برای یک عاشق واقعی ماشین، ماشین فقط وسیله حمل و نقل نیست، بلکه ابزاری برای آزادی است. با کمک ماشین می توانید به هر نقطه از شهر، کشور یا قاره برسید. اما داشتن مجوز برای یک مسافر واقعی کافی نیست. از این گذشته، هنوز مکان های زیادی وجود دارد که موبایل در آن جا نمی گیرد و کامیون های یدک کش نمی توانند به آنجا برسند. در چنین مواقعی در صورت خرابی تمام مسئولیت بر دوش راننده است.
بنابراین، هر راننده باید حداقل کمی دستگاه ماشین خود را درک کند و شما باید با موتور شروع کنید. البته شرکت های خودروسازی مدرن خودروهای زیادی با انواع موتورهای مختلف تولید می کنند، اما اغلب سازندگان در طراحی های خود از موتورهای احتراق داخلی استفاده می کنند. آنها راندمان بالایی دارند و در عین حال قابلیت اطمینان بالایی را برای کل سیستم فراهم می کنند.
توجه! در اکثر مقالات علمی، موتورهای احتراق داخلی به اختصار موتورهای احتراق داخلی نامیده می شوند.
ICE ها چیست؟
قبل از اینکه به مطالعه دقیق دستگاه موتور احتراق داخلی و اصل عملکرد آنها بپردازیم، به بررسی موتورهای احتراق داخلی خواهیم پرداخت. یک نکته مهم باید فوراً بیان شود. در طول بیش از 100 سال تکامل، دانشمندان طرح های مختلفی را ارائه کرده اند که هر کدام مزایای خاص خود را دارند. بنابراین، برای شروع، ما معیارهای اصلی را که می توان این مکانیسم ها را متمایز کرد، برجسته می کنیم:
- بسته به روش ایجاد یک مخلوط قابل احتراق، تمام موتورهای احتراق داخلی به دستگاه های کاربراتور، گاز و تزریق تقسیم می شوند. علاوه بر این، این یک کلاس با اختلاط خارجی است. اگر در مورد داخلی صحبت کنیم، پس اینها دیزل هستند.
- بسته به نوع سوخت، موتورهای احتراق داخلی را می توان به بنزین، گازوئیل و گازوئیل تقسیم کرد.
- خنک کننده دستگاه موتور می تواند به دو صورت مایع و هوا باشد.
- سیلندرها می تواند هم در مقابل یکدیگر و هم به شکل حرف V قرار گیرد.
- مخلوط داخل سیلندرها می تواند توسط یک جرقه مشتعل شود. این اتفاق در موتورهای درون سوز کاربراتوری و انژکتوری یا به دلیل خودسوزی رخ می دهد.
در اکثر مجلات خودرو و در بین صادرکنندگان حرفه ای خودرو، مرسوم است که موتورهای احتراق داخلی را به انواع زیر طبقه بندی می کنند:
- موتور گازسوز. این دستگاه با بنزین کار می کند. احتراق توسط جرقه ای که توسط شمع ایجاد می شود، ایجاد می شود. کاربراتور و سیستم های تزریق مسئول دوز مخلوط سوخت و هوا هستند. احتراق در فشرده سازی رخ می دهد.
- دیزل . موتورهای دارای این نوع دستگاه با سوزاندن سوخت دیزل کار می کنند. تفاوت اصلی در مقایسه با واحدهای بنزینی این است که سوخت به دلیل افزایش دمای هوا منفجر می شود. دومی به دلیل افزایش فشار داخل سیلندر امکان پذیر می شود.
- سیستم های گازی با استفاده از پروپان بوتان کار می کنند. احتراق اجباری است.گاز همراه با هوا به سیلندر می رسد. در غیر این صورت، دستگاه چنین موتور احتراق داخلی شبیه یک موتور بنزینی است.
این طبقه بندی است که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد و به ویژگی های خاص سیستم اشاره می کند.
دستگاه و اصل کار
دستگاه موتور احتراق داخلی
بهتر است دستگاه موتور احتراق داخلی را با استفاده از مثال موتور تک سیلندر در نظر بگیرید. قسمت اصلی در مکانیزم سیلندر است. این شامل یک پیستون است که بالا و پایین حرکت می کند. در این مورد، دو نقطه کنترل برای حرکت آن وجود دارد: بالا و پایین. در ادبیات حرفه ای به آنها TDC و BDC می گویند.رمزگشایی به شرح زیر است: نقاط مرده بالا و پایین.
