Scopul și dispozitivul motorului cu ardere internă

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-19 18:20

De mai bine de o sută de ani, motoarele cu ardere internă au fost folosite ca centrale electrice pentru majoritatea mașinilor și mecanismelor. La începutul secolului al XX-lea, au înlocuit motorul cu abur cu ardere externă. Motorul cu ardere internă este acum cel mai economic și eficient dintre celel alte motoare. Să ne uităm la dispozitivul motorului cu ardere internă.

Istoria creației

Istoria acestor unități a început acum aproximativ 300 de ani. Atunci Leonardo Da Vinci a dezvoltat primul desen al unui motor primitiv. Dezvoltarea acestei unități a dat impuls montajului, testării și îmbunătățirii continue a motorului cu ardere internă.

În 1861, conform desenelor pe care Da Vinci le-a lăsat lumii, au creat primul motor în doi timpi. La acea vreme, nimeni nu se gândea că toate mașinile și alte echipamente vor fi echipate cu astfel de instalații, deși atunci erau folosite unități cu abur pe echipamentele feroviare.

Primul care a folosit motoare cu ardere internă în mașini,era Henry Ford. El a fost primul care a scris o carte despre proiectarea și funcționarea motorului cu ardere internă. Ford a fost primul care a calculat randamentul acestor motoare.

Clasificarea motoarelor cu ardere internă

În procesul de dezvoltare, dispozitivul motorului cu ardere internă a devenit mai complicat. Scopul lui a rămas însă același. Există mai multe tipuri principale de motoare cu ardere internă care sunt cele mai eficiente astăzi.

Primul în ceea ce privește eficiența și economie - unități alternative. În aceste unități, energia generată din arderea amestecului de combustibil este transformată în mișcare printr-un sistem de biele și un arbore cotit.

Dispunerea generală a unui motor cu ardere internă cu carburator nu este diferită de celel alte motoare. Dar amestecul combustibil se prepară direct în carburator. Injectarea se efectuează într-un colector comun, de unde, sub influența vidului, amestecul intră în cilindri, unde apoi se aprinde de la o descărcare electrică pe o lumânare.

Un motor cu injecție diferă de un motor cu carburator prin faptul că combustibilul este furnizat fiecărui cilindru direct prin duze separate. Apoi, după ce benzina este amestecată cu aerul, combustibilul este aprins de scânteia unei lumânări.

Motorul diesel este diferit de benzină. Luați în considerare pe scurt dispozitivul unui motor diesel cu ardere internă. Nu există lumânări folosite pentru aprindere. Acest combustibil se aprinde la presiune ridicată. Ca urmare, motorul diesel se încălzește. Temperatura este mai mare decât temperatura de ardere. Injectarea se realizează cu ajutorul duzelor.

Motoarele cu rotor-piston aparțin și ele motoarelor cu ardere internă. În aceste unități, energia termică dinarderea combustibilului afectează rotorul. Are o forma deosebita si un profil deosebit. Traiectoria mișcării rotorului este planetară (elementul este situat în interiorul unei camere speciale). Rotorul îndeplinește simultan un număr mare de funcții - aceasta este distribuția gazului, funcția arborelui cotit și a pistonului.

Există și motoare cu ardere internă cu turbine cu gaz. În aceste unități, energia termică este convertită printr-un rotor cu palete în formă de pană. Aceste mecanisme fac apoi turbina să se rotească.

Motoarele cu piston sunt considerate cele mai fiabile, cu întreținere redusă și mai economice. Cele rotative practic nu sunt folosite în tehnologia auto de masă. Acum doar japoneza Mazda produce modele de mașini echipate cu motoare cu piston rotativ. Mașini cu experiență cu motoare cu turbină cu gaz au fost produse de Chrysler în anii 60, iar după aceea nici un producător auto nu s-a întors la aceste instalații. În Uniunea Sovietică, unele modele de tancuri și nave de debarcare au fost echipate pentru o scurtă perioadă de timp cu motoare cu turbină cu gaz. Dar apoi s-a decis să se abandoneze astfel de unități de putere. De aceea, luăm în considerare dispozitivul motorului cu ardere internă - sunt cele mai populare și mai eficiente.

dispozitiv ICE

În carcasa motorului sunt combinate mai multe sisteme. Acesta este blocul cilindri în care se află chiar camerele de ardere. În acesta din urmă, amestecul de combustibil arde. De asemenea, motorul constă dintr-un mecanism de manivelă conceput pentru a converti energia pistoanelor în rotația arborelui cotit. În clădirea puteriiUnitatea are si un mecanism de distributie a gazelor. Sarcina sa este de a asigura deschiderea și închiderea în timp util a supapelor de admisie și evacuare. Motorul nu va putea funcționa fără sistemul de injecție, aprindere și evacuare.

La pornirea unității de alimentare, un amestec de combustibil și aer este furnizat cilindrilor prin supapele de admisie deschise. Este apoi aprins de o descărcare electrică la bujie. Când amestecul se aprinde și gazele încep să se extindă, presiunea pe piston va crește. Acesta din urmă va fi pus în mișcare și va face ca arborele cotit să se rotească.

