موتور احتراق داخلی. طراحی ICE، اصطلاحات فنی (آموزش آموزشی)، عملیات ICE

10.04.2019

حدود صد سال است که در سرتاسر دنیا واحد قدرت اصلی در خودروها و موتورسیکلت ها، تراکتورها و کمباین ها و سایر تجهیزات موتور احتراق داخلی بوده است. این موتور با جایگزینی موتورهای احتراق خارجی (بخار) در آغاز قرن بیستم، مقرون به صرفه ترین نوع موتور در قرن بیست و یکم باقی مانده است.

در این مقاله نگاهی دقیق به دستگاه، اصل عملکرد انواع موتورهای احتراق داخلی و اصلی آن خواهیم داشت. سیستم های کمکی.

محتوای مقاله:

تعریف و ویژگی های کلی عملکرد موتور احتراق داخلی

ویژگی اصلی هر موتور احتراق داخلی این است که سوخت مستقیماً در داخل محفظه کار خود مشتعل می شود و نه در رسانه های خارجی اضافی. در طول عملیات، انرژی شیمیایی و حرارتی حاصل از احتراق سوخت به کار مکانیکی تبدیل می شود.

اصل کار یک موتور احتراق داخلی بر اساس اثر فیزیکی انبساط حرارتی گازها است که در طی احتراق مخلوط سوخت و هوا تحت فشار داخل سیلندرهای موتور تشکیل می شود.

طبقه بندی موتورهای احتراق داخلی

در فرآیند تکامل موتور احتراق داخلی، انواع زیر از این موتورها که کارایی خود را ثابت کرده اند، پدید آمده اند:

پیستونموتورهای احتراق داخلی در آنها محفظه کار در داخل سیلندرها قرار دارد و انرژی حرارتی از طریق مکانیزم میل لنگ به کار مکانیکی تبدیل می شود که انرژی حرکت را به میل لنگ. موتورهای پیستونی به نوبه خود به تقسیم می شوند
کاربراتور، که در آن مخلوط هوا و سوخت در کاربراتور تشکیل می شود، به سیلندر تزریق می شود و در آنجا توسط جرقه ای از شمع مشتعل می شود.
تزریق، که در آن مخلوط مستقیماً وارد می شود منیفولد ورودی، از طریق نازل های مخصوص، تحت کنترل یک واحد کنترل الکترونیکی است و همچنین توسط یک شمع مشتعل می شود.
دیزل، که در آن احتراق هوا مخلوط سوختبدون شمع، با فشرده سازی هوا، که با فشار به دمایی بالاتر از دمای احتراق گرم می شود، و سوخت از طریق انژکتورها به سیلندرها تزریق می شود.
پیستون دوارموتورهای احتراق داخلی در این نوع موتورها، انرژی حرارتی از طریق چرخش روتوری با شکل و مشخصات خاص توسط گازهای در حال کار به کار مکانیکی تبدیل می شود. روتور در امتداد یک "مسیر سیاره ای" در داخل محفظه کار حرکت می کند که به شکل "شکل هشت" است و عملکردهای پیستون و مکانیسم زمان بندی (مکانیسم توزیع گاز) را انجام می دهد. میل لنگ.
توربین گازیموتورهای احتراق داخلی در این موتورها، تبدیل انرژی حرارتی به کار مکانیکی با چرخاندن روتور با تیغه‌های گوه‌ای مخصوص که محور توربین را به حرکت در می‌آورد، انجام می‌شود.

مطمئن ترین، بی تکلف، مقرون به صرفه ترین از نظر مصرف سوخت و نیاز به تعمیر و نگهداری منظم موتورهای پیستونی هستند.

تجهیزات با انواع دیگر موتورهای احتراق داخلی را می توان در کتاب قرمز گنجاند. خودروهای امروزی با موتورهای پیستونی دوارفقط مزدا میسازه کرایسلر یک سری خودروهای آزمایشی با موتور توربین گاز تولید کرد، اما این در دهه 60 بود و هیچ یک از خودروسازان به این موضوع برنگشتند.

در اتحاد جماهیر شوروی موتورهای توربین گازیتانک های T-80 و کشتی های فرود زبر مجهز شدند، اما بعداً تصمیم گرفته شد که این نوع موتور را کنار بگذارند. در این رابطه، اجازه دهید به تفصیل در مورد «فتح سلطه جهانی» موتورهای احتراق داخلی پیستونی.

طراحی موتور احتراق داخلی

محفظه موتور در یک ارگانیسم واحد ترکیب می شود:

بلوک سیلندردر داخل محفظه های احتراق که مخلوط سوخت و هوا مشتعل می شود و گازهای حاصل از این احتراق پیستون ها را به حرکت در می آورند.
مکانیزم میل لنگ، که انرژی حرکت را به میل لنگ منتقل می کند.
مکانیزم توزیع گازکه برای اطمینان از باز کردن/بستن به موقع سوپاپ ها برای ورودی/اگزوز طراحی شده است مخلوط قابل احتراقو گازهای خروجی؛
سیستم تامین ("تزریق") و احتراق ("اشتعال") مخلوط سوخت و هوا;
سیستم حذف محصولات احتراق (گازهای خروجی).

موتور احتراق داخلی چهار زمانه Cutaway

هنگامی که موتور روشن می شود، مخلوط هوا و سوخت از طریق سوپاپ های ورودی به سیلندرهای آن تزریق می شود و در آنجا توسط جرقه ای از شمع مشتعل می شود. در حین احتراق و انبساط حرارتی گازها از فشار اضافی، پیستون شروع به حرکت می کند و کار مکانیکی را برای چرخش میل لنگ منتقل می کند.

عملکرد یک موتور احتراق داخلی پیستونی به صورت چرخه ای انجام می شود. این چرخه ها با فرکانس چند صد بار در دقیقه تکرار می شوند. این چرخش مداوم به جلو میل لنگ در حال خروج از موتور را تضمین می کند.

بیایید اصطلاحات را تعریف کنیم. سکته مغزی یک فرآیند کاری است که در یک موتور در طی یک ضربه پیستون، به طور دقیق تر، در طی یک حرکت در یک جهت، بالا یا پایین رخ می دهد. چرخه مجموعه ای از ضربان است که در یک دنباله خاص تکرار می شود.

بر اساس تعداد ضربات در یک سیکل کاری، موتورهای احتراق داخلی به دو زمانه (چرخه در یک دور میل لنگ و دو حرکت پیستون انجام می شود) و چهار زمانه (در دو دور میل لنگ) تقسیم می شوند. و چهار ضربه پیستون). در عین حال، هم در آن ها و هم در سایر موتورها، روند کار طبق برنامه زیر پیش می رود: ورودی؛ فشرده سازی؛ احتراق؛ گسترش و انتشار.

اصول عملکرد موتورهای احتراق داخلی

- اصل کارکرد موتور دو زمانه

هنگامی که موتور روشن می شود، پیستون که توسط چرخش میل لنگ حمل می شود، شروع به حرکت می کند. وقتی به تهش رسید مرکز مرده(BDC) و به سمت بالا حرکت می کند، مخلوط سوخت و هوا به محفظه احتراق سیلندر عرضه می شود.

در حرکت رو به بالا، پیستون آن را فشرده می کند. هنگامی که پیستون به نقطه مرگ بالای خود (TDC) می رسد، یک جرقه از شمع الکترونیکی، مخلوط سوخت و هوا را مشتعل می کند. بخارات سوخت سوزان که فوراً منبسط می شوند، به سرعت پیستون را به نقطه مرگ پایین می برند.

در این زمان باز می شود سوپاپ اگزوز، که از طریق آن گازهای داغ خروجی از محفظه احتراق خارج می شود. پس از عبور مجدد از BDC، پیستون حرکت خود را به سمت TDC از سر می گیرد. در طول این مدت، میل لنگ یک چرخش می کند.

هنگامی که پیستون دوباره حرکت می کند، کانال ورودی مخلوط سوخت و هوا دوباره باز می شود که جایگزین کل حجم گازهای خروجی اگزوز می شود و کل فرآیند دوباره تکرار می شود. با توجه به اینکه کار پیستون در این گونه موتورها به دو زمانه محدود می شود، در یک واحد زمان معین تعداد حرکات بسیار کمتری نسبت به موتورهای چهار زمانه انجام می دهد. تلفات اصطکاک به حداقل می رسد. با این حال، انرژی حرارتی بیشتری آزاد می شود و موتورهای دو زمانه سریعتر و داغتر می شوند.

