Συσκευή κινητήρα εσωτερικής καύσης

Για έναν αιώνα, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης χρησιμοποιείται σε μοτοσικλέτες, επιβατικά αυτοκίνητα και φορτηγά. Μέχρι τώρα, παραμένει ο πιο οικονομικός τύπος κινητήρα. Αλλά για πολλούς, η αρχή λειτουργίας και η συσκευή του κινητήρα εσωτερικής καύσης παραμένουν ασαφείς. Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τις κύριες περιπλοκές και τις ιδιαιτερότητες της δομής του κινητήρα.

📌Ορισμός και γενικά χαρακτηριστικά

Ένα βασικό χαρακτηριστικό κάθε κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι η ανάφλεξη ενός καύσιμου μίγματος απευθείας στον θάλαμο εργασίας του και όχι σε εξωτερικά μέσα. Τη στιγμή της καύσης καυσίμου, η θερμική ενέργεια που λαμβάνεται προκαλεί τη λειτουργία των μηχανικών εξαρτημάτων του κινητήρα.

📌 Δημιουργία ιστορικού

Πριν από την έλευση των κινητήρων εσωτερικής καύσης, τα αυτοκινούμενα οχήματα ήταν εξοπλισμένα με κινητήρες εξωτερικής καύσης. Τέτοιες μονάδες λειτουργούσαν από την πίεση ατμού που δημιουργείται με θέρμανση του νερού σε ξεχωριστή δεξαμενή.

Ο σχεδιασμός τέτοιων κινητήρων ήταν μεγάλος και αναποτελεσματικός - εκτός από το μεγάλο βάρος της εγκατάστασης, για να ξεπεραστούν μεγάλες αποστάσεις, η μεταφορά έπρεπε επίσης να τραβήξει μια αξιοπρεπή τροφοδοσία καυσίμου (άνθρακας ή καυσόξυλα).

Λαμβάνοντας υπόψη αυτό το μειονέκτημα, οι μηχανικοί και οι εφευρέτες προσπάθησαν να λύσουν ένα σημαντικό ερώτημα: πώς να συνδυάσουν το καύσιμο με το σώμα της μονάδας ισχύος. Αφαιρώντας στοιχεία όπως λέβητα, δεξαμενή νερού, συμπυκνωτή, εξατμιστή, αντλία κ.λπ. από το σύστημα. ήταν δυνατόν να μειωθεί σημαντικά το βάρος του κινητήρα.

Η δημιουργία ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης με τη μορφή που είναι γνωστή σε έναν σύγχρονο οδηγό έγινε σταδιακά. Εδώ είναι τα κύρια ορόσημα που οδήγησαν στην εμφάνιση του σύγχρονου κινητήρα εσωτερικής καύσης:

• 1791 Ο John Barber εφευρίσκει μια τουρμπίνα αερίου που λειτουργεί με απόσταξη πετρελαίου, άνθρακα και ξύλου σε καταφύγια. Το προκύπτον αέριο, μαζί με τον αέρα, αντλήθηκε στον θάλαμο καύσης από έναν συμπιεστή. Το προκύπτον θερμό αέριο υπό πίεση παρέχεται στο στροφείο της πτερωτής και το περιστρέφεται.
• 1794 Η Robert Street κατοχυρώνει κατοχύρωση κινητήρα υγρών καυσίμων.
• 1799. Ο Philippe Le Bon, ως αποτέλεσμα της πυρόλυσης του λαδιού, λαμβάνει φωταέριο αέριο. Το 1801 προτείνει να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για κινητήρες αερίου.
• 1807 François Isaac de Rivaz - δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τη "χρήση εκρηκτικών υλικών ως πηγή ενέργειας σε κινητήρες". Με βάση την εξέλιξη, δημιουργεί ένα "Αυτοκινούμενο πλήρωμα".
• 1860 Η Etienne Lenoir πρωτοστάτησε στις πρώτες εφευρέσεις δημιουργώντας έναν λειτουργικό κινητήρα που τροφοδοτείται από ένα μείγμα φωτισμού αερίου και αέρα. Ο μηχανισμός τέθηκε σε κίνηση με σπινθήρα από εξωτερική πηγή ισχύος. Η εφεύρεση χρησιμοποιήθηκε σε σκάφη, αλλά δεν εγκαταστάθηκε σε αυτοκινούμενα οχήματα.
• 1861 Η Alphonse Bo De Rocha αποκαλύπτει τη σημασία της συμπίεσης του καυσίμου πριν την ανάφλεξη, η οποία χρησίμευσε για τη δημιουργία μιας θεωρίας για τη λειτουργία ενός τετράχρονου κινητήρα εσωτερικής καύσης (εισαγωγή, συμπίεση, καύση με διαστολή και απελευθέρωση).
• 1877 Ο Nikolaus Otto δημιουργεί τον πρώτο τετράχρονο κινητήρα εσωτερικής καύσης 12 ίππων.
• 1879 Ο Karl Benz κατοχυρώνει την δίχρονη μηχανή.
• 1880. Οι Ogneslav Kostrovich, Wilhelm Maybach και Gottlieb Daimler αναπτύσσουν ταυτόχρονα καρμπυρατέρ τροποποιήσεις του κινητήρα εσωτερικής καύσης, προετοιμάζοντάς τις για μαζική παραγωγή.

