Na našich cestách najčastejšie nájdete autá, ktoré spotrebúvajú benzín a naftu. Čas elektromobilov ešte nenastal. Zvážte preto princíp fungovania spaľovacieho motora (ICE). Jeho charakteristickým znakom je premena energie výbuchu na mechanickú energiu.
Pri práci s benzínovými elektrárňami existuje niekoľko spôsobov, ako vytvoriť palivovú zmes. V jednom prípade sa to stane v karburátore a potom sa to všetko privádza do valcov motora. V inom prípade sa benzín vstrekuje cez špeciálne trysky (vstrekovače) priamo do rozdeľovača alebo spaľovacej komory.
Aby ste plne porozumeli fungovaniu spaľovacieho motora, musíte vedieť, že existuje niekoľko typov moderných motorov, ktoré preukázali svoju účinnosť v práci:
- benzínové motory;
- motory spotrebúvajúce naftu;
- plynové inštalácie;
- plynové naftové zariadenia;
- rotačné možnosti.
Princíp činnosti týchto typov spaľovacích motorov je takmer rovnaký.
ICE cykly
Každý má palivo, ktoré exploduje v spaľovacej komore, expanduje a tlačí piest namontovaný na kľukovom hriadeli. Ďalej sa táto rotácia prenáša na kolesá automobilu pomocou ďalších mechanizmov a uzlov.
Ako príklad budeme brať do úvahy štvortaktný benzínový motor, pretože je to najbežnejšia možnosť pohonu v autách na našich cestách.
Takže ty:
- otvorí sa sací otvor a spaľovacia komora sa naplní pripravenou palivovou zmesou
- komora je utesnená a jej objem sa v kompresnom zdvihu zmenšuje
- zmes exploduje a zatlačí piest, ktorý dostane impulz mechanickej energie
- spaľovacia komora je zbavená produktov spaľovania
Každá z týchto etáp práce spaľovacieho motora má svoje vlastné, prebieha niekoľko simultánnych procesov. V prvom prípade je piest v najnižšej polohe, pričom sú otvorené všetky ventily, ktoré nasávajú palivo. Ďalšia etapa začína úplným uzavretím všetkých otvorov a pohybom piestu do maximálnej hornej polohy. Zároveň je všetko komprimované.
Pri opätovnom dosiahnutí extrémnej hornej polohy piestu sa na sviečku privedie napätie a vytvorí sa iskra, ktorá zapáli zmes na výbuch. Sila tohto výbuchu stlačí piest nadol, pričom sa otvoria výstupné otvory a komora sa vyčistí od zvyškov plynu. Potom sa všetko opakuje.
Prevádzka karburátora
Tvorba palivovej zmesi v automobiloch prvej polovice minulého storočia prebiehala pomocou karburátora. Aby ste pochopili, ako funguje spaľovací motor, musíte vedieť, že automobiloví inžinieri navrhli palivový systém tak, aby sa do spaľovacej komory privádzala už pripravená zmes.
Zariadenie karburátora
Karburátor sa podieľal na jeho tvorbe. Zmiešal benzín a vzduch v správnom pomere a všetko poslal do valcov. Takáto relatívna jednoduchosť konštrukcie systému mu umožnila zostať dlho nepostrádateľnou súčasťou benzínových jednotiek. Neskôr však jeho nedostatky začali prevládať nad prednosťami a nespĺňali zvyšujúce sa požiadavky na autá vo všeobecnosti.
Nevýhody karburátorových systémov:
- nie je možné zabezpečiť ekonomické režimy s náhlymi zmenami jazdných režimov;
- prekročenie limitov škodlivých látok vo výfukových plynoch;
- nízky výkon automobilov v dôsledku nesúladu pripravenej zmesi so stavom auta.
Tieto nedostatky sa snažili kompenzovať priamym prívodom benzínu cez vstrekovače.
Činnosť vstrekovacích motorov
Princípom činnosti vstrekovacieho motora je priame vstrekovanie benzínu do sacieho potrubia alebo spaľovacej komory. Vizuálne je všetko podobné prevádzke naftovej inštalácie, keď je dodávka meraná a iba do valca. Jediný rozdiel je v tom, že vstrekovacie jednotky majú zapaľovacie sviečky.
Dizajn vstrekovača
Fázy prevádzky benzínových motorov s priamym vstrekovaním sa nelíšia od verzie s karburátorom. Rozdiel je len v mieste, kde zmes vzniká.
Vďaka tejto konštrukčnej možnosti sú výhody takýchto motorov poskytované:
- zvýšenie výkonu až o 10% s podobnými technickými charakteristikami s karburátorom;
- výrazné úspory benzínu;
- zlepšenie environmentálnej výkonnosti z hľadiska emisií.
Ale s takýmito výhodami existujú aj nevýhody. Hlavnými sú údržba, udržiavateľnosť a prispôsobenie. Na rozdiel od karburátorov, ktoré je možné demontovať, zostaviť a nastaviť nezávisle, vstrekovače vyžadujú špeciálne drahé vybavenie a veľké množstvo rôznych snímačov inštalovaných v aute.
Metódy vstrekovania paliva
V priebehu vývoja dodávky paliva do motora sa tento proces neustále približuje k spaľovacej komore. V najmodernejších spaľovacích motoroch sa zlúčilo miesto dodávky benzínu a miesto spaľovania. Teraz sa zmes už netvorí v karburátore alebo sacom potrubí, ale je vstrekovaná priamo do komory. Zvážte všetky možnosti injekčných zariadení.
Možnosť jednobodového vstrekovania
Najjednoduchšia konštrukčná možnosť vyzerá ako vstrekovanie paliva cez jednu dýzu do sacieho potrubia. Rozdiel oproti karburátoru je v tom, že ten dodáva hotovú zmes. Pri vstrekovacej verzii sa palivo dodáva cez dýzu. Výhodou je úspora nákladov.
Možnosť jednobodového prívodu paliva
Táto metóda tiež tvorí zmes mimo komory, ale tu sú zapojené senzory, ktoré zabezpečujú prívod priamo do každého valca cez sacie potrubie. Ide o ekonomickejšiu možnosť využitia paliva.
Priame vstrekovanie do komory
Tento variant zatiaľ najefektívnejšie využíva možnosti konštrukcie vstrekovača. Palivo sa strieka priamo do komory. Vďaka tomu sa znižuje úroveň škodlivých emisií a automobil dostáva okrem väčšej úspory benzínu aj zvýšený výkon.
Zvýšený stupeň spoľahlivosti systému znižuje negatívny faktor týkajúci sa údržby. Takéto zariadenia však potrebujú vysokokvalitné palivo.
