Īstam auto entuziastam automašīna ir ne tikai pārvietošanās līdzeklis, bet arī brīvības instruments. Ar automašīnas palīdzību jūs varat nokļūt jebkurā vietā pilsētā, valstī vai kontinentā. Bet īstam ceļotājam ar licenci nepietiek. Galu galā joprojām ir daudz vietu, kur mobilais neķeras un kur evakuators nevar sasniegt. Šādos gadījumos avārijas gadījumā visa atbildība gulstas uz autobraucēja pleciem.
Tāpēc katram vadītājam vajadzētu vismaz nedaudz saprast savas automašīnas ierīci, un jums jāsāk ar dzinēju. Protams, mūsdienu autobūves kompānijas ražo daudzas automašīnas ar dažāda veida dzinējiem, taču visbiežāk ražotāji savos konstrukcijās izmanto iekšdedzes dzinējus. Tiem ir augsta efektivitāte un tajā pašā laikā tie nodrošina augstu visas sistēmas uzticamību.
Uzmanību! Lielākajā daļā zinātnisko rakstu iekšdedzes dzinēji ir saīsināti kā iekšdedzes dzinēji.
Kas ir ICE
Pirms turpināt iekšdedzes dzinēja ierīces un to darbības principa detalizētu izpēti, mēs apsvērsim, kas ir iekšdedzes dzinēji. Tūlīt ir jāizsaka viena svarīga piezīme. Vairāk nekā 100 evolūcijas gadu laikā zinātnieki ir izstrādājuši daudz dažādu dizainu, no kuriem katram ir savas priekšrocības. Tāpēc sākumā mēs izceļam galvenos kritērijus, pēc kuriem var atšķirt šos mehānismus:
- Atkarībā no degmaisījuma veidošanas metodes visi iekšdedzes dzinēji ir sadalīti karburatora, gāzes un iesmidzināšanas ierīcēs. Turklāt šī ir klase ar ārēju sajaukšanu. Ja runājam par iekšējo, tad tie ir dīzeļi.
- Atkarībā no degvielas veida iekšdedzes dzinējus var iedalīt benzīnā, gāzē un dīzeļdegvielā.
- Motora ierīces dzesēšana var būt divu veidu: šķidrums un gaiss.
- cilindri var atrasties gan pretī viens otram, gan burta V formā.
- Maisījumu cilindros var aizdedzināt dzirkstele. Tas notiek karburatora un iesmidzināšanas iekšdedzes dzinējos vai pašaizdegšanās dēļ.
Lielākajā daļā automobiļu žurnālu un starp profesionāliem auto eksportētājiem iekšdedzes dzinējus ir ierasts klasificēt šādos veidos:
- Gāzes dzinējs. Šī ierīce darbojas ar benzīnu. Aizdedzi uzspiež sveces radīta dzirkstele. Par degvielas un gaisa maisījuma dozēšanu ir atbildīgs karburators un iesmidzināšanas sistēmas. Aizdegšanās notiek saspiešanas rezultātā.
- Dīzelis . Dzinēji ar šāda veida ierīcēm darbojas, sadedzinot dīzeļdegvielu. Galvenā atšķirība salīdzinājumā ar benzīna agregātiem ir tāda, ka degviela eksplodē gaisa temperatūras paaugstināšanās dēļ. Pēdējais kļūst iespējams, palielinoties spiedienam cilindra iekšpusē.
- Gāzes sistēmas darbojas, izmantojot propāna-butānu. Aizdedze ir piespiedu kārtā. Balonam tiek piegādāta gāze ar gaisu. Pretējā gadījumā šāda iekšdedzes dzinēja ierīce ir līdzīga benzīna dzinējam.
Tieši šī klasifikācija tiek izmantota visbiežāk, norādot uz sistēmas specifiskajām iezīmēm.
Ierīce un darbības princips
Iekšdedzes dzinēja ierīce
Vislabāk ir apsvērt iekšdedzes dzinēja ierīci, izmantojot viena cilindra dzinēja piemēru. Galvenā mehānisma daļa ir cilindrs. Tajā ir virzulis, kas pārvietojas uz augšu un uz leju. Šajā gadījumā tā kustībai ir divi kontroles punkti: augšējais un apakšējais. Profesionālajā literatūrā tie tiek saukti par TDC un BDC. Dekodēšana ir šāda: augšējie un apakšējie mirušie punkti.
