نحوه عملکرد موتور خودرو قلب خودرو شماست. مکانیسم های اصلی موتور احتراق داخلی

شگفت انگیز است که ما بیش از 100 سال است که از آتش، فلز، بنزین و نفت برای تامین انرژی خودروها استفاده می کنیم. و این در شرایطی است که امروزه هر کدام از ما تلفن های همراهی داریم که از نظر قدرت به هیچ وجه از کامپیوترها کم نیستند. گوشی‌های هوشمند ما می‌توانند چهره، اثر انگشت و حتی ضربان قلب را اندازه‌گیری کنند. ما فن‌آوری‌ها و امکانات پیشرفته‌ای داریم که می‌توانند پروتون‌ها را به یکدیگر بکوبند و به ما امکان می‌دهند قطعات آنها را مطالعه کنیم. این به ما اجازه می دهد تا اسرار جهان را باز کنیم. همچنین می‌توانیم یک کاوشگر را روی یک دنباله‌دار فرود بیاوریم و یک ماهواره را به خارج از منظومه شمسی بفرستیم. و بنابراین شما می توانید به طور نامحدود ادامه دهید ... پس چرا، در عصر انقلاب تکنولوژیک، جهان هنوز از موتورهای قدیمی استفاده می کند. احتراق داخلی?

با وجود تمام دستاوردهای ما، موتور احتراق داخلی در واقع منبع اصلی حرکت برای همه وسایل نقلیه در جهان باقی مانده است. و این با در نظر گرفتن این واقعیت است که این واحد نیرو بیش از صد سال پیش اختراع شده است.

قابل توجه است که در برابر پس زمینه سایر اختراعات مدرن تر، موتور احتراق داخلی (ICE) بسیار ابتدایی به نظر می رسد. مانند صد سال پیش، موتور احتراق داخلی با تزریق سوخت، تراکم، احتراق و موج ضربه ای که در اثر احتراق سوخت ایجاد می شود، کار می کند.

بیایید کمی تجزیه و تحلیل کنیم که چگونه همه چیز در یک ماشین با موتور معمولی کار می کند.

بنابراین. شما آن را داخل احتراق قرار داده و آن را بچرخانید تا استارت روشن شود. در نتیجه استارت شروع به حرکت پیستون های موتور به سمت بالا و پایین می کند. سپس شروع به کار می کند پمپ سوختسوخت رسانی به محفظه احتراق موتور

همراه با آن، پمپ آب شروع به کار می کند، پمپ روغن، سوپاپ های موتور که رقص هماهنگ خود را برای تامین سوخت محفظه احتراق موتور در هر ثانیه آغاز می کنند. در نتیجه موتور کار خود را آغاز می کند، جایی که تمام اجزای آن شروع به چرخش می کنند و با مقدار زیادی روغن روغن کاری می شوند.

موافق باشید که این فرآیند یک عملیات بسیار بیهوده است. از این گذشته ، بسیاری در عملکرد موتور نقش دارند تجهیزات کمکی، که عملا 75 درصد انرژی موتور را هدر می دهد. علاوه بر این، تعداد زیادی از اجزای کمکی موتور احتراق داخلی به دلیل بار زیاد ثابت به سرعت از بین می روند.

اما، با وجود این، نمی توان گفت که موتور احتراق داخلی در ابتدا بر اساس یک ایده احمقانه است. البته که نه. ICE بیش از 100 سال است که صادقانه به ما خدمت کرده است و در واقع دنیای ما را غیرقابل تشخیص تغییر داده است. اما این بدان معنا نیست که این موتور شگفت انگیز باید تا 100 سال آینده به ما خدمت کند. برای زمانی که موتور احتراق داخلی ظاهر شد، این یک پیشرفت بود که مطابق با فناوری های حاکم بر آن دوران بود.

اما امروز همه چیز تغییر کرده است و اکنون موتورهای احتراق داخلی در دنیایی که ما را احاطه کرده است نمی گنجد.

شما به ماشین های مدرن نگاه می کنید. آنها در واقع شبیه بودند وسايل نقليهکه بارها در آن دیده ایم فیلم های فانتزیو داستان های آینده نگر خودروهای جدید به لطف فناوری‌های طراحی جدید و پیشرفت‌های آیرودینامیک، طراحی‌های شگفت‌انگیزی دارند.

خودروهای مدرن می توانند با ماهواره ها ارتباط برقرار کنند، به طور خودکار کنترل خودرو را در دست بگیرند، خطرات جاده را به ما هشدار دهند، برای جلوگیری از خطر فوراً ترمز کنند، به شبکه جهانی وب دسترسی پیدا کنند و خیلی چیزهای دیگر.

اما، با وجود فن آوری بالا، زیر کاپوت ماشین های مدرن، اغلب موتورهای احتراق داخلی نصب می شود که یادگاری از گذشته است. اگر آیفون 7 دارای صفحه چرخشی باشد، این روزها دقیقاً به نظر می رسد.

این روزها، در قرن بیست و یکم، واقعاً قدیمی به نظر می رسد. به ویژه فناوری آن برای تولید انرژی که از سوزاندن مواد (سوخت) تشکیل می شود که از آن زباله به شکل گاز تولید می شود. و این یکی گاز مضرما به طبیعت برمی گردیم و صدمات جبران ناپذیری به کل سیاره وارد می کنیم.

