اجزای اصلی یک موتور احتراق داخلی. اصل عملکرد موتور احتراق داخلی

حدود صد سال است که در همه جای دنیا واحد قدرت اصلی خودروها و موتورسیکلت ها، تراکتورها و کمباین ها و سایر تجهیزات یک موتور احتراق داخلی بوده است. این موتور که در آغاز قرن بیستم جایگزین موتورهای احتراق خارجی (بخار) شد، مقرون به صرفه ترین نوع موتور در قرن بیست و یکم باقی مانده است. در این مقاله به طور مفصل به دستگاه، اصل عملکرد انواع موتورهای احتراق داخلی و سیستم های کمکی اصلی آن خواهیم پرداخت.

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 کار مکانیکی تبدیل می شود. 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 پیستونی به نوبه خود به تقسیم می شوند
• 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 از طریق نازل های مخصوص تحت کنترل واحد کنترل الکترونیکی وارد منیفولد ورودی می شود و همچنین با استفاده از 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 این نوع موتورها، انرژی حرارتی با چرخاندن گازهای کار یک روتور با شکل و مشخصات خاص به کار مکانیکی تبدیل می شود. 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، تانک‌های T-80 و کشتی‌های فرود زوبر مجهز به موتورهای توربین گازی بودند، اما بعداً تصمیم به کنار گذاشتن این نوع موتور گرفته شد. در این رابطه، اجازه دهید به طور مفصل در مورد موتورهای احتراق داخلی "تسلط بر جهان" صحبت کنیم.

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 ها برای ورودی / خروجی مخلوط قابل احتراق و گازهای خروجی طراحی شده است.
• 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 توجه به تعداد ضربات در یک چرخه کاری، موتورهای احتراق داخلی به دو زمانه (چرخه در یک دور میل لنگ و دو حرکت پیستون انجام می شود) و چهار زمانه (برای دو دور چرخش میل لنگ) تقسیم می شوند. و چهار 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 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. هنگامی که پیستون به نقطه مرگ بالای خود (TDC) می رسد، جرقه ای از شمع الکترونیکی، مخلوط هوا و سوخت را مشتعل می کند. بخارات سوخت سوزان که فوراً منبسط می شوند، به سرعت پیستون را به نقطه مرده پایینی برمی گرداند.

در این زمان، دریچه اگزوز باز می شود 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.

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 اینگونه موتورها به دو زمانه محدود می شود، تعداد حرکات بسیار کمتری در واحد زمان نسبت به موتورهای چهار زمانه انجام می دهد. 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 سیستم ICE دو زمانه است. در لحظه 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 بیرونی، ماشین چمن زنی، اره برقی و غیره تکنولوژی کم مصرف

موتورهای چهار زمانه احتراق داخلی از این کاستی ها بی بهره هستند که در نسخه های مختلف تقریباً بر روی تمام خودروهای 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. اجزای سیستم جرقه زنی عبارتند از:

• منبع تغذیه. در هنگام شروع موتور، این باتری است و در حین کار آن ژنراتور است.
• سوئیچ یا سوئیچ احتراق. این قبلاً مکانیکی بود و در سالهای اخیر بیشتر و بیشتر یک دستگاه تماس الکتریکی برای تأمین ولتاژ الکتریکی بود.
• 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). دستگاهی که برای توزیع یک پالس ولتاژ بالا در امتداد سیم های منتهی به شمع های هر یک از سیلندرها طراحی شده است.

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 کاربراتوری گذشته، سیستم ورودی از یک کانال هوا و یک فیلتر هوا تشکیل شده است. 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 آن، هوای اتمسفر از طریق اختلاف فشار در اتمسفر و در موتور به داخل موتور مکیده می شود، جایی که خلاء هنگام حرکت پیستون ها ایجاد می شود.
• فیلتر هوا. این یک محصول 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. یک دریچه هوا که برای تنظیم میزان هوای مورد نظر طراحی شده است. از نظر مکانیکی، با فشار دادن پدال گاز و در فناوری مدرن - با استفاده از الکترونیک فعال می شود.
• منیفولد ورودی. جریان هوا را در سیلندرهای موتور توزیع می کند. برای توزیع مطلوب جریان هوا، از فلپ های ورودی مخصوص و تقویت کننده خلاء استفاده می شود.

سیستم سوخت یا سیستم منبع تغذیه 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 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 الکترونیکیتشکیل و تزریق مخلوط (ECU) - در موتورهای تزریقی، این دستگاه "مسئول" کار همزمان و کارآمد بر روی تشکیل و تامین یک مخلوط قابل احتراق به موتور است.
• پمپ سوخت- یک وسیله الکتریکی برای 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 از سیستم روانکاری ICE این است 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 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 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.

