Uz mūsu ceļiem visbiežāk var atrast automašīnas, kas patērē benzīnu un dīzeļdegvielu. Elektromobiļu laiks vēl nav pienācis. Tāpēc apsveriet iekšdedzes dzinēja (ICE) darbības principu. Tās atšķirīgā iezīme ir sprādziena enerģijas pārvēršana mehāniskajā enerģijā.
Strādājot ar benzīna spēkstacijām, ir vairāki veidi, kā veidot degvielas maisījumu. Vienā gadījumā tas notiek karburatorā, un tad tas viss tiek ievadīts dzinēja cilindros. Citā gadījumā benzīnu iesmidzina caur īpašām sprauslām (inžektoriem) tieši kolektorā vai sadegšanas kamerā.
Lai pilnībā izprastu iekšdedzes dzinēja darbību, jums jāzina, ka ir vairāki mūsdienu motoru veidi, kas ir pierādījuši savu efektivitāti darbā:
- benzīna dzinēji;
- dzinēji, kas patērē dīzeļdegvielu;
- gāzes iekārtas;
- gāzes-dīzeļa ierīces;
- rotācijas iespējas.
Šo veidu iekšdedzes dzinēju darbības princips ir gandrīz vienāds.
ICE cikli
Katrai no tām ir degviela, kas uzsprāgst sadegšanas kamerā, izplešas un spiež virzuli, kas uzstādīts uz kloķvārpstas. Turklāt šī rotācija tiek pārnesta uz automašīnas riteņiem, izmantojot papildu mehānismus un mezglus.
Kā piemēru mēs apsvērsim četrtaktu benzīna dzinēju, jo tas ir visizplatītākais spēkstacijas variants automašīnās uz mūsu ceļiem.
Tātad jūs:
- atveras ieplūdes atvere un sadegšanas kamera tiek piepildīta ar sagatavoto degvielas maisījumu
- kamera ir noslēgta, un tās tilpums samazinās kompresijas gājienā
- maisījums eksplodē un spiež virzuli, kas saņem mehāniskās enerģijas impulsu
- sadegšanas kamera tiek atbrīvota no sadegšanas produktiem
Katram no šiem iekšdedzes dzinēja darba posmiem ir savs, vienlaicīgi notiek vairāki procesi. Pirmajā gadījumā virzulis atrodas zemākajā pozīcijā, kamēr visi vārsti, kas ielaiž degvielu, ir atvērti. Nākamais posms sākas ar visu caurumu pilnīgu aizvēršanu un virzuļa pārvietošanu uz maksimālo augšējo stāvokli. Tajā pašā laikā viss ir saspiests.
Atkal sasniedzot virzuļa galējo augšējo stāvokli, svecei tiek pielikts spriegums, un tas rada dzirksteli, aizdedzinot maisījumu sprādzienam. Šī sprādziena spēks nospiež virzuli uz leju, kamēr izplūdes atveres atveras un kamera tiek atbrīvota no atlikušās gāzes. Tad viss atkārtojas.
Karburatora darbība
Degvielas maisījuma veidošanās pagājušā gadsimta pirmās puses automašīnās notika ar karburatora palīdzību. Lai saprastu, kā darbojas iekšdedzes dzinējs, jums jāzina, ka automobiļu inženieri izstrādāja degvielas sistēmu tā, lai sadegšanas kamerā tiktu ievadīts jau sagatavots maisījums.
Karburatora ierīce
Karburators bija iesaistīts tā veidošanā. Viņš sajauca benzīnu un gaisu pareizajās proporcijās un nosūtīja to visu uz cilindriem.Šāda sistēmas konstrukcijas relatīvā vienkāršība ļāva tai ilgu laiku palikt par neaizstājamu benzīna agregātu sastāvdaļu. Taču vēlāk tās nepilnības sāka prevalēt pār nopelniem un kopumā neatbilda pieaugošajām prasībām automašīnām.
Karburatora sistēmu trūkumi:
- nav iespējams nodrošināt ekonomiskus režīmus ar pēkšņām braukšanas režīmu izmaiņām;
- kaitīgo vielu robežvērtību pārsniegšana izplūdes gāzēs;
- maza automašīnu jauda, jo sagatavotais maisījums neatbilst automašīnas stāvoklim.
Viņi mēģināja kompensēt šos trūkumus, tieši piegādājot benzīnu caur sprauslām.
Iesmidzināšanas dzinēju darbība
Iesmidzināšanas dzinēja darbības princips ir tieša benzīna iesmidzināšana ieplūdes kolektorā vai sadegšanas kamerā. Vizuāli viss ir līdzīgs dīzeļa iekārtas darbībai, kad padeve tiek dozēta un tikai cilindrā. Vienīgā atšķirība ir tāda, ka iesmidzināšanas blokiem ir aizdedzes sveces.
Inžektora dizains
Benzīna dzinēju ar tiešo iesmidzināšanu darbības posmi neatšķiras no karburatora versijas. Atšķirība ir tikai maisījuma veidošanās vietā.
Pateicoties šai dizaina iespējai, tiek nodrošinātas šādu dzinēju priekšrocības:
- jaudas pieaugums līdz 10% ar līdzīgām tehniskajām īpašībām ar karburatoru;
- ievērojams benzīna ietaupījums;
- vides snieguma uzlabošana emisiju ziņā.
Bet ar šādām priekšrocībām ir arī trūkumi. Galvenie no tiem ir apkope, apkope un pielāgošana. Atšķirībā no karburatoriem, kurus var izjaukt, salikt un regulēt neatkarīgi, inžektoriem ir nepieciešams īpašs dārgs aprīkojums un liels skaits dažādu sensoru, kas uzstādīti automašīnā.
Degvielas iesmidzināšanas metodes
Degvielas padeves dzinējam attīstības gaitā šis process nepārtraukti tuvojas sadegšanas kamerai. Modernākajos iekšdedzes dzinējos benzīna padeves punkts un degšanas vieta ir saplūduši. Tagad maisījums vairs netiek veidots karburatorā vai ieplūdes kolektorā, bet tiek ievadīts tieši kamerā. Apsveriet visas injekcijas ierīču iespējas.
Viena punkta iesmidzināšanas iespēja
Vienkāršākā dizaina iespēja izskatās kā degvielas iesmidzināšana caur vienu sprauslu ieplūdes kolektorā. Atšķirība no karburatora ir tāda, ka pēdējais piegādā gatavo maisījumu. Iesmidzināšanas versijā degviela tiek piegādāta caur sprauslu. Ieguvums ir ietaupīt uz izmaksām.
Viena punkta degvielas padeves iespēja
Šī metode arī veido maisījumu ārpus kameras, bet šeit ir iesaistīti sensori, kas nodrošina piegādi tieši katram cilindram caur ieplūdes kolektoru. Tas ir ekonomiskāks degvielas izmantošanas variants.
Tieša injekcija kamerā
Šis variants līdz šim visefektīvāk izmanto inžektora konstrukcijas iespējas. Degviela tiek tieši izsmidzināta kamerā. Pateicoties tam, tiek samazināts kaitīgo izmešu līmenis, un automašīna papildus lielākam benzīna ietaupījumam saņem palielinātu jaudu.
Paaugstināta sistēmas uzticamības pakāpe samazina negatīvo faktoru attiecībā uz apkopi. Bet šādām ierīcēm ir nepieciešama augstas kvalitātes degviela.