می‌خواهم به این نکته اشاره کنم که من یک محیط‌بان دیوانه نیستم که ساعت‌ها در مورد حفاظت از زمین، جو و نجات پنگوئن‌ها در قطب جنوب صحبت کنم. چنین "طرفداران سبز" در دنیای ما به وفور وجود دارد. علاوه بر این، می خواهم توجه داشته باشم که مدت ها قبل از ظهور، بسیاری از مدافعان سرسخت طبیعت (در آستانه تعصب) وجود داشتند. موتور بخاربدون ذکر ظاهر موتورهای احتراق داخلی. و من می خواهم به شما اطمینان دهم که تعداد زیادی از این صندوق ها و سازمان ها وجود خواهد داشت حتی اگر دیگر محیط زیست سیاره ما تهدید نشود.

اما علیرغم بی طرفی من در رابطه با اکولوژی طبیعت، می خواهم به صراحت بگویم که موتور احتراق داخلی واقعاً منسوخ شده است و جایی در قرن بیست و یکم و در آینده ما ندارد.

علاوه بر این، امروزه فن آوری هایی وجود دارد که بر اساس ساده تر و بیشتر است راه های موثربه دست آوردن انرژی برای حرکت حمل و نقل

اما، برای اینکه موتور احتراق داخلی برای همیشه به گذشته تبدیل شود، لازم است که من و شما درک کنیم که زمان تغییر دنیای ما فرا رسیده است، از خودمان شروع کنیم. واقعیت این است که برای تبدیل شدن هر فناوری به جریان اصلی برای استفاده در سراسر جهان، باید به آن عادت کنیم و پایه ها و عادات خود را بازسازی کنیم. درست مثل این است که در ابتدا چقدر به آن عادت کردیم تلفن های همراهو برای مدت طولانینمی تواند تلفن ثابت خانه را رها کند. سپس گوشی های هوشمند آمدند که برای مدت طولانی مورد توجه ما نبودند، اما در نهایت محکم وارد زندگی ما شدند. همین موضوع را می توان در مورد فناوری های جدید در صنعت خودروسازی نیز گفت. به هر حال، تا زمانی که از طرف ما تقاضا برای منابع جدید انرژی وجود نداشته باشد، فناوری های جدید نمی توانند موتورهای احتراق داخلی را بازنشسته کنند.

متأسفانه امروز نباید روی ناپدید شدن قریب الوقوع موتورهای احتراق داخلی از خودروهای مدرن حساب کنیم. تا لحظه ای که ما فقط می توانیم موتورهای احتراق داخلی را در موزه ها یا در ادبیات فنی در یک کتابخانه یا اینترنت ببینیم، ممکن است زمان زیادی بگذرد. واقعیت این است که با وجود فناوری منسوخ برای تولید انرژی، موتورهای احتراق داخلی هنوز پتانسیل کمی برای توسعه و افزایش قدرت و کارایی دارند. این همان چیزی است که خودروسازان از آن استفاده می کنند. اما من معتقدم که در حال حاضر شاهد یک نقطه عطف هستیم تاریخچه ICEو به زودی مردم متوجه خواهند شد که زمان آن رسیده است که استفاده از خودروهای مجهز به آن را متوقف کنند موتورهای سنتیکار کردن . و زمانی که این اتفاق می افتد، شرکت های خودروسازیدر مدت کوتاهی مجبور به سازماندهی مجدد و شروع به تولید انبوه خودروهای بدون موتور احتراق داخلی خواهند شد.

باور کنید خیلی زود موتورهای احتراق داخلی به عنوان منبع انرژی برای حرکت وسایل نقلیه، در آغاز قرن بیستم مانند اسب خواهند شد.

در مرحله اول کاهش موتورها، ناکارآمدترین واحدهای قدرت خارج می شوند. فقط نوآورانه ترین و دوستدار محیط زیست محصولات برای مدت معینی در بازار باقی می مانند. موتورهای تمیزاحتراق داخلی سپس آنها نیز ناپدید می شوند.

بنابراین آینده ما با خودروهایی مرتبط است که به موتورهای روشن مجهز خواهند شد منابع جایگزینانرژی.

به احتمال زیاد، خیلی زود ما صاحب ماشین خواهیم شد موتورهای الکتریکیکه برخی از آنها با برق و برخی با سوخت هیدروژن شارژ خواهند شد.

به روز موتور احتراق داخلی (ICE)یا همانطور که به آن "اسپیره" نیز می گویند - نوع اصلی موتور که به طور گسترده در آن استفاده می شود صنعت خودرو. DVS چیست؟ این یک واحد حرارتی چند منظوره است که انرژی شیمیایی را با کمک واکنش های شیمیایی و قوانین فیزیک تبدیل می کند. مخلوط سوختبه نیروی مکانیکی (کار).

موتورهای احتراق داخلی به دو دسته تقسیم می شوند:

1. موتور پیستونی.
2. موتور پیستونی دوار.
3. موتور توربین گاز.