سیستم اگزوز موتور احتراق داخلی خدمت می کند برای حذفصرف کرد گازهاو کاهش سر و صداکار موتوری در تکنولوژی 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 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 در موتور سیکلت ها، اسکوترها و موتورسیکلت های ارزان قیمت هنوز از سیستم خنک کننده هوای موتور استفاده می شود - با جریان هوای نزدیک، پس برای تجهیزات قوی تر، البته کافی نیست. اینجاست که سیستم خنک کننده مایع وارد عمل می شود. برای جذب گرمای اضافیدر موتور و کاهش بارهای حرارتیدر مورد جزئیات آن

• رادیاتورسیستم خنک کننده برای انتشار گرمای اضافی به محیط استفاده می شود. این شامل تعداد زیادی لوله آلومینیومی منحنی است که دارای پره هایی برای اتلاف حرارت اضافی است.
• 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.

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

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.

مزایای موتور احتراق داخلی پیستونی عبارتند از:

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 نویز 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. مکانیسم توزیع گاز برای موتور احتراق داخلی لازم است تا از ورود به موقع مخلوط سوخت و هوا به سیلندرها و انتشار به موقع گازهای خروجی اطمینان حاصل کند.

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 احتراق (در ICE های بنزینی) اتفاق می افتد، در موتورهای دیزلی، احتراق به دلیل فشرده سازی مخلوط و شمع های برق 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 مدرن، واحد کنترل الکترونیکی (ECU) یا رایانه داخلی این وظیفه را بر عهده دارد) برای کنترل الکترونیکی کلیه سیستم های فوق و اطمینان از همگام سازی آنها ضروری است.

موتور احتراق داخلی چگونه کار می کند؟

اصل عملکرد موتور احتراق داخلیبر 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 صورت تزریق مستقیم در 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.

ضربه "اگزوز" که پس از آن گازهای خروجی محفظه احتراق و سپس سیستم اگزوز را آزاد می کنند و خنک شده و تا حدی تمیز می شوند.

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 یک عمل مفید در یک سیلندر در حال انجام است، 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) یک موتور حرارتی است و بر اساس اصل سوزاندن مخلوطی از سوخت و هوا در محفظه احتراق کار می کند. وظیفه اصلی چنین دستگاهی تبدیل انرژی احتراق بار سوخت به کار مفید مکانیکی است.

علیرغم اصل کلی عملکرد، امروزه تعداد زیادی واحد وجود دارد که به دلیل تعدادی از ویژگی های طراحی فردی تفاوت قابل توجهی با یکدیگر دارند. در این مقاله در مورد اینکه موتورهای احتراق داخلی چیست و ویژگی ها و تفاوت های اصلی آنها چیست صحبت خواهیم کرد.

در این مقاله بخوانید

انواع موتورهای احتراق داخلی

بیایید با این واقعیت شروع کنیم که موتور احتراق داخلی می تواند دو زمانه و چهار زمانه باشد. در مورد موتورهای خودرو، این واحدها چهار زمانه هستند. چرخه های موتور عبارتند از:

• مصرف مخلوط سوخت و هوا یا هوا (بسته به نوع موتور احتراق داخلی)؛
• فشرده سازی مخلوطی از سوخت و هوا؛
• احتراق شارژ سوخت و ضربه قدرت؛
• انتشار گازهای خروجی از محفظه احتراق؛

هر دو موتور پیستونی بنزینی و دیزلی که به طور گسترده در خودروها و سایر تجهیزات استفاده می شود، بر اساس این اصل کار می کنند. همچنین قابل ذکر است که در آن سوخت گازی مشابه گازوئیل یا بنزین سوزانده می شود.

واحدهای برق بنزینی

چنین سیستم قدرتی، به ویژه تزریق توزیع شده، به شما امکان می دهد قدرت موتور را افزایش دهید، در حالی که به بهره وری سوخت و کاهش سمیت اگزوز دست می یابد. این امر به لطف دوز دقیق سوخت عرضه شده تحت کنترل (سیستم مدیریت الکترونیکی موتور) امکان پذیر شده است.

توسعه بیشتر سیستم های تامین سوخت منجر به ظهور موتورهایی با تزریق مستقیم (مستقیم) شد. تفاوت اصلی آنها با نسخه های قبلی خود این است که هوا و سوخت به طور جداگانه به محفظه احتراق عرضه می شوند. به عبارت دیگر، انژکتور در بالای شیرهای ورودی نصب نمی شود، بلکه مستقیماً در سیلندر نصب می شود.

این راه حل به شما امکان می دهد سوخت را مستقیماً تأمین کنید و خود تأمین به چندین مرحله (تزریق فرعی) تقسیم می شود. در نتیجه، دستیابی به کارآمدترین و کامل ترین احتراق شارژ سوخت امکان پذیر است، موتور این فرصت را پیدا می کند که روی یک مخلوط بدون چربی کار کند (به عنوان مثال، موتورهای خانواده GDI)، مصرف سوخت کاهش می یابد، سمیت اگزوز کاهش می یابد. و غیره.

موتورهای دیزلی

با سوخت دیزل کار می کند و همچنین تفاوت قابل توجهی با بنزین دارد. تفاوت اصلی عدم وجود سیستم جرقه زنی است. احتراق مخلوط سوخت و هوا در موتور دیزلی از فشرده سازی حاصل می شود.

