本物の車愛好家にとって、車は単なる移動手段ではなく、自由の道具でもあります。 車を使えば、都市、田舎、大陸のどこにでも行くことができます。 しかし、真の旅行者にとって、免許を持っているだけでは十分ではありません。 結局のところ、モービルが届かない場所、レッカー車が届かない場所がまだたくさんあります。 このような場合、故障が発生した場合、すべての責任は運転者の肩にかかってきます。
したがって、すべてのドライバーは自分の車のデバイスを少なくとも少しは理解する必要があり、エンジンから始める必要があります。 もちろん、現代の自動車会社はさまざまなタイプのエンジンを搭載した多くの車を生産していますが、ほとんどの場合、メーカーは設計に内燃エンジンを使用しています。 高い効率を実現すると同時に、システム全体の高い信頼性を提供します。
注意！ ほとんどの科学論文では、内燃機関は内燃機関と省略されます。
ICEとは
内燃機関装置とその動作原理の詳細な研究に進む前に、内燃機関とは何かについて考えてみましょう。 1 つの重要な指摘を今すぐ行う必要があります。 100 年以上の進化の中で、科学者はさまざまなデザインを考案してきましたが、それぞれに独自の利点があります。 したがって、まず、これらのメカニズムを区別できる主な基準を強調します。
- 可燃性混合気を生成する方法に応じて、すべての内燃エンジンはキャブレター、ガス、噴射装置に分けられます。 しかも外部ミキシングありのクラスです。 内部について言えば、これらはディーゼルです。
- 燃料の種類に応じて、内燃機関はガソリン、ガス、ディーゼルに分類できます。
- エンジン装置の冷却には液体と空気の2種類があります。
- シリンダー 向かい合って配置することも、文字 V の形で配置することもできます。
- シリンダー内の混合気は火花によって点火される可能性があります。 これは、キャブレターおよびインジェクション内燃エンジン、または自己点火によって発生します。
ほとんどの自動車雑誌や専門の自動車輸出業者の間では、内燃エンジンを次のタイプに分類するのが通例です。
- ガスエンジン。 この装置はガソリンで動作します。 キャンドルから発生する火花によって強制的に点火します。 キャブレターと噴射システムは、燃料と空気の混合物の投与量を決定します。 圧縮時に発火が発生します。
- ディーゼル 。 このタイプの装置を備えたエンジンは、ディーゼル燃料を燃焼させることによって動作します。 ガソリンユニットとの主な違いは、気温の上昇により燃料が爆発することです。 後者はシリンダー内の圧力の増加により可能になります。
- ガスシステムはプロパン-ブタンを使用して動作します。 点火は強制的に行われます。ガスと空気がシリンダーに供給されます。 それ以外の点では、このような内燃機関の装置はガソリンエンジンと同様です。
最もよく使用されるのはこの分類であり、システムの特定の機能を示しています。
装置と動作原理
内燃機関装置
内燃機関装置は単気筒エンジンを例にして考えるとよいでしょう。 機構の主要部分はシリンダーです。 中には上下に動くピストンが入っています。 この場合、移動には上部と下部の 2 つの制御点があります。 専門文献では、これらは TDC および BDC と呼ばれます。デコードは次のとおりです: 上死点と下死点。
注意！ ピストンもシャフトに接続されています。 コネクティングリンクとはコンロッドのことです。
コネクティングロッドの主な役割は、ピストンの上下運動によって発生するエネルギーを回転エネルギーに変換することです。 このような変換の結果、車は必要な方向に動きます。 これは ICE デバイスが担当します。 また、エンジンが発生するエネルギーによって動作する車載ネットワークも忘れてはなりません。
フライホイールはエンジンシャフトの端に取り付けられています。 クランクシャフトの回転の安定性を確保します。 吸気バルブと排気バルブはシリンダーの上部にあり、シリンダーは特殊なヘッドで覆われています。
注意！ バルブは適切なタイミングで適切なチャネルを開閉します。
内燃機関のバルブを開くには、カムシャフトのカムの作用を受けます。これはトランスミッション部品を通じて発生します。 シャフト自体はクランクシャフトギアの助けを借りて動きます。
注意！ ピストンはシリンダー内で自由に動き、上死点または下死点で一瞬フリーズします。
内燃機関装置が通常モードで機能するには、可燃性混合物が明確に調整された割合で供給されなければなりません。 火災が発生しない恐れがあります。 申請が行われる瞬間も大きな役割を果たします。
オイルは内燃機関の部品の早期摩耗を防ぐために必要です。 一般に、内燃機関の装置全体は次の主要要素で構成されます。
- 点火プラグ、
- バルブ、
- ピストン
- ピストンリング、
- 連接棒、
- クランクシャフト、
- クランクケース。
これらのシステム要素の相互作用により、内燃機関デバイスは自動車の移動に必要なエネルギーを生成できます。
動作原理