Uzmanību! Virzulis ir savienots arī ar vārpstu. Savienojošā saite ir savienojošais stienis.
Klaņa galvenais uzdevums ir pārvērst enerģiju, kas rodas virzuļa kustības augšup un lejup rezultātā, rotācijas enerģijā. Šādas transformācijas rezultāts ir automašīnas kustība jums vajadzīgajā virzienā. Par to ir atbildīga ICE ierīce. Tāpat neaizmirstiet par borta tīklu, kura darbība kļūst iespējama, pateicoties dzinēja radītajai enerģijai.
Spararats ir piestiprināts pie dzinēja vārpstas gala. Tas nodrošina kloķvārpstas griešanās stabilitāti. Ieplūdes un izplūdes vārsti atrodas cilindra augšpusē, kas, savukārt, ir pārklāts ar īpašu galvu.
Uzmanību! Vārsti īstajā laikā atver un aizver atbilstošos kanālus.
Lai iekšdedzes dzinēja vārsti atvērtos, uz tiem iedarbojas sadales vārpstas izciļņi. Tas notiek caur transmisijas daļām. Pati vārpsta kustas ar kloķvārpstas zobratu palīdzību.
Uzmanību! Virzulis brīvi pārvietojas cilindra iekšpusē, uz brīdi sasalst vai nu augšējā nāves punktā, vai apakšā.
Lai iekšdedzes dzinēja ierīce darbotos normālā režīmā, degmaisījums jāpiegādā skaidri kalibrētā proporcijā. Pretējā gadījumā ugunsgrēks var nenotikt. Milzīgu lomu spēlē arī iesniegšanas brīdis.
Eļļa ir nepieciešama, lai novērstu iekšdedzes dzinēja detaļu priekšlaicīgu nodilumu. Kopumā visa iekšdedzes dzinēja ierīce sastāv no šādiem galvenajiem elementiem:
- aizdedzes sveces,
- vārsti,
- virzuļi
- virzuļa gredzeni,
- klaņi,
- kloķvārpsta,
- karteris.
Šo sistēmas elementu mijiedarbība ļauj iekšdedzes dzinēja ierīcei ģenerēt automašīnas kustībai nepieciešamo enerģiju.
Darbības princips
Apsveriet, kā darbojas četrtaktu iekšdedzes dzinējs. Lai saprastu, kā tas darbojas, jums jāzina takta jēdziena nozīme. Tas ir noteikts laika periods, kura laikā cilindra iekšpusē tiek veikta ierīces darbībai nepieciešamā darbība. Tas var būt kompresija vai aizdedze.
Iekšdedzes dzinēja cikli veido darba ciklu, kas, savukārt, nodrošina visas sistēmas darbību. Šī cikla laikā siltumenerģija tiek pārveidota mehāniskajā enerģijā. Sakarā ar to notiek kloķvārpstas kustība.
Uzmanību! Darba cikls tiek uzskatīts par pabeigtu pēc tam, kad kloķvārpsta veic vienu apgriezienu. Bet šis apgalvojums attiecas tikai uz divtaktu dzinēju.
Šeit ir jāsniedz viens svarīgs skaidrojums. Tagad automašīnās galvenokārt tiek izmantota četrtaktu dzinēja ierīce. Šādas sistēmas raksturo lielāka uzticamība un uzlabota veiktspēja.
Lai pabeigtu četrtaktu ciklu, nepieciešami divi kloķvārpstas apgriezieni. Tās ir četras virzuļa kustības uz augšu un uz leju. Katrs pasākums veic darbības precīzā secībā:
- ieplūde,
- kompresija,
- pagarinājums,
- atbrīvot.
Priekšpēdējo ciklu sauc arī par darba gājienu. Jūs jau zināt par augšējo un apakšējo mirušo centru. Bet attālums starp tiem norāda uz vēl vienu svarīgu parametru. Proti, iekšdedzes dzinēja tilpums. Tas var svārstīties vidēji no 1,5 līdz 2,5 litriem. Indikatoru mēra, pieskaitot katra cilindra datus.
Pirmā pusapgrieziena laikā virzulis pārvietojas no TDC uz BDC. Ieplūdes vārsts paliek atvērts, kamēr izplūdes vārsts ir cieši aizvērts. Šī procesa rezultātā cilindrā veidojas vakuums.
