Mūsų keliuose dažniausiai galite rasti automobilių, kurie naudoja benziną ir dyzelinį kurą. Elektromobilių laikas dar neatėjo. Todėl apsvarstykite vidaus degimo variklio (ICE) veikimo principą. Jo išskirtinis bruožas – sprogimo energijos pavertimas mechanine energija.
Dirbant su benzininėmis elektrinėmis yra keletas kuro mišinio formavimo būdų. Vienu atveju tai atsitinka karbiuratoriuje, o tada visa tai tiekiama į variklio cilindrus. Kitu atveju benzinas įpurškiamas per specialius purkštukus (purkštukus) tiesiai į kolektorių arba degimo kamerą.
Norėdami visiškai suprasti vidaus degimo variklio veikimą, turite žinoti, kad yra keletas šiuolaikinių variklių tipų, kurie įrodė savo efektyvumą darbe:
- benzininiai varikliai;
- varikliai, naudojantys dyzelinį kurą;
- dujų įrenginiai;
- Dujiniai-dyzeliniai įrenginiai;
- sukimosi parinktys.
Šių tipų vidaus degimo variklių veikimo principas yra beveik vienodas.
ICE ciklai
Kiekvienas turi kurą, kuris sprogsta degimo kameroje, plečiasi ir stumia stūmoklį, sumontuotą ant alkūninio veleno. Be to, šis sukimasis per papildomus mechanizmus ir mazgus perduodamas automobilio ratams.
Kaip pavyzdį panagrinėsime keturtaktį benzininį variklį, nes tai yra labiausiai paplitęs jėgainės variantas automobiliuose mūsų keliuose.
Taigi tu:
- atsidaro įleidimo anga ir degimo kamera užpildoma paruoštu kuro mišiniu
- kamera yra sandari ir jos tūris sumažėja suspaudimo taktu
- mišinys sprogsta ir stumia stūmoklį, kuris gauna mechaninės energijos impulsą
- degimo kamera išlaisvinama nuo degimo produktų
Kiekvienas iš šių vidaus degimo variklio darbo etapų turi savo, vienu metu vyksta keli procesai. Pirmuoju atveju stūmoklis yra žemiausioje padėtyje, o visi degalų tiekimo vožtuvai yra atidaryti. Kitas etapas prasideda nuo visiško visų skylių uždarymo ir stūmoklio judėjimo į maksimalią viršutinę padėtį. Tuo pačiu metu viskas suspausta.
Vėl pasiekus kraštinę viršutinę stūmoklio padėtį, žvakė įjungiama įtampa, kuri sukuria kibirkštį, uždegdama mišinį sprogimui. Šio sprogimo jėga stumia stūmoklį žemyn, o išleidimo angos atsidaro ir kamera išvaloma nuo likusių dujų. Tada viskas kartojasi.
Karbiuratoriaus veikimas
Kuro mišinio susidarymas praėjusio amžiaus pirmosios pusės automobiliuose vyko karbiuratoriaus pagalba. Norėdami suprasti, kaip veikia vidaus degimo variklis, turite žinoti, kad automobilių inžinieriai kuro sistemą suprojektavo taip, kad į degimo kamerą būtų tiekiamas jau paruoštas mišinys.
Karbiuratoriaus įtaisas
Karbiuratorius užsiėmė jo formavimu. Jis tinkamomis proporcijomis sumaišė benziną ir orą ir išsiuntė viską į cilindrus. Toks santykinis sistemos konstrukcijos paprastumas leido jai ilgą laiką išlikti nepakeičiama benzininių agregatų dalimi. Tačiau vėliau jo trūkumai ėmė dominuoti už nuopelnus ir apskritai neatitiko vis didesnių reikalavimų automobiliams.
Karbiuratorių sistemų trūkumai:
- staigiai keičiant važiavimo režimus ekonomiškų režimų pateikti neįmanoma;
- viršyti kenksmingų medžiagų išmetamosiose dujose ribas;
- maža automobilių galia dėl paruošto mišinio neatitikimo automobilio būklei.
Šiuos trūkumus jie bandė kompensuoti tiesiogiai tiekdami benziną per purkštukus.
Įpurškimo variklių veikimas
Įpurškimo variklio veikimo principas yra tiesioginis benzino įpurškimas į įsiurbimo kolektorių arba degimo kamerą. Vizualiai viskas panašu į dyzelinio variklio darbą, kai tiekimas yra dozuojamas ir tik į cilindrą. Vienintelis skirtumas yra tas, kad įpurškimo blokai turi uždegimo žvakes.
Injektoriaus dizainas
Benzininių variklių su tiesioginiu įpurškimu veikimo etapai nesiskiria nuo karbiuratoriaus versijos. Skirtumas yra tik toje vietoje, kur susidaro mišinys.
Dėl šios konstrukcijos galimybės suteikiami tokių variklių pranašumai:
- galios padidėjimas iki 10%, esant panašioms techninėms charakteristikoms su karbiuratoriumi;
- pastebimas benzino sutaupymas;
- aplinkosaugos veiksmingumo gerinimas išmetamų teršalų atžvilgiu.
Tačiau su tokiais pranašumais yra ir trūkumų. Pagrindiniai iš jų yra priežiūra, priežiūra ir pritaikymas. Skirtingai nuo karbiuratorių, kuriuos galima išardyti, surinkti ir reguliuoti savarankiškai, purkštukams reikalinga speciali brangi įranga ir automobilyje sumontuota daugybė skirtingų jutiklių.
Kuro įpurškimo būdai
Vystantis degalų tiekimui į variklį, šis procesas nuolat artėjo prie degimo kameros. Šiuolaikiškiausiuose vidaus degimo varikliuose benzino padavimo taškas ir degimo vieta susiliejo. Dabar mišinys nebesudaromas karbiuratoriuje ar įsiurbimo kolektoriuje, o įpurškiamas tiesiai į kamerą. Apsvarstykite visas injekcinių prietaisų galimybes.
Vieno taško įpurškimo galimybė
Paprasčiausias dizaino variantas atrodo kaip degalų įpurškimas per vieną purkštuką į įsiurbimo kolektorių. Skirtumas nuo karbiuratoriaus yra tas, kad pastarasis tiekia gatavą mišinį. Įpurškimo versijoje kuras tiekiamas per purkštuką. Nauda yra sutaupyti išlaidų.
Vieno taško degalų tiekimo galimybė
Šis metodas taip pat formuoja mišinį už kameros, tačiau čia naudojami jutikliai, kurie tiekia tiesiai į kiekvieną cilindrą per įsiurbimo kolektorių. Tai ekonomiškesnis kuro naudojimo variantas.
Tiesioginis įpurškimas į kamerą
Šis variantas kol kas efektyviausiai išnaudoja purkštuko konstrukcijos galimybes. Degalai purškiami tiesiai į kamerą. Dėl to sumažėja kenksmingų išmetamųjų teršalų lygis, o automobilis, be didesnio benzino taupymo, gauna didesnę galią.
Padidėjęs sistemos patikimumo laipsnis sumažina neigiamą priežiūros veiksnį. Tačiau tokiems įrenginiams reikia aukštos kokybės kuro.