Εκτός από τους βενζινοκινητήρες, το Trinkler Motor εμφανίστηκε το 1899. Αυτή η εφεύρεση είναι ένας άλλος τύπος κινητήρα εσωτερικής καύσης (κινητήρας λαδιού υψηλής πίεσης χωρίς συμπιεστή), που λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή της εφεύρεσης του Rudolf Diesel. Με τα χρόνια, οι μονάδες ισχύος, τόσο βενζίνη όσο και ντίζελ, βελτιώθηκαν, γεγονός που αύξησε την αποδοτικότητά τους.

📌 Τύποι κινητήρων εσωτερικής καύσης

Με βάση τον τύπο σχεδιασμού και τις ιδιαιτερότητες της λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης, ταξινομούνται σύμφωνα με διάφορα κριτήρια:

• Με τον τύπο καυσίμου που χρησιμοποιείται - ντίζελ, βενζίνη, αέριο.
• Σύμφωνα με την αρχή της ψύξης - υγρού και αέρα.
• Ανάλογα με τη διάταξη των κυλίνδρων - σε σειρά και σε σχήμα V.
• Σύμφωνα με τη μέθοδο παρασκευής του μείγματος καυσίμου - καρμπυρατέρ, αέριο και έγχυση (μίγματα σχηματίζονται στο εξωτερικό μέρος του κινητήρα εσωτερικής καύσης) και ντίζελ (στο εσωτερικό μέρος).
• Σύμφωνα με την αρχή της ανάφλεξης του μείγματος καυσίμου - με αναγκαστική ανάφλεξη και με αυτοανάφλεξη (τυπικό για μονάδες ντίζελ).

Οι κινητήρες διακρίνονται επίσης από το σχεδιασμό και την αποδοτικότητα λειτουργίας:

• Έμβολο, στο οποίο ο θάλαμος εργασίας βρίσκεται στους κυλίνδρους. Αξίζει να ληφθεί υπόψη ότι τέτοιοι κινητήρες εσωτερικής καύσης χωρίζονται σε πολλά υποείδη:
  • καρμπυρατέρ (το καρμπυρατέρ είναι υπεύθυνο για τη δημιουργία εμπλουτισμένου μείγματος εργασίας).
  • ένεση (το μείγμα παρέχεται απευθείας στην πολλαπλή εισαγωγής μέσω των ακροφυσίων).
  • ντίζελ (ανάφλεξη του μείγματος συμβαίνει λόγω της δημιουργίας υψηλής πίεσης μέσα στο θάλαμο).
  • Περιστροφικό έμβολο, που χαρακτηρίζεται από τη μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια λόγω της περιστροφής του ρότορα μαζί με το προφίλ. Το έργο του ρότορα, η κίνηση του οποίου μοιάζει με σχήμα 8-ku, αντικαθιστά πλήρως τις λειτουργίες των εμβόλων, του χρονισμού και του στροφαλοφόρου άξονα.
  • Αεριοστρόβιλος, στον οποίο ο κινητήρας κινείται από θερμική ενέργεια που λαμβάνεται περιστρέφοντας έναν ρότορα με λεπίδες που μοιάζουν με λεπίδα. Οδηγεί τον άξονα τουρμπίνας.

Η θεωρία, με την πρώτη ματιά, φαίνεται σαφής. Τώρα ας δούμε τα κύρια συστατικά του κινητήρα.

📌 Συσκευή ICE

Ο σχεδιασμός του αμαξώματος περιλαμβάνει τα ακόλουθα εξαρτήματα:

• μπλοκ κυλίνδρων;
• μηχανισμός μανιβέλας
• μηχανισμός διανομής αερίου ·
• συστήματα προμήθειας και ανάφλεξης καύσιμου μίγματος και αφαίρεσης προϊόντων καύσης (καυσαέρια).

