Innri brunahreyfill

Í heila öld hefur brunahreyfillinn verið notaður í mótorhjólum, bílum og flutningabílum. Fram til þessa er það hagkvæmasta gerð mótors. En fyrir marga er meginreglan um notkun og tæki innbrennsluvélarinnar óljós. Við skulum reyna að skilja helstu ranghala og sérkenni uppbyggingar mótorsins.

Skilgreining og almennir eiginleikar

Lykilatriðið í hvers konar brunahreyfli er kveikja eldfimrar blöndu beint í vinnuhólfinu en ekki í ytri miðlum. Á því augnabliki sem eldsneytisbrennsla vekur, vekur hitauppstreymið sem myndast rekstur vélrænna íhluta mótorsins.

📌Búa til sögu

Fyrir tilkomu brunahreyfla voru sjálfknúnar bifreiðar búnar ytri brunahreyflum. Slíkar einingar gengu frá gufuþrýstingnum sem myndast með því að hita vatnið í sérstökum geymi.

Hönnun slíkra véla var umfangsmikil og árangurslaus - auk mikils þunga uppsetningarinnar, til að komast yfir langar vegalengdir, þurftu flutningarnir einnig að draga ágætis framboð af eldsneyti (kol eða eldivið).

Í ljósi þessa ágalla reyndu verkfræðingar og uppfinningamenn að leysa mikilvæga spurningu: hvernig á að sameina eldsneyti við líkama aflstöðvanna. Með því að fjarlægja þætti eins og ketils, vatnsgeymi, eimsvala, uppgufunartæki, dælu osfrv. Úr kerfinu. það var hægt að draga verulega úr þyngd mótorsins.

Stofnun innbrennsluvélar á því formi sem nútíma ökumaður þekkir átti sér stað smám saman. Hér eru helstu áfangar sem leiddu til þess að nútíma brunahreyfill kom upp:

• 1791 John Barber finnur upp á gastúrbínu sem vinnur með eimingu olíu, kolum og viði í retorts. Gasinu sem myndaðist ásamt lofti var dælt inn í brennsluhólfið með þjöppu. Heitt gas, sem myndaðist undir þrýstingi, var gefið til hjólhjólsins og snúið því.
• 1794 Robert Street einkaleyfir vél með fljótandi eldsneyti.
• 1799. Philippe Le Bon sem afleiðing af pyrolysis á olíu fær lýsandi gas. Árið 1801 leggur hann til að nota það sem eldsneyti fyrir bensínvélar.
• 1807 François Isaac de Rivaz - einkaleyfi á „notkun sprengiefna sem orkugjafi í vélum.“ Á grundvelli þróunarinnar, skapar „sjálfknúnan áhöfn“.
• 1860 Etienne Lenoir var brautryðjandi í upphafi uppfinningar með því að búa til vinnanlegan mótor knúinn af blöndu af gasi og lofti. Vélbúnaðurinn var settur í gang með neista frá utanaðkomandi aflgjafa. Uppfinningin var notuð á bátum, en var ekki sett á sjálfknúnar bifreiðar.
• 1861 Alphonse Bo De Rocha leiðir í ljós mikilvægi þess að þjappa eldsneyti áður en hann kviknar, sem þjónaði til að búa til kenningu um rekstur fjögurra högga brunahreyfils (inntaka, samþjöppun, bruna með stækkun og losun).
• 1877 Nikolaus Otto býr til fyrstu 12 hestafla fjórgengisbrennsluhreyfilinn.
• 1879 Karl Benz einkaleyfir tvígengis mótorinn.
• 1880. árg. Ogneslav Kostrovich, Wilhelm Maybach og Gottlieb Daimler eru samtímis að þróa breytingar á hreinsun á brunahreyflinum og undirbúa þær fyrir fjöldaframleiðslu.

Til viðbótar við bensínknúnar vélar birtist Trinkler mótorinn árið 1899. Þessi uppfinning er önnur gerð af brunahreyfli (ekki þjöppuháþrýstingsolíuvél), sem starfar samkvæmt meginreglunni um uppfinningu Rudolf Diesel. Í áranna rás hafa orkueiningar, bæði bensín og dísel, batnað, sem jók skilvirkni þeirra.