موتور احتراق داخلی پیستونی در بین موتورهای فوق محبوب ترین است، این موتور در سراسر جهان شناخته شده است و سال ها پیشرو در صنعت خودرو بوده است. من پیشنهاد می کنم دستگاه را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم یخو همچنین اصل کار آن.

به منافع موتور پیستونیاحتراق داخلی شامل:

1. جهانی (کاربرد در وسایل نقلیه مختلف).
2. سطح بالای عمر باتری.
3. ابعاد فشرده.
4. قیمت قابل قبول
5. قابلیت شروع سریع
6. سبک وزن.
7. توانایی کار با انواع سوخت.

علاوه بر "به علاوه"، دارای یک موتور احتراق داخلی و تعدادی از معایب جدی است، از جمله:

1. سرعت بالای میل لنگ.
2. سطح سر و صدای عالی
3. سمیت بیش از حد در گازهای خروجی اگزوز.
4. راندمان پایین (ضریب عملکرد).
5. یک منبع خدماتی کوچک

موتورهای احتراق داخلیبر اساس نوع سوخت متفاوت است، آنها عبارتند از:

1. بنزین.
2. دیزل.
3. و همچنین گاز و الکل.

دو مورد آخر را می توان جایگزین نامید، زیرا امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند.

موتور احتراق داخلی مبتنی بر الکل که بر روی هیدروژن کار می کند امیدوارکننده ترین و دوستدار محیط زیست است، "CO2" مضر را در جو منتشر نمی کند، که در گازهای خروجی موتورهای احتراق داخلی متقابل موجود است.

موتور احتراق داخلی پیستونی از زیر سیستم های زیر تشکیل شده است:

1. مکانیزم لنگ (KShM).
2. سیستم ورودی
3. سیستم سوخت.
4. سیستم روغن کاری.
5. سیستم جرقه زنی (در موتورهای بنزینی).
6. سیستم فارغ التحصیلی.
7. سیستم خنک کننده.
8. سیستم کنترل.

محفظه موتور از چند قسمت تشکیل شده است که عبارتند از: بلوک سیلندر و همچنین سرسیلندر (سرسیلندر). وظیفه میل لنگ تبدیل حرکات رفت و برگشتی پیستون به حرکات چرخشی میل لنگ است. مکانیزم توزیع گاز برای موتور احتراق داخلی برای اطمینان از ورود به موقع به سیلندرها ضروری است مخلوط سوخت و هواو همینطور انتشار به موقع گازهای خروجی.

سیستم ورودی برای تامین به موقع هوا به موتور، که برای تشکیل مخلوط سوخت و هوا ضروری است، خدمت می کند. سیستم سوخت، سوخت موتور را تامین می کند، این دو سیستم به صورت پشت سر هم کار می کنند تا مخلوط سوخت و هوا را تشکیل دهند، پس از آن از طریق سیستم تزریق به محفظه احتراق وارد می شود.

احتراق مخلوط سوخت و هوا به دلیل سیستم جرقه زنی (در موتورهای احتراق داخلی بنزینی)، V موتورهای دیزلیاحتراق به دلیل فشرده شدن مخلوط و شمع های درخشان رخ می دهد.

سیستم روانکاری همانطور که از نام آن پیداست برای روانکاری قطعات ساینده استفاده می شود که در نتیجه سایش آنها کاهش می یابد، عمر مفید آنها افزایش می یابد و در نتیجه دما از سطوح آنها حذف می شود. خنک کننده سطوح و قطعات گرم شده توسط سیستم خنک کننده انجام می شود، دما را با کمک مایع خنک کننده از طریق کانال های خود حذف می کند که با عبور از رادیاتور خنک می شود و چرخه را تکرار می کند. سیستم اگزوز خروج گازهای خروجی از سیلندرهای ICE که به وسیله آن بخشی از این سیستم است را تضمین می کند، صدای همراه با انتشار گازها و سمیت آنها را کاهش می دهد.

سیستم مدیریت موتور (در مدل های مدرنواحد کنترل الکترونیکی (ECU) مسئول این یا کامپیوتر روی برد) برای کنترل الکترونیکیتمام سیستم هایی که در بالا توضیح داده شد و اطمینان از هماهنگی آنها.

موتور احتراق داخلی چگونه کار می کند؟

اصل عملیات ICE بر اساس اثر انبساط حرارتی گازها است که در طی احتراق مخلوط سوخت و هوا رخ می دهد و به همین دلیل پیستون در سیلندر حرکت می کند. چرخه کار یک موتور احتراق داخلی در دو چرخش میل لنگ رخ می دهد و از چهار چرخه تشکیل شده است، از این رو نام آن - موتور چهار زمانه است.

1. اولین ضربه ورودی است.
2. دوم فشرده سازی است.
3. سوم گردش کار است.
4. انتشار چهارم.

در طول دو ضربه اول - ورودی و سکته کار، به سمت پایین حرکت می کند، برای دو فشار دیگر و اگزوز - پیستون بالا می رود. چرخه وظیفه هر یک از سیلندرها به گونه ای پیکربندی شده است که در فاز منطبق نباشد، این برای اطمینان از عملکرد یکنواخت موتور احتراق داخلی ضروری است. موتورهای دیگری در دنیا وجود دارند که چرخه کاری آنها فقط در دو چرخه - تراکم و ضربه قدرتی اتفاق می افتد، این موتور دو زمانه نامیده می شود.