در موتورهای دو زمانه، پیستون جایگزین می شود مکانیزم سوپاپتوزیع گاز، در حین حرکت در لحظات معین باز و بسته شدن دهانه ورودی و خروجی کار در سیلندر. بدتر شدن تبادل گاز در مقایسه با موتورهای چهار زمانه نقطه ضعف اصلی آن است سیستم فشار کشیخ. با حذف گازهای خروجی، درصد معینی از نه تنها ماده کار، بلکه قدرت نیز از بین می رود.

زمینه های کاربرد عملی موتورهای احتراق داخلی دو زمانه موتور سیکلت و اسکوتر است. موتورهای قایق، ماشین چمن زنی، اره برقی و غیره تجهیزات کم مصرف

- اصل کارکرد موتور چهار زمانه

موتورهای چهار زمانه احتراق داخلی این معایب را ندارند که در نسخه های مختلف تقریباً بر روی تمام خودروها، تراکتورها و سایر تجهیزات مدرن نصب می شوند. در آنها، ورودی / خروجی مخلوط قابل احتراق / گازهای خروجی به شکل فرآیندهای کاری جداگانه انجام می شود و مانند دو زمانه با فشرده سازی و انبساط ترکیب نمی شود.

با کمک مکانیسم توزیع گاز، هماهنگی مکانیکی عملکرد دریچه های ورودی و خروجی با سرعت میل لنگ تضمین می شود. در موتورهای چهار زمانه، تزریق مخلوط سوخت و هوا تنها پس از حذف کامل گازهای خروجی و بسته شدن دریچه های خروجی انجام می شود.

فرآیند کار یک موتور احتراق داخلی

هر ضربه یک ضربه پیستون از نقطه مرده بالا به پایین است. در این حالت، موتور مراحل زیر را طی می کند:

سکته مغزی یک، مصرف. پیستون از نقطه مرده بالا به پایین حرکت می کند. در این زمان، خلاء در داخل سیلندر ایجاد می شود، دریچه ورودی باز می شود و مخلوط سوخت و هوا وارد می شود. در انتهای ورودی، فشار در حفره سیلندر از 0.07 تا 0.095 مگاپاسکال است. دما - از 80 تا 120 درجه سانتیگراد.
ضرب و شتم دو، فشرده سازی. هنگامی که پیستون از پایین به نقطه مرده بالا حرکت می کند و دریچه های ورودی و خروجی بسته می شوند، مخلوط قابل احتراق در حفره سیلندر فشرده می شود. این فرآیند با افزایش فشار به 1.2-1.7 مگاپاسکال و دما - تا 300-400 درجه سانتیگراد همراه است.
نوار سه، پسوند. مخلوط سوخت و هوا مشتعل می شود. این با آزاد شدن مقدار قابل توجهی انرژی حرارتی همراه است. درجه حرارت در حفره سیلندر به شدت به 2.5 هزار درجه سانتیگراد افزایش می یابد. تحت فشار، پیستون به سرعت به سمت نقطه مرگ پایین خود حرکت می کند. نشانگر فشار از 4 تا 6 مگاپاسکال است.
نوار چهار، رها کردن. در حین حرکت معکوس پیستون به سمت نقطه مرده بالایی، دریچه اگزوز باز می شود که از طریق آن گازهای خروجی از سیلندر به داخل لوله اگزوز و سپس به داخل آن رانده می شوند. محیط. نشانگرهای فشار در مرحله نهایی چرخه 0.1-0.12 مگاپاسکال است. دما - 600-900 درجه سانتیگراد.

سیستم های کمکی موتور احتراق داخلی

- سیستم احتراق

سیستم جرقه زن بخشی از تجهیزات الکتریکی دستگاه بوده و طراحی شده است برای ایجاد جرقهمشتعل کردن مخلوط سوخت و هوا در محفظه کار سیلندر. اجزاءسیستم های جرقه زنی عبارتند از:

منبع تغذیه. هنگام راه اندازی موتور، این است باتری باتری، و در طول عملیات آن - ژنراتور.
سوئیچ یا سوئیچ احتراق. این قبلاً مکانیکی بود، اما در سال های اخیر به طور فزاینده ای الکتریکی بوده است. دستگاه تماسبرای تامین ولتاژ برق
ذخیره انرژی. کویل یا اتوترانسفورماتور واحدی است که برای جمع آوری و تبدیل انرژی کافی برای تولید تخلیه مورد نیاز بین الکترودهای شمع طراحی شده است.
توزیع کننده جرقه (توزیع کننده). دستگاهی که برای توزیع تکانه طراحی شده است ولتاژ بالادر امتداد سیم های منتهی به شمع های هر سیلندر.

سیستم جرقه زنی موتور

- سیستم ورودی

سیستم ورودی موتور احتراق داخلی طراحی شده است برایبدون وقفه ارسالی ها به موتورجوی هوا،برای مخلوط کردن آن با سوخت و تهیه یک مخلوط قابل احتراق. لازم به ذکر است که در موتورهای کاربراتوریدر گذشته، سیستم ورودی شامل یک مجرای هوا و فیلتر هوا. همین. سیستم ورودی خودروها، تراکتورها و سایر تجهیزات مدرن شامل:

ورودی هوا. این لوله ای با شکل مناسب برای هر موتور خاص است. از طریق آن، هوای اتمسفر از طریق اختلاف فشار در اتمسفر و موتور به داخل موتور مکیده می شود، جایی که هنگام حرکت پیستون ها خلاء ایجاد می شود.
فیلتر هوا. این یک ماده مصرفی است که برای تمیز کردن هوای ورودی به موتور از گرد و غبار و ذرات جامد و حفظ آنها روی فیلتر طراحی شده است.
سوپاپ دریچه گاز. دریچه هواطراحی شده برای تنظیم تامین مقدار مورد نیاز هوا. به صورت مکانیکی با فشار دادن پدال گاز فعال می شود و وارد می شود فن آوری پیشرفته- استفاده از وسایل الکترونیکی
منیفولد ورودی. جریان هوا را بین سیلندرهای موتور توزیع می کند. برای توزیع مطلوب جریان هوا، از فلپ های ورودی مخصوص و تقویت کننده خلاء استفاده می شود.

- سیستم سوخت

سیستم سوخت، یا سیستم قدرت موتور احتراق داخلی، "مسئول" بدون وقفه است. تامین سوختبرای تشکیل مخلوط سوخت و هوا سیستم سوخت شامل:

مخزن سوخت- ظرفی برای نگهداری بنزین یا گازوئیل با وسیله ای برای جمع آوری سوخت (پمپ).
خطوط سوخت- مجموعه ای از لوله ها و شیلنگ ها که موتور از طریق آنها "غذای" خود را دریافت می کند.
دستگاه تشکیل مخلوط، یعنی کاربراتور یا انژکتور- مکانیزم ویژه برای تهیه مخلوط سوخت و هوا و تزریق آن به موتور احتراق داخلی.
واحد کنترل الکترونیکی(ECU) تشکیل و تزریق مخلوط - در موتورهای تزریقی این دستگاه "مسئول" همزمان و کار موثردر مورد تشکیل و تامین یک مخلوط قابل احتراق به موتور.
پمپ سوخت - دستگاه الکتریکیبرای پمپاژ بنزین یا سوخت دیزل به خط سوخت.
فیلتر سوخت یک مورد مصرفی برای تصفیه سوخت اضافی در طول حمل و نقل از باک به موتور است.

نمودار سیستم سوخت ICE

- سیستم روغن کاری

هدف از سیستم روغن کاری موتور احتراق داخلی است کاهش نیروی اصطکاکو اثر مخرب آن بر قطعات; رهبریبخش های اضافی حرارت; حذفمحصولات دوده و سایش; حفاظتفلز از خوردگی. سیستم روغن کاری موتور احتراق داخلی شامل:

تابه روغن- مخزن ذخیره روغن موتور. سطح روغن در تابه نه تنها توسط یک میله مخصوص، بلکه توسط یک سنسور کنترل می شود.
پمپ روغن- روغن را از مخزن پمپ می کند و آن را از طریق کانال های حفاری ویژه - "شبکه" به قطعات لازم موتور می رساند. تحت تأثیر گرانش، روغن از قسمت‌های روغن‌کاری شده به پایین سرازیر می‌شود، به داخل ظرف روغن برمی‌گردد، در آنجا جمع می‌شود و چرخه روغن‌کاری دوباره تکرار می‌شود.
فیلتر روغنذرات جامد روغن موتور ناشی از رسوبات کربن و فرآورده های سایش قطعات را به دام می اندازد و حذف می کند. با هر تعویض روغن موتور، عنصر فیلتر همیشه با فیلتر جدید تعویض می شود.
رادیاتور روغنطراحی شده برای خنک کردن روغن موتور با استفاده از مایع از سیستم خنک کننده موتور.

