Desemnarea și construcția unui motor cu combustie internă

De mai bine de o sută de ani, motoarele cu combustie internă au fost folosite ca unități de putere pentru majoritatea mașinilor și mecanismelor. La începutul secolului al XX-lea au înlocuit motorul cu combustie externă cu aburi. ICE este acum cel mai economic și mai eficient dintre celelalte motoare. Să ne uităm la dispozitivul unui motor cu combustie internă.

Istoria creației

Istoria acestor agregate a început acum 300 de ani. Atunci, Leonardo da Vinci a dezvoltat primul proiect al unui motor primitiv. Dezvoltarea acestei unități a dat impuls asamblării, testării și îmbunătățirii continue a ICE.

În 1861, în conformitate cu desenele, care au părăsit lumea lui Da Vinci, au creat primul motor în doi timpi. Apoi, nimeni nu a crezut că astfel de instalații vor fi echipate cu toate autoturismele și alte echipamente, deși apoi unitățile de abur au fost folosite pe echipamentul feroviar.

Primul care a folosit ICE pentru mașini a fost Henry Ford. A fost primul care a scris o carte despre proiectarea și funcționarea ICE. Ford a fost primul care a calculat eficiența acestor motoare.

Clasificarea ICE

În procesul de dezvoltare, construcția unui motor cu combustie internă a devenit mai complicată. Numirea lui în același timp a rămas aceeași. Există mai multe tipuri principale de ICE care sunt cele mai eficiente astăzi.

Primul în ceea ce privește eficiența și economia - unități de piston. În aceste unități, energia generată de arderea amestecului de combustibil este transformată în mișcare printr-un sistem de tije de legătură și un arbore cotit.

Aranjamentul general al motorului cu combustie internă a carburatorului nu diferă de celelalte motoare. Dar amestecul combustibil este preparat direct în carburator. Injectarea se efectuează într-un colector comun, de unde, sub influența scurgerii, amestecul intră în cilindri, unde se aprinde apoi de la o descărcare electrică pe lumanare.

Motorul injectorului diferă de carburator prin faptul că carburantul este alimentat fiecărui cilindru direct prin injectoare separate. Apoi, după ce benzina este amestecată cu aerul, combustibilul este aprins din scânteia lumanării.

Motorul diesel este diferit de benzină. Luați în considerare pe scurt proiectarea unui motor diesel cu ardere internă. Aici, lumanarile nu sunt folosite pentru aprindere. Acest combustibil arde sub influența presiunii înalte. Ca rezultat, motorina este încălzită. Temperatura depășește temperatura de ardere. Injectarea se face prin injectori.

Motoarele cu piston rotor sunt de asemenea menționate la ICE. În aceste unități, energia termică din arderea combustibilului acționează asupra rotorului. Are o formă specială și un profil special. Traiectoria mișcării rotorului este planetară (elementul este în interiorul unei camere speciale). Rotorul efectuează simultan un număr mare de funcții - aceasta este distribuția gazului, funcția arborelui cotit și a pistonului.

Există motoare cu turbină cu gaz. În aceste unități, energia termică este transformată printr-un rotor cu lame în formă de pană. Apoi, aceste mecanisme determină rotirea turbinei.

Cele mai fiabile, care nu necesită o întreținere frecventă și economice, sunt motoarele cu piston. Rotary practic nu se utilizează în ingineria de automobile în masă. Acum, modelele de mașini echipate cu motoare cu piston rotativ sunt produse numai de japonez "Mazda". Vehiculele experimentate cu motoare cu turbine cu gaze din anii 60 au produs "Chrysler", iar după aceea, nu au mai revenit la aceste instalații. În Uniunea Sovietică, motoarele cu turbină cu gaz au fost de scurtă durată cu unele modele de tancuri și nave amfibiene. Dar apoi a fost decis să abandoneze astfel de motoare. De aceea, considerăm dispozitivul unui motor cu combustie internă - acestea sunt cele mai populare și eficiente.

Dispozitiv ICE

Există mai multe sisteme în carcasa motorului. Acesta este un bloc de cilindri, în care sunt localizate aceleași camere de combustie. În cel de-al doilea, amestecul de combustibil arde. De asemenea, motorul este alcătuit dintr-un mecanism cu pârghie de manivelă conceput pentru a converti energia pistoanelor în rotația arborelui cotit. În corpul unității de putere există și un mecanism de distribuție a gazului. Sarcina sa este de a asigura deschiderea și închiderea în timp util a supapelor de admisie și evacuare. Motorul nu poate funcționa fără sistemul de injecție, aprindere și, de asemenea, fără sistemul de evacuare.

Atunci când unitatea de alimentare este pornită în cilindri, un amestec de combustibil și aer este alimentat prin supapele de admisie deschise. Apoi se aprinde de la o descărcare electrică pe bujie. Când amestecul se aprinde și gazele încep să se extindă, presiunea asupra pistonului va crește. Acesta din urmă se va mișca și va face ca arborele cotit să se rotească.

Proiectarea și funcționarea motorului cu combustie internă sunt de așa natură încât motorul funcționează în anumite cicluri. Aceste cicluri sunt repetate constant cu o frecvență înaltă. Aceasta asigură o rotație continuă a arborelui cotit.