در کورس مکش، سیستم سوخت و ورودی یک مخلوط سوخت و هوا را تشکیل می دهند که در منیفولد ورودی یا مستقیماً در محفظه احتراق تشکیل می شود (همه به نوع طراحی بستگی دارد). در منیفولد ورودی در مورد تزریق مرکزی و توزیع شده موتورهای احتراق داخلی بنزینی. در محفظه احتراق در مورد تزریق مستقیمدر موتورهای بنزینی و دیزلی مخلوط سوخت و هوا یا هوا در حین باز شدن دریچه‌های زمان‌بندی ورودی به دلیل خلاء ایجاد شده در هنگام حرکت رو به پایین پیستون به محفظه احتراق می‌رسد.

دریچه‌های ورودی روی کورس تراکم بسته می‌شوند و پس از آن مخلوط هوا و سوخت در سیلندرهای موتور فشرده می‌شود. در طول ضربه "پاور سکته مغزی"، مخلوط به زور یا خود به خود مشتعل می شود. پس از احتراق، فشار زیادی در محفظه ایجاد می شود که توسط گازها ایجاد می شود، این فشار روی پیستون عمل می کند که چاره ای جز شروع به حرکت به سمت پایین ندارد. این حرکت پیستون در تماس نزدیک با مکانیزم میل لنگ، میل لنگ را به حرکت در می آورد که به نوبه خود گشتاوری ایجاد می کند که چرخ های خودرو را به حرکت در می آورد.

سکته مغزی "اگزوز" که پس از آن گازهای خروجی محفظه احتراق را آزاد می کنند و پس از و سیستم اگزوزخنک شده و تا حدی تصفیه شده در جو باقی می ماند.

خلاصه کوتاه

بعد از اینکه در نظر گرفتیم اصل کار یک موتور احتراق داخلیمی توانید بفهمید که چرا موتور احتراق داخلی بازده پایینی دارد که حدود 40٪ است. در حالی که در یک سیلندر اقدام مفید، بقیه سیلندرها تقریباً بیکار هستند و کار سیلندر اول را با چرخه ها فراهم می کنند: ورودی ، فشرده سازی ، اگزوز.

این همه برای من است، امیدوارم همه چیز را متوجه شده باشید، پس از خواندن این مقاله به راحتی می توانید به این سوال پاسخ دهید که موتور احتراق داخلی چیست و موتور احتراق داخلی چگونه کار می کند. با تشکر از توجه شما!

موتور احتراق داخلی (ICE) رایج ترین نوع موتوری است که در حال حاضر در خودروها نصب می شود. با اينكه موتور مدرناحتراق داخلی از هزاران قطعه تشکیل شده است، اصل عملکرد آن بسیار ساده است. در این مقاله به بررسی دستگاه و اصل کارکرد موتور احتراق داخلی می پردازیم.

در پایین صفحه ویدیو را تماشا کنید که به وضوح دستگاه و اصل کار یک موتور احتراق داخلی بنزینی را نشان می دهد.

هر موتور احتراق داخلی یک سیلندر و یک پیستون دارد. در داخل سیلندر موتور احتراق داخلی است که انرژی حرارتی آزاد شده در طی احتراق سوخت به انرژی مکانیکی تبدیل می شود که می تواند ماشین ما را به حرکت درآورد. این فرآیند با فرکانس چند صد بار در دقیقه تکرار می شود که چرخش مداوم خروجی از موتور را تضمین می کند. میل لنگ.

اصل عملکرد یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه

اکثریت قریب به اتفاق ماشین هاموتورهای احتراق داخلی چهار زمانه را نصب کنید، بنابراین ما آن را به عنوان پایه در نظر می گیریم. برای درک بهتر اصل یک موتور احتراق داخلی بنزینی، از شما دعوت می کنیم به شکل زیر نگاهی بیندازید:

مخلوط سوخت و هوا در حال عبور دریچه ورودیبه محفظه احتراق (سکته یک - ورودی)، فشرده می شود (سکته دو - فشرده سازی) و توسط جرقه شمع مشتعل می شود. وقتی سوخت می سوزد، تحت تأثیر درجه حرارت بالافشار اضافی در سیلندر موتور ایجاد می شود و پیستون را مجبور می کند تا به سمت پایین به اصطلاح نقطه مرده پایین (BDC) حرکت کند، در حالی که چرخه سوم - سکته مغزی را انجام می دهد. پیستون با حرکت به سمت پایین در طول حرکت کار، با کمک یک میله اتصال، میل لنگ را می چرخاند. سپس، حرکت از BDC به بالا مردهنقطه (TDC)، پیستون گازهای خروجی را به داخل هل می دهد سوپاپ اگزوزبه سیستم اگزوز خودرو - این چهارمین ضربه (اگزوز) موتور احتراق داخلی است.