- سیستم اگزوز

اگزوز سیستم موتور احتراق داخلیخدمت برای حذفصرف کرد گازهاو کاهش سر و صداعملکرد موتور در فناوری مدرن، سیستم اگزوز از قسمت های زیر (به ترتیب خروج گازهای خروجی از موتور) تشکیل شده است:

منیفولد اگزوزاین یک سیستم لوله ساخته شده از چدن مقاوم در برابر حرارت است که گازهای داغ خروجی را دریافت می کند، فرآیند نوسانی اولیه آنها را مرطوب می کند و آن را بیشتر به داخل لوله اگزوز می فرستد.
داون پیپ- یک خروجی گاز منحنی ساخته شده از فلز مقاوم در برابر آتش، که معمولا "شلوار" نامیده می شود.
طنین اندازیا در اصطلاح عامیانه صدا خفه کن به ظرفی گفته می شود که گازهای خروجی در آن جدا شده و از سرعت آنها کاسته می شود.
کاتالیزور- دستگاهی که برای تصفیه گازهای خروجی و خنثی کردن آنها طراحی شده است.
صدا خفه کن- یک ظرف با مجموعه ای از پارتیشن های ویژه که برای تغییر مکرر جهت جریان گاز و بر این اساس، سطح نویز آنها طراحی شده است.

سیستم اگزوز موتور

- سیستم خنک کننده

اگر روی موتور سیکلت، اسکوتر و موتور سیکلت های ارزان قیمتهنوز در حال استفاده سیستم هواخنک کننده موتور - ضد جریان هوا، سپس برای بیشتر تکنولوژی قدرتمندالبته کافی نیست اینجا کار می کند سیستم سیالخنک کننده مورد نظر برای از بین بردن گرمای اضافیدر موتور و کاهش بارهای حرارتیدر مورد جزئیات آن

رادیاتورسیستم خنک کننده برای انتشار گرمای اضافی به محیط کار می کند. این شامل تعداد زیادی لوله آلومینیومی منحنی است که دارای پره هایی برای انتقال حرارت اضافی است.
پنکهطراحی شده برای افزایش اثر خنک کننده رادیاتور از جریان هوای ورودی.
پمپ آب(پمپ) - مایع خنک کننده را از طریق دایره های "کوچک" و "بزرگ" هدایت می کند و از گردش آن در موتور و رادیاتور اطمینان حاصل می کند.
ترموستات- یک سوپاپ مخصوص که دمای مطلوب مایع خنک کننده را با اجرای آن در یک "دایره کوچک"، دور زدن رادیاتور (با موتور سرد) و در یک "دایره بزرگ" از طریق رادیاتور - زمانی که موتور گرم است، تضمین می کند.

عملکرد هماهنگ این سیستم های کمکی حداکثر بازده موتور احتراق داخلی و قابلیت اطمینان آن را تضمین می کند.

در خاتمه لازم به ذکر است که در آینده قابل پیش بینی ظهور رقبای شایسته برای موتور احتراق داخلی انتظار نمی رود. هر دلیلی وجود دارد که ادعا کنیم در شکل مدرن و بهبود یافته خود، برای چندین دهه نوع غالب موتور در تمام بخش های اقتصاد جهانی باقی خواهد ماند.

اصل عملکرد یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه
این اصل و چرخه، «چرخه OTTO» نامیده می شود.

نگاه کن...
موتور درون خطی احتراق داخلی

موتور احتراق داخلی V شکل

موتور احتراق داخلی باکسر

موتور احتراق داخلی پیستونی دوار

نمودار سیستم جرقه زنی یک موتور احتراق داخلی

الف. سیم به شمع
ب. پوشش توزیع کننده
ج. دونده
D. سیم ولتاژ بالاکویل های احتراق
E. بدنه توزیع کننده
F. بادامک توزیع کننده
ز. سنسور پالس احتراق
H. واحد کنترل جرقه
I. کویل احتراق
جی شمع

موتور پیستونی چرخشی WANKEL

مزایا و معایب RPD مدرن در مقایسه با موتورهای احتراق داخلی سنتی

مزایای:
30 تا 40 درصد قطعات کمتر
وزن مخصوص به طور قابل توجهی کمتر. طراحی فشرده. پر شده
تعادل جرم عدم توزیع گاز
سازوکار. موتور قدرتمند و بسیار منعطف است که امکان کمتری را فراهم می کند
دنده عوض کن امکان نوسازی آسان برای
کار روی هیدروژن

ایرادات:
در یک محفظه احتراق کشیده RPD ایجاد آشفتگی دشوار است
حرکت با شدت بالا برای احتراق سریع و کامل
مخلوط قابل احتراق، که کارایی موتور را بدتر می کند و
مبارزه با انتشارات مضر را پیچیده می کند. نمی توان ایجاد کرد
دیزل RPD مصرف روغن بیشتر (برای روانکاری محفظه احتراق)

1. روتور روی یک شفت طولی می چرخد، شفت دارای یک خارج از مرکز است،
در واقع روتور روی آن می چرخد و دنده برای آن وجود دارد
نقل و انتقالات فاز مورد نیازروتور هنگام چرخش بر روی یک غیر عادی.
2. چرخش روتور روی شفت روغن کاری شده است؛ یک پمپ روغن در RPD وجود دارد.
و تابه روغن. سطح زاویه ای روتور در محفظه احتراق
روغن کاری نمی کند؛ مواد واشر ساخته شده از
تفلون که عملکرد آب بندی و لغزشی را دارد اما روی
سطوح جانبی روتور با روغن تامین می شود که اجتناب ناپذیر است
وارد محفظه احتراق می شود، بنابراین RPD نمی تواند در مورد سازگاری با محیط زیست صحبت کند
صحبت...

یخ با پیستون "Swing"

پیستون موتور جدید که از وسط بریده شده است به وضوح نشان می دهد
یکی از مزیت های اصلی آن درج های آبی نشان می دهد
مایع خنک کننده ای که از طریق آن به پیستون می رسد
محور مرجع

اصطلاحات فنی

DOHC - دو میل بادامک بالای سر
SOHC - تک میل بادامک بالای سر
OHC - میل بادامک بالای سر
بادامک دوقلو - دو بادامک - نه دو میل بادامک!
(اگر موتور از دو سوپاپ با یک و
عملکرد همزمان، در ورودی یا خروجی مخلوط قابل احتراق
گازهای خروجی، در حالی که هر دو سوپاپ تک کاره،
به طور همزمان توسط دوربین خود رانده می شود
میل بادامک دو شیر "دوقلو" به علاوه دو تک فاز
درایوهای بادامک میل بادامک و یک سیستم "TWIN CAM" هستند.
این سیستم فقط در موتورهایی با سیستم "DOHC" استفاده می شود)

HETC - بادامک دوقلو با راندمان بالا - (بادامک دوگانه با راندمان بالا،
سیستم Twin Cam با زمان بندی متغیر سوپاپ)
سوپرشارژر - سوپرشارژر (کمپرسور روتز، سوپرشارژر مکانیکی، که
توسط میل لنگ از طریق یک تسمه محرک هدایت می شود.
سیستم افزایش قدرت، بدون افزایش دور موتور)
EFI - تزریق سوخت الکترونیکی - ( تزریق الکترونیکیسوخت)
GDI - تزریق مستقیم بنزین - (تزریق مستقیم بنزین)
MPI - تزریق چند نقطه - ( تزریق توزیع شدهسوخت)
اینترکولر - خنک کننده هوای متوسط.
4WD - 4 چرخ محرک - (4 چرخ محرک)
4WS - 4 چرخ چرخان - (4 چرخ چرخان) هر 4 چرخ هدایت می شوند
هنگام چرخش، و چرخهای عقببا سرعت 35 کیلومتر در ساعت. بچرخ
در جهت مخالف جلو و در سرعت های بالاتر در همان جهت.
AWD- تمام چرخدرایو - (همه چرخ ها رانده هستند)
FWD - چهار چرخ محرک - (چهار چرخ محرک)