📌 Tegundir brunavéla

Eftir tegund hönnunar og sértækum rekstri innbrennsluvélarinnar eru þær flokkaðar eftir nokkrum forsendum:

• Eftir tegund eldsneytis sem notuð er - dísel, bensín, bensín.
• Samkvæmt meginreglunni um kælingu - vökvi og loft.
• Það fer eftir fyrirkomulagi hólkanna - í línu og V-laga.
• Samkvæmt aðferðinni við undirbúning eldsneytisblöndunnar - hylki, gas og innspýting (blöndur myndast í ytri hluta brunahreyfilsins) og dísel (í innri hlutanum).
• Byggt á meginreglunni um íkveikju eldsneytisblöndunnar - með þvinguðum íkveikju og með sjálfkveikju (dæmigert fyrir díseleiningar).

Mótorar eru einnig aðgreindir með hönnun og skilvirkni:

• Stimpill, þar sem vinnuhólfið er staðsett í hólkunum. Þess má geta að slíkar brunahreyflar eru skipt í nokkrar undirtegundir:
  • hreinsiefni (smurningarmaðurinn er ábyrgur fyrir því að búa til auðgaða vinnublöndu);
  • innspýting (blandan er afhent beint til inntaksins í gegnum stútana);
  • dísel (íkveikja af blöndunni á sér stað vegna þess að mikill þrýstingur myndast inni í hólfinu).
  • Snúningsstempu, sem einkennist af umbreytingu varmaorku í vélrænni orku vegna snúnings snúningsins ásamt sniðinu. Vinna snúningsins, sem hreyfingin líkist 8-ku að lögun, kemur alveg í stað aðgerða stimplanna, tímasetningar og sveifarásar.
  • Gas hverflum, þar sem mótorinn er knúinn af varmaorku sem fæst með því að snúa snúningi með blað sem líkjast blað. Það rekur hverflaskaftið.

Kenningin virðist við fyrstu sýn skýr. Nú skulum við skoða helstu þætti aflstraumsins.

📌 ÍS tæki

Líkamshönnunin samanstendur af eftirfarandi íhlutum:

• strokka blokk;
• sveif vélbúnaður;
• gas dreifibúnaður;
• kerfi til að veita og kveikja eldfim blanda og fjarlægja brennsluafurðir (útblástur lofttegunda).

Til að skilja staðsetningu hvers íhlutar skaltu íhuga skýringarmynd mótorsins:

Númerið 6 gefur til kynna hvar strokkurinn er staðsettur. Það er einn af lykilþáttum brunahreyfilsins. Inni í strokknum er stimpla, tilgreindur með númer 7. Hann er festur við tengistöngina og sveifarásinn (á myndinni, tilgreindur með tölunum 9 og 12, í sömu röð). Að færa stimplainn upp og niður inni í hólknum vekur myndun snúningshreyfingar sveifarásarinnar. Í lok stýriarmanna er flughjól sem sést á skýringarmyndinni undir númerinu 10. Nauðsynlegt er fyrir jafna snúning á skaftinu. Efri hluti strokksins er búinn þéttu höfði, sem er með lokum fyrir inntöku blöndunnar og útblástur lofttegunda. Þeir eru sýndir undir númer 5.

Opnun lokanna verður möguleg vegna kambásanna, sem eru merktir númer 14, eða réttara sagt, flutningseiningar hans (númer 15). Snúningur kambássins er veitt af sveifarássgírunum, auðkennd með tölunni 13. Þegar stimpillinn hreyfist frjálslega í strokknum getur hann tekið tvær öfgar stöður.

Aðeins eins framboð af eldsneytisblöndunni á réttum tíma getur tryggt eðlilega notkun innbrennsluvélarinnar. Til að draga úr rekstrarkostnaði mótorsins fyrir hitaleiðni og til að koma í veg fyrir ótímabært slit á akstursíhlutunum eru þeir smurðir með olíu.

📌 Meginreglan um brunahreyfilinn

Nútíma brunahreyflar keyra á eldsneyti sem kviknar inni í hólkunum og orkunni sem kemur frá honum. Blanda af bensíni og lofti er gefið í gegnum inntaksventilinn (í mörgum vélum eru tveir á hvern strokka). Á sama stað kviknar það vegna neistans sem myndast Kerti... Á augnabliki lítill sprengingar stækka lofttegundirnar í vinnuklefanum og skapa þrýsting. Það setur í notkun stimpla sem er festur við KShM.