تدبیرفرآیندی است که در سیلندر موتور در یک حرکت پیستون رخ می دهد. مجموعه‌ای از چرخه‌ها که به ترتیب دقیق و با فرکانس معین تکرار می‌شوند معمولاً چرخه کاری نامیده می‌شوند این مورد، موتور احتراق داخلی.

1. گام یک - ورودی. پیستون از TDC به BDC حرکت می کند، هنگامی که این اتفاق می افتد، خلاء رخ می دهد و حفره سیلندر موتور احتراق داخلی با یک مخلوط قابل احتراق از طریق دریچه ورودی باز پر می شود. مخلوط با ورود به محفظه احتراق با بقایای گازهای خروجی مخلوط می شود. در انتهای ورودی، فشار در سیلندر 0.07-0.095 مگاپاسکال و دما 80-120 ºС است.
2. مرحله دو - فشرده سازی. پیستون به سمت TDC حرکت می کند ، هر دو سوپاپ بسته می شوند ، مخلوط کاری در سیلندر فشرده می شود و فشرده سازی با افزایش فشار (1.2-1.7 مگاپاسکال) و دما (300-400 ºС) همراه است.
3. مرحله سوم - افزونه. وقتی مشتعل شد مخلوط کاری V سیلندر موتورمقدار قابل توجهی گرما آزاد می شود، دما به شدت افزایش می یابد (تا 2500 درجه سانتیگراد). تحت فشار، پیستون به سمت BDC حرکت می کند. فشار 4-6 مگاپاسکال است.
4. مرحله چهارم - رهایی. پیستون از طریق دریچه اگزوز باز به سمت TDC میل می کند، گازهای خروجی به داخل لوله اگزوز فشار داده می شوند و سپس به داخل آن می روند. محیط. فشار در پایان چرخه: 0.1-0.12 مگاپاسکال، دما 600-900 ºС.

و بنابراین، شما توانستید مطمئن شوید که موتور احتراق داخلی خیلی پیچیده نیست. همانطور که می گویند، همه چیز مبتکرانه ساده است. و برای وضوح بیشتر، توصیه می کنیم ویدیو را تماشا کنید، که همچنین اصل عملکرد موتور احتراق داخلی را به خوبی نشان می دهد.

قبل از بررسی موضوع موتور ماشین چگونه کار می کند، حداقل لازم است به طور کلیدستگاه او را بفهمد در هر خودرویی یک موتور احتراق داخلی تعبیه شده است که عملکرد آن بر اساس تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی است. بیایید عمیق تر به این مکانیسم نگاه کنیم.

چگونه موتور ماشین کار می کند - ما نمودار دستگاه را مطالعه می کنیم

دستگاه موتور کلاسیک شامل یک سیلندر و یک میل لنگ است که در قسمت پایین توسط یک تابه بسته می شود. داخل سیلندر با حلقه های مختلفی قرار دارد که در یک دنباله خاص حرکت می کند. به شکل لیوان است، در قسمت بالایی آن یک ته است. برای اینکه در نهایت بفهمید موتور خودرو چگونه کار می کند، باید بدانید که پیستون به کمک پین پیستونو کنتاکت های شاتون میل لنگ.

برای چرخش صاف و نرم، بومی و بلبرینگ شاتوننقش بلبرینگ را بازی می کند. ترکیب میل لنگ شامل گونه ها و همچنین ژورنال های اصلی و شاتون است. به تمام این قطعات که با هم مونتاژ شده اند، مکانیزم میل لنگ گفته می شود که حرکت رفت و برگشتی پیستون را به چرخش دایره ای تبدیل می کند.

قسمت بالایی سیلندر توسط سر بسته می شود، جایی که دریچه های ورودی و خروجی قرار دارند. مطابق با حرکت پیستون و حرکت میل لنگ باز و بسته می شوند. برای درک دقیق نحوه عملکرد موتور خودرو، ویدئوهای موجود در کتابخانه ما باید به همان اندازه مقاله با جزئیات مطالعه شوند. در این میان سعی خواهیم کرد تأثیر آن را با کلمات بیان کنیم.

نحوه عملکرد موتور خودرو - مختصری در مورد فرآیندهای پیچیده

بنابراین، حد جابجایی پیستون دو است مواضع افراطی- بالا و پایین نقاط مرده. در حالت اول، پیستون در حداکثر فاصله از میل لنگ قرار دارد و گزینه دوم کمترین فاصله بین پیستون و میل لنگ است. برای اطمینان از عبور پیستون از نقاط مرده بدون توقف، از فلایویل ساخته شده به شکل دیسک استفاده می شود.

یک پارامتر مهم برای موتورهای احتراق داخلی، نسبت تراکم است که به طور مستقیم بر قدرت و کارایی آن تأثیر می گذارد.

برای درک صحیح اصل عملکرد موتور خودرو، باید بدانید که بر اساس استفاده از گازهای منبسط شده در طول فرآیند گرمایش است که در نتیجه پیستون بین بالا و پایین حرکت می کند. نقاط مرده. در موقعیت برترپیستون سوختی را می سوزاند که وارد سیلندر شده و با هوا مخلوط می شود. در نتیجه دمای گازها و فشار آنها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

گازها انجام می دهند کار مفید، که به دلیل آن پیستون به سمت پایین حرکت می کند. در حال آمدن مکانیزم میل لنگعمل به انتقال و سپس به انتقال داده می شود چرخ ماشین. مواد زائد از طریق سیستم اگزوز از سیلندر خارج می شوند و بخش جدیدی از سوخت به جای آنها عرضه می شود. کل فرآیند، از تزریق سوخت تا گاز خروجی، چرخه کار موتور نامیده می شود.

