Benzínový motor: princíp činnosti, zariadenie a fotografia

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:23

Benzínové motory sú jedným z najbežnejších zo všetkých ostatných, ktoré sú inštalované na autách. Napriek tomu, že moderná pohonná jednotka pozostáva z mnohých častí, princíp činnosti benzínového motora je veľmi jednoduchý. V rámci článku sa zoznámime so zariadením a princípom činnosti spaľovacieho motora

Device

Benzínové motory sú klasifikované ako spaľovacie motory. Vo vnútri spaľovacích komôr sa predstlačená zmes paliva a vzduchu zapáli pomocou iskry. Plyn sa používa na ovládanie výkonu motora. Umožňuje vám nastaviť množstvo vzduchu vstupujúceho do spaľovacej komory.

Pozrime sa bližšie na štruktúru všetkých hlavných komponentov akéhokoľvek spaľovacieho motora. Každá pohonná jednotka pozostáva z bloku valcov, kľukového mechanizmu, častí skupiny valec-piest, mechanizmu distribúcie plynu, mazacieho a chladiaceho systému a energetického systému. Motor tiež nebude schopný pracovať bez elektrického zariadenia. Všetky tieto systémy a komponenty sa počas prevádzky motora vzájomne ovplyvňujú.

blok motora

Blok valcov je hlavnou súčasťou každého motora. Ide o liatinový alebo hliníkový odliatok z jedného kusu. Blok má valce a množstvo rôznych závitových otvorov na montáž nadstavcov a iných zariadení. Prvok má opracované roviny na montáž hlavy valcov a iných častí.

Konštrukcia bloku vo veľkej miere závisí od počtu valcov, umiestnenia spaľovacích komôr a spôsobu chladenia. V jednom bloku je možné kombinovať 1 až 16 valcov. Zároveň sú menej časté bloky, kde je počet valcov nepárny. Z modelov, ktoré sa teraz vyrábajú, nájdete 3-valcové spaľovacie motory. Väčšina blokov má 2, 4, 8, 12 a niekedy dokonca 16 valcov.

Motory s počtom valcov od 1 do 4 sa líšia usporiadaním spaľovacích komôr v rade. Nazývajú sa radové motory. Ak je valcov viac, potom sú umiestnené v bloku v dvoch radoch pod určitým uhlom. To umožnilo zmenšiť celkové rozmery, no technológia výroby takýchto blokov je komplikovanejšia.

Je možné rozlíšiť ešte jeden typ blokov. V nich sú spaľovacie komory umiestnené v dvoch radoch pod uhlom 180 stupňov. Ide o takzvané boxer motory. Princíp činnosti benzínového motora tohto typu sa nelíši od tradičných spaľovacích motorov. Častejšie sa vyskytujú na motocykloch, ale sú nimi vybavené aj autá.

Pokiaľ ide o chladenie, môžeterozlíšiť dva typy systémov. Ide o chladenie kvapalinou a vzduchom. Konštrukčné vlastnosti bloku valcov závisia od zvoleného chladiaceho systému. Vzduchom chladená jednotka je oveľa jednoduchšia ako vodou chladená jednotka. Spaľovacie komory v tomto prípade nepatria do bloku.

Kvapalinou chladená jednotka je oveľa komplikovanejšia. Konštrukcia už zahŕňa spaľovacie komory. Na kovový blok valcov je položený chladiaci plášť, vo vnútri ktorého je nútená cirkulovať chladiaca kvapalina, ktorá slúži na odvod tepla z dielov. Blok a chladiaci plášť v spaľovacom motore sú jeden.

Horná časť bloku valcov je pokrytá hlavou. Tvorí uzavretý priestor, kde prebieha proces spaľovania paliva. Hlava valca môže mať jednoduchý dizajn alebo zložitejší dizajn.

