Prezentācija par mūsdienu dzinējiem. Iekšdedzes dzinējs

Pirmā iekšdedzes dzinēja izveides vēsture Pirmais patiesi
funkcionējošs iekšdedzes dzinējs (ICE)
Vācijā parādījās 1878. gadā. Bet radīšanas vēsture
ICE saknes meklējamas Francijā.
1860. gadā franču izgudrotājs Etvens Lenuārs
izgudrots
pirmais iekšdedzes dzinējs. Bet šī vienība
bija nepilnīgs, ar zemu efektivitāti un to nevarēja piemērot
uz praksi. Vēl viens francūzis nāca palīgā
izgudrotājs Beau de Rochas, kurš 1862. gadā ierosināja
izmantojiet četrtaktus šajā dzinējā:
1.Ievads
2.Saspiešana
3. Darba gājiens
4. Atlaidiet gājienu
Pirmā četrtaktu ICE automašīna bija
Kārļa Benca trīsriteņu kariete, kas celta 1885. gadā
gadā.
Gadu vēlāk (1886) parādījās Gotlība Daimera versija.
Abi izgudrotāji strādāja neatkarīgi viens no otra.
Viņi apvienojās 1926. gadā, izveidojot Deimler-Benz.
AG.

Iekšdedzes dzinēja darbības princips

Mūsdienu automašīna, galvenokārt,
darbina iekšējais motors
degšana. Šādu dzinēju ir daudz.
ķekars. Tie atšķiras pēc tilpuma
cilindru skaits, jauda, ​​ātrums
rotācija, izmantotā degviela (dīzelis,
benzīna un gāzes dzinēji). Bet būtībā,
iekšdedzes dzinēja ierīce
Izskatās pēc. Kā šī ierīce darbojas un kāpēc?
sauc par četrtaktu dzinēju
iekšējā degšana? Par iekšējo degšanu
Tas ir skaidrs. Degviela deg dzinēja iekšpusē. A
kāpēc 4 taktu dzinējs, kas tas ir?
Patiešām, ir divtaktu
dzinēji. Bet uz automašīnām tie tiek izmantoti
reti. Četrtaktu dzinējs
sauc tāpēc, ka viņa darbs var būt
sadalīts četrās vienādās daļās.
Virzulis cauri cilindram izies četras reizes - divas
uz augšu un uz leju divas reizes. Bīts sākas plkst
atrodot virzuli galējā apakšējā vai
augšējais punkts. Autobraucējiem-mehāniķiem tā ir
ko sauc par augšējo mirušo centru (TDC) un
apakšējais mirušais centrs (BDC).

Pirmais insults - ieplūdes gājiens

Pirmais sitiens, viņš ir ieeja,
sākas TDC (augšā
miris punkts). virzoties uz leju
virzulis iesūcas cilindrā
gaisa-degvielas maisījums. Darbs
šis sitiens notiek, kad
atveriet ieplūdes vārstu. Starp citu,
ir daudz dzinēju
vairāki ieplūdes vārsti.
To skaits, lielums, laiks
atrodoties brīvā dabā
var būtiski ietekmēt
dzinēja jauda. Ēst
dzinēji, kuros
atkarībā no spiediena uz pedāļa
gāze, piespiedu
uzturēšanās laika palielināšanās
ieplūdes vārsti atvērti
stāvokli. Tas ir radīts
skaita palielināšana
ieplūdes degviela, kas
pēc aizdegšanās palielinās
dzinēja jauda. Automašīna,
šajā gadījumā varbūt daudz
paātrināt ātrāk.

Otrais gājiens ir kompresijas gājiens

Nākamais dzinēja gājiens ir
kompresijas gājiens. Pēc virzuļa
beidzies, viņš sāk
pacelties, tādējādi saspiežot
maisījums, kas iekļuva cilindrā uz sitiena
ieplūde. Degvielas maisījums tiek saspiests līdz
sadegšanas kameras tilpumi. Kas tas ir
tāda kamera? Brīva vieta
starp virzuļa augšdaļu un
cilindra augšdaļa
virzulis augšpusē miris
punktu sauc par sadegšanas kameru.
Vārsti, šajā dzinēja gājienā
pilnībā aizvērts. Jo blīvāki tie
aizvērts, notiek saspiešana
labāk. Liela nozīme
šajā gadījumā ir valsts
virzulis, cilindrs, virzuļa gredzeni.
Ja ir lielas spraugas, tad
laba kompresija nedarbosies, bet
attiecīgi spēks tādu
dzinējs būs daudz zemāks. Grāds
kompresija - saspiešana, jūs varat pārbaudīt
īpaša ierīce. Pēc izmēra
kompresiju, var secināt, ka
dzinēja nodilums.

Trešais cikls - darba gājiens

Trešais pasākums ir darba pasākums, tas sākas ar
TDC. To sauc par strādnieku
ne nejauši. Galu galā tas ir šajā
takts ir darbība,
piespiežot automašīnu
kustēties. Šajā takts strādāt
ieslēdzas aizdedzes sistēma. Kāpēc
vai šo sistēmu sauc? Jā
jo viņa ir atbildīga
degvielas maisījuma aizdegšanās, saspiests
cilindrā, sadegšanas kamerā.
Tas darbojas ļoti vienkārši - svece
sistēma dod dzirksteli. Taisnīgums
labad ir vērts atzīmēt, ka dzirkstele
izdots uz aizdedzes sveces par
dažus grādus pirms sasniegšanas
augšējais virzulis. Šie
grādi modernā dzinējā,
automātiski pielāgots
mašīnas smadzenes. Pēc tam
degvielai aizdegoties, notiek
sprādziens - tas strauji palielinās
tilpums, piespiežot virzuli
pārvietoties uz leju. Vārsti uz šo sitienu
dzinēja darbība, kā norādīts
iepriekšējie, atrodas slēgtā
stāvokli.