GT (گرن توریسمو)
ترجمه تحت اللفظی "سفر بزرگ"
کلاس خودروهای GT مانند خودروهای پرسرعت هستند
معمولا با بدنه کوپه 2 یا 4 نفره طراحی شده برای
جاده ها استفاده مشترک. مخفف GT نیز هست
تعیین یک کلاس مسابقه در مسابقات اتومبیلرانی.
همچنین یک تفسیر گسترده نادرست از این اصطلاح وجود دارد،
که بر اساس آن تمامی خودروهای اسپرت در رده GT قرار می گیرند
ظاهر

GTi - Gran Turismo Iniezione (خودرو مجهز به تزریق)
GTR - مسابقه گرن توریسمو
GTO - Gran Turismo Omologato (این خودرو برای شرکت در مسابقات GT تایید شده است)
GTS - Gran Turismo Spider
GTB - Gran Turismo Berlinetta (کوپه با کاپوت بلند و سقف با شیب ملایم)
GTV - Gran Turismo Veloce (تعریف خودروهای GT سوپ‌آپ)
GTT - Gran Turismo Turbo
GTE - Einspritzung آلمانی برای تزریق سوخت (این معادل آلمانی شاخص GTi است)
GTA - Gran Turismo Alleggerita (ماشین سبک وزن GT)
ماشین سبک شده اصلاح شده GTAm (این مخفف یک ماشین سبک وزن اصلاح شده GT است)
GTC - کمپرسور Gran Turismo/Compact/Cabriolet/Coupe
GTD - گرن توریسمو دیزل
HGT - High Gran Turismo

BEAMS (موتور موفقیت آمیز با سیستم مکانیزم پیشرفته)
جدیدترین موتور با سیستم مکانیزم بهبود یافته
BEAMS یک خانواده (یا نسل) کامل از موتورها است
(کاملا همه نوع) با مکانیک نصب شده
مکانیسم های توزیع گاز با امکان تغییر
مراحل هر طراحی: VVT، VTEC، MIVEC، Vanos یا هر طرح دیگری
دیگران. BEAMS یک اصطلاح عمومی خودرویی است که به آن اشاره نمی کند
فقط به تویوتا، بلکه به سوبارو، بی ام و، مرسدس بنز، آئودی، هوندا و دیگران.
نسل بعدی موتورها Dual BEAMS و
برای موتورهای احتراق داخلی با توزیع گاز نصب شده اعمال می شود
مکانیسم های VVT-i، iVTEC، Double Vanos، Bi-Vanos و دیگران با
کنترل الکترونیکی اضافی، علاوه بر مکانیکی
راندن.

CVVT (تایمینگ متغیر مداوم سوپاپ)
سیستم زمان بندی متغیر سوپاپ
آلفارومئو - زمانبندی سوپاپ متغیر پیوسته دوگانه. CVVT در ورودی و اگزوز استفاده می شود
BMW - VANOS/ VANOS دوبل. اولین بار در سال 1993 برای بی ام و سری 3 و 5 استفاده شد
PSA Peugeot Citro?n - زمانبندی متغیر سوپاپ (CVVT)
کرایسلر - زمانبندی سوپاپ متغیر دوگانه (دو VVT)
دایهاتسو - زمانبندی متغیر دینامیک سوپاپ (DVVT)
جنرال موتورز - زمانبندی متغیر پیوسته سوپاپ (CVVT)
هوندا - i-VTEC = VTEC. اولین بار در سال 1990 استفاده شد ماشین های مدنیو CRX
هیوندای - زمانبندی متغیر سوپاپ (CVVT) - در موتور 2.0 لیتری بتا I4 معرفی شد.
در سال 2005 در النترا و کیا اسپکترا نیز استفاده شد
در موتور جدید (Alpha II DOHC) در سال 2006 برای خودروهای Accent\Verna، Tiburon و Kia cee'd
MG Rover - Variable Valve Control (VVC)
میتسوبیشی - کنترل الکترونیکی زمان بندی سوپاپ نوآورانه میتسوبیشی (MIVEC). اولین بار در سال 1992 در موتور 4G92 استفاده شد
نیسان - سیستم کنترل زمانبندی متغیر پیوسته سوپاپ (CVTCS)
تویوتا - زمانبندی متغیر سوپاپ با هوشمندی (VVT-i)، زمانبندی متغیر سوپاپ با بالابر و هوشمند (VVTL-i)
Volvo - زمانبندی متغیر پیوسته سوپاپ (CVVT)

ICE با سیلندر چرخشی که کار می کند
عملکرد شیر ورودی و خروجی

موتور چهار زمانه که سوپاپ های معمولی و
کل سیستم درایو آنها انگلیسی ها آنها را مجبور به کار کردند
توزیع کننده گاز سیلندر کار خود موتور است که در
موتورهای RCV حول محور آن می چرخند. پیستون
دقیقاً همان حرکات قبلی را انجام می دهد. اما دیوارها
سیلندر به دور یک پیستون می چرخد (سیلندر در داخل ثابت است
موتور روی دو بلبرینگ). یک لوله در لبه سیلندر وجود دارد،
که به طور متناوب به ورودی یا خروجی باز می شود
پنجره همچنین یک مهر و موم کشویی وجود دارد که کار می کند
شبیه به حلقه های پیستون - به سیلندر اجازه می دهد
هنگام گرم شدن بدون از دست دادن سفتی خود منبسط می شود. رهبری
سیلندر فقط سه دنده می چرخد: یکی روی سیلندر، یکی
روی میل لنگ و یک - متوسط. طبیعتا سرعت
چرخش سیلندر نیمی از چرخش میل لنگ است.

بخش کلیدی درایو چرخش سیلندر میانی است
دنده ترکیبی

موتور دو زمانه یک موتور احتراق داخلی پیستونی است که در آن فرآیند کار در هر یک از سیلندرها در یک دور میل لنگ یعنی در دو حرکت پیستون کامل می شود. ضربات تراکم و قدرت در موتورهای دو زمانه مانند موتورهای چهار زمانه اتفاق می‌افتد، اما فرآیندهای تمیز کردن و پر کردن سیلندر با هم ترکیب می‌شوند و نه در یک حرکت جداگانه، بلکه در مدت زمان کوتاهی انجام می‌شوند. پیستون در نزدیکی نقطه مرده پایین قرار دارد، با استفاده از واحد کمکی- پمپ تصفیه
با توجه به این واقعیت که در یک موتور دو زمانه، با تعداد سیلندر و سرعت میل لنگ یکسان، ضربات قدرت دو برابر بیشتر اتفاق می افتد، قدرت لیتری موتورهای دو زمانه بیشتر از موتورهای چهار زمانه است - از نظر تئوری دو برابر، در عمل 1.5-1.7 بار، زیرا بخشی از حرکت مفید پیستون توسط فرآیندهای تبادل گاز اشغال می شود و خود تبادل گاز نسبت به موتورهای چهار زمانه کمتر کامل است.
برخلاف موتورهای چهار زمانه که جابجایی گازهای خروجی و جذب مخلوط تازه توسط خود پیستون انجام می شود، در موتورهای دو زمانه تبادل گاز با رساندن آن به سیلندر انجام می شود. مخلوط کارییا هوا (در موتورهای دیزلی) تحت فشاری که توسط پمپ تصفیه ایجاد می شود و خود فرآیند تبادل گاز را پاکسازی می نامند. در طی فرآیند پاکسازی، هوای تازه (مخلوط) محصولات احتراق را از سیلندر به اندام های اگزوز منتقل می کند و جای آنها را می گیرد.
با توجه به روش سازماندهی حرکت جریانهای هوای پاکسازی (مخلوط)، موتورهای دو زمانه با کانتور و تصفیه جریان مستقیم متمایز می شوند.

با این حال، گاز روشن نه تنها برای روشنایی مناسب بود.