به بیان ساده، هوا در سیلندرها فشرده می شود که بسیار گرم می شود. در آخرین لحظه، تزریق مستقیماً به محفظه احتراق انجام می شود و پس از آن مخلوط گرم شده و بسیار فشرده خود به خود مشتعل می شود.

اگر موتورهای احتراق داخلی دیزل و بنزین را مقایسه کنیم، دیزل با راندمان بالاتر، راندمان بهتر و حداکثر مشخص می شود که در سرعت های پایین در دسترس است. با در نظر گرفتن این واقعیت که موتورهای دیزلی در سرعت های پایین تر میل لنگ کشش بیشتری ایجاد می کنند، در عمل چنین موتوری در شروع نیازی به "چرخش" نیست و همچنین می توانید از پایین روی یک پیکاپ مطمئن حساب کنید.

با این حال، در لیست معایب چنین واحدهایی می توان به وزن بیشتر و سرعت کمتر در حالت حداکثر سرعت اشاره کرد. واقعیت این است که موتور دیزل در ابتدا "کم سرعت" است و سرعت چرخش کمتری در مقایسه با موتورهای احتراق داخلی بنزینی دارد.

دیزل ها همچنین دارای جرم بیشتری هستند، زیرا ویژگی های احتراق تراکمی حاکی از بارهای جدی تری بر روی تمام عناصر چنین مجموعه ای است. به عبارت دیگر، قطعات یک موتور دیزل قوی تر و سنگین تر هستند. همچنین، موتورهای دیزلی به دلیل فرآیند احتراق و احتراق سوخت دیزل، سر و صدای بیشتری دارند.

موتور دوار

موتور وانکل (موتور پیستونی دوار) یک نیروگاه اساساً متفاوت است. در چنین موتور احتراق داخلی، پیستون های معمولی که در سیلندر رفت و آمد می کنند، به سادگی وجود ندارند. عنصر اصلی یک موتور دوار روتور است.

روتور مشخص شده در طول یک مسیر معین می چرخد. موتورهای احتراق داخلی دوار بنزینی هستند، زیرا چنین طراحی قادر به ایجاد درجه بالایی از فشرده سازی مخلوط کاری نیست.

از مزایای آن می توان به فشردگی، قدرت بالا با حجم کاری کم و همچنین قابلیت چرخش سریع تا سرعت بالا اشاره کرد. در نتیجه، خودروهایی با چنین موتور احتراق داخلی دارای ویژگی های شتاب برجسته هستند.

اگر در مورد معایب صحبت کنیم، ارزش دارد که منبع کاهش قابل توجهی در مقایسه با واحدهای پیستونی و همچنین مصرف سوخت بالا را برجسته کنیم. همچنین، یک موتور دوار با افزایش سمیت مشخص می شود، یعنی کاملاً با استانداردهای زیست محیطی مدرن مطابقت ندارد.

موتور هیبریدی

در برخی از موتورهای احتراق داخلی، برای به دست آوردن قدرت لازم، از آن در ترکیب با توربوشارژر استفاده می شود، در حالی که در برخی دیگر با جابجایی و طرح دقیقاً یکسان، چنین راه حل هایی در دسترس نیست.

به همین دلیل، برای ارزیابی عینی عملکرد یک موتور خاص در سرعت های مختلف، و نه روی میل لنگ، بلکه روی چرخ ها، لازم است اندازه گیری های پیچیده ویژه ای روی یک دینو انجام شود.

همچنین بخوانید

بهبود طراحی موتور پیستونی، رها کردن میل لنگ: یک موتور بدون میله اتصال، و همچنین یک موتور بدون میل لنگ. ویژگی ها و دیدگاه ها.

موتورهای خط TSI. ویژگی های طراحی، مزایا و معایب. تغییرات با یک و دو سوپرشارژر. توصیه هایی برای استفاده

موتور احتراق داخلی (ICE) رایج ترین نوع موتور است. لیست وسایل نقلیه ای که در آنها نصب شده است بسیار بزرگ است. ICE را می توان در اتومبیل ها، هلیکوپترها، تانک ها، تراکتورها، قایق ها و غیره یافت.

موتور احتراق داخلی یک موتور حرارتی است که بخشی از انرژی شیمیایی سوخت در حال سوختن را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. یک تقسیم بندی اساسی موتورها به دسته ها، تقسیم بر اساس چرخه عملیاتی به دو زمانه و 4 زمانه است. با توجه به روش تهیه مخلوط قابل احتراق - با تشکیل مخلوط خارجی (به ویژه کاربراتور) و داخلی (به عنوان مثال موتورهای دیزل). موتورهای احتراق داخلی با توجه به نوع مبدل انرژی به دو دسته پیستونی، توربین، جت و ترکیبی تقسیم می شوند.

راندمان موتور احتراق داخلی 0.4-0.5 است. اولین موتور احتراق داخلی توسط E. Lenoir در سال 1860 طراحی شد. در این مقاله موتور احتراق داخلی چهار زمانه را که بیشتر در صنعت خودرو استفاده می شود بررسی می کنیم.

