبساط، پیستون را به شدت به سمت پایین فشار می دهند. بنابراین، انرژی حرارتی سوخت به حرکت رفت و برگشتی (بالا و پایین) پیستون در سیلندر تبدیل می شود.

در مرحله بعد، باید این حرکت را به چرخش شفت تبدیل کنید. این اتفاق به شرح زیر است: در داخل دامن پیستون یک پین وجود دارد که قسمت بالایی میله اتصال روی آن ثابت شده است ، دومی به صورت محوری به میل لنگ ثابت می شود. میل لنگ آزادانه روی یاتاقان های نگهدارنده واقع در میل لنگ موتور احتراق داخلی می چرخد. هنگامی که پیستون حرکت می کند، شاتون شروع به چرخش میل لنگ می کند که از آن گشتاور به گیربکس و سپس از طریق سیستم دنده به چرخ های محرک منتقل می شود.

مشخصات موتور. مشخصات موتور هنگام حرکت به سمت بالا و پایین، پیستون دارای دو موقعیت است که به آنها مراکز مرده می گویند. نقطه مرگ بالا (TDC) لحظه حداکثر بالا بردن سر و کل پیستون به سمت بالا است که پس از آن شروع به حرکت به سمت پایین می کند. نقطه مرگ پایین (BDC) پایین ترین موقعیت پیستون است که پس از آن بردار جهت تغییر می کند و پیستون به سمت بالا حرکت می کند. فاصله بین TDC و BDC را کورس پیستون می نامند، حجم قسمت بالایی سیلندر زمانی که پیستون در TDC قرار دارد محفظه احتراق را تشکیل می دهد و حداکثر حجم سیلندر زمانی که پیستون در BDC است معمولاً کل نامیده می شود. حجم سیلندر تفاوت بین حجم کل و حجم محفظه احتراق را حجم کار سیلندر می گویند.
حجم کل کار تمام سیلندرهای یک موتور احتراق داخلی در مشخصات فنی موتور نشان داده شده است که بر حسب لیتر بیان می شود و بنابراین معمولاً به عنوان جابجایی موتور شناخته می شود. دومین مشخصه مهم هر موتور احتراق داخلی نسبت تراکم (CR) است که به عنوان ضریب حجم کل تقسیم بر حجم محفظه احتراق تعریف می شود. برای موتورهای کاربراتوری، CC از 6 تا 14، برای موتورهای دیزلی - از 16 تا 30 متغیر است. این شاخص همراه با حجم موتور است که قدرت، کارایی و کامل بودن احتراق مخلوط سوخت و هوا را تعیین می کند که بر روی آن تأثیر می گذارد. سمیت انتشار گازهای گلخانه ای در حین کارکرد موتور احتراق داخلی. .
قدرت موتور دارای یک نام دوتایی است - بر حسب اسب بخار (اسب بخار) و کیلووات (کیلووات). برای تبدیل واحدها از یکی به دیگری از ضریب 0.735 یعنی 1 اسب بخار استفاده می شود. = 0.735 کیلو وات.
چرخه کار یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه با دو چرخش میل لنگ - نیم دور در هر حرکت، مربوط به یک حرکت پیستون تعیین می شود. اگر موتور تک سیلندر باشد، ناهمواری در عملکرد آن مشاهده می شود: شتاب شدید حرکت پیستون در هنگام احتراق انفجاری مخلوط و کاهش سرعت با نزدیک شدن به BDC و فراتر از آن. برای جلوگیری از این ناهمواری، یک دیسک فلایویل عظیم با اینرسی بالا بر روی شفت در خارج از محفظه موتور نصب می شود که به دلیل آن گشتاور شفت به مرور زمان پایدارتر می شود.