Ceturtais pasākums ir atbrīvošanas pasākums

Ceturtais darba cikls
dzinējs, pēdējais
vidusskolas izlaidums. Sasniedzot
apakšējais punkts, pēc
darba cikls, dzinējā
sāk atvērties
Izplūdes vārsts. Tādas
vārsti, kā arī ieplūde,
var būt vairāki.
Virzoties uz augšu, virzulis
noņem caur šo vārstu
izplūdes gāzes no
cilindrs - ventilē
viņa. Jo labāk tas darbojas
izplūdes vārsts,
vairāk izplūdes gāzu
izņemts no cilindra
tādējādi atbrīvojot
vieta jaunai porcijai
degvielas-gaisa maisījums.

Iekšdedzes dzinēju šķirnes

Dīzeļa iekšdedzes dzinējs

Dīzeļdzinējs - virzulis
iekšdedzes dzinējs,
viegli uzliesmojošs
izsmidzinātā degviela no
saskare ar saspiestu uzsildītu
gaiss. Darbojas dīzeļdzinēji
par dīzeļdegvielu (sarunvalodā -
"saule").
1890. gadā Rūdolfs Dīzels izstrādāja teoriju
"ekonomisks siltuma dzinējs",
kas spēcīgās saspiešanas dēļ iekšā
cilindri būtiski uzlabo tās
efektivitāti. Viņš saņēma patentu par savu
dzinējs 23. februāris 1893. Pirmais
funkcionējošu piemēru, ko sauc par "dīzeļmotoru", uzņēmums Diesel uzbūvēja 1897. gada sākumā
gadā, un tā paša gada 28. janvārī viņš tika veiksmīgi
pārbaudīts.

Iesmidzināšanas dzinēja darbības princips

Mūsdienu injekcijās
dzinēji ikvienam
nodrošināts cilindrs
individuāla sprausla.
Visas sprauslas ir savienotas ar
degvielas sliede, kur
degviela ir zem
spiediens, kas rada
elektriskais degvielas sūknis.
Ievadītais daudzums
degviela ir atkarīga no
atvēršanas ilgums
sprauslas. Atklāšanas brīdis
regulē elektronisko bloku
vadība (kontrolieris) ieslēgta
pamatojoties uz apstrādāto
tos datus no dažādiem
sensori.

1 slaids

2 slaids

Iekšdedzes dzinējs (saīsināti iekšdedzes dzinējs) ir ierīce, kurā degvielas ķīmiskā enerģija tiek pārvērsta lietderīgā mehāniskā darbā. Iekšdedzes dzinēji tiek klasificēti: Pēc mērķa – tos iedala transporta, stacionārajos un speciālajos. Pēc izmantotā degvielas veida - vieglais šķidrums (benzīns, gāze), smagais šķidrums (dīzeļdegviela). Saskaņā ar degmaisījuma veidošanās metodi - ārējais (karburators) un iekšējais dīzeļdzinējam. Pēc aizdedzes metodes (dzirksteļa vai kompresija). Atbilstoši cilindru skaitam un izkārtojumam tiek iedalīti rindas, vertikālie, boksera, V formas, VR formas un W formas dzinēji.

3 slaids

Iekšdedzes dzinēja elementi: Cilindra virzulis - pārvietojas cilindra iekšienē Degvielas iesmidzināšanas vārsts Aizdedzes svece - aizdedzina degvielu cilindra iekšpusē Gāzes atbrīvošanas vārsts Kloķvārpsta - tiek griezts ar virzuli

4 slaids

Virzuļu iekšdedzes dzinēju darbības cikli Iekšdedzes virzuļdzinējus pēc gājienu skaita darba ciklā klasificē divtaktu un četrtaktu dzinējos. Darba cikls virzuļu iekšdedzes dzinējos sastāv no pieciem procesiem: ieplūdes, kompresijas, sadegšanas, izplešanās un izplūdes.

5 slaids

6 slaids

1. Ieplūdes procesā virzulis pārvietojas no augšējā mirušā centra (TDC) uz apakšējo mirušo punktu (BDC), un cilindra atbrīvotā virsvirzuļa vieta tiek piepildīta ar gaisa un degvielas maisījumu. Spiediena starpības dēļ ieplūdes kolektorā un motora cilindra iekšpusē, atverot ieplūdes vārstu, maisījums nonāk (tiek iesūkts) cilindrā

7 slaids

2. Kompresijas procesā abi vārsti ir aizvērti un virzulis, virzoties no n.m.t. uz w.m.t. un samazinot dobuma tilpumu virs virzuļa, saspiež darba maisījumu (vispārējā gadījumā darba šķidrumu). Darba šķidruma saspiešana paātrina sadegšanas procesu un tādējādi nosaka iespējamo siltuma izmantošanas pilnīgumu, kas izdalās degvielas sadegšanas laikā cilindrā.

8 slaids

3. Degšanas procesā degviela tiek oksidēta ar gaisa skābekli, kas ir daļa no darba maisījuma, kā rezultātā spiediens virsvirzuļa dobumā strauji palielinās.

9 slaids

4. Izplešanās procesā karstas gāzes, cenšoties paplašināties, pārvieto virzuli no T.M.T. uz n.m.t. Tiek veikts virzuļa darba gājiens, kas caur savienojošo stieni nodod spiedienu uz kloķvārpstas savienojošā stieņa tapu un pagriež to.

10 slaids

5. Atbrīvošanas procesā virzulis pārvietojas no n.m.t. uz w.m.t. un caur otro vārstu, kas līdz šim atveras, izspiež izplūdes gāzes no cilindra. Sadegšanas produkti paliek tikai sadegšanas kameras tilpumā, no kurienes tos nevar izspiest virzulis. Dzinēja nepārtrauktība tiek nodrošināta ar sekojošu darba ciklu atkārtošanos.