Για να κατανοήσετε τη θέση κάθε εξαρτήματος, εξετάστε το διάγραμμα δομής κινητήρα:

Ο αριθμός 6 δείχνει τη θέση του κυλίνδρου. Είναι ένα από τα βασικά συστατικά του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Μέσα στον κύλινδρο υπάρχει ένα έμβολο, που ορίζεται με τον αριθμό 7. Είναι προσαρτημένο στη ράβδο σύνδεσης και στροφαλοφόρο άξονα (που ορίζεται με τους αριθμούς 9 και 12 στο διάγραμμα, αντίστοιχα). Η κίνηση του εμβόλου πάνω-κάτω μέσα στον κύλινδρο προκαλεί το σχηματισμό περιστροφικών κινήσεων του στροφαλοφόρου άξονα. Στο τέλος του πηδαλίου, υπάρχει ένας σφόνδυλος, που φαίνεται στο διάγραμμα με τον αριθμό 10. Είναι απαραίτητο για ομοιόμορφη περιστροφή του άξονα. Το πάνω μέρος του κυλίνδρου είναι εξοπλισμένο με μια πυκνή κεφαλή, η οποία έχει βαλβίδες για την πρόσληψη και τα καυσαέρια. Εμφανίζονται με τον αριθμό 5.

Το άνοιγμα των βαλβίδων καθίσταται δυνατό χάρη στα έκκεντρα εκκεντροφόρου, που ορίζονται με αριθμό 14, ή μάλλον, στα στοιχεία μετάδοσης του (αριθμός 15). Η περιστροφή του εκκεντροφόρου παρέχεται από τα γρανάζια του στροφαλοφόρου, που υποδεικνύονται με τον αριθμό 13. Όταν το έμβολο κινείται ελεύθερα στον κύλινδρο, μπορεί να πάρει δύο ακραίες θέσεις.

Μόνο η ομοιόμορφη τροφοδοσία του μείγματος καυσίμου τη σωστή στιγμή μπορεί να εξασφαλίσει την κανονική λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Για να μειωθεί το κόστος λειτουργίας του κινητήρα για απαγωγή θερμότητας και για να αποφευχθεί η πρόωρη φθορά των εξαρτημάτων οδήγησης, λιπαίνονται με λάδι.

📌 Η αρχή του κινητήρα εσωτερικής καύσης

Οι σύγχρονοι κινητήρες εσωτερικής καύσης λειτουργούν με το καύσιμο που αναφλέγεται μέσα στους κυλίνδρους και την ενέργεια που προέρχεται από αυτό. Ένα μείγμα βενζίνης και αέρα τροφοδοτείται μέσω της βαλβίδας εισαγωγής (σε πολλούς κινητήρες υπάρχουν δύο ανά κύλινδρο). Στο ίδιο μέρος, αναφλέγεται λόγω του σπινθήρα που σχηματίζεται μπουζί... Τη στιγμή μιας μίνι έκρηξης, τα αέρια στον θάλαμο εργασίας διογκώνονται, δημιουργώντας πίεση. Θέτει σε κίνηση το έμβολο που συνδέεται στο KShM.

Τα ντίζελ λειτουργούν με παρόμοια αρχή, μόνο η διαδικασία καύσης ξεκινά λίγο διαφορετικά. Αρχικά, ο αέρας στον κύλινδρο συμπιέζεται, γεγονός που τον αναγκάζει να θερμανθεί. Πριν το έμβολο φτάσει στο TDC στη διαδρομή συμπίεσης, ο εγχυτήρας ψεκάζει το καύσιμο. Λόγω του ζεστού αέρα, το καύσιμο αναφλέγεται από μόνο του χωρίς σπινθήρα. Περαιτέρω, η διαδικασία είναι ίδια με την τροποποίηση του κινητήρα βενζίνης.

Το KShM μετατρέπει τις παλινδρομικές κινήσεις της ομάδας εμβόλων σε περιστροφή στροφαλοφόρος άξων... Η ροπή πηγαίνει στο σφόνδυλο και μετά στο μηχανικό ή αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων και τέλος - στους τροχούς οδήγησης.

Η διαδικασία ενώ το έμβολο κινείται πάνω ή κάτω ονομάζεται εγκεφαλικό επεισόδιο. Όλα τα μέτρα έως ότου επαναληφθούν ονομάζονται κύκλοι.

Ένας κύκλος περιλαμβάνει τη διαδικασία αναρρόφησης, συμπίεσης, ανάφλεξης μαζί με την επέκταση των σχηματισμένων αερίων, απελευθέρωση.

Υπάρχουν δύο τροποποιήσεις των κινητήρων:

1. Σε έναν δίχρονο κύκλο, ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται μία φορά ανά κύκλο και το έμβολο κινείται προς τα κάτω και προς τα πάνω.
2. Σε έναν τετράχρονο κύκλο, ο στροφαλοφόρος άξονας θα γυρίσει δύο φορές ανά κύκλο και το έμβολο θα κάνει τέσσερις πλήρεις κινήσεις - θα πέσει, θα ανέβει, θα πέσει, θα ανέβει.