اصل کارکرد موتور احتراق داخلی
یک ماشین مدرن اغلب توسط یک موتور احتراق داخلی هدایت می شود. تنوع بسیار زیادی از این نوع موتورها وجود دارد. آنها از نظر حجم، تعداد سیلندرها، قدرت، سرعت چرخش، سوخت مصرفی (موتورهای احتراق داخلی دیزل، بنزین و گاز) متفاوت هستند. اما، در اصل، ساختار موتور احتراق داخلی مشابه است.
موتور چگونه کار می کند و چرا به آن موتور احتراق داخلی چهار زمانه می گویند؟ احتراق داخلی روشن است. سوخت داخل موتور می سوزد. چرا 4 ضربه موتور، چیست؟ در واقع، موتورهای دو زمانه نیز وجود دارد. اما آنها به ندرت در خودروها استفاده می شوند.
موتور چهار زمانه به این دلیل نامیده می شود که کار آن را می توان به چهار قسمت مساوی تقسیم کرد. پیستون چهار بار از سیلندر عبور می کند - دو بار بالا و دو بار پایین. سکته مغزی زمانی شروع می شود که پیستون در پایین ترین یا بالاترین نقطه خود باشد. برای مکانیک رانندگان، این نقطه مرگ بالا (TDC) و نقطه مرگ پایین (BDC) نامیده می شود.
اولین سکته مغزی سکته مصرفی است

اولین سکته مغزی، همچنین به عنوان سکته مغزی مصرفی شناخته می شود، در TDC (مرحله مرگ بالا) شروع می شود. با حرکت به سمت پایین، پیستون مخلوط هوا و سوخت را به داخل سیلندر می مکد. این ضربه زمانی عمل می کند که دریچه ورودی باز باشد. به هر حال، موتورهای زیادی با سوپاپ های ورودی متعدد وجود دارد. تعداد، اندازه و زمان صرف شده در حالت باز می تواند به طور قابل توجهی بر قدرت موتور تأثیر بگذارد. موتورهایی هستند که در آنها بسته به فشار روی پدال گاز، زمان باز بودن سوپاپ های ورودی به اجبار افزایش می یابد. این کار برای افزایش مقدار سوخت وارد شده انجام می شود که پس از احتراق، قدرت موتور افزایش می یابد. خودرو در این حالت می تواند بسیار سریعتر شتاب بگیرد.

ضربه دوم، ضربه فشرده سازی است

حرکت بعدی موتور، حرکت تراکمی است. پس از اینکه پیستون به نقطه پایین رسید، شروع به بالا رفتن می کند و در نتیجه مخلوطی را که در طول کورس ورودی وارد سیلندر شده است فشرده می کند. مخلوط سوخت به حجم محفظه احتراق فشرده می شود. این چه نوع دوربینی است؟ فضای آزاد بین بالای پیستون و بالای سیلندر زمانی که پیستون در نقطه مرگ بالایی قرار دارد، محفظه احتراق نامیده می شود. سوپاپ ها در این چرخه کارکرد موتور کاملا بسته می شوند. هرچه محکم تر بسته شوند، فشرده سازی بهتر اتفاق می افتد. در این حالت وضعیت پیستون، سیلندر و رینگ پیستون از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر شکاف های زیادی وجود داشته باشد، فشرده سازی خوب کار نخواهد کرد و بر این اساس، قدرت چنین موتوری بسیار کمتر خواهد بود. فشرده سازی را می توان با دستگاه مخصوص بررسی کرد. بر اساس سطح تراکم، می توانیم در مورد میزان سایش موتور نتیجه گیری کنیم.

سومین ضربه، ضربه قدرتی است

سومین ضربه کار است که از TDC شروع می شود. بیخود نیست که او را کارگر می نامند. به هر حال، در این ضربان است که عملی که باعث حرکت ماشین می شود رخ می دهد. در این زمان، سیستم جرقه زنی وارد عمل می شود. چرا به این سیستم می گویند؟ بله، زیرا مسئول احتراق مخلوط سوخت فشرده شده در سیلندر در محفظه احتراق است. خیلی ساده کار می کند - شمع سیستم جرقه می دهد. انصافاً شایان ذکر است که جرقه در شمع چند درجه قبل از رسیدن پیستون به نقطه بالایی تولید می شود. این درجه ها، در یک موتور مدرن، به طور خودکار توسط "مغز" ماشین تنظیم می شود.
پس از مشتعل شدن سوخت، انفجار رخ می دهد - حجم آن به شدت افزایش می یابد و پیستون را مجبور به حرکت به سمت پایین می کند. سوپاپ ها در این حرکت موتور، مانند مورد قبلی، در حالت بسته هستند.