11 slaids

12 slaids

Automašīnas vēsture Automašīnas vēsture aizsākās 1768. gadā, līdz ar tvaiku darbināmu mašīnu izveidi, kas spēj pārvadāt cilvēku. 1806. gadā parādījās pirmās mašīnas, kuras vadīja iekšdedzes dzinēji angļu valodā. deggāze, kā rezultātā 1885. gadā tika ieviests mūsdienās plaši izmantotais benzīna vai benzīna iekšdedzes dzinējs.

13 slaids

Pionieru izgudrotāji Vācu inženieris Kārlis Benzs, daudzu automobiļu tehnoloģiju izgudrotājs, ir atzīts par modernā automobiļa izgudrotāju.

14 slaids

Kārlis Benzs 1871. gadā kopā ar Augustu Riteru Manheimā organizēja mehānisko darbnīcu, saņēma patentu divtaktu benzīna dzinējam un drīz vien patentēja topošā auto sistēmas: akseleratoru, aizdedzes sistēmu, karburatoru, sajūgu, ātrumkārbu. un dzesēšanas radiators.

Iekšdedzes dzinējs (saīsināti iekšdedzes dzinējs) ir dzinēja veids, siltuma dzinējs, kurā degvielas (parasti šķidrās vai gāzveida ogļūdeņražu degvielas), kas deg darba zonā, ķīmiskā enerģija tiek pārvērsta mehāniskā darbā. Neskatoties uz to, ka iekšdedzes dzinēji ir salīdzinoši nepilnīgs siltumdzinēju veids (augsts troksnis, toksiskas emisijas, mazāks resurss), to autonomijas dēļ (vajadzīgā degviela satur daudz vairāk enerģijas nekā labākie elektroakumulatori), iekšdedzes dzinēji ir ļoti plaši izplatīta, piemēram, transportā.

Iekšdedzes dzinēju vēsture 1799. gadā franču inženieris Filips Lebons atklāja apgaismes gāzi. 1799. gadā viņš saņēma patentu apgaismojuma gāzes izmantošanai un iegūšanai, izmantojot koksnes vai ogļu sauso destilāciju. Šim atklājumam bija liela nozīme galvenokārt apgaismojuma tehnoloģiju attīstībā. Ļoti drīz Francijā un pēc tam arī citās Eiropas valstīs gāzes lampas sāka veiksmīgi konkurēt ar dārgām svecēm. Tomēr apgaismes gāze bija piemērota ne tikai apgaismojumam.

Patents gāzes dzinēja konstrukcijai. 1801. gadā Le Bon izņēma patentu gāzes dzinēja konstrukcijai. Šīs iekārtas darbības principa pamatā bija viņa atklātās gāzes labi zināmā īpašība: tās maisījums ar gaisu aizdedzinot eksplodēja, izdalot lielu daudzumu siltuma. Degšanas produkti strauji paplašinājās, radot spēcīgu spiedienu uz vidi. Radot atbilstošus apstākļus, izdalīto enerģiju iespējams izmantot cilvēka interesēs. Lebon dzinējam bija divi kompresori un sajaukšanas kamera. Vienam kompresoram bija paredzēts iesūknēt saspiestu gaisu kamerā, bet otram - saspiestu vieglo gāzi no gāzes ģeneratora. Pēc tam gāzes un gaisa maisījums nokļuva darba cilindrā, kur aizdegās. Dzinējs bija divkāršas darbības, tas ir, darba kameras pārmaiņus darbojās abās virzuļa pusēs. Būtībā Lebons audzināja ideju par iekšdedzes dzinēju, taču 1804. gadā viņš nomira, pirms paguva atdzīvināt savu izgudrojumu.

Žans Etjēns Lenuārs Turpmākajos gados vairāki izgudrotāji no dažādām valstīm mēģināja izveidot funkcionējošu dzinēju, izmantojot vieglo gāzi. Tomēr visi šie mēģinājumi neizraisīja tādu dzinēju parādīšanos tirgū, kas varētu veiksmīgi konkurēt ar tvaika dzinēju. Gods radīt komerciāli veiksmīgu iekšdedzes dzinēju pieder beļģu inženierim Žanam Etjēnam Lenuāram. Strādājot galvanizācijas rūpnīcā, Lenuārs nāca klajā ar domu, ka gaisa un degvielas maisījumu gāzes dzinējā varētu aizdedzināt no elektriskās dzirksteles, un nolēma uzbūvēt dzinēju, pamatojoties uz šo ideju. Lenuārs ne uzreiz guva panākumus. Pēc tam, kad bija iespēja izgatavot visas detaļas un salikt mašīnu, tā diezgan ilgi strādāja un apstājās, jo karsēšanas dēļ virzulis izpletās un iestrēga cilindrā. Lenuārs uzlaboja savu dzinēju, domājot par ūdens dzesēšanas sistēmu. Taču arī otrais starta mēģinājums beidzās ar neveiksmi sliktā virzuļa gājiena dēļ. Lenuārs savu dizainu papildināja ar eļļošanas sistēmu. Tikai tad motors sāka darboties.