📌 Αρχή λειτουργίας του δίχρονου κινητήρα

Όταν ο οδηγός εκκινεί τον κινητήρα, η μίζα θέτει το σφόνδυλο σε κίνηση, ο στροφαλοφόρος άξονας γυρίζει, το KShM κινεί το έμβολο. Όταν φτάσει στο BDC και αρχίσει να ανεβαίνει, ο θάλαμος εργασίας είναι ήδη γεμάτος με εύφλεκτο μείγμα.

Στο πάνω νεκρό κέντρο του εμβόλου, αναφλέγεται και μετακινείται προς τα κάτω. Εμφανίζεται περαιτέρω εξαερισμός - τα καυσαέρια μετατοπίζονται από ένα νέο τμήμα του εύφλεκτου μίγματος που λειτουργεί. Η εκκαθάριση ενδέχεται να διαφέρει ανάλογα με το σχεδιασμό του κινητήρα. Μία από τις τροποποιήσεις προβλέπει την πλήρωση του χώρου υπο-εμβόλου με το μείγμα καυσίμου-αέρα όταν ανεβαίνει και όταν το έμβολο κατεβαίνει, συμπιέζεται στον θάλαμο εργασίας του κυλίνδρου, μετατοπίζοντας τα προϊόντα καύσης.

Σε τέτοιες τροποποιήσεις κινητήρα, δεν υπάρχει σύστημα χρονισμού βαλβίδων. Το ίδιο το έμβολο ανοίγει / κλείνει την είσοδο / έξοδο.

Τέτοιοι κινητήρες χρησιμοποιούνται σε τεχνολογία χαμηλής ισχύος, επειδή η ανταλλαγή αερίων γίνεται λόγω της αντικατάστασης καυσαερίων με το επόμενο τμήμα του μίγματος αέρα-καυσίμου. Δεδομένου ότι το μείγμα εργασίας αφαιρείται εν μέρει μαζί με την εξάτμιση, αυτή η τροποποίηση διακρίνεται από την αυξημένη κατανάλωση καυσίμου και τη χαμηλότερη ισχύ σε σύγκριση με τα τετράχρονα ανάλογα.

Ένα από τα πλεονεκτήματα αυτών των κινητήρων εσωτερικής καύσης είναι ότι υπάρχει λιγότερη τριβή ανά κύκλο, αλλά ταυτόχρονα θερμαίνονται περισσότερο.

📌 Αρχή λειτουργίας ενός τετράχρονου κινητήρα

Τα περισσότερα αυτοκίνητα και άλλα μηχανοκίνητα οχήματα είναι εξοπλισμένα με τετράχρονους κινητήρες. Ένας μηχανισμός διανομής αερίων χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του μείγματος εργασίας και την αφαίρεση των καυσαερίων. Οδήγησε μέσω μιας κίνησης χρονισμού που συνδέεται με την τροχαλία στροφαλοφόρου άξονα μέσω ενός ιμάντα, αλυσίδας ή μετάδοσης κίνησης.

Περιστροφή εκκεντροφόρος άξονας αυξάνει / χαμηλώνει τις βαλβίδες εισαγωγής / εξαγωγής που βρίσκονται πάνω από τον κύλινδρο. Αυτός ο μηχανισμός εξασφαλίζει το συγχρονισμό του ανοίγματος των αντίστοιχων βαλβίδων για την τροφοδοσία του καύσιμου μίγματος και την αφαίρεση των καυσαερίων.

Σε αυτούς τους κινητήρες, ο κύκλος πραγματοποιείται ως εξής (για παράδειγμα, ένας βενζινοκινητήρας):

1. Τη στιγμή της εκκίνησης του κινητήρα, η μίζα γυρίζει το σφόνδυλο, το οποίο κινεί τον στροφαλοφόρο άξονα. Ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής. Ο μηχανισμός μανιβέλας χαμηλώνει το έμβολο, δημιουργώντας ένα κενό στον κύλινδρο. Υπάρχει μια διαδρομή αναρρόφησης του μείγματος αέρα-καυσίμου.
2. Μετακινώντας προς τα πάνω από το κάτω νεκρό κέντρο, το έμβολο συμπιέζει το μείγμα καυσίμου. Αυτό είναι το δεύτερο μέτρο - συμπίεση.
3. Όταν το έμβολο βρίσκεται στο πάνω νεκρό κέντρο, το μπουζί δημιουργεί έναν σπινθήρα που ανάβει το μείγμα. Λόγω της έκρηξης, τα αέρια διαστέλλονται. Η υπερβολική πίεση στον κύλινδρο μετακινεί το έμβολο προς τα κάτω. Αυτός είναι ο τρίτος κύκλος - ανάφλεξη και επέκταση (ή διαδρομή εργασίας).
4. Ο περιστρεφόμενος στροφαλοφόρος άξονας κινεί το έμβολο προς τα πάνω. Σε αυτό το σημείο, ο εκκεντροφόρος ανοίγει τη βαλβίδα εξαγωγής μέσω της οποίας το ανερχόμενο έμβολο αποβάλλει τα καυσαέρια. Αυτή είναι η τέταρτη μπάρα απελευθέρωσης.