چهارمین سکته مغزی رهاسازی است

حرکت چهارم موتور، آخری اگزوز است. پس از رسیدن به نقطه پایین، پس از سکته قدرت، دریچه اگزوز در موتور شروع به باز شدن می کند. می‌تواند چندین شیر مانند شیر ورودی وجود داشته باشد. با حرکت به سمت بالا، پیستون گازهای خروجی از سیلندر را از طریق این سوپاپ خارج می کند - آن را تهویه می کند. درجه تراکم در سیلندرها، حذف کامل گازهای خروجی و مقدار مورد نیاز مخلوط سوخت و هوای ورودی به عملکرد دقیق سوپاپ ها بستگی دارد.

بعد از ضرب چهارم، نوبت به ضرب اول می رسد. این فرآیند به صورت چرخه ای تکرار می شود. و با توجه به آنچه که چرخش رخ می دهد - کار موتور احتراق داخلی در طی هر 4 ضربه، چه چیزی باعث بالا و پایین رفتن پیستون در هنگام تراکم، اگزوز و ضربه های ورودی می شود؟ واقعیت این است که تمام انرژی دریافتی در سکته کار به حرکت ماشین هدایت نمی شود. بخشی از انرژی صرف چرخش فلایویل می شود. و او تحت تأثیر اینرسی، میل لنگ موتور را می چرخاند و پیستون را در دوره ضربات "غیر کار" حرکت می دهد.

مکانیزم توزیع گاز

مکانیزم توزیع گاز (GRM) برای تزریق سوخت و انتشار گاز خروجی در موتورهای احتراق داخلی طراحی شده است. مکانیزم توزیع گاز خود به شیر پایینی تقسیم می شود، زمانی که میل بادامک در بلوک سیلندر قرار دارد و شیر بالای سر. مکانیسم سوپاپ بالای سر به این معنی است که میل بادامک در سر سیلندر (سرسیلندر) قرار دارد. مکانیسم‌های زمان‌بندی سوپاپ جایگزین نیز وجود دارد، مانند سیستم زمان‌بندی آستین، سیستم دسمودرومیک و مکانیزم فاز متغیر.
برای موتورهای دو زمانه، مکانیسم زمان بندی سوپاپ با استفاده از درگاه های ورودی و خروجی در سیلندر انجام می شود. برای موتورهای چهار زمانه رایج ترین سیستم سوپاپ بالای سر است که در ادامه به آن پرداخته خواهد شد.

دستگاه زمان بندی
در بالای بلوک سیلندر یک سر سیلندر (سر سیلندر) با میل بادامک، سوپاپ ها، فشار دهنده ها یا بازوهای راکر قرار دارد. قرقره محرک میل بادامک در خارج از سر سیلندر قرار دارد. برای جلوگیری از نشت روغن موتور از زیر درپوش سوپاپ، یک مهر و موم روغن روی ژورنال میل بادامک تعبیه شده است. خود پوشش سوپاپ بر روی یک واشر مقاوم در برابر روغن بنزین نصب شده است. تسمه یا زنجیر تایم روی قرقره میل بادامک قرار می گیرد و توسط چرخ دنده میل لنگ هدایت می شود. برای کشش تسمه از غلتک های کششی و برای زنجیر از کفش های کششی استفاده می شود. به طور معمول، تسمه تایم پمپ آب سیستم خنک کننده، شفت میانی برای سیستم جرقه زنی و درایو پمپ تزریق فشار بالا (برای نسخه های دیزلی) را به حرکت در می آورد.
در طرف مقابل میل بادامک، بوستر خلاء، فرمان برقی یا دینام خودرو را می توان با انتقال مستقیم یا تسمه به حرکت درآورد.