4 ストローク内燃エンジンがどのように動作するかを考えてみましょう。 それがどのように機能するかを理解するには、タクトの概念の意味を知る必要があります。 これは、装置の動作に必要な動作がシリンダー内で実行される一定の時間です。 圧縮か点火の可能性があります。
内燃エンジンのサイクルは動作サイクルを形成し、これによりシステム全体の動作が保証されます。 このサイクル中に、熱エネルギーが機械エネルギーに変換されます。 これにより、クランクシャフトの動きが発生する。
注意！ 作業サイクルは、クランクシャフトが 1 回転した後に完了したとみなされます。 ただし、このステートメントは 2 ストローク エンジンに対してのみ機能します。
ここで重要な説明が 1 つあります。 現在の自動車では、主に4ストロークエンジンの装置が使用されています。 このようなシステムは、信頼性の向上とパフォーマンスの向上を特徴としています。
4 ストローク サイクルを完了するには、クランクシャフトが 2 回転します。 これらは4つの上下のピストン運動です。 各メジャーは、正確な順序でアクションを実行します。
- 入口、
- 圧縮、
- 拡大、
- リリース。
最後から 2 番目のサイクルは作業ストロークとも呼ばれます。上死点と下死点についてはすでにご存知でしょう。 しかし、それらの間の距離は、別の重要なパラメータを示しています。 つまり、内燃機関の容積です。 平均して 1.5 リットルから 2.5 リットルまで変動します。 インジケーターは各気筒のデータをプラスして計測します。
前半回転ではピストンが上死点から下死点まで移動します。 吸気バルブは開いたままですが、排気バルブはしっかりと閉じられています。 このプロセスの結果、シリンダー内に真空が形成されます。
ガソリンと空気の可燃性混合物が内燃エンジンのガスパイプラインに入ります。 そこで排気ガスと混合します。 その結果、発火に最適な物質が形成され、第 2 段階で圧縮することができます。
シリンダーが作動混合物で完全に満たされると、圧縮が発生します。 クランクシャフトは回転を続け、ピストンは下死点から上死点まで移動します。
注意！ 体積が減少すると、内燃機関シリンダー内の混合気の温度が上昇します。
3 番目のサイクルで膨張が発生します。 圧縮が論理的に結論に達すると、ろうそくから火花が発生し、点火が起こります。 ディーゼルエンジンの場合は少し異なります。
まず、ろうそくの代わりに特別なノズルが取り付けられ、3番目のサイクルでシステムに燃料が噴射されます。 第二に、ガスの混合物ではなく、空気がシリンダーに送り込まれます。
ディーゼル内燃エンジンの動作原理は、内部の燃料が自然に点火するという点で興味深いものです。 これはシリンダー内の空気の温度が上昇することで起こります。 圧縮によっても同様の結果が得られ、その結果、圧力が上昇し、温度が上昇します。
燃料がノズルを通って内燃機関のシリンダーに入ると、内部の温度が非常に高くなり、自然発火が起こります。 ガソリンを使用する場合、この結果は達成できません。 非常に高い温度で発火するためです。
注意！ 内部で発生した微小爆発によるピストン運動の過程で、内燃機関部分が逆ジャークを起こし、クランクシャフトがスクロールします。
4 ストローク内燃エンジンの最後の行程は吸気と呼ばれます。 それは4番目の半ターンで発生します。 その動作原理は非常に単純です。 排気バルブが開き、すべての燃焼生成物が排気バルブに入り、そこから排気ガスパイプラインに入ります。
大気中に放出される前に、 通常はフィルターシステムを通過します。 これにより、環境へのダメージを最小限に抑えることができます。 それにもかかわらず、ディーゼル エンジンの設計はガソリン エンジンよりもはるかに環境に優しいものです。
内燃機関の性能を向上させる装置
最初の内燃エンジンが発明されて以来、システムは絶えず改良されてきました。 量産車の最初のエンジンを思い出してみると、最高時速 80 マイルまで加速できました。 現代のスーパーカーは 390 キロメートルのマークを簡単に超えます。 科学者たちは、追加のシステムをエンジン装置に統合し、いくつかの構造を変更することで、このような結果を達成することができました。
内燃機関に導入された動弁機構により、一度に大幅なパワーアップがもたらされました。 進化のもう 1 つのステップは、構造の上部にあるカムシャフトの位置です。 これにより、可動要素の数が減り、生産性が向上しました。
また、最新の内燃機関点火システムの有用性も否定できません。 可能な限り最高の安定性を提供します。 まず、ディストリビュータに入る電荷が生成され、そこからキャンドルの 1 つに送られます。
注意！ もちろん、ラジエーターとポンプで構成される冷却システムも忘れてはなりません。 そのおかげで、内燃機関装置の適時過熱を防ぐことができます。
結果
ご覧のとおり、内燃機関の装置は特に難しいものではありません。 それを理解するために特別な知識は必要ありません。単純な欲求だけで十分です。 それにもかかわらず、内燃機関の動作原理に関する知識は、すべてのドライバーにとって決して不必要なものではありません。