موتور چهار زمانه اولین بار توسط نیکولاس اتو در سال 1876 معرفی شد و به همین دلیل موتور سیکل اتو نیز نامیده می شود. نام باسوادتر برای چنین چرخه ای سیکل چهار زمانه است. در حال حاضر رایج ترین نوع موتور برای خودروها است.

اصل عملکرد موتور احتراق داخلی (ICE)

عملکرد یک موتور احتراق داخلی پیستونی بر اساس استفاده از فشار انبساط حرارتی گازهای گرم شده در طول حرکت پیستون است. گرم شدن گازها در نتیجه احتراق در سیلندر مخلوط سوخت و هوا رخ می دهد. برای تکرار چرخه، مخلوط گازهای خروجی باید در پایان حرکت پیستون آزاد شود و با بخش جدیدی از سوخت و هوا پر شود. در موقعیت شدید، سوخت توسط جرقه شمع مشتعل می شود. ورود و خروج سوخت و محصولات احتراق از طریق دریچه هایی که توسط مکانیزم توزیع گاز و سیستم تامین سوخت کنترل می شوند، انجام می شود.

بنابراین، چرخه عملکرد موتور به مراحل زیر تقسیم می شود:

• سکته مغزی مصرفی
• سکته فشاری.
• سکته ی انبساط یا سکته ی کاری.
• سکته مغزی را رها کنید.

نیروی حاصل از پیستون متحرک سیلندر از طریق میل لنگ به حرکت چرخشی میل موتور تبدیل می شود. بخشی از انرژی دورانی صرف بازگشت پیستون ها به حالت اولیه می شود تا یک چرخه جدید تکمیل شود. طراحی شفت موقعیت متفاوت پیستون ها در سیلندرهای مختلف را در هر زمان مشخص می کند. بنابراین، هر چه تعداد سیلندرهای موتور بیشتر باشد، به طور کلی، چرخش شفت آن یکنواخت تر است.

با توجه به محل قرارگیری سیلندرها، موتورها به چند نوع تقسیم می شوند:

الف) موتورهایی با آرایش عمودی یا شیب دار سیلندرها در یک ردیف

ب) V شکل با چینش متقابل استوانه ها در یک زاویه به شکل حرف لاتین V:

د) موتورهایی با سیلندرهای مخالف. به آن "مقابل" می گویند، استوانه های موجود در آن با زاویه 180 درجه قرار دارند:

مکانیسم توزیع گاز موتور روی کورس اگزوز تضمین می‌کند که سیلندرها از محصولات احتراق (گازهای خروجی) تمیز می‌شوند و سیلندرها با قسمت جدیدی از مخلوط سوخت و هوا در نوبت ورودی پر می‌شوند.

سیستم جرقه زنی یک تخلیه ولتاژ بالا تولید می کند و آن را از طریق یک سیم ولتاژ بالا به دوشاخه سیلندر منتقل می کند. احتراق توسط یک توزیع کننده کنترل می شود که سیم های آن برای هر شمع مناسب است. توزیع کننده به گونه ای طراحی شده است که تخلیه دقیقاً در سیلندر جایی که پیستون در حال عبور از نقطه بیشترین فشرده سازی مخلوط سوخت است، رخ می دهد. اگر مخلوط زودتر مشتعل شود، فشار گاز بر خلاف مسیر خود عمل می کند، اگر بعداً، نیروی آزاد شده توسط انبساط گازها به طور کامل استفاده نمی شود.

برای راه اندازی موتور باید حرکت اولیه به آن داده شود. برای این، یک سیستم استارت استفاده می شود (به مقاله "چگونه استارت کار می کند") از یک موتور الکتریکی - یک استارت استفاده می شود.

مزایای موتورهای بنزینی

• سطح سر و صدا و لرزش کمتر در مقایسه با دیزل؛
• قدرت عالی با اندازه موتور برابر؛
• توانایی کار در سرعت های بالا، بدون عواقب جدی برای موتور.

معایب موتورهای بنزینی

• مصرف بیشتر از سوخت دیزل و الزامات بالاتر برای کیفیت آن؛
• نیاز به حضور و عملکرد مداوم سیستم احتراق سوخت؛
• بیشترین قدرت موتورهای احتراق داخلی بنزینی در محدوده سرعت کم به دست می آید.

بیش از صد و پنجاه سال از اختراع اولین موتوری می گذرد که با احتراق مخلوط سوخت نیرو می گیرد. بشریت در پیشرفت تکنولوژی پیشرفت کرده است، اما هنوز نمی توان آن را جایگزین کرد. این نوع نیروگاه به عنوان محرک بر روی ماشین آلات استفاده می شود. موتور سیکلت، ماشین، تراکتور و سایر واحدهای خودکششی به دلیل موتور کار می کنند.

در طول عملیات بیش از ده نوع و نوع موتور اختراع و برای استفاده به کار گرفته شد. با این حال، اصل عملیات تغییر نکرده است. موتوری که انرژی حرارتی احتراق را به کار مکانیکی تبدیل می کند در مقایسه با مولد بخار قبل از نصب، مقرون به صرفه تر و با راندمان بالا است. این ویژگی ها کلید موفقیت موتور است که برای یک قرن و نیم مورد تقاضا و محبوب است.