Augusts Otto 1864. gadā tika saražoti vairāk nekā 300 no šiem dažādu jaudu dzinējiem. Kļuvusi bagāta, Lenuāra pārstāja strādāt pie savas automašīnas uzlabošanas, un tas noteica viņas likteni - viņu no tirgus izspieda modernāks dzinējs, ko radīja vācu izgudrotājs Augusts Otto. 1864. gadā viņš saņēma patentu savam gāzes dzinēja modelim un tajā pašā gadā noslēdza līgumu ar turīgo inženieri Langenu par šī izgudrojuma izmantošanu. Drīzumā tika izveidota firma "Otto un kompānija". No pirmā acu uzmetiena Otto dzinējs bija solis atpakaļ no Lenoir dzinēja. Cilindrs bija vertikāls. Rotējošā vārpsta tika novietota virs cilindra sānos. Gar virzuļa asi tam tika piestiprināta sliede, kas savienota ar vārpstu. Dzinējs darbojās šādi. Rotējošā vārpsta virzuli pacēla par 1/10 no cilindra augstuma, kā rezultātā zem virzuļa izveidojās retināta telpa un tika iesūkts gaisa un gāzes maisījums. Pēc tam maisījums aizdegas. Ne Otto, ne Langens nebija pietiekamu zināšanu elektrotehnikā, un viņi atteicās no elektriskās aizdedzes. Tie aizdegās ar atklātu liesmu caur cauruli. Sprādziena laikā spiediens zem virzuļa palielinājās līdz aptuveni 4 atm. Šī spiediena ietekmē virzulis pacēlās, gāzes tilpums palielinājās un spiediens kritās. Kad virzulis tika pacelts, īpašs mehānisms atvienoja sliedi no vārpstas. Virzulis, vispirms zem gāzes spiediena un pēc tam ar inerci, pacēlās, līdz zem tā tika izveidots vakuums. Tādējādi sadedzinātās degvielas enerģija tika izmantota dzinējā ar maksimālu pilnīgumu. Tas bija Otto galvenais oriģinālais atradums. Atmosfēras spiediena ietekmē sākās virzuļa darba gājiens uz leju, un pēc tam, kad spiediens cilindrā sasniedza atmosfēras spiedienu, atvērās izplūdes vārsts, un virzulis ar savu masu izspieda izplūdes gāzes. Pilnīgākas sadegšanas produktu izplešanās dēļ šī dzinēja efektivitāte bija ievērojami augstāka par Lenoir dzinēja efektivitāti un sasniedza 15%, tas ir, pārsniedza tā laika labāko tvaika dzinēju efektivitāti.

Tā kā Otto dzinēji bija gandrīz piecas reizes efektīvāki par Lenoir dzinējiem, tie nekavējoties bija ļoti pieprasīti. Turpmākajos gados tika saražoti apmēram pieci tūkstoši no tiem. Otto smagi strādāja, lai uzlabotu to dizainu. Drīz vien pārnesumu bagāžnieks tika nomainīts pret kloķa zobratu. Taču nozīmīgākais no viņa izgudrojumiem bija 1877. gadā, kad Otto patentēja jaunu četrtaktu dzinēju. Šis cikls joprojām ir pamatā lielākajai daļai gāzes un benzīna dzinēju darbības līdz šai dienai. Nākamajā gadā jaunie dzinēji jau tika laisti ražošanā. Četrtaktu cikls bija Otto lielākais tehniskais sasniegums. Taču drīz vien izrādījās, ka dažus gadus pirms viņa izgudrojuma tieši tādu pašu dzinēja darbības principu aprakstīja franču inženieris Bo de Rošs. Franču rūpnieku grupa apstrīdēja Otto patentu tiesā. Tiesa viņu argumentus uzskatīja par pārliecinošiem. Otto tiesības saskaņā ar viņa patentu tika ievērojami samazinātas, tostarp tika atcelts viņa monopols četrtaktu ciklā. Lai gan konkurenti uzsāka četrtaktu dzinēju ražošanu, daudzus gadus ražotais Otto modelis joprojām bija labākais, un pieprasījums pēc tā neapstājās. Līdz 1897. gadam tika saražoti aptuveni 42 tūkstoši šo dažādu jaudu dzinēju. Tomēr fakts, ka vieglā gāze tika izmantota kā degviela, ievērojami sašaurināja pirmo iekšdedzes dzinēju darbības jomu. Apgaismes un gāzes iekārtu skaits bija niecīgs pat Eiropā, un Krievijā tādas bija tikai divas - Maskavā un Sanktpēterburgā.

Jaunas degvielas meklējumi Tāpēc jaunas degvielas meklējumi iekšdedzes dzinējam neapstājās. Daži izgudrotāji ir mēģinājuši izmantot šķidrās degvielas tvaikus kā gāzi. Tālajā 1872. gadā amerikānis Braitons mēģināja izmantot petroleju šajā jomā. Taču petroleja slikti iztvaikoja, un Braitons pārgāja uz vieglāku naftas produktu – benzīnu. Bet, lai šķidrās degvielas dzinējs veiksmīgi konkurētu ar gāzes dzinēju, bija nepieciešams izveidot īpašu ierīci benzīna iztvaicēšanai un tā degoša maisījuma iegūšanai ar gaisu. Braitona tajā pašā 1872. gadā izgudroja vienu no pirmajiem tā sauktajiem "iztvaikošanas" karburatoriem, taču viņš nedarbojās apmierinoši.

Benzīna dzinējs Darbspējīgs benzīna dzinējs parādījās tikai desmit gadus vēlāk. To izgudroja vācu inženieris Jūliuss Deimlers. Daudzus gadus viņš strādāja Otto firmā un bija tā valdes loceklis. 80. gadu sākumā viņš ierosināja savam priekšniekam kompakta benzīna dzinēja projektu, ko varētu izmantot transportā. Oto vēsi reaģēja uz Deimlera priekšlikumu. Tad Daimlers kopā ar savu draugu Vilhelmu Meibahu 1882. gadā pieņēma drosmīgu lēmumu, viņi pameta Otto uzņēmumu, iegādājās nelielu darbnīcu netālu no Štutgartes un sāka strādāt pie sava projekta. Problēma, ar kuru saskaras Daimler un Maybach, nebija vienkārša: viņi nolēma izveidot dzinēju, kuram nebūtu nepieciešams gāzes ģenerators, tas būtu ļoti viegls un kompakts, bet tajā pašā laikā pietiekami jaudīgs, lai pārvietotu apkalpi. Daimler paredzēja palielināt jaudu, palielinot vārpstas apgriezienu skaitu, taču tam bija nepieciešams nodrošināt nepieciešamo maisījuma aizdedzes biežumu. 1883. gadā tika izveidots pirmais benzīna dzinējs ar aizdedzi no karstas dobas caurules, kas atvērta cilindrā. Pirmais benzīna dzinēja modelis bija paredzēts rūpnieciskai stacionārai iekārtai.