توجه! پیستون نیز به شفت متصل است. حلقه اتصال شاتون است.
وظیفه اصلی شاتون این است که انرژی تولید شده در نتیجه حرکت بالا و پایین پیستون را به انرژی دورانی تبدیل کند. نتیجه چنین تحولی حرکت خودرو در جهتی است که شما نیاز دارید. این چیزی است که دستگاه ICE مسئول آن است. همچنین شبکه روی برد را فراموش نکنید که عملکرد آن به لطف انرژی تولید شده توسط موتور امکان پذیر می شود.
فلایویل به انتهای میل موتور متصل است. پایداری چرخش میل لنگ را تضمین می کند. دریچه های ورودی و خروجی در بالای سیلندر قرار دارند که به نوبه خود با سر مخصوص پوشانده شده است.
توجه! دریچه ها کانال های مناسب را در زمان مناسب باز و بسته می کنند.
برای اینکه سوپاپ های موتور احتراق داخلی باز شوند، توسط بادامک های میل بادامک بر روی آنها عمل می کنند.این از طریق قطعات انتقال اتفاق می افتد. خود شفت با کمک چرخ دنده های میل لنگ حرکت می کند.
توجه! پیستون آزادانه در داخل سیلندر حرکت می کند و برای لحظه ای در نقطه مرگ بالا یا در پایین یخ می زند.
برای اینکه دستگاه موتور احتراق داخلی در حالت عادی کار کند، مخلوط قابل احتراق باید در نسبتی کاملاً کالیبره شده عرضه شود. در غیر این صورت ممکن است آتش سوزی رخ ندهد. نقش بزرگی نیز توسط لحظه ای که در آن پرونده رخ می دهد ایفا می کند.
روغن برای جلوگیری از سایش زودرس قطعات در موتور احتراق داخلی ضروری است. به طور کلی، کل دستگاه یک موتور احتراق داخلی از عناصر اصلی زیر تشکیل شده است:
- شمع ها،
- دریچه ها،
- پیستون ها
- رینگ های پیستون،
- میله های اتصال،
- میل لنگ،
- میل لنگ
تعامل این عناصر سیستم به دستگاه موتور احتراق داخلی اجازه می دهد تا انرژی لازم برای حرکت خودرو را تولید کند.
اصل عملیات
نحوه عملکرد یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه را در نظر بگیرید. برای درک چگونگی کارکرد آن، باید معنای مفهوم تدبیر را بدانید. این مدت زمان معینی است که در طی آن عمل لازم برای عملکرد دستگاه در داخل سیلندر انجام می شود. این می تواند فشرده سازی یا احتراق باشد.
چرخه های موتور احتراق داخلی یک چرخه کاری را تشکیل می دهند که به نوبه خود عملکرد کل سیستم را تضمین می کند. در این چرخه انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. به همین دلیل حرکت میل لنگ رخ می دهد.
توجه! سیکل کار پس از یک چرخش میل لنگ کامل شده در نظر گرفته می شود. اما این عبارت فقط برای یک موتور دو زمانه کار می کند.
در اینجا یک توضیح مهم وجود دارد. اکنون در خودروها عمدتاً از دستگاه موتور چهار زمانه استفاده می شود. چنین سیستم هایی با قابلیت اطمینان بیشتر و عملکرد بهبود یافته مشخص می شوند.
برای تکمیل یک چرخه چهار زمانه، دو دور چرخش میل لنگ لازم است. این چهار حرکت پیستون بالا و پایین است. هر اندازه گیری اقدامات را به ترتیب دقیق انجام می دهد:
- ورودی،
- فشرده سازی،
- افزونه،
- رهایی.
سیکل ماقبل آخر را سکته کار نیز می گویند.شما قبلاً در مورد مراکز مرده بالا و پایین می دانید. اما فاصله بین آنها یک پارامتر مهم دیگر را نشان می دهد. یعنی حجم موتور احتراق داخلی. می تواند به طور متوسط از 1.5 تا 2.5 لیتر در نوسان باشد. نشانگر با به علاوه داده های هر سیلندر اندازه گیری می شود.
در طی نیمه اول چرخش، پیستون از TDC به BDC حرکت می کند. سوپاپ ورودی باز می ماند در حالی که دریچه اگزوز کاملا بسته است. در نتیجه این فرآیند خلاء در سیلندر ایجاد می شود.
مخلوط قابل احتراق بنزین و هوا وارد خط لوله گاز موتور احتراق داخلی می شود. در آنجا با گازهای خروجی مخلوط می شود. در نتیجه، یک ماده ایده آل برای احتراق تشکیل می شود که می تواند در عمل دوم فشرده شود.