سطح مقطع یک موتور احتراق داخلی پیستونی

ویژگی کار

ویژگی که باعث می شود موتور برخلاف سایر تاسیسات نباشد این است که عملکرد موتور احتراق داخلی با احتراق مخلوط سوخت به طور مستقیم در محفظه همراه است. همان فضایی که احتراق در آن اتفاق می افتد، در داخل نصب، این اساس نام طبقه بندی موتورها را تشکیل داد. در فرآیند یک واکنش گرمازا پیچیده، هنگامی که مخلوط اولیه کار با آزاد شدن گرما به محصولات احتراق تبدیل می شود، تبدیل به کار مکانیکی انجام می شود. کار به دلیل انبساط حرارتی، یک نیروی محرکه است که بدون آن وجود نصب امکان پذیر نخواهد بود. اصل به فشار، گازهای موجود در فضای سیلندر گره خورده است.

انواع موتور

در روند پیشرفت تکنولوژی، انواع واحدهایی ساخته و آزمایش شدند که در آن سوخت در فضای داخلی سوزانده شد، اما همه آنها امکان سنجی خود را ثابت نکردند. رایج ترین انواع موتورهای احتراق داخلی شناسایی شده اند:

نصب پیستون.

قسمت جزء واحد به شکل بلوک با حفره های استوانه ای که در داخل آن نصب شده است ساخته شده است. بخشی از سیلندر برای سوزاندن سوخت استفاده می شود. با استفاده از پیستون، میل لنگ و شاتون، انرژی احتراق به انرژی دورانی محور تبدیل می شود. بسته به نحوه تهیه مخلوط قابل احتراق، واحدها تقسیم می شوند:

• کاربراتور.در چنین تاسیساتی، سوخت با کربناتاسیون تهیه می شود. هوا و سوخت اتمسفر به نسبت به مکانیسم منتقل می شوند و سپس در داخل کارخانه مخلوط می شوند. مخلوط نهایی وارد محفظه می شود و می سوزد.
• انژکتور.مخلوط کار به وسیله سمپاش در اختیار گیاه قرار می گیرد. تزریق در منیفولد انجام می شود و توسط الکترونیک کنترل می شود. از طریق کلکتور، سوخت وارد محفظه می شود، جایی که توسط یک شمع مشتعل می شود.
• دیزل.این اصل اساساً با مخالفان قبلی متفاوت است. این فرآیند با فشار هدایت می شود. بخشی از سوخت (سوخت گازوئیل) از طریق اتومایزر به حجم تزریق می شود، دمای هوا بالاتر از دمای احتراق است، سوخت مشتعل می شود.

موتور پیستونی:

• موتور پیستونی دوار.تبدیل انرژی انبساط گازها به کار مکانیکی به دلیل چرخش روتور رخ می دهد. روتور بخشی از پروفیل خاصی است که گازها بر روی آن فشار داده می شوند و آنها را مجبور به انجام حرکات چرخشی می کند. مسیر حرکت روتور در امتداد محفظه جابجایی حجمی پیچیده است که توسط یک اپی تروکوئید تشکیل شده است. روتور وظایف زیر را انجام می دهد: پیستون، توزیع کننده گاز، شفت.

موتور پیستونی دوار:

• موتورهای توربین گازیاین فرآیند با تبدیل گرما به کار انجام می شود. پره های روتور به طور مستقیم درگیر هستند. چرخش قطعات از جریان گازها به توربین منتقل می شود.

امروزه موتورهای پیستونی به طور کامل جایگزین انواع دیگر تاسیسات شده اند و جایگاه غالبی در صنعت خودرو به خود اختصاص داده اند. درصد موتورهای پیستونی دوار کم است، زیرا فقط مزدا مشغول تولید است. علاوه بر این، تولید تاسیسات در مقادیر محدود انجام می شود. واحدهای توربین گاز نیز ریشه نگرفتند، زیرا برای استفاده غیرنظامی دارای معایبی بودند که اصلی ترین آنها افزایش مصرف سوخت بود.

طبقه بندی موتورهای احتراق داخلی نیز با توجه به سوخت مصرفی امکان پذیر است. استفاده از موتورها: بنزین، گازوئیل، گاز، سوخت ترکیبی.

موتور توربین گاز:

دستگاه

با وجود تنوع نصب، انواع موتورهای احتراق داخلی از چندین گره مونتاژ می شوند. مجموعه قطعات در بدنه دستگاه قرار می گیرد. یک کار واضح و هماهنگ از هر جزء به طور جداگانه، در مجموع، موتور را به عنوان یک ارگانیسم واحد تقسیم ناپذیر نشان می دهد.

• بلوک موتور: بلوک سیلندر حفره‌های استوانه‌ای را ترکیب می‌کند که در داخل آن احتراق و احتراق مخلوط هوا و سوخت رخ می‌دهد. احتراق منجر به انبساط حرارتی گازها می شود و سیلندرهای موتور به عنوان راهنمای عمل می کنند که از عبور جریان گرما از حد لازم جلوگیری می کند.

