Motor inline: tipuri, dispozitiv, avantaje și dezavantaje

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

Motorul cu ardere internă în linie este unul dintre cele mai simple motoare. Aceste unități se numesc astfel deoarece cilindrii sunt aranjați pe rând. Pistoanele fac să se rotească un arbore cotit când motorul este pornit. Motorul în linie a fost unul dintre primele instalate pe mașini. Au fost proiectate și construite în zorii industriei auto.

Cum a început totul?

Strămoșul motorului modern cu ardere internă în linie a fost un motor cu un singur cilindru. Proiectat și construit de Etienne Lenoir în 1860. Este în general acceptat că așa este, deși au existat încercări de a obține un brevet pentru acest motor chiar înainte de Lenoir. Dar tocmai dezvoltarea sa este cât se poate de asemănătoare cu acele modele care sunt instalate în prezent sub capotele majorității mașinilor de pasageri în serie de buget redus.

Motorul avea un singur cilindru, iar puterea lui era egală cu 1,23 cai putere, uriașă la acea vreme. Spre comparație, modernul „Oka” 1111 are doi cilindri și puterea sa este de la 30 la 53 de cai putere.

Mai mare și mai puternic

Ideea lui Lenoir s-a dovedit a fi genială. Mulți ingineri și inventatoria petrecut ani și efort încercând să îmbunătățească motorul cât mai mult posibil (desigur, la nivelul capacităților tehnice existente la acea vreme). Accentul principal a fost pus pe creșterea puterii.

La început, atenția era concentrată pe un singur cilindru - au încercat să-i mărească dimensiunea. Apoi, tuturor li s-a părut că prin creșterea dimensiunii, puteți obține mai multă putere. Și creșterea în volum a fost atunci cea mai ușoară. Dar un cilindru nu era suficient. A trebuit să măresc mult restul detaliilor - biela, piston, bloc.

Toate acele motoare s-au dovedit a fi foarte instabile, aveau o masă mare. În timpul funcționării unui astfel de motor, a existat o diferență uriașă de timp între ciclurile de aprindere ale amestecului. Literal, fiecare detaliu dintr-o astfel de unitate a zguduit și s-a zguduit, ceea ce i-a forțat pe ingineri să se gândească la o soluție. Și au echipat sistemul cu un echilibrator.

Drum fără drum

Curând a devenit clar pentru toată lumea că cercetarea ajunsese într-o fundătură. Motorul Lenoir nu putea funcționa normal și corect, deoarece raportul dintre putere, greutate și dimensiune era groaznic. A fost nevoie de multă energie suplimentară pentru a crește din nou volumul cilindrului. Mulți au început să considere ideea de a crea un motor un colaps. Și oamenii încă ar merge pe cai și căruțe, dacă nu ar fi o soluție tehnică.

Designerii au început să realizeze că este posibil să rotiți arborele cotit nu numai cu un piston, ci cu mai multe simultan. Cea mai simplă a fost fabricarea unui motor în linie - au mai adăugat câțiva cilindri.

Lumea ar putea vedea prima unitate cu patru cilindri la sfârșitul secolului al XIX-lea. Este imposibil să-i compari puterea cu un motor modern. Cu toate acestea, în ceea ce privește eficiența, a fost mai mare decât toți ceilalți predecesori ai săi. Puterea a fost crescută datorită volumului de lucru crescut, adică prin adăugarea de cilindri. Destul de repede, specialiștii din diverse companii au reușit să creeze motoare cu mai mulți cilindri până la monștri cu 12 cilindri.

Principiul de funcționare

Cum funcționează ICE? În afară de faptul că fiecare motor are un număr diferit de cilindri, un motor în linie cu șase sau patru cilindri funcționează la fel. Principiul se bazează pe caracteristicile tradiționale ale oricărui motor cu ardere internă.

Toți cilindrii din bloc sunt aranjați pe un rând. Arborele cotit, antrenat de pistoane datorită energiei arderii combustibilului, este singurul pentru toate părțile grupului cilindru-piston. Același lucru este valabil și pentru chiulasa. Este singurul pentru toți cilindrii. Dintre toate motoarele în linie existente, se pot distinge modelele echilibrate și dezechilibrate. Vom lua în considerare ambele opțiuni mai jos.

