Účel a zariadenie spaľovacieho motora

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:22

Viac ako sto rokov sa spaľovacie motory používajú ako pohonné jednotky pre väčšinu strojov a mechanizmov. Začiatkom 20. storočia nahradili parný stroj s vonkajším spaľovaním. Spaľovací motor je teraz najhospodárnejší a najefektívnejší spomedzi ostatných motorov. Pozrime sa na zariadenie spaľovacieho motora.

História stvorenia

História týchto jednotiek sa začala približne pred 300 rokmi. Vtedy Leonardo Da Vinci vyvinul prvý výkres primitívneho motora. Vývoj tohto agregátu dal impulz k montáži, testovaniu a neustálemu zdokonaľovaniu spaľovacieho motora.

V roku 1861 podľa nákresov, ktoré Da Vinci zanechal svetu, vytvorili prvý dvojtaktný motor. V tom čase si nikto nemyslel, že všetky autá a iné zariadenia budú vybavené takýmito inštaláciami, hoci vtedy sa na železničných zariadeniach používali parné jednotky.

Prvý, kto používa spaľovacie motory v autách,bol Henry Ford. Ako prvý napísal knihu o konštrukcii a prevádzke spaľovacieho motora. Ford ako prvý vypočítal účinnosť týchto motorov.

Klasifikácia spaľovacích motorov

V procese vývoja sa zariadenie spaľovacieho motora skomplikovalo. Jeho účel však zostal rovnaký. Existuje niekoľko hlavných typov spaľovacích motorov, ktoré sú dnes najúčinnejšie.

Po prvé z hľadiska účinnosti a hospodárnosti – piestové jednotky. V týchto agregátoch sa energia vznikajúca pri spaľovaní palivovej zmesi premieňa na pohyb prostredníctvom systému ojníc a kľukového hriadeľa.

Všeobecné usporiadanie karburátorového spaľovacieho motora sa nelíši od iných motorov. Ale horľavá zmes sa pripravuje priamo v karburátore. Vstrekovanie sa vykonáva do spoločného potrubia, odkiaľ sa pod vplyvom vákua zmes dostáva do valcov, kde sa následne rozsvieti elektrickým výbojom na sviečke.

Motor so vstrekovaním sa líši od motora s karburátorom v tom, že palivo sa dodáva do každého valca priamo cez samostatné dýzy. Potom, keď sa benzín zmieša so vzduchom, palivo sa zapáli iskrou sviečky.

Naftový motor sa líši od benzínového. Stručne zvážte zariadenie dieselového spaľovacieho motora. Na zapaľovanie sa nepoužívajú žiadne sviečky. Toto palivo sa vznieti pod vysokým tlakom. V dôsledku toho sa dieselový motor zahrieva. Teplota je vyššia ako teplota spaľovania. Vstrekovanie sa vykonáva pomocou trysiek.

Rotorovo-piestové motory patria tiež medzi spaľovacie motory. V týchto jednotkách sa tepelná energia zspaľovanie paliva ovplyvňuje rotor. Má špeciálny tvar a špeciálny profil. Trajektória pohybu rotora je planetárna (prvok je umiestnený vo vnútri špeciálnej komory). Rotor súčasne vykonáva obrovské množstvo funkcií - to je distribúcia plynu, funkcia kľukového hriadeľa a piestu.

Existujú aj spaľovacie motory s plynovou turbínou. V týchto jednotkách sa tepelná energia premieňa cez rotor s klinovitými lopatkami. Tieto mechanizmy potom roztočia turbínu.

Piestové motory sa považujú za najspoľahlivejšie, nenáročné na údržbu a hospodárne. Rotačné sa v masovej automobilovej technike prakticky nepoužívajú. Teraz iba japonská Mazda vyrába modely áut vybavené motormi s rotačnými piestami. Skúsené autá s motormi s plynovou turbínou vyrábal Chrysler v 60. rokoch a potom sa do týchto zariadení nevrátila ani jedna automobilka. V Sovietskom zväze boli niektoré modely tankov a pristávacích lodí na krátky čas vybavené motormi s plynovou turbínou. Potom sa však rozhodlo opustiť takéto pohonné jednotky. Preto uvažujeme o zariadení spaľovacieho motora - sú najobľúbenejšie a najúčinnejšie.

zariadenie ICE

V kryte motora je kombinovaných niekoľko systémov. Toto je blok valca, v ktorom sú umiestnené samotné spaľovacie komory. V druhom prípade palivová zmes horí. Motor tiež pozostáva z kľukového mechanizmu určeného na premenu energie piestov na rotáciu kľukového hriadeľa. V budove elektrárneJednotka má tiež mechanizmus distribúcie plynu. Jeho úlohou je zabezpečiť včasné otváranie a zatváranie sacích a výfukových ventilov. Motor nebude môcť bežať bez vstrekovania, zapaľovania a výfukového systému.

Pri štartovaní pohonnej jednotky sa zmes paliva a vzduchu dodáva do valcov cez otvorené sacie ventily. Potom sa zapáli elektrickým výbojom na zapaľovacej sviečke. Keď sa zmes zapáli a plyny začnú expandovať, tlak na piest sa zvýši. Ten sa uvedie do pohybu a spôsobí otáčanie kľukového hriadeľa.

Konštrukcia a prevádzka spaľovacieho motora sú také, že motor beží v určitých cykloch. Tieto cykly sa neustále opakujú s vysokou frekvenciou. To zaisťuje plynulé otáčanie kľukového hriadeľa.