Šķidrās degvielas iztvaikošanas process pirmajos benzīna dzinējos atstāja daudz vēlamo. Tāpēc karburatora izgudrojums radīja īstu revolūciju dzinēju ražošanā. Tās radītājs ir ungāru inženieris Donats Banki. 1893. gadā viņš patentēja reaktīvo karburatoru, kas bija visu mūsdienu karburatoru prototips. Atšķirībā no saviem priekšgājējiem, Banki ierosināja benzīnu nevis iztvaikot, bet gan smalki izsmidzināt to gaisā. Tas nodrošināja tā vienmērīgu sadalījumu pa cilindru, un pati iztvaikošana notika jau cilindrā kompresijas siltuma ietekmē. Lai nodrošinātu izsmidzināšanu, benzīns tika iesūkts ar gaisa plūsmu caur dozēšanas strūklu, un maisījuma sastāva noturība tika panākta, uzturot nemainīgu benzīna līmeni karburatorā. Strūkla tika izgatavota viena vai vairāku caurumu veidā caurulē, kas atrodas perpendikulāri gaisa plūsmai. Spiediena uzturēšanai tika nodrošināta neliela tvertne ar pludiņu, kas uzturēja līmeni noteiktā augstumā, lai iesūktā benzīna daudzums būtu proporcionāls ienākošā gaisa daudzumam. Pirmie iekšdedzes dzinēji bija viena cilindra, un, lai palielinātu dzinēja jaudu, parasti tika palielināts cilindra tilpums. Tad viņi to sāka sasniegt, palielinot cilindru skaitu. 19. gadsimta beigās parādījās divu cilindru dzinēji, un no 20. gadsimta sākuma sāka izplatīties četrcilindru dzinēji.

Sastāvs Virzuļdzinēji Sadegšanas kamera ir cilindrs, kurā degvielas ķīmiskā enerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā, kas no virzuļa turp un atpakaļ kustības tiek pārveidota par rotācijas kustību, izmantojot kloķa mehānismu. Pēc izmantotās degvielas veida tos iedala: Benzīna degvielas-gaisa maisījumu sagatavo karburatorā un pēc tam ieplūdes kolektorā vai ieplūdes kolektorā, izmantojot smidzināšanas sprauslas (mehāniskās vai elektriskās), vai tieši cilindrā, izmantojot izsmidzināšanas sprauslas, tad maisījumu ievada cilindrā, saspiež un pēc tam aizdedzina ar dzirksteles palīdzību, kas lec starp sveces elektrodiem. Dīzeļdegviela speciālā dīzeļdegviela tiek iesmidzināta cilindrā zem augsta spiediena. Uzliesmojošs maisījums veidojas (un uzreiz izdeg) tieši cilindrā, kad tiek iesmidzināta daļa degvielas. Maisījumu aizdedzina balonā esošā saspiestā gaisa augstā temperatūra.

Gāzes dzinējs, kas deg kā degvielas ogļūdeņraži, kas normālos apstākļos ir gāzveida stāvoklī: Sašķidrināto gāzu maisījumus uzglabā cilindrā piesātināta tvaika spiedienā (līdz 16 atm). Iztvaicētājā iztvaicētā šķidrā fāze vai maisījuma tvaika fāze pakāpeniski zaudē spiedienu gāzes reduktorā, lai tas tuvotos atmosfēras spiedienam, un dzinējs to iesūc ieplūdes kolektorā caur gaisa-gāzes maisītāju vai ievada ieplūdes kolektorā. elektrisko inžektoru līdzekļi. Aizdedzi veic ar dzirksteles palīdzību, kas lec starp sveces elektrodiem. Saspiestās dabasgāzes tiek uzglabātas balonā zem spiediena atm. Energosistēmu dizains ir līdzīgs sašķidrinātās gāzes energosistēmām, atšķirība ir iztvaicētāja neesamība. Ražošanas gāze ir gāze, ko iegūst, pārvēršot cieto kurināmo gāzveida kurināmā. Kā cietais kurināmais tiek izmantots:

CoalPeatWood Gāzes dīzelis Galvenā degvielas daļa ir sagatavota, tāpat kā vienā no gāzes dzinēju šķirnēm, bet to aizdedzina nevis ar elektrisko sveci, bet gan ar dīzeļdegvielas aizdedzes daļu, kas cilindrā tiek iesmidzināta līdzīgi kā dīzeļdzinējam. Rotācijas virzulis Kombinētais iekšdedzes dzinējs iekšdedzes dzinējs, kas ir virzuļa (rotācijas virzuļa) un lāpstiņu mašīnas (turbīna, kompresors) kombinācija, kurā darba procesa realizācijā piedalās abas mašīnas. Kombinētā iekšdedzes dzinēja piemērs ir virzuļdzinējs ar gāzes turbīnas pastiprinātāju (turbo). RCV ir iekšdedzes dzinējs, kura gāzes sadales sistēma tiek realizēta cilindra rotācijas dēļ. Cilindrs veic rotācijas kustību, pārmaiņus ejot garām ieplūdes un izplūdes caurulēm, savukārt virzulis veic abpusējās kustības.

Iekšdedzes dzinējiem nepieciešamās papildu vienības Iekšdedzes dzinēja trūkums ir tāds, ka tas rada lielu jaudu tikai šaurā apgriezienu diapazonā. Tāpēc iekšdedzes dzinēja būtiskie atribūti ir transmisija un starteris. Tikai dažos gadījumos (piemēram, lidmašīnās) var iztikt bez sarežģītas transmisijas. Pasauli pamazām iekaro ideja par hibrīdauto, kurā dzinējs vienmēr strādā optimālajā režīmā. Tāpat iekšdedzes dzinējiem ir nepieciešama degvielas sistēma (degvielas maisījuma padevei) un izplūdes sistēma (izplūdes gāzēm).

radīšana..