بلوک موتور:

• مکانیسم میل لنگ و میله های اتصال موتور مجموعه ای از اهرم ها که از طریق آنها نیرویی به میل لنگ منتقل می شود و آن را مجبور به انجام حرکات چرخشی می کند.

مکانیسم میل لنگ موتور:

• توزیع کننده گاز موتور: دریچه های ورودی و خروجی را به حرکت در می آورد و فرآیند تبادل گاز را ارتقا می دهد. استخراج معدن را از حفره واحد حذف می کند، آن را با قسمت لازم برای ادامه عملکرد مکانیسم پر می کند.

مکانیسم توزیع گاز موتور:

• تامین سوخت در موتور: برای تهیه بخشی از سوخت به نسبت لازم با هوا، این قسمت را با پاشش یا نیروی جاذبه به حفره منتقل می کند.

• سیستم جرقه زنی در موتور مکانیزم قسمت ورودی در حفره محفظه را مشتعل می کند. با استفاده از شمع جرقه یا شمع برق انجام می شود.

شمع موتور:

• سیستم حذف مواد زائد از موتور مکانیزم برای حذف موثر محصولات سوخته و گرمای اضافی طراحی شده است.

لوله ورودی:

شروع به کار نیروگاه احتراق داخلی با تامین سوخت واحد همراه است و ماده در حفره محفظه جابجایی حجمی می سوزد. این فرآیند با انتشار گرما و افزایش حجم همراه است که باعث تحریک حرکت پیستون می شود. با حرکت، قطعه کار مکانیکی را به پیچش مکانیزم میل لنگ تبدیل می کند.

پس از اتمام، عمل دوباره تکرار می شود، بنابراین بدون وقفه برای یک دقیقه. فرآیندهایی که در طی آن کار نصب انجام می شود:

• درایت حرکت پیستون از پایین ترین موقعیت به بالاترین موقعیت و بالعکس. ضربان به عنوان یک حرکت در یک جهت به حساب می آید.
• چرخه. تعداد کل چرخه های مورد نیاز برای تکمیل کار. از نظر ساختاری، واحدها قادر به انجام یک سیکل در 2 (یک دور چرخش محور) یا 4 (دو دور) چرخه هستند.
• جریان کار. عمل، دلالت بر: ورودی مخلوط، فشردن، اکسیداسیون، ضربه کاری، حذف. فرآیند کار برای موتورهای دو زمانه و موتورهای چهار زمانه معمولی است.

موتور دو زمانه

اصل کار یک موتور احتراق داخلی با استفاده از دو چرخه به عنوان یک فرآیند کار ساده است. یکی از ویژگی های متمایز موتور، عملکرد دو چرخه است: فشار دادن و ضربه زدن. ضربات ورودی و پاکسازی در تراکم و کورس قدرت یکپارچه می شوند، بنابراین شفت در هر حرکت 360 درجه می چرخد.

دستوری که باید اجرا شود:

1. فشار دادن: پیستون از موقعیت بسیار پایین به موقعیت فوق العاده بالایی حرکت می کند. این حرکت باعث ایجاد خلاء در زیر پیستون می شود که به دلیل آن سوخت از سوراخ های دریچه عبور می کند. حرکت بیشتر باعث همپوشانی سوراخ ورودی با دامن پیستون و سوراخ های خروجی اگزوز می شود. فضای بسته به رشد تنش کمک می کند. در بالاترین نقطه، شارژ مشتعل می شود.
2. انبساط: احتراق باعث ایجاد فشار در داخل محفظه می شود و پیستون را مجبور می کند از طریق انبساط گازها به سمت پایین حرکت کند. یک باز شدن متناوب در خروجی و پنجره های پاکسازی وجود دارد. کشش در ناحیه پایین باعث تحریک جریان سوخت به داخل حفره استوانه‌ای می‌شود، در حالی که به طور همزمان آن را از معدن پاک می‌کند.

دستگاه واحد برای دو سیکل مکانیسم توزیع گازها را حذف می کند که بر کیفیت فرآیند تبادل تأثیر می گذارد. علاوه بر این، تصفیه را نمی توان حذف کرد، و این امر مصرف سوخت را به شدت افزایش می دهد، زیرا بخشی از مخلوط با گازهای خروجی به بیرون پرتاب می شود.

اصل عملکرد موتور دو زمانه:

موتور چهار زمانه

موتورهایی که 4 حرکت موتور احتراق داخلی را در هر گردش کار انجام می دهند به تجهیزات مورد استفاده امروزی مجهز هستند. در این موتورها ورودی و خروجی سوخت و استخراج در سیکل های جداگانه انجام می شود. موتورها از مکانیزم توزیع گاز استفاده می کنند که سوپاپ ها و شفت را همگام می کند. مزیت موتور چهار زمانه تامین سوخت به محفظه ای است که از گازهای خروجی با دریچه های بسته پاک شده است که نشت سوخت را از بین می برد.

