Vidaus degimo variklis arba vidaus degimo variklis yra labiausiai paplitęs variklių tipas automobiliuose. Nepaisant to, kad šiuolaikinių automobilių vidaus degimo variklis susideda iš daugybės dalių, jo veikimo principas itin paprastas. Pažiūrėkime atidžiau, kas yra vidaus degimo variklis ir kaip jis veikia automobilyje.
DVS kas tai?
Vidaus degimo variklis – tai šilumos variklio tipas, kuris dalį cheminės energijos, gautos deginant kurą, paverčia mechanine energija, kuri paleidžia mechanizmus.
Vidaus degimo varikliai pagal darbo ciklus skirstomi į kategorijas: dvitakčius ir keturtakčius. Jie taip pat išsiskiria kuro-oro mišinio paruošimo būdu: su išoriniu (purkštukai ir karbiuratoriai) ir vidiniu (dyzeliniai agregatai) mišinio formavimu. Priklausomai nuo to, kaip energija paverčiama varikliuose, jie skirstomi į stūmoklinius, reaktyvinius, turbininius ir kombinuotus.
Pagrindiniai vidaus degimo variklio mechanizmai
Vidaus degimo variklis susideda iš daugybės elementų. Tačiau yra pagrindinių, apibūdinančių jo veikimą. Pažvelkime į vidaus degimo variklio struktūrą ir pagrindinius jo mechanizmus.
1. Cilindras yra svarbiausia jėgos agregato dalis. Automobilių varikliai paprastai turi keturis ar daugiau cilindrų, iki šešiolikos serijinių superautomobilių. Cilindrų išdėstymas tokiuose varikliuose gali būti viena iš trijų eilių: linijinis, V formos ir priešingas.
2. Uždegimo žvakė sukuria kibirkštį, kuri uždega oro ir kuro mišinį. Dėl to vyksta degimo procesas. Kad variklis veiktų „kaip laikrodis“, kibirkštis turi būti tiekiama tiksliai tinkamu laiku.
3. Įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai taip pat veikia tik tam tikru laiku. Vienas atsidaro, kai reikia įleisti kitą degalų porciją, kitas, kai reikia išleisti išmetamąsias dujas. Abu vožtuvai yra tvirtai uždaryti, kai variklis veikia suspaudimo ir degimo taktais. Tai užtikrina reikiamą visišką sandarumą.
4. Stūmoklis yra metalinė dalis, kuri yra cilindro formos. Stūmoklis juda aukštyn ir žemyn cilindro viduje.
5. Stūmoklio žiedai tarnauja kaip išorinio stūmoklio krašto ir cilindro vidinio paviršiaus slankiojančios sandarikliai. Jie naudojami dviem tikslais:
Jie suspaudimo ir darbo ciklo momentais neleidžia degiajam mišiniui iš degimo kameros patekti į vidaus degimo variklio karterį.
Jie neleidžia alyvai iš karterio patekti į degimo kamerą, nes ten ji gali užsidegti. Daugelis alyvą deginančių automobilių yra su senesniais varikliais, o jų stūmoklių žiedai nebeužsandarina tinkamai.
6. Švaistiklis tarnauja kaip jungiamasis elementas tarp stūmoklio ir alkūninio veleno.
7. Alkūninis velenas stūmoklių transliacinį judesį paverčia sukamuoju.
8. Karteris yra aplink alkūninį veleną. Jo apatinėje dalyje (keptuvėje) surenkamas tam tikras aliejaus kiekis.
Vidaus degimo variklio veikimo principas
Ankstesniuose skyriuose aptarėme vidaus degimo variklio paskirtį ir konstrukciją. Kaip jau supratote, kiekvienas toks variklis turi stūmoklius ir cilindrus, kurių viduje šiluminė energija paverčiama mechanine energija. Tai savo ruožtu priverčia automobilį judėti. Šis procesas kartojasi stulbinančiu kelių kartų per sekundę greičiu. Dėl šios priežasties iš variklio išeinantis alkūninis velenas nuolat sukasi.
Leiskite mums išsamiau apsvarstyti vidaus degimo variklio veikimo principą. Kuro ir oro mišinys per įsiurbimo vožtuvą patenka į degimo kamerą. Tada jis suspaudžiamas ir uždegamas kibirkštimi iš uždegimo žvakės. Degant kurui, kameroje susidaro labai aukšta temperatūra, dėl kurios cilindre susidaro perteklinis slėgis. Dėl to stūmoklis pasislenka link „negyvosios vietos“. Taigi jis atlieka vieną darbingą judesį. Kai stūmoklis juda žemyn, jis sukasi alkūninį veleną per švaistiklį. Tada, judėdamas iš apačios negyvosios vietos į viršų, jis per išmetimo vožtuvą stumia atliekas dujų pavidalu toliau į mašinos išmetimo sistemą.
Eiga – tai procesas, vykstantis cilindre vienu stūmoklio taktu. Tokių ciklų, kurie kartojami griežta seka ir tam tikrą laikotarpį, rinkinys yra vidaus degimo variklio darbo ciklas.