Princíp činnosti dvojtaktných spaľovacích motorov

Keď motor naštartuje, piest, ktorý je poháňaný otáčaním kľukového hriadeľa, sa začne pohybovať. Keď dosiahne najnižší bod a začne sa pohybovať nahor, do valca sa dodáva palivo.

Pri pohybe nahor piest stláča zmes. Keď dosiahne hornú úvrať, zapaľovacia sviečka zapáli zmes v dôsledku elektrického výboja. Plyny okamžite expandujú a tlačia piest nadol.

Potom sa otvorí výfukový ventil valca a produkty spaľovania vychádzajú z valcov do výfukového systému. Potom, keď opäť dosiahne spodný bod, piest sa začne pohybovať nahor. Kľukový hriadeľ urobí jednu otáčku.

Keď začne novinkapohyb piestu, sacie ventily sa opäť otvoria a palivová zmes sa dodá. Zaberie celý objem, ktorý zaberali produkty spaľovania, a cyklus sa znova zopakuje. Vzhľadom na to, že piesty v takýchto motoroch pracujú iba v dvoch cykloch, na rozdiel od štvortaktného spaľovacieho motora sa vykonáva menej pohybov. Znížené trecie straty. Ale tieto motory sa zahrievajú.

V dvojtaktných pohonných jednotkách hrá piest aj úlohu mechanizmu distribúcie plynu. V procese pohybu sa otvárajú a zatvárajú otvory pre vstup palivovej zmesi a uvoľňovanie výfukových plynov. Najhoršia výmena plynu v porovnaní so štvortaktnými motormi je hlavnou nevýhodou takýchto motorov. V čase výfukových plynov sa výkon výrazne stráca.

V súčasnosti sa dvojtaktné motory používajú v mopedoch, skútroch, člnoch, benzínových pílach a iných vozidlách s nízkym výkonom.

Štvortakt

Zariadenie tohto typu spaľovacieho motora sa mierne líši od dvojtaktného motora. Princíp činnosti je tiež mierne odlišný. Na jednu rotáciu kľukového hriadeľa pripadajú štyri zdvihy.

Prvým krokom je prívod horľavej zmesi do valca motora. Motor pod vplyvom vákua nasáva zmes do valca. Piest vo valci v tomto momente klesá. Vstupný ventil je otvorený a rozprášený benzín a vzduch vstúpia do spaľovacej komory.

Nasleduje kompresný zdvih. Nasávací ventil sa zatvorí a piest sa posunie nahor. V tomto prípade je zmes vo valci výrazne stlačená. Vplyvom tlaku zmeszahreje. Tlak zvyšuje koncentráciu.

Nasleduje tretí pracovný cyklus. Keď piest takmer dosiahne svoju hornú polohu, aktivuje sa systém zapaľovania. Na sviečke preskočí iskra a zmes sa zapáli. V dôsledku okamžitej expanzie plynov a šírenia energie výbuchu sa piest pod tlakom pohybuje nadol. Tento cyklus pri prevádzke štvortaktného motora je hlavný. Ostatné tri opatrenia nemajú vplyv na tvorbu diela a sú pomocné.

V štvrtom cykle začína fáza uvoľňovania. Keď piest dosiahne dno spaľovacej komory, výfukový ventil sa otvorí a výfukové plyny vychádzajú najskôr do výfukového systému a potom do atmosféry.

Tu je zariadenie a princíp činnosti štvortaktného spaľovacieho motora, ktorý je inštalovaný pod kapotou väčšiny áut.

Pomocné systémy

Preskúmali sme zariadenie spaľovacieho motora. Žiadny motor by však nemohol fungovať, ak by nebol vybavený dodatočnými systémami. Budeme o nich hovoriť nižšie.

Zapaľovanie

Tento systém je súčasťou elektrického zariadenia. Je navrhnutý tak, aby vytváral iskry, ktoré zapália palivovú zmes.

Systém obsahuje batériu a generátor, zámok zapaľovania, cievku a špeciálne zariadenie – rozdeľovač zapaľovania.

Sací systém

Je potrebné, aby motor nabehol bez prerušeniavzduchu. Na vytvorenie zmesi je potrebný kyslík. Benzín sám o sebe nebude horieť. Treba poznamenať, že v karburátoroch je nasávaním iba filter a vzduchové kanály. Nasávací systém moderných automobilov je zložitejší. Zahŕňa prívod vzduchu vo forme potrubia, filter, škrtiacu klapku a sacie potrubie.

Power system

Z princípu spaľovacieho motora vieme, že motor potrebuje niečo spaľovať. Je to benzín alebo nafta. Napájací systém zabezpečuje dodávku paliva počas prevádzky motora.

V najprimitívnejšom prípade sa tento systém skladá z nádrže, ako aj palivového potrubia, filtra a čerpadla, ktoré dodávajú palivo do karburátora. Vo vozidlách so vstrekovaním je energetický systém riadený ECU.

Systém mazania

Systém mazania obsahuje olejové čerpadlo, vaňu, olejový filter. Naftové a výkonné benzínové pohonné jednotky majú tiež chladič na čistenie maziva. Čerpadlo je poháňané kľukovým hriadeľom.

Záver

Toto je spaľovací motor. Skúmali sme zariadenie a princíp jeho fungovania a už je jasné, ako funguje auto, motorová píla či dieselový generátor.