موتور احتراق داخلی چگونه کار می کند و چگونه کار می کند؟

31.03.2021

موتور

موتور احتراق داخلی یا موتور احتراق داخلی رایج ترین نوع موتوری است که در خودروها یافت می شود. با وجود این واقعیت که موتور احتراق داخلی در اتومبیل های مدرن از قطعات بسیاری تشکیل شده است، اصل کار آن بسیار ساده است. بیایید نگاهی دقیق‌تر به چیستی موتور احتراق داخلی و نحوه عملکرد آن در خودرو بیندازیم.

DVS چیست؟

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

موتورهای احتراق داخلی بر اساس چرخه های کاری به دسته های دو زمانه و چهار زمانه تقسیم می شوند. 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 اصلی 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 واحد قدرت است. موتورهای خودرو به طور معمول دارای چهار یا بیشتر سیلندر هستند که تا شانزده سیلندر در ابرخودروهای تولیدی می رسد. 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 هوا/سوخت را مشتعل می کند. به همین دلیل، فرآیند احتراق انجام می شود. برای اینکه موتور "مانند 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 زمانی که موتور تحت فشار و ضربات احتراق قرار دارد کاملاً بسته هستند. این سفتی کامل لازم را فراهم می کند.

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

5. رینگ های پیستون به عنوان مهر و موم کشویی برای 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 فشرده سازی و چرخه کاری جلوگیری می کنند.

آنها از ورود روغن به محفظه احتراق از میل لنگ جلوگیری می کنند، زیرا در آنجا می تواند مشتعل شود. بسیاری از خودروهایی که روغن می سوزانند مجهز به موتورهای قدیمی هستند و رینگ پیستون آنها دیگر به درستی آب بندی نمی شود.

6. شاتون به عنوان یک عنصر اتصال بین پیستون و میل لنگ عمل می کند.

7. میل لنگ حرکت انتقالی پیستون ها را به 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 عملکرد موتور احتراق داخلی

در قسمت های قبل هدف و طراحی موتور احتراق داخلی را در نظر گرفتیم. همانطور که قبلاً فهمیدید ، هر یک از این موتورها دارای پیستون ها و سیلندرهایی هستند که در داخل آنها انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. این به نوبه خود باعث حرکت ماشین می شود. این فرآیند با سرعت شگفت انگیزی چندین بار در ثانیه تکرار می شود. به همین دلیل میل لنگی که از موتور خارج می شود به طور مداوم می چرخد.

اجازه دهید با جزئیات بیشتری اصل عملکرد یک موتور احتراق داخلی را در نظر بگیریم. 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 بیش از حد در سیلندر می شود. این باعث می شود که پیستون به سمت "مرکز مرده" حرکت کند. بنابراین 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 سمت بالا، مواد زائد را به شکل گاز از طریق دریچه اگزوز بیشتر به سیستم اگزوز دستگاه فشار می دهد.

سکته مغزی فرآیندی است که در یک سیلندر در یک حرکت پیستون رخ می دهد. مجموعه چنین چرخه هایی که به ترتیب دقیق و برای مدت معینی تکرار می شوند، چرخه کاری 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 دارای چندین سوپاپ ورودی هستند. مشخصات فنی آنها به طور قابل توجهی بر قدرت موتور احتراق داخلی تأثیر می گذارد. در برخی موتورها زمان باز بودن سوپاپ های ورودی قابل تنظیم است. این با فشار دادن پدال گاز کنترل می شود. به لطف چنین سیستمی، مقدار سوخت مصرفی افزایش می یابد و پس از احتراق آن، قدرت واحد قدرت نیز به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. ماشین در این حالت می تواند به طور قابل توجهی شتاب بگیرد.

فشرده سازی

دومین چرخه کاری یک موتور احتراق داخلی فشرده سازی است.هنگامی که پیستون به نقطه مرگ پایین می رسد، بالا می رود. به همین دلیل مخلوطی که وارد سیلندر شده است در اولین سیکل فشرده می شود. مخلوط سوخت و هوا به اندازه محفظه احتراق فشرده می شود. این همان فضای آزاد بین بالای سیلندر و پیستون است که در نقطه مرگ بالای آن قرار دارد. دریچه ها در طول این ضربه محکم بسته می شوند. هرچه فضای تشکیل‌شده تنگ‌تر باشد، فشرده‌سازی بهتری حاصل می‌شود. خیلی مهم است که پیستون، رینگ ها و سیلندر آن چه وضعیتی دارند. اگر در جایی شکاف وجود داشته باشد، نمی توان صحبت از فشرده سازی خوب کرد و در نتیجه، قدرت واحد قدرت به طور قابل توجهی کمتر خواهد بود. میزان فشردگی میزان فرسودگی واحد قدرت را تعیین می کند.

سکته مغزی کار

این سومین اندازه گیری از نقطه مرگ بالا شروع می شود. و این نام را نه تصادفی دریافت کرد. در طول این چرخه است که فرآیندهایی که خودرو را به حرکت در می آورد در موتور انجام می شود.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 چرخه بسیار ساده است - شمع سیستم جرقه می دهد. پس از احتراق سوخت، یک ریز انفجار رخ می دهد. پس از آن، 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

چرخه نهایی موتور احتراق داخلی اگزوز است. پس از سکته مغزی، پیستون به نقطه مرگ پایین می رسد و سپس دریچه اگزوز باز می شود. پس از آن 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 وضوح عملکرد سوپاپ بستگی دارد.

بعد از این مرحله همه چیز از نو 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 می‌چرخاند که تحت تأثیر نیروهای اینرسی، میل لنگ موتور احتراق داخلی را می‌چرخاند و پیستون را به چرخه‌های غیرکار می‌برد.

میدونی؟یک موتور دیزلی به دلیل استرس مکانیکی بالاتر از موتورهای بنزینی سنگین تر است. بنابراین سازندگان از عناصر حجیم تری استفاده می کنند. اما منبع چنین موتورهایی بالاتر از همتایان بنزینی است. علاوه بر این، خودروهای دیزلی بسیار کمتر از خودروهای بنزینی مشتعل می شوند، زیرا گازوئیل غیرفرار است.