افتخار ایجاد یک موتور احتراق داخلی موفق تجاری متعلق به مکانیک بلژیکی Jean Etienne Lenoir است. لنوار در حین کار در یک کارخانه گالوانیزه به این ایده رسید که مخلوط هوا و سوخت در موتور گازی را می توان با استفاده از جرقه الکتریکی مشتعل کرد و تصمیم گرفت بر اساس این ایده موتوری بسازد. لنوار با حل مشکلاتی که در طول مسیر به وجود آمد (سخت کار کردن و گرم شدن بیش از حد پیستون، منجر به گیر کردن) و فکر کردن از طریق سیستم خنک کننده و روغن کاری موتور، یک موتور احتراق داخلی کاربردی ایجاد کرد. در سال 1864، بیش از سیصد دستگاه از این موتورها با قدرت متفاوت تولید شد. لنوآر پس از ثروتمند شدن، کار بر روی بهبود بیشتر ماشین خود را متوقف کرد و این سرنوشت آن را از پیش تعیین کرد - با موتور پیشرفته تری که توسط مخترع آلمانی آگوست اتو ایجاد شد، از بازار خارج شد و حق اختراع مدل خود را دریافت کرد. موتور گازی در سال 1864.

در سال 1864، مخترع آلمانی آگوستو اتو با مهندس ثروتمند لانگن برای اجرای اختراع خود قراردادی امضا کرد - شرکت Otto and Company ایجاد شد. نه اتو و نه لانگن دانش کافی در زمینه مهندسی برق نداشتند و نپذیرفتند احتراق الکتریکی. آنها احتراق را با شعله باز از طریق یک لوله انجام دادند. سیلندر موتور اتو بر خلاف موتور لنوار عمودی بود. شفت چرخان بالای سیلندر در طرف قرار داده شد. اصل عملکرد: شفت چرخان پیستون را تا 1/10 ارتفاع سیلندر بالا می برد که در نتیجه فضای کمیاب زیر پیستون ایجاد شد و مخلوطی از هوا و گاز به داخل آن مکیده شد. سپس مخلوط مشتعل شد. در حین انفجار، فشار زیر پیستون تقریباً به 4 اتمسفر افزایش یافت. تحت تأثیر این فشار، پیستون بالا رفت، حجم گاز افزایش یافت و فشار کاهش یافت. پیستون ابتدا تحت فشار گاز و سپس با اینرسی بالا رفت تا جایی که خلاء در زیر آن ایجاد شد. بنابراین انرژی سوخت سوخته تا حد ممکن در موتور استفاده شد. این کشف اصلی اتو بود. حرکت رو به پایین پیستون تحت تأثیر فشار اتمسفر آغاز شد و پس از رسیدن فشار در سیلندر به فشار اتمسفر، دریچه اگزوز باز شد و پیستون با جرم خود گازهای خروجی را جابجا کرد. با توجه به گسترش کامل تر محصولات احتراق، راندمان این موتور به طور قابل توجهی بالاتر از راندمان موتور Lenoir و به 15٪ رسید، یعنی از راندمان بهترین ها فراتر رفت موتور بخارآن زمان. علاوه بر این، موتورهای اتو تقریباً پنج برابر بودند اقتصادی تر از موتورها Lenoir، آنها بلافاصله شروع به تقاضای زیادی کردند. در سال های بعد حدود پنج هزار دستگاه از آنها تولید شد. با وجود این، اتو سخت تلاش کرد تا طراحی آنها را بهبود بخشد. به زودی یک گیربکس میلنگ استفاده شد. با این حال، مهم ترین اختراع او در سال 1877 رخ داد، زمانی که اتو حق ثبت اختراع دریافت کرد موتور جدیدبا سیکل چهار زمانه این چرخه هنوز هم زیربنای کار اکثر موتورهای گازسوز و بنزینی امروزی است.

انواع موتورهای احتراق داخلی

موتور احتراق داخلی پیستونی

موتور احتراق داخلی دوار

موتور احتراق داخلی توربین گاز

موتورهای پیستونی - محفظه احتراق در یک سیلندر قرار دارد که در آن انرژی حرارتی سوخت به انرژی مکانیکی تبدیل می شود که با استفاده از مکانیزم میل لنگ از حرکت انتقالی پیستون به حرکت چرخشی تبدیل می شود.

ICE ها طبقه بندی می شوند:

الف) با هدف - آنها به حمل و نقل، ثابت و ویژه تقسیم می شوند.

ب) با توجه به نوع سوخت مصرفی - مایع سبک (بنزین، گاز)، مایع سنگین (سوخت گازوئیل، نفت کوره دریایی).

ج) با توجه به روش تشکیل مخلوط قابل احتراق - خارجی (کاربراتور، انژکتور) و داخلی (در سیلندر موتور احتراق داخلی).

د) با روش اشتعال (اشتعال اجباری، اشتعال تراکمی، حرارتی).

ه) با توجه به چینش سیلندرها به خطی، عمودی، مخالف با یک و دو میل لنگ، V شکل با میل لنگ بالا و پایین، VR شکل و W شکل، تک ردیف و دوتایی تقسیم می شوند. - ردیف ستاره ای، H شکل، دو ردیفه با میل لنگ موازی، "دبل فن"، الماس شکل، سه پرتو و برخی دیگر.

گازوئیل

کاربراتور بنزینی

چرخه کار موتورهای چهار زمانهاحتراق داخلی دو دور کامل میل لنگ را انجام می دهد که شامل چهار حرکت جداگانه است:

مصرف،
فشرده سازی شارژ،
سکته مغزی کار و
رها کردن (اگزوز).

تغییر در ضربات کار با یک مکانیسم توزیع گاز خاص تضمین می شود، اغلب با یک یا دو نشان داده می شود میل بادامک، سیستمی از فشار دهنده ها و شیرهایی که مستقیماً تغییر فاز را ارائه می دهند. برخی از موتورهای احتراق داخلی برای این منظور از آستین های قرقره (Ricardo) استفاده می کردند که دارای پورت های ورودی و/یا اگزوز بودند. ارتباط حفره سیلندر با کلکتورها در این مورد با حرکات شعاعی و چرخشی آستین قرقره تضمین می شد که کانال مورد نظر را با پنجره ها باز می کرد. با توجه به ویژگی های دینامیک گاز - اینرسی گازها، زمان وقوع باد گاز، ورودی، کورس قدرت و اگزوز در یک همپوشانی چرخه چهار زمانه واقعی، به این می گویند. زمان بندی سوپاپ های همپوشانی. هرچه سرعت کار موتور بیشتر باشد، همپوشانی فاز بیشتر و هر چه بیشتر باشد، گشتاور موتور احتراق داخلی کمتر می شود. دور پایین. بنابراین در موتورهای مدرندستگاه های احتراق داخلی به طور فزاینده ای برای تغییر زمان بندی سوپاپ در حین کار استفاده می شوند. موتورها با کنترل الکترومغناطیسیسوپاپ (BMW، مزدا). موتورها با درجه متغیرفشرده سازی (SAAB)، با ویژگی های انعطاف پذیری بیشتر.