اصل عملکرد موتور ماشین - تفاوت در مدل ها

چندین نوع اصلی از موتورهای احتراق داخلی وجود دارد. ساده ترین آنها یک موتور درون خطی است. آنها در یک ردیف چیده شده اند، حجم کاری مشخصی را به طور کلی تشکیل می دهند. اما به تدریج، برخی از تولید کنندگان از این فناوری ساخت فاصله گرفتند و به نسخه های فشرده تر رفتند.

آیا شما و ماشینتان برای زمستان آینده آماده هستید؟ ابزارهای مدرن به زنده ماندن راحت در زمستان کمک می کنند:

جریمه های عبور از خط ایست و سرعت غیرمجاز دیگر شما را آزار نمی دهد!

برای حدود صد سال، در همه جای جهان اصلی است واحد قدرتدر اتومبیل و موتور سیکلت، تراکتور و کمباین، سایر تجهیزات یک موتور احتراق داخلی است. ورود به آغاز قرن بیستم برای جایگزینی موتورها احتراق خارجی(بخار)، حتی در قرن بیست و یکم مقرون به صرفه ترین نوع موتور باقی مانده است. در این مقاله، دستگاه، اصل کار را با جزئیات در نظر خواهیم گرفت انواع مختلف ICE و اصلی آن سیستم های کمکی.

تعریف و ویژگی های کلی 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 حامل های خارجی اضافی. در طول عملیات، انرژی شیمیایی و حرارتی حاصل از احتراق سوخت به تبدیل می شود کارهای مکانیکی. اصل کار موتور احتراق داخلی بر اساس اثر فیزیکی انبساط حرارتی گازها است که در طی احتراق مخلوط سوخت و هوا تحت فشار در داخل سیلندرهای موتور تشکیل می شود.

طبقه بندی موتورهای احتراق داخلی

در روند تکامل موتورهای احتراق داخلی، انواع زیر از این موتورها کارایی خود را ثابت کرده اند:

• پیستونموتورهای احتراق داخلی در آنها محفظه کار در داخل سیلندرها قرار دارد و انرژی حرارتی به وسیله مکانیزم میل لنگ که انرژی حرکت را به میل لنگ منتقل می کند به کار مکانیکی تبدیل می شود. موتورهای پیستونیبه نوبه خود به
• کاربراتور، که در آن مخلوط هوا و سوخت در کاربراتور تشکیل می شود، به داخل 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 بلوک الکترونیکیکنترل، و همچنین با استفاده از یک شمع مشتعل می شود.
• دیزل، که در آن احتراق مخلوط هوا و سوخت بدون شمع و با فشرده سازی هوا که با فشار ناشی از دمای بیش از دمای احتراق گرم می شود و سوخت از طریق نازل ها به سیلندرها تزریق می شود.
• پیستون دوارموتورهای احتراق داخلی در موتورها از این نوعانرژی حرارتی با چرخش گازهای کار روتور به کار مکانیکی تبدیل می شود فرم خاصو پروفایل روتور در امتداد یک "مسیر سیاره ای" در داخل محفظه کار حرکت می کند که به شکل "هشت" است و عملکردهای پیستون و زمان بندی (مکانیسم توزیع گاز) و میل لنگ را انجام می دهد.
• توربین گازیموتورهای احتراق داخلی در این موتورها تبدیل انرژی حرارتی به کار مکانیکی با چرخاندن روتور با تیغه های گوه ای شکل مخصوص انجام می شود که محور توربین را به حرکت در می آورد.

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. امروزه فقط مزدا خودروهایی با موتورهای پیستونی دوار تولید می کند. یک سری خودروهای آزمایشی با موتور توربین گاز توسط کرایسلر تولید شد اما 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 "Zubr" مجهز شدند، اما در آینده تصمیم گرفته شد که این نوع موتور را کنار بگذارند. در این رابطه، اجازه دهید به طور مفصل در مورد "برنده شدن" صحبت کنیم سلطه جهانی» موتورهای احتراق داخلی پیستونی.

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 گاز، که برای اطمینان از باز کردن / بسته شدن به موقع دریچه های 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).

مقطع موتور احتراق داخلی چهار زمانه

هنگامی که موتور روشن می شود، مخلوط هوا و سوخت از طریق سوپاپ های ورودی به سیلندرهای آن تزریق می شود و در آنجا از جرقه شمع مشتعل می شود. در حین احتراق و انبساط حرارتی گازها از فشار اضافی، پیستون به حرکت در می آید و کار مکانیکی را به 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 انتقالی مداوم میل لنگ را که از موتور خارج می شود تضمین می کند.