Designul și funcționarea motorului cu ardere internă sunt astfel încât motorul să funcționeze în anumite cicluri. Aceste cicluri se repetă în mod constant la o frecvență în altă. Acest lucru asigură rotația continuă a arborelui cotit.

Principiul de funcționare al motoarelor cu ardere internă în doi timpi

Când pornește motorul, pistonul, care este antrenat de rotația arborelui cotit, începe să se miște. Când atinge punctul cel mai de jos și începe să se miște în sus, combustibilul este furnizat cilindrului.

La deplasarea în sus, pistonul comprimă amestecul. Când ajunge la punctul mort superior, bujia aprinde amestecul din cauza unei descărcări electrice. Gazele se extind instantaneu și împing pistonul în jos.

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

Când începe noulmiscarea pistonului, supapele de admisie se vor deschide din nou si va fi alimentat amestecul de combustibil. Acesta va ocupa întregul volum pe care l-au ocupat produsele de ardere, iar ciclul se va repeta din nou. Datorită faptului că pistoanele din astfel de motoare funcționează doar în două cicluri, se fac mai puține mișcări, spre deosebire de un motor cu ardere internă în patru timpi. Pierderi reduse prin frecare. Dar aceste motoare se încălzesc mai mult.

La unitățile de putere în doi timpi, pistonul joacă și rolul unui mecanism de distribuție a gazului. În procesul de mișcare, deschiderile pentru intrarea amestecului de combustibil și eliberarea gazelor de eșapament se deschid și se închid. Cel mai prost schimb de gaze în comparație cu motoarele în patru timpi este principalul dezavantaj al unor astfel de motoare. În momentul producerii gazelor de eșapament, puterea se pierde semnificativ.

În prezent, motoarele în doi timpi sunt folosite la mopede, scutere, bărci, ferăstraie pe benzină și alte vehicule de putere redusă.

Patru timpi

Dispozitivul acestui tip de motor cu ardere internă este ușor diferit de un motor în doi timpi. Principiul de funcționare este, de asemenea, ușor diferit. Există patru curse pentru fiecare rotație a arborelui cotit.

Primul pas este furnizarea unui amestec combustibil la cilindrul motorului. Motorul, sub influența vidului, aspiră amestecul în cilindru. Pistonul din cilindru coboară în acest moment. Supapa de admisie este deschisă, iar benzina atomizată și aerul vor intra în camera de ardere.

Urmeaza cursa de compresie. Supapa de admisie se închide și pistonul se mișcă în sus. În acest caz, amestecul din cilindru este comprimat semnificativ. Din cauza presiunii, amesteculse încălzește. Presiunea crește concentrația.

Urmează al treilea ciclu de lucru. Când pistonul aproape atinge poziția de sus, sistemul de aprindere este activat. O scânteie sare pe lumânare, iar amestecul se aprinde. Datorită expansiunii instantanee a gazelor și răspândirii energiei exploziei, pistonul sub presiune se deplasează în jos. Acest ciclu în funcționarea unui motor în patru timpi este cel principal. Celel alte trei măsuri nu afectează crearea lucrării și sunt auxiliare.

În al patrulea ciclu, începe faza de eliberare. Când pistonul ajunge la fundul camerei de ardere, supapa de evacuare se deschide și gazele de evacuare ies mai întâi în sistemul de evacuare și apoi în atmosferă.

Iată dispozitivul și principiul de funcționare a motorului cu ardere internă în patru timpi, care este instalat sub capotele majorității mașinilor.

Sisteme auxiliare

Am examinat dispozitivul motorului cu ardere internă. Dar orice motor nu ar putea funcționa dacă nu ar fi echipat cu sisteme suplimentare. Vom vorbi despre ele mai jos.

Aprindere

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

Sistemul include o baterie și un generator, un dispozitiv de blocare a aprinderii, o bobină și un dispozitiv special - un distribuitor de aprindere.

Sistem de admisie

Este necesar pentru ca motorul să intre fără întreruperiaer. Oxigenul este necesar pentru a forma amestecul. De la sine, benzina nu va arde. Trebuie remarcat faptul că la carburatoare admisia este doar un filtru și canale de aer. Sistemul de admisie al mașinilor moderne este mai complex. Include o priză de aer sub formă de țevi, un filtru, o supapă de accelerație și o galerie de admisie.

Sistem de alimentare

Din principiul motorului cu ardere internă, știm că motorul trebuie să ardă ceva. Este benzină sau motorină. Sistemul de alimentare asigură alimentarea cu combustibil în timpul funcționării motorului.

În cel mai primitiv caz, acest sistem constă dintr-un rezervor, precum și o conductă de combustibil, filtru și pompă, care furnizează combustibil carburatorului. La mașinile cu injecție, sistemul de alimentare este controlat de ECU.

Sistem de lubrifiere

Sistemul de lubrifiere include o pompă de ulei, o baie, un filtru de ulei. Unitățile de alimentare diesel și puternice pe benzină au și un răcitor pentru curățarea lubrifiantului. Pompa este antrenată de arborele cotit.

Concluzie

Iată ce este un motor cu ardere internă. Am examinat dispozitivul și principiul funcționării acestuia, iar acum este clar cum funcționează o mașină, un drujbă sau un generator diesel.