Radīšanas vēsture

Etjēns Lenuārs (1822-1900)

ICE izstrādes posmi:

1860 Etjēns Lenuārs izgudro pirmo vieglo gāzes dzinēju

1862 Alphonse Beau De Rochas ierosināja ideju par četrtaktu dzinēju. Tomēr viņam neizdevās īstenot savu ideju.

1876. gads Nikolauss Augusts Otto izveido Roche četrtaktu dzinēju.

1883 Daimler ierosināja dzinēja konstrukciju, kas varētu darboties gan ar gāzi, gan benzīnu

Karls Benzs izgudroja pašgājēju trīsriteni, kuras pamatā ir Daimler tehnoloģija.

Līdz 1920. gadam iekšdedzes dzinēji kļūst par vadošajiem. brigādes uz tvaika un elektriskās vilces ir kļuvušas par retumu.

Augusts Otto (1832-1891)

Kārlis Benzs

Radīšanas vēsture

Trīsritenis, izgudroja Kārlis Benzs

Darbības princips

Četrtaktu dzinējs

Četrtaktu karburatora iekšdedzes dzinēja darba cikls notiek 4 virzuļa gājienos (taktu), t.i., 2 kloķvārpstas apgriezienos.

Ir 4 cikli:

1 gājiens - ieplūde (degošais maisījums no karburatora nonāk cilindrā)

2-taktu - kompresija (vārsti tiek aizvērti un maisījums tiek saspiests, kompresijas beigās maisījumu aizdedzina ar elektrisko dzirksteli un degviela tiek sadedzināta)

3 taktu - darba gājiens (kurināmā sadegšanas rezultātā saņemtais siltums tiek pārveidots mehāniskā darbā)

4 taktu atlaišana (izplūdes gāzes tiek izspiestas ar virzuli)

Darbības princips

Divtaktu dzinējs

Ir arī divtaktu iekšdedzes dzinējs. Divtaktu karburatora iekšdedzes dzinēja darba cikls tiek veikts divos virzuļa gājienos vai vienā kloķvārpstas apgriezienā.

1 pasākums 2 pasākums

	Degšana

Praksē divtaktu karburatora iekšdedzes dzinēja jauda bieži vien ne tikai nepārsniedz četrtaktu jaudu, bet ir vēl mazāka. Tas ir saistīts ar faktu, ka ievērojamu daļu no gājiena (20-35%) virzulis veic ar atvērtiem vārstiem

Dzinēja efektivitāte

Iekšdedzes dzinēja efektivitāte ir zema un ir aptuveni 25% - 40%. Vismodernāko iekšdedzes dzinēju maksimālā efektīvā efektivitāte ir aptuveni 44%. Tāpēc daudzi zinātnieki cenšas palielināt dzinēja efektivitāti, kā arī pašu jaudu.

Motora jaudas palielināšanas veidi:

Daudzcilindru dzinēju izmantošana

Īpašas degvielas izmantošana (pareiza maisījuma attiecība un maisījuma veids)

Dzinēja detaļu nomaiņa (pareizi detaļu izmēri atkarībā no dzinēja veida)

Daļas siltuma zudumu novēršana, pārnesot degvielas sadegšanas vietu un darba šķidruma sildīšanu cilindra iekšpusē

Dzinēja efektivitāte

Kompresijas pakāpe

Viens no svarīgākajiem dzinēja parametriem ir tā kompresijas pakāpe, ko nosaka:

eV2V1

kur V2 un V1 ir tilpumi saspiešanas sākumā un beigās. Palielinoties kompresijas pakāpei, paaugstinās degošā maisījuma sākotnējā temperatūra kompresijas gājiena beigās, kas veicina tā pilnīgāku sadegšanu.

Iekšdedzes dzinēju šķirnes

Iekšdedzes dzinēji

Galvenās dzinēja sastāvdaļas

Spilgta iekšdedzes dzinēja pārstāvja struktūra - karburatora dzinējs

Dzinēja rāmis (karteris, cilindru galvas, kloķvārpstas gultņu vāciņi, eļļas tvertne)

kustības mehānisms(virzuļi, klaņi, kloķvārpsta, spararats)

Gāzes sadales mehānisms(sadales vārpsta, stieņi, stieņi, sviras)

Eļļošanas sistēma (eļļa, rupjais filtrs, karteris)

šķidrums (radiators, šķidrums utt.)

Dzesēšanas sistēma

gaiss (pūš ar gaisa strāvām)

Energosistēma (degvielas tvertne, degvielas filtrs, karburators, sūkņi)

Galvenās dzinēja sastāvdaļas

Aizdedzes sistēma(strāvas avots - ģenerators un akumulators, slēdzis + kondensators)

Palaišanas sistēma (elektriskais starteris, strāvas avots - akumulators, tālvadības pultis)

Ieplūdes un izplūdes sistēma(cauruļvadi, gaisa filtrs, trokšņa slāpētājs)

Dzinēja karburators

1799. gadā franču inženieris Filips Lebons atklāja apgaismes gāzi un saņēma patentu apgaismojuma gāzes izmantošanai un iegūšanai, izmantojot koksnes vai ogļu sauso destilāciju. Šim atklājumam bija liela nozīme, galvenokārt apgaismojuma tehnoloģiju attīstībai. Ļoti drīz Francijā un pēc tam arī citās Eiropas valstīs gāzes lampas sāka veiksmīgi konkurēt ar dārgām svecēm. Tomēr apgaismes gāze bija piemērota ne tikai apgaismojumam. Izgudrotāji ķērās pie tādu dzinēju projektēšanas, kas varētu aizstāt tvaika dzinēju, kamēr degviela nedegtu krāsnī, bet gan tieši dzinēja cilindrā.