Dísel vinnur á svipuðum grundvelli, aðeins brennsluferlið er hafið aðeins öðruvísi. Upphaflega er loftið í strokknum þjappað, sem veldur því að það hitnar. Áður en stimplainn nær TDC á þjöppunarslaginu atomize sprauta eldsneyti. Vegna heitu loftsins kviknar eldsneyti á eigin spýtur án neista. Ennfremur er ferlið eins og breytingin á bensínvélinni.

KShM breytir gagnkvæmum hreyfingum stimplahópsins í snúning sveifarás... Tog fer í svifhjólið, síðan til vélrænni eða sjálfvirkum gírkassa og að lokum - á drifhjólunum.

Ferlið meðan stimpillinn hreyfist upp eða niður kallast högg. Allar ráðstafanir þar til þær eru endurteknar kallast hringrás.

Ein lota felur í sér ferlið við sog, þjöppun, íkveikju ásamt stækkun myndaðra lofttegunda, losun.

Það eru tvær breytingar á mótorum:

1. Í tvígengis lotu snýr sveifarásinn einu sinni í hverri lotu og stimpilinn færist niður og upp.
2. Í fjögurra högga lotu snýr sveifarásinn tvisvar í hverri lotu og stimplainn gerir fjórar hreyfingar að fullu - hann mun fara niður, hækka, falla, hækka.

📌Verkunarregla tvígengis hreyfils

Þegar ökumaður ræsir vélina setur startarinn svifhjólið í gang, sveifarásinn snýr, KShM færir stimpilinn. Þegar það nær BDC og byrjar að hækka er vinnuhólfið þegar fyllt með eldfimri blöndu.

Í efstu dauða miðju stimplainnar kviknar það og færir hann niður. Frekari loftræsting á sér stað - útblásturslofti er komið á flótta með nýjum hluta af eldfimri blöndu. Hreinsun getur verið mismunandi eftir hönnun mótorsins. Ein breytingin gerir ráð fyrir því að fylla rýmið undir stimpilinn með eldsneytis-loftblöndunni þegar hún rís, og þegar stimpillinn lækkar er hann pressaður inn í vinnuklefann á hólknum og flettur frá brennsluafurðunum.

Í slíkum breytingum á vélum er ekkert lokatímakerfi. Stimpillinn sjálfur opnar / lokar inntak / innstungu.

Slíkir mótorar eru notaðir í lítilli raforkutækni, vegna þess að gasaskipti í þeim eiga sér stað vegna þess að útblásturslofti er skipt út fyrir annan hluta af lofteldsneytisblöndunni. Þar sem vinnublöndan er að hluta fjarlægð ásamt útblæstri einkennist þessi breyting af aukinni eldsneytisnotkun og minni afli miðað við fjórgengis hliðstæður.

Einn af kostum slíkra brunahreyfla er að það er minni núningur á hverri lotu en á sama tíma hitnar þær meira.

Starfsregla fjögurra högga hreyfils

Flestir bílar og önnur vélknúin ökutæki eru með fjórgengisvélum. Gasdreifingarbúnaður er notaður til að útvega vinnublönduna og fjarlægja útblástursloftin. Það er ekið í gegnum tímatökudrif sem er tengt við sveifarás trissunnar með belti, keðju eða gír drif.

Snúningur kambás hækkar / lækkar inntaks- / útblástursventilana sem staðsettir eru fyrir ofan hólkinn. Þessi búnaður tryggir samstillingu opnunar samsvarandi lokar til að gefa eldfimri blöndu og fjarlægja útblástursloftin.

Í slíkum vélum fer hringrásin fram á eftirfarandi hátt (til dæmis bensínvél):

1. Á því augnabliki sem vélin er ræst snýr startarinn svifhjólinu sem knýr sveifarásinn. Inntaksventillinn opnast. Sveifarakerfið lækkar stimpilinn og skapar lofttæmi í hólknum. Það er sog af loft-eldsneyti blöndunni.
2. Með því að færa sig frá botni dauðum miðju upp og stimpla stimpilinn saman brennanlegu blönduna. Þetta er önnur mælikvarðinn - samþjöppun.
3. Þegar stimplainn er efst í miðju dauðans myndar neistiinn neisti sem kveikir blönduna. Vegna sprengingarinnar stækka lofttegundirnar. Yfirþrýstingur í strokknum færir stimpilinn niður. Þetta er þriðja lotan - íkveikja og stækkun (eða vinnuslag).
4. Snúnings sveifarásinn færir stimpilinn upp. Á þessum tímapunkti opnar kambás útblástursventilinn þar sem hækkandi stimplainn ryður útblástursloftunum út. Þetta er fjórða stikan - sleppt.