دستور این است:

• پیستون را از بالاترین موقعیت به پایین ترین موقعیت حرکت دهید. خلاء در حفره رخ می دهد که دریچه ورودی را باز می کند. سوخت وارد محفظه جابجایی می شود.
• فشار دادن: حرکت پیستون از پایین به بالا (موقعیت های شدید). دهانه های ورودی و خروجی مسدود شده اند که به افزایش فشار در محفظه جابجایی مثبت کمک می کند.
• سکته کار: مخلوط مشتعل می شود، گرما آزاد می شود، افزایش شدید حجم و افزایش نیروی فشار بر پیستون. حرکت دومی به پایین ترین موقعیت.
• تمیز کردن. درگاه های خروجی باز هستند، پیستون از پایین به بالا حرکت می کند. خلاص شدن از معدن، تمیز کردن حفره قبل از قسمت بعدی مخلوط کاری.

راندمان مکانیکی یک موتور احتراق داخلی با سیکل 4 زمانه در مقایسه با یک موتور 2 زمانه کمتر است. این به دلیل یک دستگاه پیچیده و وجود مکانیزم توزیع گاز است که بخشی از انرژی را به خود می برد.

اصل کار یک موتور چهار زمانه:

مکانیزم جرقه

هدف مکانیزم جرقه زدن به موقع در حفره سیلندر موتور است. جرقه به مشتعل شدن سوخت و کارکرد دستگاه کمک می کند. مکانیزم جرقه، بخشی جدایی ناپذیر از تجهیزات الکتریکی خودرو است که شامل:

• منبع ذخیره انرژی الکتریکی، باتری. منبعی که انرژی الکتریکی تولید می کند، یک ژنراتور.
• وسیله ای مکانیکی یا الکتریکی که ولتاژ الکتریکی شبکه خودرو را تامین می کند، احتراق نیز نامیده می شود.
• انباشته کننده و مبدل انرژی الکتریکی، ترانسفورماتور یا سیم پیچ. مکانیزم شارژ کافی را روی شمع های موتور فراهم می کند.
• مکانیسم توزیع احتراق یا توزیع کننده. این دستگاه برای توزیع و تامین به موقع یک ضربه الکتریکی به سیلندر مورد نظر به شمع ها طراحی شده است.

مکانیسم ورودی

هدف مکانیزم تشکیل بی وقفه مقدار هوای مورد نیاز در سیلندرهای موتور احتراق داخلی یک خودرو است. متعاقباً هوا با سوخت مخلوط می شود و همه اینها برای فرآیند کار مشتعل می شود. موتورهای منسوخ و کاربراتوری از یک عنصر فیلتر هوا و یک کانال هوا برای ورودی استفاده می کردند. تاسیسات مدرن مجهز به:

• مکانیزم ورودی هوای موتور قطعه به صورت لوله انشعاب با پروفیل مشخص ساخته می شود. هدف از طراحی این است که تا حد امکان هوا را به سیلندر وارد کند و در عین حال مقاومت کمتری در ورودی ایجاد کند. مکش توده هوا به دلیل اختلاف فشار زمانی که پیستون به سمت نقطه مرده پایین حرکت می کند اتفاق می افتد.
• المنت فیلتر هوای موتور.قسمتی که برای تمیز کردن هوای ورودی به موتور استفاده می شود. عملکرد عنصر بر منابع و عملکرد نیروگاه تأثیر می گذارد. فیلتر به مواد مصرفی اشاره دارد و پس از مدتی تغییر می کند.
• دریچه گاز موتور: مکانیزم بای پس که در منیفولد ورودی قرار دارد و میزان هوای وارد شده به موتور را تنظیم می کند. این قطعه به صورت الکترونیکی یا مکانیکی کار می کند.
• منیفولد ورودی موتور.هدف مکانیزم این است که مقدار هوا را به طور یکنواخت روی سیلندرهای موتور توزیع کند. این فرآیند توسط فلپ های ورودی و تقویت کننده های جریان کنترل می شود.

سیستم ورودی:

مکانیزم قدرت

هدف، تامین بی وقفه سوخت برای اختلاط بعدی با هوا و تهیه یک مخلوط استوکیومتری همگن. مکانیسم قدرت شامل:

• مخزن موتور: ظرفی از نوع بسته که سوخت (بنزین، گازوئیل) در آن ذخیره می شود. مخزن مجهز به دستگاه مکش سوخت (پمپ) و دستگاه پرکن باک (گردن پرکننده) می باشد.
• سیم کشی سوخت موتور لوله های انشعاب، شیلنگ هایی که سوخت از طریق آنها حمل یا هدایت می شود.
• مکانیزمی که سوخت را در یک موتور مخلوط می کند. در ابتدا نیروگاه ها به کاربراتور مجهز بودند؛ موتورهای مدرن از انژکتور استفاده می کنند. وظیفه این است که مخلوط آماده شده را به محفظه احتراق وارد کنید.
• واحد کنترل هدف مکانیسم، کنترل تشکیل مخلوط و تزریق. در واحدهای مجهز به انژکتور، دستگاه عملیات را برای افزایش راندمان فرآیند هماهنگ می کند.
• موتور پمپ دستگاهی است که در سیم سوخت موتور ولتاژ ایجاد می کند و حرکت مایع قابل اشتعال را تقویت می کند.
• عنصر فیلتر: مکانیزم سوخت ورودی را از ناخالصی ها و کثیفی ها پاک می کند که باعث افزایش منابع نیروگاه می شود.