📌 Βοηθητικά συστήματα κινητήρα εσωτερικής καύσης

Κανένας σύγχρονος κινητήρας εσωτερικής καύσης δεν μπορεί να λειτουργεί ανεξάρτητα. Αυτό συμβαίνει επειδή το καύσιμο πρέπει να παραδοθεί από τη δεξαμενή αερίου στον κινητήρα, πρέπει να ανάψει τη σωστή στιγμή και έτσι ώστε ο κινητήρας να μην «ασφυξήσει» από τα καυσαέρια, πρέπει να αφαιρεθούν εγκαίρως.

Τα περιστρεφόμενα μέρη χρειάζονται συνεχή λίπανση. Λόγω των αυξημένων θερμοκρασιών που παράγονται κατά την καύση, ο κινητήρας πρέπει να ψύχεται. Αυτές οι συνοδευτικές διαδικασίες δεν παρέχονται από τον ίδιο τον κινητήρα, επομένως ο κινητήρας εσωτερικής καύσης λειτουργεί σε συνδυασμό με βοηθητικά συστήματα.

📌 Σύστημα ανάφλεξης

Αυτό το βοηθητικό σύστημα έχει σχεδιαστεί για την έγκαιρη ανάφλεξη του καύσιμου μίγματος στην κατάλληλη θέση εμβόλου (TDC στη διαδρομή συμπίεσης). Χρησιμοποιείται σε κινητήρες εσωτερικής καύσης βενζίνης και αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:

• Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος. Όταν ο κινητήρας είναι σε κατάσταση ηρεμίας, αυτή η λειτουργία εκτελείται από την μπαταρία (πώς να ξεκινήσετε ένα αυτοκίνητο εάν η μπαταρία είναι νεκρή, διαβάστε ξεχωριστό άρθρο). Μετά την εκκίνηση του κινητήρα, η πηγή ενέργειας είναι γεννήτρια.
• Κλείδωμα ανάφλεξης. Μια συσκευή που κλείνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα για να το τροφοδοτήσει από μια πηγή ισχύος.
• Συσκευή αποθήκευσης. Τα περισσότερα οχήματα βενζίνης έχουν πηνίο ανάφλεξης. Υπάρχουν επίσης μοντέλα στα οποία υπάρχουν πολλά τέτοια στοιχεία - ένα για κάθε μπουζί. Μετατρέπουν τη χαμηλή τάση από την μπαταρία στην υψηλή τάση που απαιτείται για τη δημιουργία σπινθήρα υψηλής ποιότητας.
• Διανομέας-διακόπτης ανάφλεξης. Στα αυτοκίνητα καρμπυρατέρ, αυτός είναι ένας διανομέας, στα περισσότερα άλλα, αυτή η διαδικασία ελέγχεται από ένα ECU. Αυτές οι συσκευές διανέμουν ηλεκτρικά παλμούς στα κατάλληλα μπουζί.

📌 Σύστημα εισαγωγής

Για τη δημιουργία μιας διαδικασίας καύσης, απαιτείται συνδυασμός τριών παραγόντων: καύσιμο, οξυγόνο και πηγή ανάφλεξης. Εάν εφαρμόζεται ηλεκτρική εκκένωση - το καθήκον του συστήματος ανάφλεξης, τότε το σύστημα εισαγωγής παρέχει οξυγόνο στον κινητήρα έτσι ώστε το καύσιμο να μπορεί να αναφλεγεί.

Αυτό το σύστημα αποτελείται από:

• Εισαγωγή αέρα - ένας σωλήνας διακλάδωσης μέσω του οποίου λαμβάνεται καθαρός αέρας. Η διαδικασία εισαγωγής εξαρτάται από την τροποποίηση του κινητήρα. Στους ατμοσφαιρικούς κινητήρες, ο αέρας απορροφάται λόγω της δημιουργίας κενού που σχηματίζεται στον κύλινδρο. Σε υπερτροφοδοτούμενα μοντέλα, αυτή η διαδικασία ενισχύεται από την περιστροφή των πτερυγίων υπερσυμπιεστή, η οποία αυξάνει την ισχύ του κινητήρα.
• Το φίλτρο αέρα έχει σχεδιαστεί για να καθαρίζει τη ροή από σκόνη και μικρά σωματίδια.
• Η βαλβίδα πεταλούδας είναι μια βαλβίδα που ρυθμίζει την ποσότητα αέρα που εισέρχεται στον κινητήρα. Ρυθμίζεται είτε πατώντας το πεντάλ γκαζιού είτε από τα ηλεκτρονικά της μονάδας ελέγχου.
• Η πολλαπλή εισαγωγής είναι ένα σύστημα σωλήνων συνδεδεμένων σε έναν κοινό σωλήνα. Σε κινητήρες εσωτερικής καύσης με έγχυση, τοποθετείται στην κορυφή μια βαλβίδα πεταλούδας και ένας ψεκαστήρας καυσίμου για κάθε κύλινδρο. Στις τροποποιήσεις καρμπυρατέρ, ένας καρμπυρατέρ εγκαθίσταται στην πολλαπλή εισαγωγής, στην οποία ο αέρας αναμιγνύεται με βενζίνη.