بیایید اصطلاحات را تعریف کنیم. سکته مغزی یک فرآیند کاری است که در یک موتور در یک حرکت پیستون، به طور دقیق تر، در یکی از حرکات آن در یک جهت، بالا یا پایین رخ می دهد. چرخه مجموعه ای از چرخه هایی است که در یک توالی مشخص تکرار می شوند. با تعداد چرخه های یک کارگر چرخه یخآنها به دو زمانه (چرخه در یک چرخش میل لنگ و دو حرکت پیستون انجام می شود) و چهار زمانه (برای دو دور میل لنگ و چهار پیستون) تقسیم می شوند. 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 موتور احتراق داخلی

- اصل کارکرد موتور دو زمانه

هنگامی که موتور شروع به کار می کند، پیستون که توسط چرخش میل لنگ حبس شده است، شروع به حرکت می کند. به محض اینکه به نقطه مرگ پایین خود (BDC) رسید و به سمت بالا حرکت کرد، مخلوط سوخت و هوا به محفظه احتراق سیلندر عرضه می شود.

در حرکت رو به بالا، پیستون آن را فشرده می کند. در لحظه ای که پیستون به نقطه مرگ بالای خود (TDC) می رسد، جرقه ای از یک شمع احتراق الکترونیکیمخلوط هوا و سوخت را مشتعل می کند. بخارات سوخت در حال انبساط فوراً پیستون را به سمت پایین می راند. مرکز مرده.

در این زمان، دریچه اگزوز باز می شود که از طریق آن گرم می شود دود ترافیکاز 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.

با حرکت جدید پیستون، کانال ورودی مخلوط سوخت و هوا دوباره باز می شود که جایگزین کل حجم گازهای خروجی می شود و کل فرآیند دوباره تکرار می شود. با توجه به اینکه کار پیستون در چنین موتورهایی به دو زمان محدود می شود، بسیار کمتر از موتور چهار زمانه، تعداد حرکات برای یک واحد زمان معین. تلفات اصطکاک به حداقل می رسد. با این حال، انرژی گرمایی زیادی آزاد می شود و موتورهای دو زمانه سریعتر و قوی تر گرم می شوند.

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

زمینه های کاربرد عملی موتورهای دو زمانهموتور سیکلت و اسکوتر فولادی احتراق داخلی؛ موتورهای قایق، ماشین چمن زنی، اره برقی و غیره تکنولوژی کم مصرف

این کاستی ها از موتورهای درون سوز چهار زمانه محروم است که در گزینه های مختلف، و تقریباً بر روی تمام اتومبیل های مدرن، تراکتورها و سایر تجهیزات نصب می شوند. در آنها، ورودی / خروجی یک مخلوط قابل احتراق / گازهای خروجی به عنوان گردش کار جداگانه انجام می شود و مانند دو زمانه با فشرده سازی و انبساط ترکیب نمی شود. با کمک مکانیسم توزیع گاز، هماهنگ سازی مکانیکی عملکرد دریچه های ورودی و خروجی با سرعت میل لنگ تضمین می شود. در یک موتور 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 کار یک ضربه پیستون در محدوده نقطه مرده بالا تا پایین است. در این حالت، موتور مراحل زیر را طی می کند:

• سکته مغزی یک، ورودی. پیستون از نقطه مرگ بالا به نقطه مرگ 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 در محدوده 0.07 تا 0.095 مگاپاسکال است. دما - از 80 تا 120 درجه سانتیگراد.
• نوار 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 تا 1.2-1.7 مگاپاسکال و دما - تا 300-400 درجه سانتیگراد همراه است.
• نوار سه، گسترش. 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 نقطه مرگ پایین خود حرکت می کند. نشانگر فشار در این مورد از 4 تا 6 مگاپاسکال است.
• نوار چهار، شماره. در حین حرکت معکوس پیستون به نقطه مرده بالایی، دریچه اگزوز باز می شود که از طریق آن گازهای خروجی از سیلندر به داخل لوله اگزوز و سپس به محیط رانده می شوند. نشانگرهای فشار در مرحله نهایی چرخه 0.1-0.12 مگاپاسکال است. دما - 600-900 درجه سانتیگراد.

سیستم های کمکی موتور احتراق داخلی

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

• منبع تغذیه. در هنگام استارت موتور، این است باتری باتری، و در طول عملیات آن - ژنراتور.
• سوئیچ یا سوئیچ احتراق. قبلاً مکانیکی بود و در سال های گذشتهبه طور فزاینده ای الکتریکی دستگاه تماسبرای تامین برق
• ذخیره انرژی. کویل یا اتوترانسفورماتور واحدی است که برای ذخیره و تبدیل انرژی کافی برای ایجاد تخلیه مطلوب بین الکترودهای شمع طراحی شده است.
• توزیع کننده جرقه (توزیع کننده). وسیله ای که برای توزیع یک تکانه طراحی شده است ولتاژ بالادر امتداد سیم های منتهی به شمع های هر یک از سیلندرها.