📌 Hjálparkerfi brunahreyfilsins

Engin nútíma brunahreyfill er fær um að starfa sjálfstætt. Þetta er vegna þess að eldsneyti verður að vera afhent frá bensíntankinum til vélarinnar, það verður að kvikna á réttum tíma og svo að vélin "kækki" ekki frá útblástursloftunum verður að fjarlægja þau á réttum tíma.

Snúningshlutar þurfa stöðugt smurningu. Vegna mikils hitastigs sem myndast við bruna verður að kæla vélina. Þessir tilheyrandi ferlar eru ekki veittir af mótornum sjálfum, þannig að innbrennsluvélin virkar í tengslum við viðbótarkerfi.

📌 Kveikikerfi

Þetta viðbótarkerfi er hannað til að kveikja tímanlega á eldfimum blöndu við viðeigandi stimpilstöðu (TDC í þjöppunarslagi). Það er notað í brunahreyfla bensín og samanstendur af eftirfarandi atriðum:

• Aflgjafi. Þegar vélin er í hvíld er þessi aðgerð framkvæmd af rafhlöðunni (hvernig á að ræsa bíl ef rafhlaðan er dauð, lesið inn sér grein). Eftir að vélin hefur verið ræst er orkugjafinn rafall.
• Egnition lock. Tæki sem lokar rafrás til að knýja það frá aflgjafa.
• Geymslutæki. Flestir bensínbílar eru með íkveikju. Það eru líka gerðir þar sem það eru nokkrir slíkir þættir - einn fyrir hvern neista. Þeir umbreyta lágspennunni sem kemur frá rafhlöðunni í háspennuna sem þarf til að búa til hágæða neista.
• Dreifingaraðili-truflandi íkveikju. Í eldsneytisbílum er þetta dreifingaraðili, í flestum öðrum er þessu ferli stjórnað af ECU. Þessi tæki dreifa rafmagnsinnstungum til viðeigandi neistapinna.

Kynningarkerfi

Bruna þarfnast samsetningar þriggja þátta: eldsneyti, súrefni og íkveikju. Ef rafhlaða er beitt - verkefni íkveikjukerfisins, þá veitir inntakskerfið vélinni súrefni svo eldsneyti geti kviknað.

Þetta kerfi samanstendur af:

• Loftinntaka - útibúspípa sem hreint loft er tekið í gegnum. Aðgangseðill fer eftir breytingu vélarinnar. Í andrúmsloftshreyflum er loft sogað inn vegna þess að tómarúm myndast í strokknum. Í mótor með hleðslutæki er þetta ferli bætt með snúningi forþjöppublaðanna sem eykur afl vélarinnar.
• Loftsían er hönnuð til að hreinsa rennsli frá ryki og litlum agnum.
• Inngjafarventill - loki sem stjórnar loftmagni sem kemur inn í mótorinn. Það er stjórnað annað hvort með því að ýta á eldsneytispedalinn eða með rafeindatækni stjórnbúnaðarins.
• Inntakarbúnaðurinn er pípukerfi sem er tengt í eina sameiginlega pípu. Í innbrennsluvélum með innspýtingu er inngjafarventill settur ofan á og eldsneytisinnsprautari fyrir hvern strokk. Í breytingum á hreinsiefni er smurður settur upp á inntaksrönd þar sem lofti er blandað saman við bensín.

Til viðbótar við loft verður að koma eldsneyti í hólkana. Í þessu skyni hefur eldsneytiskerfi verið þróað sem samanstendur af:

• eldsneytistankur;
• eldsneytislína - slöngur og rör þar sem bensín eða dísilolía fer frá tankinum til vélarinnar;
• hreinsiefni eða inndælingartæki (stútkerfi sem úða eldsneyti);
• eldsneytisdæladæla eldsneyti frá geymi til hreinsiefni eða annars búnaðar til að blanda eldsneyti og lofti;
• eldsneytisía sem hreinsar bensín eða dísilolíu úr rusli.