Εκτός από τον αέρα, πρέπει να παρέχεται καύσιμο στους κυλίνδρους. Για το σκοπό αυτό, έχει αναπτυχθεί ένα σύστημα καυσίμων, το οποίο αποτελείται από:

• δεξαμενή καυσίμων;
• γραμμή καυσίμου - εύκαμπτοι σωλήνες και σωλήνες μέσω των οποίων κινείται βενζίνη ή ντίζελ από το ρεζερβουάρ στον κινητήρα.
• καρμπυρατέρ ή μπεκ ψεκασμού (συστήματα ακροφυσίων που ψεκάζουν καύσιμα)
• αντλία καυσίμουάντληση καυσίμου από δεξαμενή σε καρμπυρατέρ ή άλλη συσκευή ανάμιξης καυσίμου και αέρα ·
• ένα φίλτρο καυσίμου που καθαρίζει βενζίνη ή ντίζελ από συντρίμμια.

Σήμερα υπάρχουν πολλές τροποποιήσεις κινητήρων στις οποίες το μίγμα εργασίας τροφοδοτείται στους κυλίνδρους με διαφορετικές μεθόδους. Μεταξύ αυτών των συστημάτων υπάρχουν:

• απλή ένεση (αρχή καρμπυρατέρ, μόνο με ακροφύσιο).
• κατανεμημένη έγχυση (ένα ξεχωριστό ακροφύσιο είναι εγκατεστημένο για κάθε κύλινδρο, το μείγμα αέρα-καυσίμου σχηματίζεται στο κανάλι πολλαπλής εισαγωγής).
• άμεση έγχυση (το ακροφύσιο ψεκάζει το μείγμα εργασίας απευθείας στον κύλινδρο).
• συνδυασμένη ένεση (συνδυάζει την αρχή της άμεσης και κατανεμημένης ένεσης)

📌 Σύστημα λίπανσης

Όλες οι επιφάνειες που τρίβονται από μεταλλικά μέρη πρέπει να λιπαίνονται για να κρυώσουν και να μειώσουν τη φθορά. Για την παροχή αυτής της προστασίας, ο κινητήρας είναι εξοπλισμένος με σύστημα λίπανσης. Προστατεύει επίσης τα μεταλλικά μέρη από την οξείδωση και αφαιρεί τις εναποθέσεις άνθρακα. Το σύστημα λίπανσης αποτελείται από:

• κάρτερ - δεξαμενή που περιέχει λάδι κινητήρα.
• μια αντλία λαδιού που δημιουργεί πίεση, χάρη στην οποία παρέχεται λιπαντικό σε όλα τα μέρη του κινητήρα.
• ένα φίλτρο λαδιού που παγιδεύει τυχόν σωματίδια που προκύπτουν από τη λειτουργία του κινητήρα ·
• ορισμένα αυτοκίνητα είναι εξοπλισμένα με ψυγείο λαδιού για επιπλέον ψύξη του λιπαντικού κινητήρα.

📌 Σύστημα εξάτμισης

Ένα υψηλής ποιότητας σύστημα εξάτμισης εξασφαλίζει την αφαίρεση των καυσαερίων από τους θαλάμους εργασίας των κυλίνδρων. Τα μοντέρνα αυτοκίνητα είναι εξοπλισμένα με σύστημα εξάτμισης, το οποίο περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:

• μια πολλαπλή εξαγωγής που μειώνει τους κραδασμούς των καυτών καυσαερίων ·
• ένας σωλήνας λήψης, στον οποίο τα καυσαέρια προέρχονται από την πολλαπλή (όπως η πολλαπλή εξαγωγής, είναι κατασκευασμένη από ανθεκτικό στη θερμότητα μέταλλο).
• έναν καταλύτη που καθαρίζει τα καυσαέρια από επιβλαβή στοιχεία, που επιτρέπει στο όχημα να συμμορφώνεται με τα περιβαλλοντικά πρότυπα ·
• αντηχείο - χωρητικότητα ελαφρώς μικρότερη από την κύρια σιγαστήρα, σχεδιασμένη για να μειώνει την ταχύτητα εξάτμισης.
• το κύριο σιγαστήρα, στο εσωτερικό του οποίου υπάρχουν χωρίσματα που αλλάζουν την κατεύθυνση των καυσαερίων για να μειώσουν την ταχύτητα και τον θόρυβο τους.