میل بادامک یک محور است که بادامک هایی روی آن ماشین کاری شده است. بادامک ها در امتداد شفت قرار گرفته اند تا در حین چرخش در تماس با شیرهای سوپاپ دقیقاً مطابق با ضربات قدرت موتور فشرده شوند.
موتورهایی با دو میل بادامک (DOHC) و تعداد زیادی سوپاپ وجود دارد. مانند حالت اول، قرقره ها توسط یک تسمه تایم و یک زنجیر حرکت می کنند. هر میل بادامک یک نوع دریچه ورودی یا خروجی را می بندد.
سوپاپ توسط یک بازوی راکر (نسخه های اولیه موتورها) یا یک فشار دهنده فشار داده می شود. دو نوع فشار دهنده وجود دارد. اولی هل‌کننده‌ها است، جایی که شکاف توسط واشرهای کالیبراسیون تنظیم می‌شود، دومی هل‌کننده‌های هیدرولیک هستند. شیر هیدرولیک به لطف روغن موجود در آن، ضربه به شیر را نرم می کند. نیازی به تنظیم فاصله بین بادامک و بالای شیر آب نیست.

اصل عملکرد تسمه تایم

کل فرآیند توزیع گاز به چرخش همزمان میل لنگ و میل بادامک ختم می شود. و همچنین باز کردن دریچه های ورودی و خروجی در محل مشخصی از پیستون ها.
برای قرارگیری دقیق میل بادامک نسبت به میل لنگ، از علائم تراز استفاده می شود. قبل از بستن تسمه تایم، علائم تراز و ثابت می شوند. سپس تسمه پوشیده می شود، قرقره ها "رها می شوند"، پس از آن تسمه توسط غلتک(های) کشش کشیده می شود.
هنگامی که سوپاپ توسط یک بازوی راکر باز می شود، این اتفاق می افتد: میل بادامک با یک بادامک روی بازوی راکر می رود، که روی شیر فشار می آورد؛ پس از عبور از بادامک، دریچه تحت تأثیر فنر بسته می شود. دریچه ها در این حالت به شکل V چیده شده اند.
اگر موتور از هل دهنده ها استفاده می کند ، میل بادامک مستقیماً بالای هل دهنده ها قرار دارد ، هنگام چرخش ، بادامک های خود را روی آنها فشار می دهد. از مزایای چنین تسمه تایمی می توان به صدای کم، قیمت پایین و قابلیت نگهداری اشاره کرد.
در موتورهای زنجیره ای، کل فرآیند توزیع گاز یکسان است، فقط هنگام مونتاژ مکانیسم، زنجیر به همراه قرقره روی محور قرار می گیرد.

مکانیزم میل لنگ

مکانیسم میل لنگ (که از این پس به اختصار CSM نامیده می شود) یک مکانیسم موتور است. هدف اصلی میل لنگ تبدیل حرکات رفت و برگشتی پیستون استوانه ای به حرکات چرخشی میل لنگ در موتور احتراق داخلی و بالعکس است.

دستگاه KShM
پیستون

پیستون به شکل یک سیلندر ساخته شده از آلیاژ آلومینیوم است. وظیفه اصلی این قطعه تبدیل تغییرات فشار گاز به کار مکانیکی و یا بالعکس - افزایش فشار در اثر حرکت رفت و برگشتی است.
پیستون از پایین، سر و دامن در کنار هم تشکیل شده است که عملکردهای کاملاً متفاوتی را انجام می دهند. کف پیستون که مسطح، مقعر یا محدب است حاوی یک محفظه احتراق است. سر دارای شیارهایی است که در آن رینگ های پیستون (فشرده و خراش روغن) قرار می گیرند. رینگ های تراکمی از دمیدن گازها به داخل میل لنگ موتور جلوگیری می کنند و حلقه های خراش دهنده روغن پیستون به حذف روغن اضافی از دیواره های داخلی سیلندر کمک می کنند. دو باس در دامن وجود دارد که قرار دادن پین پیستون را که پیستون را به شاتون متصل می کند، قرار می دهد.