موتورهای دو زمانهگزینه های طرح بندی زیادی و تنوع گسترده ای دارند سیستم های سازه ای. اصل اساسی هر موتور دو زمانه این است که پیستون وظایف یک عنصر توزیع گاز را انجام می دهد. چرخه کار، به طور دقیق، از سه ضربه تشکیل شده است: ضربه قدرت، که از نقطه مرگ بالا به طول می انجامد. TDC) تا 20-30 درجه تا نقطه مرگ پایین ( BDC) پاکسازی که در واقع ورودی و اگزوز و فشرده سازی را با هم ترکیب می کند که از 20-30 درجه بعد از BDC تا TDC طول می کشد. پاکسازی، از نقطه نظر دینامیک گاز، حلقه ضعیف چرخه دو زمانه است. از یک طرف، اطمینان از جدایی کامل غیرممکن است شارژ تازهو گازهای خروجی، بنابراین از دست دادن مخلوط تازه اجتناب ناپذیر است، به معنای واقعی کلمه به داخل پرواز می کند لوله اگزوز(اگر موتور احتراق داخلی دیزلی باشد، در مورد از دست دادن هوا صحبت می کنیم)، از طرف دیگر، ضربات قدرتی نه نیم دور، بلکه کمتر طول می کشد که این خود باعث کاهش راندمان می شود. در عین حال، مدت زمان فرآیند بسیار مهم تبادل گاز، که نیمی از چرخه عملیاتی یک موتور چهار زمانه را اشغال می کند، قابل افزایش نیست. موتورهای دو زمانه ممکن است اصلاً سیستم زمان بندی سوپاپ نداشته باشند. با این حال، اگر ما در مورد موتورهای ارزان قیمت ساده صحبت نمی کنیم، یک موتور دو زمانه به دلیل استفاده اجباری از یک دمنده یا یک سیستم سوپرشارژ پیچیده تر و گران تر است؛ افزایش تنش حرارتی موتور سیلندر-پیستون به مواد گران تری نیاز دارد. پیستون ها، رینگ ها و آسترهای سیلندر. عملکرد پیستون از عملکردهای یک عنصر توزیع گاز مستلزم آن است که ارتفاع آن کمتر از ضربان پیستون + ارتفاع پنجره های پاکسازی نباشد، که در یک موتور سیکلت بسیار مهم نیست، اما به طور قابل توجهی پیستون را حتی در قدرت نسبتا کم سنگین تر می کند. هنگامی که قدرت در صدها اسب بخار اندازه گیری می شود، افزایش جرم پیستون به یک عامل بسیار جدی تبدیل می شود. معرفی آستین های توزیع کننده عمودی در موتورهای ریکاردو تلاشی برای کاهش اندازه و وزن پیستون بود. این سیستم پیچیده و پرهزینه برای پیاده سازی بود؛ به جز هوانوردی، چنین موتورهایی در هیچ جای دیگری مورد استفاده قرار نگرفتند. سوپاپ های اگزوز (با تخلیه مستقیم سوپاپ) در مقایسه با سوپاپ های خروجی موتورهای چهار زمانه دو برابر شدت گرما دارند و شرایط بدتری برای حذف گرما دارند و صندلی های آنها تماس مستقیم طولانی تری با گازهای خروجی دارند.

ساده ترین از نظر روش عملیاتی و پیچیده ترین از نظر طراحی، سیستم Fairbanks-Morse است که در اتحاد جماهیر شوروی و روسیه، عمدتاً توسط موتورهای دیزل لوکوموتیو دیزل سری D100 ارائه شده است. چنین موتوری یک سیستم دو شفت متقارن با پیستون های واگرا است که هر کدام به میل لنگ خود متصل هستند. بنابراین، این موتور دارای دو میل لنگ است که به صورت مکانیکی هماهنگ شده اند. موردی که به پیستون های اگزوز متصل است 20-30 درجه جلوتر از پیستون های ورودی است. با توجه به این پیشرفت، کیفیت تخلیه بهبود می یابد، که در این حالت جریان مستقیم است، و پر شدن سیلندر بهبود می یابد، زیرا در پایان تخلیه، درگاه های اگزوز از قبل بسته شده اند. در دهه 30 - 40 قرن بیستم، طرح هایی با جفت پیستون های واگرا ارائه شد - الماس شکل، مثلثی. موتورهای دیزلی هوانوردی با سه پیستون متمایز ستاره شکل وجود داشت که دو عدد از آنها ورودی و یکی اگزوز بود. در دهه 20، یونکرز یک سیستم تک شفت با میله های اتصال بلند را پیشنهاد کرد که توسط بازوهای راکر مخصوص به پین های پیستون های بالایی متصل می شدند. پیستون بالایی نیروها را از طریق یک جفت میله اتصال بلند به میل لنگ منتقل می کرد و در هر سیلندر سه زانو شفت وجود داشت. همچنین پیستون های مربعی برای حفره های پاکسازی روی بازوهای راکر وجود داشت. موتورهای دو زمانه با پیستون های واگرا از هر سیستمی عمدتاً دو عیب دارند: اول اینکه بسیار پیچیده و بزرگ هستند و دوم اینکه پیستون ها و آسترهای اگزوز در ناحیه درگاه های اگزوز دارای تنش دمایی قابل توجهی هستند و تمایل به گرم شدن بیش از حد دارند. . رینگ های پیستون اگزوز نیز از نظر حرارتی تحت فشار هستند و مستعد کک شدن و از دست دادن خاصیت ارتجاعی هستند. این ویژگی ها طراحی چنین موتورهایی را به یک کار غیر پیش پا افتاده تبدیل می کند.

موتورهای CV مجهز به میل بادامک و سوپاپ اگزوز هستند. این امر الزامات مواد و طراحی CPG را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. ورودی از طریق پنجره هایی در آستر سیلندر است که توسط پیستون باز می شود. این دقیقاً نحوه پیکربندی بیشتر موتورهای دیزلی دو زمانه مدرن است. قسمت پنجره و آستر در قسمت پایین در بسیاری از موارد توسط هوای شارژ خنک می شود.

در مواردی که یکی از الزامات اصلی موتور کاهش هزینه آن است، از انواع مختلف دمیدن پنجره-پنجره کانتور محفظه لنگ استفاده می شود - حلقه، حلقه برگشتی (دفلکتور) در اصلاحات مختلف. برای بهبود پارامترهای موتور، از تکنیک‌های طراحی مختلفی استفاده می‌شود - طول متغیر کانال‌های ورودی و خروجی، تعداد و مکان کانال‌های بای‌پس می‌تواند متغیر باشد، سوپاپ‌های قرقره، دریچه‌های قطع کننده گاز دوار، آسترها و پرده‌هایی که ارتفاع را تغییر می‌دهند استفاده می‌شود. از پنجره ها (و بر این اساس، شروع ورودی و اگزوز). اکثر این موتورها به صورت هوا منفعل خنک می شوند. معایب آنها کیفیت نسبتا پایین تبادل گاز و از دست دادن مخلوط قابل احتراق در حین تصفیه است؛ در حضور چندین سیلندر، بخش هایی از محفظه های میل لنگ باید جدا و مهر و موم شوند، طراحی میل لنگ پیچیده تر و گران تر می شود.

واحدهای اضافی مورد نیاز برای موتورهای احتراق داخلی

نقطه ضعف موتور احتراق داخلی این است که بالاترین قدرت خود را فقط در یک محدوده دور در دقیقه باریک تولید می کند. بنابراین، یک ویژگی جدایی ناپذیر یک موتور احتراق داخلی انتقال است. فقط در موارد خاص (به عنوان مثال، در هواپیما) می توان بدون انتقال پیچیده انجام داد. ایده یک خودروی هیبریدی که در آن موتور همیشه در حالت بهینه کار می کند، به تدریج جهان را تسخیر می کند.

علاوه بر این، یک موتور احتراق داخلی به یک سیستم منبع تغذیه (برای تامین سوخت و هوا - پخت و پز نیاز دارد مخلوط سوخت و هوا)، سیستم اگزوز (برای حذف گازهای خروجی)، همچنین شما نمی توانید بدون سیستم روانکاری (طراحی شده برای کاهش نیروهای اصطکاک در مکانیزم موتور، محافظت از قطعات موتور در برابر خوردگی و همچنین همراه با سیستم خنک کننده برای حفظ شرایط حرارتی بهینه) کار کنید. ، سیستم های خنک کننده (برای حفظ شرایط حرارتی بهینه موتور)، سیستم راه اندازی (روش های راه اندازی استفاده می شود: استارت برقی، استفاده از یک کمکی موتور راه اندازی، پنوماتیک، با استفاده از نیروی عضلانی انسان)، سیستم جرقه زنی (برای احتراق مخلوط سوخت و هوا، مورد استفاده در موتورهای با احتراق اجباری).

همچنین ببینید

فیلیپ لو بون یک مهندس فرانسوی است که در سال 1801 اختراع یک موتور احتراق داخلی با فشرده سازی مخلوط گاز و هوا را دریافت کرد.
موتور دوار: طرح ها و طبقه بندی
موتور پیستونی دوار (موتور وانکل)

یادداشت

پیوندها

بن نایت "افزایش مسافت پیموده شده" // مقاله در مورد فناوری هایی که مصرف سوخت موتورهای احتراق داخلی خودرو را کاهش می دهد

در جاده های ما اغلب می توانید خودروهایی را پیدا کنید که بنزین و گازوئیل مصرف می کنند. زمان خودروهای برقی هنوز نرسیده است. بنابراین، اجازه دهید اصل عملکرد یک موتور احتراق داخلی (ICE) را در نظر بگیریم. ویژگی بارز آن تبدیل انرژی انفجار به انرژی مکانیکی است.