مکانیسم قدرت:

مکانیزم روغن کاری

هدف مکانیزم این است که قطعات نیروگاه را با مقدار لازم روغن برای ایجاد یک لایه محافظ بر روی سطوح تامین کند. استفاده از مایع اثر نیروی اصطکاک را در نقاط تماس قطعات کاهش می دهد، محصولات سایش را حذف می کند، دستگاه را از خوردگی محافظت می کند، اجزا و مکانیسم ها را آب بندی می کند. شامل:

• محفظه موتور: ظرفی که روان کننده در آن قرار می گیرد، ذخیره می شود و خنک می شود. برای عملکرد طبیعی موتور، رعایت سطح روغن مورد نیاز بسیار مهم است، بنابراین تابه ها برای کنترل مجهز به یک عدد سنج هستند.
• پمپ روغن موتور مکانیزمی است که سیال را از مخزن موتور پمپ می کند و روغن را به نقاطی که نیاز به روغن کاری دارند هدایت می کند. حرکت نفت در طول بزرگراه ها اتفاق می افتد.
• المنت فیلتر روغن: هدف این قطعه، تصفیه روغن از ناخالصی ها و فرسایش محصولاتی است که در موتور به گردش در می آیند. این عنصر در هر تعویض روغن تغییر می کند، زیرا کار بر سایش مکانیسم تأثیر می گذارد.
• کولر روغن موتور تعیین مکانیسم حذف گرمای اضافی از سیستم روغن کاری. از آنجایی که روغن گرما را از سطوح بیش از حد گرم شده حذف می کند، خود روغن نیز در معرض گرم شدن بیش از حد است. یکی از ویژگی های مکانیزم روغن کاری، استفاده اجباری، صرف نظر از اینکه از چه مدل موتور احتراق داخلی استفاده می شود. این به این دلیل اتفاق می افتد که امروزه روش موثرتری برای محافظت از موتور وجود ندارد.

سیستم روغن کاری:

مکانیسم رهاسازی

این مکانیزم برای حذف گازهای خروجی اگزوز و کاهش نویز در حین کار موتور طراحی شده است. از اجزای زیر تشکیل شده است:

• منیفولد اگزوز موتور مجموعه ای از نازل های ساخته شده از مواد مقاوم در برابر حرارت، زیرا اولین نازل هایی هستند که با گازهای داغ خروجی از محفظه احتراق تماس می گیرند. کلکتور ارتعاشات را کاهش می دهد و گازها را بیشتر به داخل لوله می برد.
• لوله موتور: لوله ورودی برای دریافت گازها و انتقال بیشتر آنها از طریق سیستم طراحی شده است. ماده ای که قطعه از آن ساخته شده است مقاومت بالایی در برابر دما دارد.
• رزوناتور: دستگاهی که به شما امکان می دهد گازها را جدا کرده و سرعت آنها را کاهش دهید.
• کاتالیزور دستگاهی برای تمیز کردن و خنثی کردن گازها.
• صدا خفه کن موتور. مخزن با بافل های داخلی، به لطف تغییر جهت گازهای خروجی، صدا را کاهش می دهد.

سیستم اگزوز موتور:

مکانیزم خنک کننده

در موتورهای احتراق داخلی کم مصرف، از خنک کننده جریان مخالف موتور استفاده می شود. واحدهای مدرن، خودرو، کشتی، محموله، از خنک کننده مایع استفاده می کنند. وظیفه مایع گرفتن بخشی از گرمای اضافی و کاهش بار حرارتی بر روی اجزا و مکانیسم های دستگاه است. مکانیسم خنک کننده شامل:

• رادیاتور موتور وظیفه دستگاه انتقال حرارت اضافی از مایع به محیط است. این قسمت شامل مجموعه ای از لوله های آلومینیومی با پره های خروجی است.
• فن موتور وظیفه فن افزایش اثر خنک کنندگی در اثر جریان هوای اجباری رادیاتور و حذف گرمای اضافی از سطح آن است.
• موتور پمپ وظیفه پمپ آب گردش مایع خنک کننده در سیستم است. گردش در یک دایره کوچک انجام می شود (تا زمانی که موتور گرم شود)، پس از آن سوپاپ حرکت سیال را به یک دایره بزرگ تغییر می دهد.
• شیر بای پس موتور وظیفه مکانیزم اطمینان از تغییر گردش سیال از یک دایره کوچک گردش به یک دایره بزرگ است.

سیستم خنک کننده موتور:

با وجود تلاش های متعدد برای دور شدن از موتور احتراق داخلی، در آینده قابل پیش بینی چنین امکانی پیش بینی نمی شود. بنابراین نیروگاه هایی از این نوع برای مدت طولانی ما را با کار هماهنگ خود به وجد خواهند آورد.