Í dag eru margar breytingar á vélum þar sem vinnublöndunni er gefið í hólkana með mismunandi aðferðum. Slík kerfi fela í sér:

• staka innspýting (kolvetnisregla, aðeins með stút);
• dreifð innspýting (sérstakt stútur er settur upp fyrir hvern strokk, loft-eldsneytisblandan er mynduð í inntaksrörinu);
• bein innspýting (stútinn úðar vinnublöndunni beint í strokkinn);
• samsett innspýting (sameinar meginregluna um beina og dreifða inndælingu)

📌Smurunarkerfi

Allar nudda yfirborð málmhluta verður að smyrja til að kólna og draga úr sliti. Til að veita þessa vernd er mótorinn búinn smurningarkerfi. Það verndar einnig málmhluta gegn oxun og fjarlægir kolefnisinnstæður. Smurningarkerfið samanstendur af:

• sump - lón sem inniheldur vélarolíu;
• olíudæla sem skapar þrýsting, þökk sé því smurefni rennur í alla hluta mótorsins;
• olíusía sem fangar allar agnir sem rekja má til notkunar mótorsins;
• sumir bílar eru búnir olíukælir til viðbótar kælingu á smurolíu vélarinnar.

📌 Útblásturskerfi

Hágæða útblásturskerfi tryggir að útblástur lofttegunda er fjarlægður úr vinnuklefum hólkanna. Nútíma bílar eru búnir útblásturskerfi sem inniheldur eftirfarandi þætti:

• útblástursrör sem dregur úr titringi heitu útblásturslofts;
• móttökupípa, þar sem útblástursloftið kemur frá safnaranum (eins og útblástursrörið, það er úr hitaþolnum málmi);
• hvati sem hreinsar útblástursloft frá skaðlegum þáttum, sem gerir ökutækinu kleift að uppfylla umhverfisstaðla;
• resonator - afkastageta sem er aðeins minni en aðal hljóðdeyfarinn, hannaður til að draga úr útblásturshraða;
• aðal hljóðdeyfarinn, innan hans eru skipting sem breytir stefnu útblástursloftsins til að draga úr hraða þeirra og hávaða.

📌Kælikerfi

Þetta viðbótarkerfi gerir vélinni kleift að keyra án ofþenslu. Hún styður vinnsluhitastig vélarinnarmeðan það er slitið. Svo að þessi vísir fari ekki yfir mikilvæg mörk þó að bíllinn sé kyrrstæður samanstendur kerfið af eftirfarandi hlutum:

• kælisofnsem samanstendur af rörum og plötum sem eru hönnuð til að hraða varmaskipti milli kælivökva og andrúmsloftsins;
• viftu sem veitir hærra loftflæði, til dæmis ef bíllinn er í umferðaröngþveiti og ofninn er ekki nægilega blásinn;
• vatnsdæla, þökk sé hringrás kælivökvans er tryggð, sem fjarlægir hita frá heitum veggjum strokka blokkarinnar;
• hitastillir - loki sem opnast eftir að hreyfillinn hitar upp að vinnsluhitastigi (áður en hann er kallaður af stað, hringir kælivökvinn í litlum hring, og þegar hann opnast færist vökvinn í gegnum ofninn).

Samstilltur notkun hvers aukakerfis tryggir sléttan rekstur innbrennsluvélarinnar.

📌 Vélarhringir

Hringrás þýðir aðgerðir sem eru endurteknar í einum strokka. Fjórgangs mótorinn er búinn vélbúnaði sem kemur af stað hverri þessara hringrása.

Í brunahreyflinum framkvæmir stimplinn fram og aftur hreyfingar (upp / niður) meðfram strokknum. Tengistöngin og sveifin sem er fest við hana umbreytir þessari orku í snúning. Í einni aðgerð - þegar stimplinn nær frá lægsta punkti að toppi og aftur - gerir sveifarásinn eina snúning um ás sinn.