1801. gadā Le Bon izņēma patentu gāzes dzinēja konstrukcijai. Šīs iekārtas darbības principa pamatā bija viņa atklātās gāzes labi zināmā īpašība: tās maisījums ar gaisu aizdedzinot eksplodēja, izdalot lielu daudzumu siltuma. Degšanas produkti strauji paplašinājās, radot spēcīgu spiedienu uz vidi. Radot atbilstošus apstākļus, izdalīto enerģiju iespējams izmantot cilvēka interesēs. Lebon dzinējam bija divi kompresori un sajaukšanas kamera. Vienam kompresoram vajadzēja iesūknēt saspiestu gaisu kamerā, bet otram saspiestu vieglo gāzi no gāzes ģeneratora. Pēc tam gāzes un gaisa maisījums nokļuva darba cilindrā, kur aizdegās. Dzinējs bija divkāršas darbības, tas ir, darba kameras pārmaiņus darbojās abās virzuļa pusēs. Būtībā Lebons radīja ideju par iekšdedzes dzinēju, taču 1804. gadā viņš nomira, pirms paguva atdzīvināt savu izgudrojumu.

Žans Etjēns Lenuārs Turpmākajos gados vairāki izgudrotāji no dažādām valstīm mēģināja izveidot funkcionējošu dzinēju, izmantojot vieglo gāzi. Tomēr visi šie mēģinājumi neizraisīja tādu dzinēju parādīšanos tirgū, kas varētu veiksmīgi konkurēt ar tvaika dzinēju. Gods radīt komerciāli veiksmīgu iekšdedzes dzinēju pieder beļģu mehāniķim Žanam Etjēnam Lenuāram. Strādājot galvanizācijas rūpnīcā, Lenuārs nāca klajā ar domu, ka gaisa un degvielas maisījumu gāzes dzinējā varētu aizdedzināt, izmantojot elektrisko dzirksteli, un nolēma uzbūvēt dzinēju, pamatojoties uz šo ideju.Lenuāram uzreiz neveicās ar tvaiku dzinējs, kas balstīts uz šo ideju. Pēc tam, kad bija iespēja izgatavot visas detaļas un salikt mašīnu, tā diezgan ilgi strādāja un apstājās, jo karsēšanas dēļ virzulis izpletās un iestrēga cilindrā. Lenuārs uzlaboja savu dzinēju, domājot par ūdens dzesēšanas sistēmu. Taču arī otrais palaišanas mēģinājums beidzās ar neveiksmi slikta virzuļa gājiena dēļ. Lenuārs savu dizainu papildināja ar eļļošanas sistēmu. Tikai tad motors sāka darboties.

Augusts Otto Līdz 1864. gadam jau bija saražoti vairāk nekā 300 dažādu jaudu dzinēju. Kļuvis bagāts, Lenuārs pārtrauca darbu pie sava auto uzlabošanas, un tas noteica viņas likteni; viņu no tirgus izspieda modernāks dzinējs, ko radīja vācu izgudrotājs Augusts Otto. 1864 August Otto 1864. gadā viņš saņēma patentu gāzes dzinēja modeli un tajā pašā gadā noslēdza līgumu ar turīgo inženieri Langenu par šī izgudrojuma izmantošanu. Drīzumā tika izveidots uzņēmums "Otto un kompānija". 1864. gadā Langen

Līdz 1864. gadam jau bija saražoti vairāk nekā 300 no šiem dažādas jaudas dzinējiem. Kļuvis bagāts, Lenuārs pārtrauca darbu pie sava auto uzlabošanas, un tas noteica viņas likteni; viņu no tirgus izspieda modernāks dzinējs, ko radīja vācu izgudrotājs Augusts Otto. 1864 August Otto 1864. gadā viņš saņēma patentu gāzes dzinēja modeli un tajā pašā gadā noslēdza līgumu ar turīgo inženieri Langenu par šī izgudrojuma izmantošanu. Drīzumā tika izveidots uzņēmums Otto and Company. 1864. gadā Langens No pirmā acu uzmetiena Otto dzinējs bija solis atpakaļ no Lenoir dzinēja. Cilindrs bija vertikāls. Rotējošā vārpsta tika novietota virs cilindra sānos. Gar virzuļa asi tam tika piestiprināta sliede, kas savienota ar vārpstu. Dzinējs darbojās šādi. Rotējošā vārpsta virzuli pacēla par 1/10 no cilindra augstuma, kā rezultātā zem virzuļa izveidojās retināta telpa un tika iesūkts gaisa un gāzes maisījums. Pēc tam maisījums aizdegas. Ne Otto, ne Langens nebija pietiekamu zināšanu elektrotehnikā, un viņi atteicās no elektriskās aizdedzes. Tie aizdegās ar atklātu liesmu caur cauruli. Sprādziena laikā spiediens zem virzuļa palielinājās līdz aptuveni 4 atm. Šī spiediena ietekmē virzulis pacēlās, gāzes tilpums palielinājās un spiediens kritās. Kad virzulis tika pacelts, īpašs mehānisms atvienoja sliedi no vārpstas. Virzulis, vispirms zem gāzes spiediena un pēc tam ar inerci, pacēlās, līdz zem tā tika izveidots vakuums. Tādējādi sadedzinātās degvielas enerģija tika izmantota dzinējā ar maksimālu pilnīgumu. Tas bija Otto galvenais oriģinālais atradums. Atmosfēras spiediena ietekmē sākās virzuļa darba gājiens uz leju, un pēc tam, kad spiediens cilindrā sasniedza atmosfēras spiedienu, atvērās izplūdes vārsts, un virzulis ar savu masu izspieda izplūdes gāzes. Pateicoties sadegšanas produktu pilnīgākai paplašināšanai, šī dzinēja efektivitāte bija ievērojami augstāka par Lenoir dzinēja efektivitāti un sasniedza 15%, tas ir, pārsniedza tā laika labāko tvaika dzinēju efektivitāti Otto dzinējs