Sold

Este important din cauza designului complex al arborelui cotit. Nevoia de echilibrare depinde de numărul de cilindri. Cu cât sunt mai multe într-un anumit ICE, cu atât ar trebui să fie mai mare echilibrul.

Un motor dezechilibrat poate fi doar acel design, unde nu există mai mult de patru cilindri. În caz contrar, în timpul funcționării vor apărea vibrații, a căror forță va putea distruge arborele cotit. Chiar și motoarele ieftine cu șase cilindricu un echilibrator va fi mai bine decât scumpii patru inline fără arbori de echilibrare. Deci, pentru a îmbunătăți echilibrul, un motor în linie cu patru pistoane poate necesita uneori și instalarea de arbori de oprire.

Poziția motorului

Unitățile tradiționale cu patru cilindri sunt de obicei montate longitudinal sau transversal sub capota unei mașini. Dar unitatea cu șase cilindri poate fi instalată doar longitudinal și nimic mai mult (cu excepția unor modele Volvo și a mașinilor Chevrolet Epica).

Motorul cu ardere internă în linie, care are un design asimetric în raport cu arborele cotit, are și caracteristici. Adesea, arborele este realizat cu piese turnate compensatoare - aceste piese turnate trebuie să atenueze forța de inerție rezultată din funcționarea sistemului cu piston.

Inline-six astăzi are deja mai puțină popularitate - toată vina consumului semnificativ de combustibil și a dimensiunilor mari de gabarit. Dar chiar și în ciuda blocului lung de cilindri, motorul este perfect echilibrat.

Avantaje și dezavantaje ale unității

În afară de câteva nuanțe, motoarele cu ardere internă în linie au aceleași avantaje și aceleași dezavantaje ca majoritatea motoarelor în V și a celorl alte modele. Motorul cu patru cilindri este cel mai comun, este cel mai simplu și mai fiabil. Masa este relativ ușoară, costurile de reparație sunt relativ mici. Singurul dezavantaj este lipsa arborilor de echilibrare în design. Acesta este cel mai bun motor cu ardere internă pentru mașinile moderne, chiar și pentru clasa de mijloc. Există, de asemenea, motoare în linie de capacitate mică, cu mai puținnumarul de cilindri. De exemplu, economicul SeAZ Oka 1111 cu doi cilindri.

Unitățile cu șase cilindri au un echilibru perfect și aici se compensează lipsa unui „patru”. Dar există un preț de plătit pentru echilibru. Prin urmare, în ciuda caracteristicilor semnificativ mai bune în comparație cu cele „patru”, aceste motoare cu ardere internă cu un aranjament în linie de cilindri în motor sunt mai puțin comune. Arborele cotit este lung, costul de producție este destul de mare, iar dimensiunile sunt relativ mari.

Limită tehnică

Acum nu este secolul al XIX-lea, dar unitățile de putere moderne sunt încă departe de perfecțiunea tehnică. Și aici nici turbinele moderne și combustibilul cu octan mare nu vor ajuta. Eficiența unui motor cu ardere internă este de aproximativ 20%, iar toată energia este cheltuită pentru frecare, inerție și detonare. Doar o cincime din benzină sau motorină va merge la muncă utilă.

Deja au dezvoltat proprietățile de bază ale motoarelor cu cea mai mare eficiență. În același timp, camerele de ardere și grupul de piston au volume și dimensiuni semnificativ mai mici. Datorită dimensiunii compacte, piesele au mai puțină inerție - acest lucru reduce probabilitatea de deteriorare din cauza detonării.

Caracteristicile de design ale pistoanelor compacte introduc anumite limitări. Cu un grad ridicat de compresie, datorita dimensiunilor reduse, transmiterea presiunii pistonului catre biela este redusa. Dacă pistoanele au un diametru mai mare, atunci este imposibil să obțineți un lucru echilibrat precis din cauza complexității enorme. Chiar și un motor modern BMW are acesteadeficiențe, deși a fost dezvoltat de ingineri germani.

Concluzie

Din păcate, construcția motoarelor și-a atins limita tehnologică. Este puțin probabil ca oamenii de știință să facă descoperiri tehnice serioase și să obțină o eficiență mai mare de la un motor cu ardere internă. Deci toți speră că va veni era vehiculelor electrice.