📌 Σύστημα ψύξης

Αυτό το πρόσθετο σύστημα επιτρέπει στον κινητήρα να λειτουργεί χωρίς υπερθέρμανση. Υποστηρίζει θερμοκρασία λειτουργίας κινητήραενώ τελειώνει. Για να μην υπερβαίνει τα κρίσιμα όρια, ακόμη και όταν το αυτοκίνητο είναι ακινητοποιημένο, το σύστημα αποτελείται από τα ακόλουθα μέρη:

• ψυγείο ψύξηςαποτελούνται από σωλήνες και πλάκες σχεδιασμένες για ταχεία ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του ψυκτικού και του αέρα περιβάλλοντος.
• έναν ανεμιστήρα που παρέχει υψηλότερη ροή αέρα, για παράδειγμα, εάν το αυτοκίνητο είναι σε κυκλοφοριακή συμφόρηση και το ψυγείο δεν έχει φουσκώσει αρκετά.
• μια αντλία νερού, χάρη στην οποία εξασφαλίζεται η κυκλοφορία του ψυκτικού, η οποία αφαιρεί τη θερμότητα από τα θερμά τοιχώματα του κυλίνδρου.
• θερμοστάτης - μια βαλβίδα που ανοίγει μετά τη θέρμανση του κινητήρα στη θερμοκρασία λειτουργίας (προτού ενεργοποιηθεί, το ψυκτικό κυκλοφορεί σε μικρό κύκλο και όταν ανοίγει, το υγρό κινείται μέσω του ψυγείου).

Η σύγχρονη λειτουργία κάθε βοηθητικού συστήματος διασφαλίζει την ομαλή λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

📌 Κύκλοι κινητήρα

Ένας κύκλος σημαίνει ενέργειες που επαναλαμβάνονται σε έναν κύλινδρο. Ο τετράχρονος κινητήρας είναι εξοπλισμένος με έναν μηχανισμό που ενεργοποιεί κάθε έναν από αυτούς τους κύκλους.

Στον κινητήρα εσωτερικής καύσης, το έμβολο εκτελεί παλινδρομικές κινήσεις (πάνω / κάτω) κατά μήκος του κυλίνδρου. Η συνδετική ράβδος και ο στρόφαλος που συνδέονται με αυτό μετατρέπουν αυτήν την ενέργεια σε περιστροφή. Κατά τη διάρκεια μιας δράσης - όταν το έμβολο φτάνει από το χαμηλότερο σημείο στην κορυφή και πίσω - ο στροφαλοφόρος άξονας κάνει μια περιστροφή γύρω από τον άξονά του.

Προκειμένου αυτή η διαδικασία να συμβαίνει συνεχώς, ένα μείγμα αέρα-καυσίμου πρέπει να εισέλθει στον κύλινδρο, πρέπει να συμπιεστεί και να αναφλεγεί μέσα του, και τα προϊόντα καύσης πρέπει να αφαιρεθούν. Κάθε μία από αυτές τις διαδικασίες πραγματοποιείται σε μια περιστροφή στροφαλοφόρου άξονα. Αυτές οι ενέργειες ονομάζονται ράβδοι. Υπάρχουν τέσσερα από αυτά σε τετράχρονο:

1. Εισαγωγή ή αναρρόφηση. Σε αυτή τη διαδρομή, ένα μείγμα αέρα-καυσίμου απορροφάται στην κοιλότητα του κυλίνδρου. Εισέρχεται μέσω ανοικτής βαλβίδας εισαγωγής. Ανάλογα με τον τύπο του συστήματος καυσίμου, η βενζίνη αναμιγνύεται με αέρα στην πολλαπλή εισαγωγής ή απευθείας στον κύλινδρο, όπως, για παράδειγμα, σε κινητήρες ντίζελ.
2. Συμπίεση. Σε αυτό το σημείο, και οι δύο βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής είναι κλειστές. Το έμβολο κινείται προς τα πάνω λόγω του στροφαλοφόρου άξονα του στροφαλοφόρου άξονα και περιστρέφεται λόγω άλλων κινήσεων στους γειτονικούς κυλίνδρους. Σε έναν βενζινοκινητήρα, το VTS συμπιέζεται σε αρκετές ατμόσφαιρες (10-11) και σε έναν πετρελαιοκινητήρα - πάνω από 20 atm.
3. Εγκεφαλικό επεισόδιο. Τη στιγμή που το έμβολο σταματά στην κορυφή, το συμπιεσμένο μείγμα αναφλέγεται χρησιμοποιώντας σπινθήρα από μπουζί. Σε έναν κινητήρα ντίζελ, αυτή η διαδικασία είναι ελαφρώς διαφορετική. Σε αυτόν, ο αέρας συμπιέζεται τόσο πολύ που η θερμοκρασία του ανεβαίνει σε μια τιμή στην οποία το καύσιμο ντίζελ αναφλέγεται από μόνο του. Μόλις συμβεί έκρηξη ενός μείγματος καυσίμου και αέρα, η απελευθερούμενη ενέργεια δεν έχει πουθενά και κινεί το έμβολο προς τα κάτω.
4. Απελευθέρωση προϊόντων καύσης. Για να γεμίσει ο θάλαμος με ένα νέο μέρος του καύσιμου μίγματος, πρέπει να αφαιρεθούν τα αέρια που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της ανάφλεξης. Αυτό συμβαίνει στην επόμενη διαδρομή όταν το έμβολο ανεβαίνει. Αυτή τη στιγμή, ανοίγει η βαλβίδα εξόδου. Όταν το έμβολο φτάσει στο άνω νεκρό κέντρο, ο κύκλος (ή ένα σύνολο κινήσεων) σε ξεχωριστό κύλινδρο κλείνει και η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