Iekšdedzes dzinēja gāzes cauruļvadā nonāk degošs benzīna un gaisa maisījums. Tur tas tiek sajaukts ar izplūdes gāzēm. Rezultātā veidojas aizdedzināšanai ideāli piemērota viela, kuru var saspiest otrajā cēlienā.
Saspiešana rodas, kad cilindrs ir pilnībā piepildīts ar darba maisījumu. Kloķvārpsta turpina griezties, un virzulis pārvietojas no apakšējā mirušā centra uz augšu.
Uzmanību! Samazinoties tilpumam, paaugstinās maisījuma temperatūra iekšdedzes dzinēja cilindra iekšpusē.
Trešajā ciklā notiek paplašināšanās. Kad saspiešana nonāk pie loģiskā secinājuma, svece rada dzirksteli un notiek aizdegšanās. Dīzeļdzinējā viss ir nedaudz savādāk.
Pirmkārt, sveces vietā tiek uzstādīta īpaša sprausla, kas trešajā ciklā iesmidzina degvielu sistēmā. Otrkārt, cilindrā tiek iesūknēts gaiss, nevis gāzu maisījums.
Dīzeļa iekšdedzes dzinēja darbības princips ir interesants ar to, ka tajā esošā degviela aizdegas pati no sevis. Tas notiek gaisa temperatūras paaugstināšanās dēļ cilindra iekšpusē. Līdzīgu rezultātu var sasniegt kompresijas dēļ, kā rezultātā palielinās spiediens un paaugstinās temperatūra.
Kad degviela caur sprauslu nonāk iekšdedzes dzinēja cilindrā, temperatūra iekšpusē ir tik augsta, ka aizdegšanās notiek pati no sevis. Lietojot benzīnu, šo rezultātu nevar sasniegt. Tas ir tāpēc, ka tas aizdegas daudz augstākā temperatūrā.
Uzmanību! Virzuļa kustības procesā no mikrosprādziena, kas notika iekšpusē, ICE daļa rada apgrieztu grūdienu, un kloķvārpsta ritinās.
Pēdējais gājiens četrtaktu iekšdedzes dzinējā tiek saukts par ieplūdi. Tas notiek ceturtajā pusapgriezienā. Tās darbības princips ir diezgan vienkāršs. Atveras izplūdes vārsts, un visi sadegšanas produkti nonāk tajā, no kurienes tas nonāk izplūdes gāzes cauruļvadā.
Pirms nonākšanas atmosfērā izplūdes gāzes no parasti iet caur filtru sistēmu. Tas ļauj samazināt kaitējumu videi. Neskatoties uz to, dīzeļdzinēju dizains joprojām ir daudz videi draudzīgāks nekā benzīna dzinēji.
Ierīces iekšdedzes dzinēju veiktspējas palielināšanai
Kopš pirmā iekšdedzes dzinēja izgudrošanas sistēma ir pastāvīgi pilnveidota. Ja atceramies sērijveida automašīnu pirmos dzinējus, tie varēja paātrināties līdz 50 jūdzēm stundā. Mūsdienu superauto viegli pārvar 390 kilometru atzīmi. Zinātniekiem izdevās sasniegt šādus rezultātus, integrējot papildu sistēmas dzinēja ierīcē un dažas struktūras izmaiņas.
Lielu jaudas pieaugumu vienā reizē nodrošināja iekšdedzes dzinējā ievietotais vārsta mehānisms. Vēl viens evolūcijas solis bija sadales vārpstas atrašanās vieta konstrukcijas augšpusē. Tas ļāva samazināt kustīgo elementu skaitu un palielināt produktivitāti.
Tāpat nevar noliegt modernas iekšdedzes dzinēja aizdedzes sistēmas lietderību. Tas nodrošina visaugstāko iespējamo stabilitāti. Pirmkārt, tiek ģenerēts lādiņš, kas nonāk izplatītājā, un no tā uz vienu no svecēm.
Uzmanību! Protams, nedrīkst aizmirst arī par dzesēšanas sistēmu, kas sastāv no radiatora un sūkņa. Pateicoties tam, ir iespējams novērst iekšdedzes dzinēja ierīces savlaicīgu pārkaršanu.
Rezultāti
Kā redzat, iekšdedzes dzinēja ierīce nav īpaši sarežģīta. Lai to saprastu, nav vajadzīgas nekādas īpašas zināšanas – pietiek ar vienkāršu vēlmi. Neskatoties uz to, zināšanas par iekšdedzes dzinēja darbības principiem noteikti nebūs liekas ikvienam autovadītājam.