هنگام کار با نیروگاه های بنزینی، راه های مختلفی برای تشکیل مخلوط سوخت وجود دارد. در یک مورد، این اتفاق در کاربراتور می افتد و سپس همه آن به سیلندرهای موتور عرضه می شود. در حالتی دیگر، بنزین مستقیماً از طریق نازل های مخصوص (انژکتور) به داخل منیفولد یا محفظه احتراق تزریق می شود.

برای درک کامل عملکرد موتورهای احتراق داخلی، باید بدانید که انواع مختلفی وجود دارد موتورهای مدرن، که کارایی خود را در کار ثابت کرده اند:

موتورهای بنزینی؛
موتورهای مصرف کننده سوخت دیزل؛
تاسیسات گازی؛
دستگاه های گازوئیلی؛
گزینه های چرخشی

اصل کار این نوع موتورهای احتراق داخلی تقریباً یکسان است.

چرخه های یخ

هر کدام حاوی سوختی است که با انفجار در محفظه احتراق، منبسط شده و پیستونی که روی میل لنگ نصب شده را فشار می دهد. علاوه بر این، این چرخش از طریق مکانیسم ها و اجزای اضافی به چرخ های خودرو منتقل می شود.

به عنوان مثال، بنزین را در نظر خواهیم گرفت موتور چهار زمانه، زیرا رایج ترین گزینه است نیروگاهدر اتومبیل های موجود در جاده های ما

پس تو:

دهانه ورودی باز می شود و محفظه احتراق با مخلوط سوخت آماده شده پر می شود
محفظه مهر و موم شده و حجم آن در طول ضربه فشرده سازی کاهش می یابد
مخلوط منفجر می شود و پیستون را بیرون می راند که یک تکانه انرژی مکانیکی دریافت می کند
محفظه احتراق از محصولات احتراق پاک می شود

هر یک از این مراحل عملکرد موتور احتراق داخلی شامل چندین فرآیند همزمان است. در حالت اول، پیستون در پایین ترین موقعیت خود قرار دارد، در حالی که تمام شیرهای ورودی سوخت باز هستند. مرحله بعدی با بستن کامل تمام سوراخ ها و حرکت پیستون به حداکثر موقعیت بالایی شروع می شود. در عین حال همه چیز فشرده می شود.

پس از رسیدن دوباره به بالاترین موقعیت پیستون، ولتاژ به شمع اعمال می شود و جرقه ایجاد می کند و مخلوط را مشتعل می کند تا منفجر شود. نیروی این انفجار پیستون را به سمت پایین هل می دهد و در این زمان دریچه های اگزوز باز می شود و محفظه از گاز باقی مانده پاک می شود. سپس همه چیز تکرار می شود.

کارکرد کاربراتور

تشکیل مخلوط سوخت در خودروهای نیمه اول قرن گذشته با استفاده از کاربراتور انجام شد. برای درک نحوه عملکرد یک موتور احتراق داخلی، باید این را بدانید مهندسان خودروسیستم سوخت را طوری طراحی کرد که مخلوط آماده شده به محفظه احتراق عرضه شود.

طراحی کاربراتور

کاربراتور مسئول تشکیل آن بود. او بنزین و هوا را به نسبت مناسب مخلوط کرد و همه را به داخل سیلندرها فرستاد.این سادگی نسبی طراحی سیستم به او اجازه داد برای مدت طولانیبخشی ضروری از واحدهای بنزینی باقی می ماند. اما بعداً معایب آن بر مزایای آن غالب شد و به طور کلی نیازهای روزافزون خودروها را برآورده نکرد.

معایب سیستم کاربراتوری:

هیچ راهی برای ارائه حالت های اقتصادی در هنگام تغییرات ناگهانی در حالت های رانندگی وجود ندارد.
فراتر از حد مواد مضردر گازهای خروجی؛
قدرت کم خودروها به دلیل عدم تطابق بین مخلوط آماده شده و وضعیت خودرو.

آنها سعی کردند با عرضه مستقیم بنزین از طریق انژکتور، این کمبودها را جبران کنند.

کارکرد موتورهای انژکتوری

اصل کار یک موتور تزریقی است تزریق مستقیمبنزین وارد منیفولد ورودی یا محفظه احتراق شود. از نظر بصری همه چیز شبیه کار است نصب دیزل، زمانی که خوراک دوز شده و فقط به داخل سیلندر می رسد.تنها تفاوت این است که واحدهای تزریقشمع برای احتراق نصب شده است.

طراحی انژکتور

مراحل کار موتورهای بنزینیبا تزریق مستقیم با نسخه کاربراتوری تفاوتی ندارد. تنها تفاوت در محل تشکیل مخلوط است.

با توجه به این گزینه طراحی، مزایای چنین موتورهایی تضمین می شود:

افزایش قدرت تا 10٪ با مشخصات فنی مشابه کاربراتور.
صرفه جویی قابل توجه در بنزین؛
بهبود عملکرد زیست محیطی از نظر انتشار گازهای گلخانه ای

اما با چنین مزایایی معایبی نیز وجود دارد.موارد اصلی تعمیر و نگهداری، قابلیت نگهداری و راه اندازی است. برخلاف کاربراتورها که می‌توان آن‌ها را جدا کرد، مونتاژ و تنظیم کرد، انژکتورها به تجهیزات گران‌قیمت ویژه و تعداد زیادی سنسور مختلف نصب شده در خودرو نیاز دارند.

روش های تزریق سوخت

در طول تکامل سوخت رسانی به موتور، این فرآیند به طور مداوم به محفظه احتراق نزدیکتر شده است. در مدرن ترین موتورهای احتراق داخلی، نقطه عرضه بنزین و محل احتراق با هم ادغام شده اند. اکنون مخلوط دیگر در کاربراتور یا منیفولد ورودی تشکیل نمی شود، بلکه مستقیماً به داخل محفظه تزریق می شود.بیایید همه گزینه ها را برای دستگاه های تزریق در نظر بگیریم.

گزینه تزریق یک نقطه

ساده ترین گزینه طراحی شبیه تزریق سوخت از طریق یک انژکتور به منیفولد ورودی است. تفاوت با کاربراتور در این است که دومی مخلوط نهایی را تامین می کند. در نسخه انژکتوری، سوخت از طریق نازل تامین می شود.فایده آن صرفه جویی در مصرف است.

گزینه تامین سوخت تک نقطه ای

این روش همچنین مخلوط را در خارج از محفظه تشکیل می دهد، اما شامل حسگرهایی است که به طور مستقیم از طریق منیفولد ورودی به هر سیلندر تغذیه می کنند. این یک گزینه اقتصادی تر برای استفاده از سوخت است.

تزریق مستقیم به داخل محفظه

این گزینه تاکنون بیشترین استفاده را از قابلیت های طراحی تزریق می کند. سوخت مستقیماً به داخل محفظه پاشیده می شود. به همین دلیل میزان آلاینده های مضر کاهش می یابد و خودرو علاوه بر صرفه جویی بیشتر در گاز، قدرت بیشتری نیز دریافت می کند.

افزایش درجه قابلیت اطمینان سیستم عامل منفی در مورد تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد. اما چنین دستگاه هایی به سوخت باکیفیت نیاز دارند.

موتور احتراق داخلی یا ICE رایج ترین نوع موتوری است که در خودروها یافت می شود. با وجود اینکه موتور احتراق داخلی است ماشین های مدرناز بخش های زیادی تشکیل شده است، اصل عملکرد آن بسیار ساده است. بیایید نگاهی دقیق‌تر به چیستی موتور احتراق داخلی و نحوه عملکرد آن در خودرو بیندازیم.

ICE چیست؟

موتور احتراق داخلی نوعی موتور حرارتی است که در آن بخشی از انرژی شیمیایی حاصل از احتراق سوخت به انرژی مکانیکی تبدیل می شود که مکانیسم هایی را به حرکت در می آورد.

ICE ها بر اساس چرخه های عملیاتی به دسته هایی تقسیم می شوند: دو زمانه و چهار زمانه. آنها همچنین با روش تهیه مخلوط سوخت و هوا متمایز می شوند: با تشکیل مخلوط خارجی (انژکتورها و کاربراتورها) و داخلی (واحدهای دیزل). بسته به نحوه تبدیل انرژی در موتورها، آنها به پیستونی، جت، توربین و ترکیبی تقسیم می شوند.

مکانیسم های اساسی یک موتور احتراق داخلی

یک موتور احتراق داخلی از تعداد زیادی عنصر تشکیل شده است. اما موارد اساسی وجود دارد که عملکرد آن را مشخص می کند. بیایید ساختار موتور احتراق داخلی و مکانیسم های اصلی آن را بررسی کنیم.