Tā kā Otto dzinēji bija gandrīz piecas reizes efektīvāki par Lenoir dzinējiem, tie nekavējoties bija ļoti pieprasīti. Turpmākajos gados tika saražoti apmēram pieci tūkstoši no tiem. Otto smagi strādāja, lai uzlabotu to dizainu. Drīz vien pārnesumu bagāžnieks tika nomainīts pret kloķa zobratu. Taču nozīmīgākais no viņa izgudrojumiem bija 1877. gadā, kad Otto patentēja jaunu četrtaktu dzinēju. Šis cikls joprojām ir pamatā lielākajai daļai gāzes un benzīna dzinēju darbības līdz šai dienai. Nākamajā gadā jaunie dzinēji jau tika ražoti.1877 Četrtaktu cikls bija Otto lielākais tehniskais sasniegums. Taču drīz vien izrādījās, ka dažus gadus pirms viņa izgudrojuma tieši tādu pašu dzinēja darbības principu aprakstīja franču inženieris Bo de Roča. Franču rūpnieku grupa apstrīdēja Otto patentu tiesā. Tiesa viņu argumentus uzskatīja par pārliecinošiem. Otto tiesības, kas izriet no viņa patenta, tika ievērojami samazinātas, tostarp tika anulēts monopols četrtaktu ciklā Bo de Rocha Lai gan konkurenti uzsāka četrtaktu dzinēju ražošanu, Otto modelis, kas tika izstrādāts daudzu gadu garumā, joprojām bija labākais , un pieprasījums pēc tā neapstājās. Līdz 1897. gadam tika saražoti aptuveni 42 tūkstoši šo dažādu jaudu dzinēju. Tomēr fakts, ka vieglā gāze tika izmantota kā degviela, ievērojami sašaurināja pirmo iekšdedzes dzinēju darbības jomu. Apgaismes un gāzes iekārtu skaits bija niecīgs pat Eiropā, un Krievijā tādas bija tikai divas - Maskavā un Sanktpēterburgā.

Jaunas degvielas meklējumi Tāpēc jaunas degvielas meklējumi iekšdedzes dzinējam neapstājās. Daži izgudrotāji ir mēģinājuši izmantot šķidrās degvielas tvaikus kā gāzi. Tālajā 1872. gadā amerikānis Braitons mēģināja izmantot petroleju šajā jomā. Taču petroleja slikti iztvaikoja, un Braitons pārgāja uz vieglāku naftas produktu — benzīnu. Bet, lai šķidrās degvielas dzinējs veiksmīgi konkurētu ar gāzi, bija nepieciešams izveidot īpašu ierīci benzīna iztvaicēšanai un tā degoša maisījuma iegūšanai ar gaisu. , taču viņš rīkojās neapmierinoši. Braitona 1872

Benzīna dzinējs Darbspējīgs benzīna dzinējs parādījās tikai desmit gadus vēlāk. Iespējams, Kostoviču O.S., kurš 1880. gadā nodrošināja funkcionējošu benzīna dzinēja prototipu, var saukt par tā pirmo izgudrotāju. Tomēr viņa atklājums joprojām ir slikti apgaismots. Eiropā vislielāko ieguldījumu benzīna dzinēju izveidē sniedza vācu inženieris Gotlībs Daimlers. Daudzus gadus viņš strādāja firmā Otto un bija tā valdes loceklis. 80. gadu sākumā viņš ierosināja savam priekšniekam kompakta benzīna dzinēja projektu, ko varētu izmantot transportā. Oto vēsi reaģēja uz Deimlera priekšlikumu. Tad Daimlers kopā ar savu draugu Vilhelmu Meibahu 1882. gadā pieņēma drosmīgu lēmumu, viņi pameta Otto uzņēmumu, iegādājās nelielu darbnīcu netālu no Štutgartes un sāka strādāt pie sava projekta.

Problēma, ar kuru saskaras Daimler un Maybach, nebija vienkārša: viņi nolēma izveidot dzinēju, kuram nebūtu nepieciešams gāzes ģenerators, tas būtu ļoti viegls un kompakts, bet tajā pašā laikā pietiekami jaudīgs, lai pārvietotu apkalpi. Daimler paredzēja palielināt jaudu, palielinot vārpstas apgriezienu skaitu, taču tam bija nepieciešams nodrošināt nepieciešamo maisījuma aizdedzes biežumu. 1883. gadā tika izveidots pirmais kvēlspuldzes benzīna dzinējs ar aizdedzi no gāzes ģeneratora cilindrā ievietotas karstās caurules 1883. gadā tika izveidots karstās caurules kvēlspuldzes benzīna dzinējs

Pirmais benzīna dzinēja modelis bija paredzēts rūpnieciskai stacionārai iekārtai. Šķidrās degvielas iztvaikošanas process pirmajos benzīna dzinējos atstāja daudz vēlamo. Tāpēc karburatora izgudrojums radīja īstu revolūciju dzinēju ražošanā. Tās radītājs ir ungāru inženieris Donats Banki. 1893. gadā viņš patentēja reaktīvo karburatoru, kas bija visu mūsdienu karburatoru prototips. Atšķirībā no saviem priekšgājējiem, Banki ierosināja benzīnu nevis iztvaikot, bet gan smalki izsmidzināt to gaisā. Tas nodrošināja tā vienmērīgu sadalījumu pa cilindru, un pati iztvaikošana notika jau cilindrā kompresijas siltuma ietekmē. Lai nodrošinātu izsmidzināšanu, benzīns tika iesūkts ar gaisa plūsmu caur dozēšanas strūklu, un maisījuma noturība tika panākta, uzturot nemainīgu benzīna līmeni karburatorā. Strūkla tika izgatavota viena vai vairāku caurumu veidā caurulē, kas atrodas perpendikulāri gaisa plūsmai. Lai uzturētu spiedienu, neliela tvertne tika nodrošināta ar pludiņu, kas uzturēja līmeni noteiktā augstumā, lai iesūktā benzīna daudzums būtu proporcionāls ienākošā gaisa daudzumam.dzinēja jauda, ​​parasti palielināja cilindra tilpumu. Tad viņi sāka to panākt, palielinot cilindru skaitu Cilindru tilpums 19. gadsimta beigās parādījās divu cilindru dzinēji, un no 20. gadsimta sākuma sāka izplatīties četrcilindru dzinēji.XIX gsXX.