Til þess að þetta ferli geti stöðugt átt sér stað verður loft-eldsneytisblanda að komast inn í hólkinn, þjappa honum og kveikja í honum og fjarlægja brennsluafurðir. Hvert þessara ferla á sér stað í einni byltingu í sveifarás. Þessar aðgerðir eru kallaðar súlur. Þeir eru fjórir í fjórgengi:

1. Inntaka eða sog. Við þetta högg er loft-eldsneytisblanda sogin í hólkinn í hólknum. Það fer í gegnum opinn inntaksventil. Það fer eftir tegund eldsneytiskerfis, að bensíni er blandað saman við loft í inntaksrörinu eða beint í hólknum, eins og til dæmis í dísilvélum;
2. Þjöppun. Á þessum tímapunkti eru bæði inntaks- og útblástursventlar lokaðir. Stimpillinn hreyfist upp vegna sveifar sveifarásarinnar og hann snýst vegna annarra högga í aðliggjandi strokkum. Í bensínvél er VTS þjappað saman í nokkrar andrúmsloft (10-11) og í dísilvél - meira en 20 atm;
3. Vinnuslag. Á því augnabliki þegar stimplinn stoppar alveg efst, er kveikt á þjappaða blöndunni með því að nota neista úr neisti. Í dísilvél er þetta ferli aðeins öðruvísi. Í henni er loftinu þjappað svo mikið saman að hitastig þess hoppar upp að gildi sem dísilolían kviknar af sjálfu sér. Um leið og sprenging verður af blöndu eldsneytis og lofts hefur losuð orka hvergi að fara og hún færir stimpilinn niður;
4. Brennsluafurðir losa. Til að fylla hólfið með ferskum hluta af brennanlegu blöndunni verður að fjarlægja lofttegundirnar sem myndast vegna kveikju. Þetta gerist í næsta höggi þegar stimplinn fer upp. Á þessu augnabliki opnast útfallsventillinn. Þegar stimplinn nær efsta dauðamiðstöðinni er hringrásinni (eða hópi högga) í aðskildum strokka lokað og ferlið er endurtekið.

Kostir og gallar ICE

Í dag er besti vélarvalkosturinn fyrir vélknúin ökutæki ICE. Meðal yfirburða slíkra eininga eru:

• auðvelda viðgerð;
• hagkerfi í langar ferðir (fer eftir rúmmál þess);
• stór vinnuaðili;
• aðgengi ökumanns að meðaltekjum.

Hin fullkomna mótor er ekki enn búinn til, þess vegna hafa þessar einingar einnig nokkra ókosti:

• því flóknari einingin og tengd kerfi, því dýrara viðhald þeirra (til dæmis EcoBoost mótorar);
• krefst fínstillingar á eldsneytisöflunarkerfinu, dreifingu íkveikju og annarra kerfa, sem krefst ákveðinnar færni, annars vinnur vélin ekki skilvirkt (eða byrjar alls ekki);
• meiri þyngd (miðað við rafmótora);
• slit á sveifarbúnaðinum.

Þrátt fyrir að útbúa mörg ökutæki með öðrum tegundum mótora („hreinir“ bílar sem knúnir eru rafmagns dráttarvélar) munu innbrennsluvélar halda samkeppnisstöðu í langan tíma vegna framboðs þeirra. Blendingur og rafmagnsútgáfur af bílum nýtur vaxandi vinsælda, vegna mikils kostnaðar við slíkar bifreiðar og kostnaðar vegna viðhalds þeirra, þá eru þeir ekki enn tiltækir meðalmeiðslumanninum.

Algengar spurningar:

Hvað er brunahreyfill? Þetta er tegund aflseiningar, þar sem lokað brennsluhólf er til staðar í hönnuninni, þar sem varmaorka er mynduð (vegna íkveikju eldsneytis-loftblöndunnar) og breytt í vélrænni orku.

Hver fann upp brunavélina? Sýnishorn af fyrstu brunahreyfli heims uppgötvaði franska uppfinningamaðurinn Étven Lenoir árið 1860. Fyrsta fjögurra högga brunahreyfillinn, samkvæmt áætluninni sem nákvæmlega allar aflvélar vinna, var fundinn upp af Nikolaus Otto.

Úr hverju er vélin gerð? Einfaldasta ICE samanstendur af strokkblokk þar sem sveifarstengikerfi, strokka-stimplahópur er settur upp, kubburinn er þakinn strokkahaus með gasdreifikerfi (kambás og lokar), inntaks- og útblásturskerfi, eldsneytis- og kveikikerfi.