میله اتصال فولادی مهر و موم شده یا آهنگری (که کمتر تیتانیوم است) دارای اتصالات لولایی است. نقش اصلی شاتون انتقال نیروی پیستون به میل لنگ است. طراحی شاتون وجود یک سر بالا و پایین و همچنین یک میله با بخش I را فرض می کند. سر و باس های بالایی حاوی یک پین پیستون چرخان ("شناور") هستند و سر پایینی قابل جابجایی است و در نتیجه امکان اتصال نزدیک با ژورنال شفت را فراهم می کند. فناوری مدرن شکاف کنترل شده سر پایینی امکان اتصال به قطعات آن را با دقت بالا فراهم می کند.

فلایویل در انتهای میل لنگ نصب می شود. امروزه از فلایویل های دو جرمه که به شکل دو دیسک متصل الاستیک به یکدیگر هستند، استفاده زیادی می شود. چرخ دنده حلقه فلایویل مستقیماً در راه اندازی موتور از طریق استارت نقش دارد.

بلوک و سرسیلندر

بلوک سیلندر و سرسیلندر از چدن (به ندرت آلیاژهای آلومینیوم) ریخته‌گری می‌شوند. بلوک سیلندر شامل ژاکت های خنک کننده، تخت برای یاتاقان های میل لنگ و میل بادامک، و همچنین نقاط نصب ابزار و قطعات است. سیلندر خود به عنوان راهنمای پیستون عمل می کند. سر سیلندر شامل یک محفظه احتراق، درگاه های ورودی و خروجی، سوراخ های رزوه دار مخصوص برای شمع ها، بوش ها و صندلی های فشرده است. محکم بودن اتصال بین بلوک سیلندر و سر توسط واشر تضمین می شود. علاوه بر این، سر سیلندر با یک پوشش مهر بسته شده است و بین آنها، به عنوان یک قاعده، یک واشر ساخته شده از لاستیک مقاوم در برابر روغن نصب شده است.

به طور کلی، پیستون، آستر سیلندر و شاتون، سیلندر یا گروه سیلندر-پیستون مکانیزم میل لنگ را تشکیل می دهند. موتورهای مدرن می توانند تا 16 سیلندر یا بیشتر داشته باشند.

5، 10، 12 یا بیشتر سیلندر. به شما امکان می دهد ابعاد خطی موتور را در مقایسه با آرایش درون خطی سیلندرها کاهش دهید.

VR شکل
"VR" مخفف دو کلمه آلمانی V-shaped و R-row، یعنی "v-shaped-row" است. این موتور توسط فولکس واگن ساخته شده است و همزیستی از یک موتور V-twin با زاویه کمبر بسیار کم 15 درجه و یک موتور خطی است. شش سیلندر آن برخلاف V- سنتی با زاویه 15 درجه V شکل هستند. موتورهای دوقلو با زاویه 60 درجه یا 90 درجه. پیستون ها به صورت شطرنجی در بلوک قرار دارند. ترکیبی از مزایای هر دو نوع موتور منجر به این واقعیت شد که موتور VR6 آنقدر فشرده شد که بر خلاف موتورهای V-twin معمولی پوشاندن هر دو بانک سیلندر با یک سر مشترک را ممکن کرد. در نتیجه، طول موتور VR6 به طور قابل توجهی کوتاه تر از یک موتور 6 سیلندر خطی و از نظر عرض کمتر از یک موتور V-6 سیلندر معمولی است. از سال 1991 (مدل 1992) بر روی فولکس واگن پاسات، گلف، کورادو، شاران نصب شده است. دارای شاخص های کارخانه ای “AAA” با حجم 2.8 لیتر و توان 174 لیتر بر ثانیه و “ABV” با حجم 2.9 لیتر و توان 192 لیتر بر ثانیه.