1. سیلندر مهمترین قسمت است واحد قدرت. موتورهای خودروبه عنوان یک قاعده، دارای چهار یا بیشتر سیلندر، حداکثر تا شانزده در سوپراسپرت های تولیدی است. چیدمان سیلندرها در چنین موتورهایی می تواند به یکی از سه ترتیب خطی، V شکل و مخالف باشد.

2. شمع جرقه ای تولید می کند که مخلوط سوخت و هوا را مشتعل می کند. به لطف این، فرآیند احتراق رخ می دهد. برای اینکه موتور مانند یک ساعت کار کند، جرقه باید دقیقا در زمان مناسب تامین شود.

3. دریچه های ورودی و خروجی نیز فقط در زمان های خاصی کار می کنند. یکی زمانی باز می شود که بخواهید قسمت بعدی سوخت را وارد کنید و دیگری زمانی که گازهای خروجی اگزوز را آزاد کنید. هر دو سوپاپ در هنگام تراکم و سکته احتراق موتور محکم بسته می شوند. این سفتی کامل لازم را تضمین می کند.

4. پیستون قطعه ای فلزی است که به شکل استوانه است. پیستون در داخل سیلندر بالا و پایین می رود.

5. حلقه های پیستون به عنوان مهر و موم کشویی بین لبه بیرونی پیستون و سطح داخلی سیلندر عمل می کنند. استفاده از آنها به دو منظور است:

آنها از ورود مخلوط قابل احتراق به داخل میل لنگ موتور احتراق داخلی از محفظه احتراق در لحظه های تراکم و ضربه قدرت جلوگیری می کنند.

آنها از ورود روغن از میل لنگ به داخل محفظه احتراق جلوگیری می کنند، جایی که می تواند مشتعل شود. بسیاری از خودروهایی که روغن می سوزانند موتورهای قدیمی تری دارند و هستند رینگ های پیستوندیگر فشردگی مناسب را فراهم نمی کند.

6. شاتون خدمت می کند عنصر اتصالبین پیستون و میل لنگ

7. میل لنگ حرکات انتقالی پیستون ها را به حرکات چرخشی تبدیل می کند.

8. میل لنگ در اطراف میل لنگ قرار دارد. مقدار معینی روغن در قسمت پایینی آن (تابه) جمع می شود.

اصل کارکرد موتور احتراق داخلی

در قسمت های قبل به بررسی هدف و طراحی موتور احتراق داخلی پرداختیم. همانطور که قبلاً فهمیدید ، هر موتور چنین پیستون و سیلندرهایی دارد که در داخل آنها انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. این به نوبه خود باعث حرکت ماشین می شود. این فرآیندخود را با فرکانس شگفت انگیز تکرار می کند - چندین بار در ثانیه. به لطف این، میل لنگ که از موتور خارج می شود به طور مداوم می چرخد.

بیایید نگاهی دقیق تر به اصل عملکرد یک موتور احتراق داخلی بیندازیم. مخلوط سوخت و هوا از طریق دریچه ورودی وارد محفظه احتراق می شود. سپس با جرقه ای از شمع فشرده شده و مشتعل می شود. هنگامی که سوخت می سوزد، دمای بسیار بالایی در محفظه ایجاد می شود که منجر به فشار اضافی در سیلندر می شود. این باعث می شود که پیستون به سمت "نقطه مرده" حرکت کند. به این ترتیب او یک حرکت کاری انجام می دهد. هنگامی که پیستون به سمت پایین حرکت می کند، میل لنگ را از طریق شاتون می چرخاند. سپس با حرکت از نقطه مرده پایین به بالا، مواد زائد را به شکل گازها از طریق دریچه اگزوز بیشتر به سیستم اگزوز دستگاه فشار می دهد.

ضربه فرآیندی است که در یک سیلندر در طی یک ضربه پیستون رخ می دهد. مجموعه ای از این چرخه ها که به ترتیب دقیق و در یک دوره معین تکرار می شوند، چرخه کار موتور احتراق داخلی است.

ورودی

سکته مصرفی اولین مورد است.از نقطه مرگ بالای پیستون شروع می شود. به سمت پایین حرکت می کند و مخلوطی از سوخت و هوا را به داخل سیلندر می مکد. این ضربه زمانی اتفاق می افتد که دریچه ورودی باز است. به هر حال، موتورهایی وجود دارند که چندین دارند دریچه های ورودی. آنها مشخصات فنیبه طور قابل توجهی بر قدرت موتور احتراق داخلی تأثیر می گذارد. در برخی از موتورها، می توانید مدت زمان باز ماندن سوپاپ های ورودی را تنظیم کنید. این با فشار دادن پدال گاز تنظیم می شود. به لطف این سیستم، میزان سوخت ورودی افزایش می یابد و پس از احتراق آن، قدرت واحد قدرت به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. در این صورت خودرو می تواند شتاب قابل توجهی داشته باشد.

فشرده سازی

دومین کورس قدرت موتور احتراق داخلی تراکم است.هنگامی که پیستون به نقطه مرگ پایین می رسد، بالا می رود. به همین دلیل، مخلوط ورودی به سیلندر در اولین ضربه فشرده می شود. مخلوط سوخت و هوا به اندازه محفظه احتراق فشرده می شود. این هم همینطور مکان آزادبین بالای سیلندر و پیستون که در نقطه مرگ بالای آن قرار دارد. دریچه ها در لحظه این ضربه محکم بسته می شوند. هرچه فضای تشکیل شده هوا بیشتر باشد، فشرده سازی بهتری حاصل می شود. بسیار مهم است که پیستون، رینگ ها و سیلندر آن در چه وضعیتی باشد. اگر در جایی شکاف وجود داشته باشد، نمی توان از فشرده سازی خوب صحبت کرد، و در نتیجه، قدرت واحد قدرت به طور قابل توجهی کمتر خواهد شد. میزان فشردگی میزان فرسودگی واحد قدرت را تعیین می کند.

سکته مغزی کار

این ضرب سوم از نقطه مرگ بالا شروع می شود. و این نام را تصادفی به دست نیاورد. در طول این ضربه است که فرآیندهایی که ماشین را به حرکت در می آورد در موتور رخ می دهد.در این حرکت، سیستم جرقه زنی متصل می شود. مسئول مشتعل کردن مخلوط هوا و سوخت فشرده شده در محفظه احتراق است. اصل عملکرد موتور احتراق داخلی در این سکته بسیار ساده است - شمع سیستم جرقه تولید می کند. پس از مشتعل شدن سوخت، یک انفجار ریز رخ می دهد. پس از این، حجم آن به شدت افزایش می یابد و پیستون را مجبور می کند که به شدت به سمت پایین حرکت کند. دریچه ها در این سکته مانند حالت قبلی در حالت بسته هستند.

رهایی

آخرین حرکت موتور احتراق داخلی اگزوز است. پس از کورس برق، پیستون به نقطه مرگ پایین می رسد و سپس دریچه اگزوز باز می شود. پس از این، پیستون به سمت بالا حرکت می کند و از طریق این سوپاپ گازهای خروجی اگزوز را از سیلندر خارج می کند. این فرآیند تهویه است. درجه تراکم در محفظه احتراق، حذف کامل مواد زائد و مقدار مورد نیاز مخلوط هوا و سوخت به نحوه عملکرد سوپاپ ها بستگی دارد.

بعد از این ضربان همه چیز دوباره شروع می شود. چه چیزی باعث چرخش میل لنگ می شود؟ واقعیت این است که تمام انرژی صرف حرکت خودرو نمی شود. بخشی از انرژی چرخ فلایویل را می چرخاند که تحت تأثیر نیروهای اینرسی، میل لنگ موتور احتراق داخلی را می چرخاند و پیستون را در هنگام ضربات غیر کاری حرکت می دهد.

میدونی؟یک موتور دیزلی به دلیل استرس مکانیکی بالاتر از موتورهای بنزینی سنگین تر است. بنابراین، طراحان از عناصر حجیم تری استفاده می کنند. اما طول عمر چنین موتورهایی بیشتر است آنالوگ های بنزین. بعلاوه، ماشین های دیزلیخیلی کمتر از بنزینی ها مشتعل می شوند، زیرا گازوئیل غیر فرار است.