Kľukový mechanizmus

Táto zostava, ktorá je tiež neoddeliteľnou súčasťou motora, je potrebná na premenu vratných pohybov piestov na rotačné pohyby kľukového hriadeľa. Hlavnou časťou je tu kľukový hriadeľ. Je pohyblivo spojený s blokom motora. Vďaka tejto mobilite sa hriadeľ môže otáčať okolo svojej osi.

Na jednom konci kľukového hriadeľa je pripevnený zotrvačník. Je to potrebné na prenos krútiaceho momentu z kľukového hriadeľa na prevodovku. Princíp činnosti štvortaktného benzínového motora zabezpečuje dve otáčky kľukového hriadeľa na jednu polovičnú otáčku s užitočnýmpráca. Zostávajúce cykly vyžadujú spätný chod - to poskytuje zotrvačník. Keďže má pomerne veľkú hmotnosť, pri otáčaní v dôsledku kinetickej energie otáča kľukovým hriadeľom počas fáz prípravných cyklov.

Po obvode zotrvačníka je špeciálne ozubené koleso. Pomocou tohto uzla môžete naštartovať motor pomocou štartéra. Na druhej strane kľukového hriadeľa je ozubené koleso olejového čerpadla a rozvodové koleso. Aj na zadnej strane je príruba, na ktorej je pripevnená kladka.

Zostava obsahuje aj ojnice. Umožňujú prenášať silu z piestov na kľukový hriadeľ a naopak. Ojnice sú tiež pohyblivo pripevnené ku kľukovému hriadeľu. Medzi plochami bloku valcov, kľukovým hriadeľom a ojnicami nedochádza k priamemu kontaktu - tieto časti pracujú cez klzné ložiská.

Časť valec-piest

Táto časť sú valce alebo vložky, piesty, piestne krúžky a čapy. Práve na týchto detailoch je založený princíp fungovania benzínového motora. Tu sa vykonáva všetka práca. Palivo sa spaľuje vo valcoch a uvoľnená energia sa premieňa na otáčanie kľukového hriadeľa. K spaľovaniu dochádza vo valcoch, ktoré sú na jednej strane uzavreté hlavou valcov a na druhej strane piestami. Piest sa voľne pohybuje vo valci.

Princíp činnosti benzínového motora je založený nielen na spaľovaní paliva, ale aj na stláčaní zmesi vzduch-palivo. Aby sa to zabezpečilo, je potrebná tesnosť. Zabezpečujú ho piestne krúžky. Tie zabraňujú tomu, aby sa palivová zmes a produkty spaľovania dostali medzi piest avalec.

GRM (mechanizmus distribúcie plynu)

Hlavnou funkciou tohto mechanizmu je včasný prísun palivovej zmesi alebo paliva do valcov. Načasovanie je potrebné aj na odstránenie výfukových plynov.

Dvojtaktný rozvodový remeň

Ak vezmeme do úvahy princíp fungovania dvojtaktného benzínového motora, tak v ňom ako taký nie je žiadny rozvodový mechanizmus. Tu sa vstrekovanie palivovej zmesi a uvoľňovanie výfukových plynov uskutočňuje cez technologické okná vo valci. K dispozícii sú tri okná - vstup, výstup, bypass.

Keď sa piest pohybuje, otvára alebo zatvára to alebo ono okno. Valec je naplnený palivom, plyny sú tiež vypúšťané. Pri takomto mechanizme distribúcie plynu nie sú potrebné žiadne ďalšie diely. Preto je hlava valcov v dvojtaktných motoroch jednoduchá. Jeho funkciami je len zabezpečiť maximálnu tesnosť.

4-taktný rozvodový remeň

4-taktný motor je vybavený kompletným rozvodovým mechanizmom. Palivo sa v tomto prípade vstrekuje cez otvory v hlave valcov spojené s ventilmi. Keď je potrebné privádzať alebo odvádzať výfukové plyny, príslušné ventily sa otvárajú a zatvárajú. Ten je možné otvárať a zatvárať pomocou vačkového hriadeľa. Má špeciálne vačky.