موتور باکسر- موتور احتراق داخلی پیستونی که در آن زاویه بین ردیف سیلندرها 180 درجه است. در خودروها و موتورسیکلت ها، به جای موتور V شکل سنتی، از موتور باکسر برای پایین آوردن مرکز ثقل استفاده می شود، و آرایش مخالف پیستون ها به آنها اجازه می دهد تا ارتعاشات را به طور متقابل خنثی کنند، به همین دلیل موتور ویژگی عملکرد نرم تری دارد. .
موتور باکسر بیشترین استفاده را در مدل فولکس واگن کفر (بیتل، در نسخه انگلیسی) داشت که طی سال های تولید (از سال 2003) به مقدار 21529464 دستگاه تولید شد.
پورشه از آن در اکثر مدل های ورزشی و مسابقه ای خود در سری های GT1، GT2 و GT3 استفاده می کند.
موتور باکسر نیز از ویژگی های بارز خودروهای سوبارو است که از سال 1963 تقریباً در تمامی مدل های سوبارو نصب شده است. اکثر موتورهای این شرکت دارای چیدمان مخالف هستند که استحکام و استحکام بسیار بالایی بلوک سیلندر را فراهم می کند اما در عین حال تعمیر موتور را دشوار می کند. موتورهای قدیمی سری EA (EA71، EA82 (تولید شده تا سال 1994)) به دلیل قابلیت اطمینان خود مشهور هستند. موتورهای جدیدتر سری EJ، EG، EZ (EJ15، EJ18، EJ20، EJ22، EJ25، EZ30، EG33، EZ36)، نصب شده بر روی مدل های مختلف سوبارو از سال 1989 تا به امروز (از فوریه 1989، خودروهای سوبارو لگاسی مجهز به جعبه هستند. موتورهای دیزل همراه با گیربکس دستی).
همچنین از سال 1987 تا 1993 بر روی خودروهای رومانیایی Oltcit Club (نسخه ای دقیق از سیتروئن اکسل) نصب شده است. در تولید موتورسیکلت، موتورهای باکسر به طور گسترده در مدل های BMW و همچنین در موتورسیکلت های سنگین شوروی "اورال" و "دنیپر" استفاده می شود.

موتور U- نماد یک نیروگاه، که از دو موتور خطی تشکیل شده است که میل لنگ آنها به صورت مکانیکی با استفاده از زنجیر یا چرخ دنده به هم متصل می شوند.
نمونه های قابل توجه استفاده: اتومبیل های اسپرت - بوگاتی نوع 45، نسخه توسعه یافته ماترا باغیرا. برخی از موتورهای دریایی و هواپیما.
موتور U شکل با دو سیلندر در هر بلوک گاهی اوقات به عنوان تعیین می شود مربع چهار.

موتور کنتر پیستون- پیکربندی یک موتور احتراق داخلی با سیلندرهای چیده شده در دو ردیف روبروی دیگری (معمولاً یکی بالای دیگری) به گونه ای که پیستون های سیلندرهای واقع در مقابل یکدیگر به سمت یکدیگر حرکت کرده و دارای یک محفظه احتراق مشترک باشند. . میل لنگ به صورت مکانیکی به هم متصل می شوند، نیرو از یکی از آنها یا از هر دو (مثلاً هنگام رانندگی دو پروانه) گرفته می شود. موتورهای این طرح عمدتاً دو زمانه با توربو شارژ هستند. این طرح در موتورهای هواپیما، موتورهای تانک (T-64، T-80UD، T-84، Chieftain)، موتورهای لوکوموتیو دیزلی (TE3، 2TE10) و موتورهای دیزل دریایی بزرگ دریایی استفاده می شود. نام دیگری برای این نوع موتور وجود دارد - موتوری با پیستون های متحرک (موتور با PDP).