📌 Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του ICE

Σήμερα η καλύτερη επιλογή κινητήρα για μηχανοκίνητα οχήματα είναι το ICE. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων αυτών των μονάδων είναι:

• ευκολία επισκευής
• οικονομία για μεγάλα ταξίδια (εξαρτάται από τον όγκο του);
• μεγάλος πόρος εργασίας
• προσβασιμότητα για έναν αυτοκινητιστή μέσου εισοδήματος.

Ο ιδανικός κινητήρας δεν έχει ακόμη δημιουργηθεί, οπότε αυτές οι μονάδες έχουν επίσης κάποια μειονεκτήματα:

• Όσο πιο περίπλοκη είναι η μονάδα και τα σχετικά συστήματα, τόσο ακριβότερη είναι η συντήρησή τους (για παράδειγμα, κινητήρες EcoBoost).
• απαιτεί λεπτομερή ρύθμιση του συστήματος τροφοδοσίας καυσίμου, διανομής ανάφλεξης και άλλων συστημάτων, κάτι που απαιτεί ορισμένες δεξιότητες, διαφορετικά ο κινητήρας δεν θα λειτουργήσει αποτελεσματικά (ή δεν θα ξεκινήσει καθόλου).
• περισσότερο βάρος (σε σύγκριση με τους ηλεκτροκινητήρες).
• φθορά του μηχανισμού μανιβέλας.

Παρά τον εξοπλισμό πολλών οχημάτων με άλλους τύπους κινητήρων ("καθαρά" αυτοκίνητα που κινούνται με ηλεκτρική έλξη), τα ICE θα διατηρήσουν μια ανταγωνιστική θέση για μεγάλο χρονικό διάστημα λόγω της διαθεσιμότητάς τους. Οι υβριδικές και ηλεκτρικές εκδόσεις των αυτοκινήτων κερδίζουν δημοτικότητα, ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους τέτοιων οχημάτων και του κόστους συντήρησής τους, δεν είναι ακόμη διαθέσιμα στον μέσο όρο αυτοκινητιστή.

Συνήθεις ερωτήσεις:

Τι είναι ο κινητήρας εσωτερικής καύσης; Πρόκειται για ένα είδος μονάδων ισχύος, όπου παρέχεται ένας κλειστός θάλαμος καύσης στο σχεδιασμό, στον οποίο παράγεται θερμική ενέργεια (λόγω της ανάφλεξης του μίγματος καυσίμου-αέρα) και μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια.

Ποιος ανακάλυψε τη μηχανή εσωτερικής καύσης; Ένα δείγμα της πρώτης μηχανής εσωτερικής καύσης στον κόσμο ανακαλύφθηκε από τον Γάλλο εφευρέτη ventven Lenoir το 1860. Ο πρώτος τετράχρονος κινητήρας εσωτερικής καύσης, σύμφωνα με το σχήμα του οποίου λειτουργούν απολύτως όλες οι μονάδες ισχύος, εφευρέθηκε από τον Nikolaus Otto.

Από τι είναι κατασκευασμένος ο κινητήρας; Το απλούστερο ICE αποτελείται από ένα μπλοκ κυλίνδρων στο οποίο είναι εγκατεστημένο ένα σύστημα μανιβέλας, μια ομάδα κυλίνδρων-εμβόλων, το μπλοκ καλύπτεται στην κορυφή με κυλινδροκεφαλή με μηχανισμό διανομής αερίου (εκκεντροφόρος άξονας και βαλβίδες), εισαγωγή και εξάτμιση σύστημα, ένα καύσιμο και ένα σύστημα ανάφλεξης.