سیستم جرقه زنی ICE

- سیستم ورودی

سیستم ورودی ICE طراحی شده است برایبدون وقفه تشکیل پرونده به موتورجوی هوا،برای مخلوط کردن آن با سوخت و تهیه یک مخلوط قابل احتراق. لازم به ذکر است که در موتورهای کاربراتوریسیستم ورودی گذشته شامل یک مجرای هوا و فیلتر هوا. و بس. ترکیب سیستم ورودی خودروهای مدرن، تراکتورها و سایر تجهیزات شامل موارد زیر است:

• ورودی هوا. این یک لوله شاخه ای است که برای هر موتور خاص مناسب است. از طریق او هوای جویاز طریق اختلاف فشار در اتمسفر و موتور به داخل موتور مکیده می‌شود، جایی که هنگام حرکت پیستون خلاء ایجاد می‌شود.
• فیلتر هوا. این قابل مصرفطراحی شده برای تمیز کردن هوای ورودی به موتور از گرد و غبار و ذرات جامد، تاخیر آنها بر روی فیلتر.
• سوپاپ دریچه گاز. دریچه هواطراحی شده برای تنظیم عرضه مقدار مورد نظر هوا. به صورت مکانیکی با فشار دادن پدال گاز فعال می شود و در فن آوری پیشرفته- با کمک الکترونیک
• منیفولد ورودی. جریان هوا را در سیلندرهای موتور توزیع می کند. دادن جریان هواتوزیع مورد نظر، فلپ های ورودی مخصوص و تقویت کننده خلاء استفاده می شود.

سیستم سوخت رسانی یا سیستم منبع تغذیه ICE، "مسئول" بدون وقفه تامین سوختبرای تشکیل مخلوط سوخت و هوا قسمت سیستم سوختشامل می شود:

• مخزن سوخت- ظرفی برای نگهداری بنزین یا گازوئیل با وسیله ای برای گرفتن سوخت (پمپ).
• خطوط سوخت- مجموعه ای از لوله ها و شیلنگ ها که از طریق آنها "غذای" آن وارد موتور می شود.
• دستگاه مخلوط کن، یعنی کاربراتور یا انژکتور- مکانیزم ویژه برای تهیه مخلوط سوخت و هوا و تزریق آن به موتور احتراق داخلی.
• واحد کنترل الکترونیکی(ECU) تشکیل مخلوط و تزریق - در موتورهای تزریقیاین دستگاه "مسئول" همزمان و کار کارآمددر 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 ماده مصرفی برای تصفیه اضافی سوخت در حین انتقال آن از باک به موتور است.

نمودار سیستم سوخت ICE

- سیستم روغن کاری

هدف سیستم روان کننده های موتور -کاهش اصطکاکو اثر مخرب آن بر قطعات; آدم رباییبخش هایی از مازاد حرارت; حذفمحصولات دوده و سایش; حفاظتفلز در برابر خوردگی. سیستم روغن کاری موتور شامل:

• تابه روغن- مخزن ذخیره روغن موتور. سطح روغن در حوضچه نه تنها توسط یک میله مخصوص، بلکه توسط یک سنسور نیز کنترل می شود.
• پمپ روغن- روغن را از مخزن پمپ می کند و از طریق کانال های حفاری مخصوص - "خطوط" به قطعات لازم موتور می رساند. تحت تأثیر نیروی جاذبه، روغن از قسمت های روغن کاری شده به پایین سرازیر می شود، به داخل ظرف روغن برمی گردد، در آنجا جمع می شود و چرخه روغن کاری دوباره تکرار می شود.
• فیلتر روغنذرات جامد را از روغن موتور که از دوده و فرآورده های سایش قطعات تشکیل شده اند 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.

اگزوز سیستم موتور احتراق داخلیخدمت برای حذفصرف کرد گازهاو کاهش سر و صداکار موتوری در تکنولوژی مدرن سیستم اگزوزاز 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 آنها را بیشتر به لوله اگزوز می فرستد.
• داون پیپ- یک خروجی گاز منحنی ساخته شده از فلز مقاوم در برابر آتش، که معمولا به عنوان "شلوار" نامیده می شود.
• طنین اندازیا به زبان عامیانه «بانک» صدا خفه کن ظرفی است که گازهای خروجی در آن جدا شده و از سرعت آن کاسته می شود.
• کاتالیزور- دستگاهی که برای تصفیه گازهای خروجی و خنثی سازی 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

- سیستم خنک کننده

اگر روی موتور سیکلت، اسکوتر و موتور سیکلت های ارزان قیمتهنوز اعمال می شود سیستم هواخنک کننده موتور - جریان هوای ورودی، سپس برای بیشتر تکنولوژی قدرتمندالبته کافی نیست اینجا کار می کند سیستم سیالخنک کننده طراحی شده است برای جذب گرمای اضافیدر موتور و کاهش بارهای حرارتیدر مورد جزئیات آن

• رادیاتورسیستم خنک کننده برای انتشار گرمای اضافی به محیط استفاده می شود. متشکل از تعداد زیادیلوله های آلومینیومی منحنی، با پره هایی برای اتلاف حرارت بیشتر.
• پنکهطراحی شده برای افزایش اثر خنک کننده رادیاتور از جریان هوای ورودی.
• پمپ آب(پمپ) - مایع خنک کننده را در 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 راه اندازی آن در یک "دایره کوچک"، دور زدن رادیاتور (زمانی که موتور سرد است) و در یک "دایره بزرگ"، از طریق رادیاتور - زمانی که موتور گرم است، تضمین می کند.

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

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