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد:
1 ورودی
دمنده 2 درایو
3 کانال هوا
4 سوپاپ اطمینان
فارغ التحصیلی پنجم KShM
6 میل لنگ ورودی (تا 20 درجه نسبت به اگزوز تاخیر دارد)
7 سیلندر با درگاه ورودی و خروجی
مسئله 8
9 ژاکت خنک کننده آب
10 شمع

موتور دوار- یک موتور ستاره ای شکل با هوا خنک بر اساس چرخش سیلندرها (معمولاً به تعداد فرد ارائه می شود) همراه با یک میل لنگ و یک پروانه در اطراف یک میل لنگ ثابت نصب شده بر روی قاب موتور. موتورهای مشابه در طول جنگ جهانی اول و جنگ داخلی روسیه به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند. در تمام این جنگ ها، این موتورها از نظر وزن مخصوص نسبت به موتورهای آب خنک برتری داشتند، بنابراین عمدتاً (در جنگنده ها و هواپیماهای شناسایی) استفاده می شدند.
موتور ستاره (موتور شعاعی) - یک موتور احتراق داخلی پیستونی که سیلندرهای آن به صورت پرتوهای شعاعی در اطراف یک میل لنگ در زوایای مساوی قرار گرفته اند. موتور شعاعی از نظر طول کوتاه است و امکان قرار دادن فشرده تعداد زیادی سیلندر را فراهم می کند. کاربرد گسترده ای در هوانوردی پیدا کرد.
موتور ستارهدر طراحی مکانیزم میل لنگ با انواع دیگر متفاوت است. یک شاتون اصلی است، شبیه شاتون یک موتور خطی معمولی است، بقیه کمکی هستند و در امتداد حاشیه آن به شاتون اصلی متصل می شوند (همان اصل در موتورهای V استفاده می شود). عیب طراحی موتور شعاعی امکان نشت روغن به سیلندرهای پایین در هنگام پارک است و بنابراین لازم است قبل از راه اندازی موتور از عدم وجود روغن در سیلندرهای پایین اطمینان حاصل شود. راه اندازی موتور با روغن در سیلندرهای پایین منجر به چکش آب و خرابی مکانیزم میل لنگ می شود.
موتورهای شعاعی چهار زمانه دارای تعداد فرد سیلندر در یک ردیف هستند - این به آنها امکان می دهد جرقه ای را در سیلندرهای "هردیگر" تولید کنند.

موتور پیستونی دوارموتور احتراق داخلی (RPD، موتور Wankel)، که طراحی آن در سال توسط مهندس NSU، والتر فروید، که صاحب ایده این طرح نیز بود، توسعه یافت. این موتور با همکاری فلیکس وانکل، که روی طراحی موتور پیستونی دوار دیگری کار می کرد، ساخته شد.
ویژگی خاص موتور استفاده از روتور مثلثی (پیستون) به شکل مثلث Reuleaux است که در داخل یک سیلندر با مشخصات خاص می چرخد که سطح آن مانند اپی تروکوئید ساخته شده است.