Power system

Hlavnou úlohou tohto systému je príprava palivovej zmesi a zabezpečenie jej ďalšieho prívodu do spaľovacích komôr. Konštrukcia je veľmi závislá od princípu činnosti benzínového motora automobilu.

Benzínové motory môžu mať dva typy palivových systémov – karburátor a vstrekovač. V prvom prípade sa na prípravu zmesi používa karburátor. Mieša, dávkuje a dodáva zmes paliva a vzduchu do spaľovacích komôr. Injektor vstrekuje palivo pod tlakom do palivovej lišty, odkiaľ benzín vstupuje do valcov cez dýzy.

V autách so vstrekovaním je princíp fungovania hnacieho systému benzínového motora odlišný, vďaka čomu je dávkovanie presnejšie. Okrem toho sa vzduch v vstrekovači zmiešava s benzínom v sacom potrubí. Tryska na rozdiel od karburátora lepšie strieka palivo.

Palivový systém dieselových motorov je odlišný. Tu sa vstrekovanie vykonáva samostatne pre každý valec. Rozvodový remeň dodáva vzduch len do spaľovacích komôr. Systém obsahuje nádrž, filtre, palivové čerpadlá, potrubia.

Systém mazania

Princíp činnosti benzínového spaľovacieho motora zahŕňa trenie častí. Vďaka mazaciemu systému sú redukované tŕne medzi trecími plochami. Na dieloch sa vytvorí olejový film, ktorý chráni povrchy pred priamym kontaktom. Systém pozostáva z čerpadla, kľukovej skrine na uskladnenie oleja, filtra a mazacích kanálov v bloku motora.

Turbocharging

Moderné autá sú vybavené malými, maloobjemovými motormi, no mnohé z nich majú dostatočný výkon. Získava sa pomocou turbín. Princíp činnosti turbíny na benzínovom motore je založený na použití výfukových plynov. Plyny rotujúobežné koleso turbíny, ktoré stláča vzduch do spaľovacích komôr. Čím viac vzduchu, tým viac paliva bude dodané, a teda aj výkon.

Chladiaci systém

Počas prevádzky motora sa výrazne zahrieva. Vo valcoch môže teplota dosiahnuť 800 stupňov. Na udržanie optimálnej prevádzkovej teploty je potrebný chladiaci systém. Hlavnou úlohou je odstrániť prebytočné teplo z valcov, piestov a iných častí.

Vzduchový systém pozostáva zo špeciálnych plôch na bloku, ktoré sú chladené fúkaním vzduchu cez ne. Kvapalinový systém poskytuje chladiaci plášť, v ktorom cirkuluje nemrznúca zmes. Je v priamom kontakte s vonkajším povrchom valcov. Systém sa skladá z čerpadla, termostatu, potrubí pre spojovacie potrubia, expanznej nádoby a termostatu.

Elektrické zariadenia

Vďaka tomuto vybaveniu sa elektrina dodáva do palubnej siete vozidla. Elektrická energia je potrebná na prevádzku zapaľovacieho systému, štartéra a ďalších zariadení. Elektrické vybavenie je batéria, generátor, štartér, snímače. Aj keď sa princípy činnosti benzínového a naftového motora líšia, elektrické vybavenie je dostupné aj pre dieselový motor.

Systém zapaľovania

Tento systém je dostupný iba pre benzínové motory. Na dieselovej pohonnej jednotke sa palivová zmes zapáli kompresiou. V benzínovom motore sa zapáli palivo a vzduchiskra, ktorá preskočí v správnom čase medzi elektródami sviečky. Systém zahŕňa zapaľovaciu cievku, rozdeľovač, vysokonapäťové vodiče, zapaľovacie sviečky, elektronické zariadenia.

Záver

To je všetko o zariadení a princípe fungovania benzínového motora. Ako vidíte, všetko je veľmi jednoduché, len musíte trochu pochopiť fyzikálne zákony.