Įvadas
Įsiurbimo smūgis yra pirmasis. Jis prasideda nuo viršutinio stūmoklio negyvojo centro. Jis juda žemyn, siurbdamas kuro ir oro mišinį į cilindrą. Šis smūgis įvyksta atidarius įsiurbimo vožtuvą. Beje, yra variklių, kurie turi kelis įsiurbimo vožtuvus. Jų techninės charakteristikos daro didelę įtaką vidaus degimo variklio galiai. Kai kuriuose varikliuose įsiurbimo vožtuvų atidarymo laiką galima reguliuoti. Tai valdoma paspaudus dujų pedalą. Dėl tokios sistemos padidėja įsiurbiamo kuro kiekis, o po jo uždegimo žymiai padidėja ir jėgos agregato galia. Automobilis šiuo atveju gali žymiai įsibėgėti.
Suspaudimas
Antrasis vidaus degimo variklio darbo ciklas yra suspaudimas. Kai stūmoklis pasiekia apatinį negyvąjį tašką, jis pakyla. Dėl šios priežasties į cilindrą patekęs mišinys suspaudžiamas pirmojo ciklo metu. Kuro ir oro mišinys suspaudžiamas iki degimo kameros dydžio. Tai yra ta pati laisva erdvė tarp cilindro viršūnių ir stūmoklio, kuris yra jo viršutiniame negyvajame taške. Šio ciklo metu vožtuvai yra sandariai uždaryti. Kuo siauresnė suformuota erdvė, tuo geresnis suspaudimas. Labai svarbu, kokios būklės yra stūmoklis, jo žiedai ir cilindras. Jei kažkur yra spragų, apie gerą suspaudimą negali būti nė kalbos, todėl maitinimo bloko galia bus žymiai mažesnė. Suspaudimo laipsnis lemia maitinimo bloko susidėvėjimą.
darbinis insultas
Ši trečioji priemonė prasideda viršutiniame negyvajame taške. Ir šį vardą jis gavo neatsitiktinai. Būtent šio ciklo metu variklyje vyksta procesai, kurie judina automobilį.Šiuo taktu yra prijungta uždegimo sistema. Jis atsakingas už degimo kameroje suspausto oro ir kuro mišinio uždegimą. Vidaus degimo variklio veikimo principas šiame cikle labai paprastas – sistemos žvakė suteikia kibirkštį. Užsidegus kurui, įvyksta mikrosprogimas. Po to jis smarkiai padidina tūrį, priversdamas stūmoklį smarkiai judėti žemyn. Šio smūgio vožtuvai yra uždaroje būsenoje, kaip ir ankstesniame.
Paleisti
Paskutinis vidaus degimo variklio ciklas yra išmetamosios dujos. Po smūgio stūmoklis pasiekia apatinį negyvąjį tašką ir tada atsidaro išmetimo vožtuvas. Po to stūmoklis pajuda aukštyn ir per šį vožtuvą iš cilindro išleidžia išmetamąsias dujas. Tai yra vėdinimo procesas. Suspaudimo laipsnis degimo kameroje, visiškas atliekų pašalinimas ir reikalingas oro ir kuro mišinio kiekis priklauso nuo to, kaip aiškiai veikia vožtuvas.
Po šio žingsnio viskas prasideda iš naujo. Kas verčia alkūninį veleną suktis? Faktas yra tas, kad ne visa energija išleidžiama automobilio judėjimui. Dalis energijos sukasi smagratį, kuris, veikiamas inercinių jėgų, suka vidaus degimo variklio alkūninį veleną, perkeldamas stūmoklį į nedarbinius ciklus.
Ar tu žinai? Dyzelinis variklis yra sunkesnis nei benzininis dėl didesnio mechaninio įtempio. Todėl konstruktoriai naudoja masyvesnius elementus. Tačiau tokių variklių ištekliai yra didesni nei benzino analogų. Be to, dyzeliniai automobiliai užsidega daug rečiau nei benzininiai, nes dyzelinas yra nelakus.
Privalumai ir trūkumai
Sužinojome, kas yra vidaus degimo variklis, kokia jo sandara ir veikimo principas. Pabaigoje išanalizuosime pagrindinius jo privalumus ir trūkumus.
ICE privalumai:
1. Ilgalaikio judėjimo galimybė pilnu baku.
2. Lengvas svoris ir bako tūris.
3. Autonomija.
4. Universalumas.
5. Vidutinė kaina.
6. Kompaktiški matmenys.
7. Greita pradžia.
8. Galimybė naudoti kelių rūšių degalus.
ICE trūkumai:
1. Silpnas veiklos efektyvumas.
2. Stipri aplinkos tarša.
3. Privalomas greičių dėžės buvimas.
4. Energijos atgavimo režimo trūkumas.
5. Didžiąją laiko dalį veikia per maža apkrova.
6. Labai triukšminga.
7. Alkūninio veleno sukimasis dideliu greičiu.
8. Mažas išteklius.
Įdomus faktas! Mažiausias variklis sukurtas Kembridže. Jo matmenys yra 5 * 15 * 3 mm, o jo galia - 11,2 vatai. Alkūninio veleno greitis yra 50 000 aps./min.
Prenumeruokite mūsų kanalus