طرح
روتور نصب شده بر روی شفت به طور سفت و سخت به یک چرخ دنده متصل است که با یک چرخ دنده ثابت - استاتور مشبک می شود. قطر روتور بسیار بزرگتر از قطر استاتور است، با وجود این، روتور با چرخ دنده دور چرخ دنده می چرخد. هر یک از رئوس روتور مثلثی شکل در امتداد سطح اپی تروکوئیدی سیلندر حرکت می کند و حجم های متغیر محفظه ها در سیلندر با استفاده از سه دریچه قطع می شود.
این طراحی به شما امکان می دهد هر چرخه 4 زمانه دیزل، استرلینگ یا اتو را بدون استفاده از مکانیزم توزیع گاز خاص اجرا کنید. آب بندی محفظه ها توسط صفحات آب بندی شعاعی و انتهایی که توسط نیروهای گریز از مرکز، فشار گاز و فنرهای نواری بر روی سیلندر فشرده می شوند، تضمین می شود. عدم وجود مکانیزم توزیع گاز باعث می شود موتور بسیار ساده تر از یک موتور پیستونی چهار زمانه باشد (صرفه جویی به حدود هزار قطعه می رسد) و عدم وجود رابط (فضای میل لنگ، میل لنگ و میل لنگ) بین اتاق های کار فردی فوق العاده را تضمین می کند. فشردگی و چگالی توان بالا در یک دور، وانکل سه چرخه عملیاتی کامل را انجام می دهد که معادل عملکرد یک موتور پیستونی شش سیلندر است. تشکیل مخلوط، احتراق، روانکاری، خنک‌سازی و راه‌اندازی اساساً مشابه موتورهای احتراق داخلی پیستونی معمولی است.
موتورهایی با روتورهای مثلثی با نسبت پینیون و شعاع دنده: R:r = 2:3 که بر روی خودروها، قایق ها و ... نصب می شوند کاربرد عملی پیدا کرده اند.

پیکربندی موتور W
این موتور توسط آئودی و فولکس واگن ساخته شده و از دو موتور V تشکیل شده است. گشتاور از هر دو میل لنگ حذف می شود.

موتور پره دوارموتور احتراق داخلی (RLD، موتور ویگریانوف)، که طراحی آن در سال 1973 توسط مهندس میخائیل استپانوویچ ویگریانوف توسعه یافت. ویژگی خاص موتور استفاده از روتور ترکیبی دوار است که در داخل یک سیلندر قرار دارد و از چهار پره تشکیل شده است.
طرحدو تیغه روی یک جفت شفت کواکسیال نصب شده است که سیلندر را به چهار محفظه کاری تقسیم می کند. هر محفظه چهار حرکت کاری را در هر دور انجام می‌دهد (افزودن مخلوط کاری، فشرده‌سازی، ضربه قدرت و انتشار گازهای خروجی). بنابراین، در چارچوب این طرح، امکان اجرای هر چرخه چهار زمانه وجود دارد. (هیچ چیز مانع استفاده از این طرح برای کار با موتور بخار نمی شود، فقط باید از دو تیغه به جای چهار تیغه استفاده شود.)

تعادل موتورها

درجه تعادل
(سلول سبز - نیروها یا لحظات متعادل، قرمز -
رایگان)

R2*

VR5

VR6

V10

V12

B12

نیروهای اینرسی اولی
سفارش

موتور کنتر پیستون- پیکربندی یک موتور احتراق داخلی با پیستون هایی که در دو ردیف، یکی مقابل دیگری، در سیلندرهای مشترک قرار گرفته اند، به گونه ای که پیستون های هر سیلندر به سمت یکدیگر حرکت کرده و یک محفظه احتراق مشترک را تشکیل دهند. میل لنگ به صورت مکانیکی هماهنگ شده است، با چرخش محور اگزوز 15-22 درجه جلوتر از شفت ورودی، نیرو از یکی از آنها یا هر دو گرفته می شود (به عنوان مثال، هنگام رانندگی با دو پروانه یا دو کلاچ). طرح به طور خودکار تخلیه مستقیم جریان را فراهم می کند - پیشرفته ترین برای یک ماشین دو زمانه و عدم وجود اتصال گاز.

نام دیگری برای این نوع موتور وجود دارد - موتور ضد پیستون (موتور با PDP).

طراحی موتور با پیستون های متحرک:

1 - لوله ورودی؛ 2 - سوپرشارژر؛ 3 - مجرای هوا؛ 4 - دریچه اطمینان؛ 5 - فارغ التحصیلی KShM؛ 6 - میل لنگ ورودی (حدود 20 درجه از خروجی فاصله دارد). 7 - یک سیلندر با پنجره های ورودی و خروجی؛ 8 - رهایی؛ 9 - ژاکت خنک کننده آب؛ 10 - شمع موتور. ایزومتری