فشرده سازی زمانی اتفاق می افتد که سیلندر کاملاً از مخلوط کار پر شود. میل لنگ به چرخش خود ادامه می دهد و پیستون از نقطه مرگ پایین به بالا حرکت می کند.
توجه! با کاهش حجم، دمای مخلوط در داخل سیلندر موتور احتراق داخلی افزایش می یابد.
در چرخه سوم، گسترش رخ می دهد. هنگامی که فشرده سازی به نتیجه منطقی خود می رسد، شمع یک جرقه ایجاد می کند و احتراق رخ می دهد. در یک موتور دیزل، اوضاع کمی متفاوت است.
ابتدا به جای شمع، یک نازل مخصوص نصب می شود که در سیکل سوم سوخت را به سیستم تزریق می کند. ثانیاً هوا به داخل سیلندر پمپ می شود و نه مخلوطی از گازها.
اصل کار یک موتور احتراق داخلی دیزل از این جهت جالب است که سوخت موجود در آن خود به خود مشتعل می شود. این به دلیل افزایش دمای هوای داخل سیلندر اتفاق می افتد. نتیجه مشابهی را می توان به دلیل فشرده سازی به دست آورد که در نتیجه فشار افزایش می یابد و دما افزایش می یابد.
هنگامی که سوخت از طریق نازل وارد سیلندر موتور احتراق داخلی می شود، دمای داخل آن به قدری بالا است که احتراق خود به خود رخ می دهد. هنگام استفاده از بنزین، نمی توان به این نتیجه رسید. این به این دلیل است که در دمای بسیار بالاتر مشتعل می شود.
توجه! در فرآیند حرکت پیستون از ریزانفجاری که در داخل رخ داده است، قسمت ICE یک حرکت معکوس ایجاد می کند و میل لنگ می چرخد.
آخرین ضربه در یک موتور چهار زمانه احتراق داخلی، ورودی نامیده می شود. در نیمه نوبت چهارم رخ می دهد. اصل عملکرد آن بسیار ساده است. دریچه اگزوز باز می شود و تمام محصولات احتراق وارد آن می شوند و از آنجا وارد خط لوله گاز اگزوز می شود.
قبل از رها شدن در جو، گازهای اگزوز را از معمولاً از طریق یک سیستم فیلتر عبور می کنند. این اجازه می دهد تا آسیب به محیط زیست به حداقل برسد. با این وجود، طراحی موتورهای دیزلی هنوز نسبت به موتورهای بنزینی سازگارتر با محیط زیست است.
دستگاه هایی برای افزایش عملکرد موتورهای احتراق داخلی
از زمان اختراع اولین موتور احتراق داخلی، سیستم به طور مداوم بهبود یافته است. اگر اولین موتورهای خودروهای تولیدی را به یاد بیاوریم، آنها می توانند حداکثر تا 50 مایل در ساعت شتاب بگیرند. ابرخودروهای مدرن به راحتی بر علامت 390 کیلومتری غلبه می کنند. دانشمندان با ادغام سیستم های اضافی در دستگاه موتور و برخی تغییرات ساختاری موفق به دستیابی به چنین نتایجی شدند.
افزایش زیادی در قدرت در یک زمان توسط مکانیسم سوپاپ وارد شده به موتور احتراق داخلی داده شد. یکی دیگر از مراحل تکامل، قرار گرفتن میل بادامک در بالای سازه بود. این امکان کاهش تعداد عناصر متحرک و افزایش بهره وری را فراهم کرد.
همچنین، سودمندی یک سیستم احتراق موتور احتراق داخلی مدرن را نمی توان انکار کرد. بالاترین ثبات ممکن را فراهم می کند. ابتدا شارژی ایجاد می شود که وارد توزیع کننده و از آن به یکی از شمع ها می رسد.
توجه! البته، ما نباید سیستم خنک کننده، متشکل از رادیاتور و پمپ را فراموش کنیم. به لطف آن می توان از گرم شدن به موقع دستگاه موتور احتراق داخلی جلوگیری کرد.
نتایج
همانطور که می بینید، دستگاه موتور احتراق داخلی به خصوص دشوار نیست. برای درک آن، به دانش خاصی نیاز ندارید - یک میل ساده کافی است. با این وجود، آگاهی از اصول عملکرد موتور احتراق داخلی قطعا برای هر راننده اضافی نخواهد بود.