Principiul de funcționare al ICE în doi timpi

Când motorul pornește, pistonul, care este acționat de rotația arborelui cotit, începe să se miște. Când atinge punctul cel mai de jos și începe să se deplaseze în sus, combustibilul este alimentat la cilindru.

La deplasarea în sus, pistonul comprimă amestecul. Când ajunge în centrul mortului superior, lumânarea aprinde amestecul din cauza unei descărcări electrice. Gazele se extind instantaneu și împing pistonul în jos.

Apoi se deschide supapa de evacuare a cilindrului, iar produsele de ardere ies din cilindri în sistemul de evacuare. Apoi, atingând din nou punctul de jos, pistonul va începe să se deplaseze în sus. Arborele cotit va face o întoarcere.

Când începe noua mișcare a pistonului, supapele de admisie se vor deschide din nou și se va alimenta un amestec de combustibil. Acesta va ocupa întregul volum pe care îl ocupau produsele de combustie, iar ciclul va fi repetat. Datorită faptului că pistoanele din aceste motoare funcționează numai în două cicluri, se produce mai puțină mișcare, spre deosebire de ICE în patru timpi. Pierderile la frecare ale pieselor sunt reduse. Dar aceste motoare se încălzesc.

La motoarele în doi timpi, pistonul joacă, de asemenea, rolul unui mecanism de distribuție a gazelor. În timpul mișcării, deschiderile și deschiderile pentru deschiderea amestecului de combustibil și evacuarea gazelor de eșapament sunt deschise și închise. Cea mai slabă schimbare a gazelor în comparație cu motoarele în patru timpi reprezintă principalul dezavantaj al acestor motoare. La momentul gazelor de eșapament este pierdută în mod semnificativ puterea.

În prezent, motoarele în doi timpi sunt utilizate în motorete, scutere, bărci, ferăstraie pe benzină și alte echipamente cu putere redusă.

patru timpi

Aranjamentul unui motor cu combustie internă de acest tip diferă ușor de motorul în doi timpi. Principiul funcționării este de asemenea ușor diferit. Există patru cicluri pe rotație ale arborelui cotit.

Primul pas este să alimentați amestecul de combustibil în cilindrul motorului. Motorul sub influența răririi suge amestecul în cilindru. În acest moment, pistonul din cilindru este trimis în jos. Supapa de admisie este deschisă, iar benzina pulverizată, împreună cu aerul, va intra în camera de combustie.

Următorul este cursa de compresie. Supapa de admisie se închide și pistonul se deplasează în sus. În același timp, amestecul din cilindru este semnificativ comprimat. Din cauza presiunii, amestecul se încălzește. Presiunea crește concentrația.

Apoi vine al treilea accident de lucru. Când pistonul ajunge aproape în poziția superioară, sistemul de aprindere este declanșat. O scânteie strălucește lumânarea și amestecul se aprinde. Datorită expansiunii instantanee a gazelor și a răspândirii energiei exploziei, pistonul sub presiune se deplasează în jos. Acest ciclu în activitatea unui motor în patru timpi este principalul. Celelalte trei bare nu afectează crearea lucrării și sunt auxiliare.

A patra fază începe în faza de eliberare. Când pistonul ajunge la fundul camerei de ardere, supapa de evacuare se deschide și gazele de eșapament ies mai întâi în sistemul de evacuare și apoi în atmosferă.

Aici este dispozitivul și principiul motorului cu combustie internă în patru timpi, care este instalat sub hotele celor mai multe mașini.

Sisteme auxiliare

Am luat în considerare construirea unui motor cu combustie internă. Dar orice motor nu ar fi capabil să funcționeze dacă nu ar fi echipat cu sisteme suplimentare. Le vom descrie mai jos.

aprindere

Acest sistem face parte din echipamentul electric. Este proiectat pentru a forma scântei care aprinde amestecul de combustibil.

Sistemul include o baterie și un generator, o cheie de aprindere, o bobină, precum și un dispozitiv special - distribuitorul de aprindere.

Sistem de admisie

Este necesar ca aerul să curgă în motor fără întreruperi. Oxigenul este necesar pentru a forma un amestec. În sine, benzina nu va arde. Trebuie remarcat faptul că în carburatoare, intrarea este doar un filtru și conducte de aer. Sistemul de admisie al mașinilor moderne este mult mai complicat. Acesta include un admisie de aer sub formă de duze, un filtru, o supapă de accelerație și o galerie de admisie.

Sursă de alimentare

Din principiul construirii unui motor cu combustie internă, știm că motorul are nevoie de ceva de ars. Este benzină sau motorină. Sistemul de alimentare cu energie asigură alimentarea cu combustibil în timpul funcționării motorului.

În cazul cel mai primitiv, acest sistem constă dintr-un rezervor, precum și un motor de combustibil, un filtru și o pompă, care asigură carburantul pentru carburator. La vehiculele cu injecție, sistemul de alimentare este controlat de calculator.

Sistem de lubrifiere

Sistemul de lubrifiere include o pompă de ulei, o tavă de scurgere, un filtru de ulei. În motoarele cu motor diesel și puternic, există și un radiator pentru curățarea lubrifiantului. Pompa este acționată din arborele cotit.

concluzie

Asta e ceea ce este un motor cu combustie internă. Dispozitivul și principiul funcționării noastre am luat în considerare și acum este clar modul în care funcționează mașina, un lanț sau un generator diesel.