Ciprokerande förbränningsmotor: definition, klassificering och funktionsprincip

2024 Författare: Erin Ralphs | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-19 18:46

I mer än hundra år i världen har huvudmotorn i alla hjulförsedda fordon varit en kolvförbränningsmotor. Förbränningsmotorn, som dök upp i början av 1900-talet och ersatte ångmaskinen, förblir under 2000-talet den mest lönsamma typen av motor när det gäller ekonomi och effektivitet. Låt oss ta en närmare titt på hur den här typen av förbränningsmotor fungerar, hur den fungerar, ta reda på vad andra kolvmotorer är.

Definition, ICE-funktioner

Under utvecklingen av vetenskap och teknik har designen av förbränningsmotorer ständigt förbättrats. Motorerna lyckades bevisa sin effektivitet. Så här såg kolvförbränningsmotorer ut och, som en underart, förgasare och insprutningsmotorer. Dieselmotorer, roterande kolvar och gasturbinenheter kan särskiljas.

bensin-ICE

Traditionell kolvmotor är utrustad med en förbränningskammare. Detta är cylindern inuti motorblocket. När bränslet brinner frigörs energi som sedan omvandlas till mekanisk rörelse av vevaxeln. På grund av kolvarnas translationella rörelse, som verkar på systemet med vevstakar och vevaxeln, roteras svänghjulet. Du kan lära dig mer om designen i motsvarande GOST-kolvförbränningsmotor.

Förgasarens förbränningsmotor är annorlunda genom att arbetsblandningen av bränsle och luft förbereds i en speciell anordning - en förgasare. Blandningen sprutas in i cylindrarna med vakuum. Den tänds sedan av tändstiftet.

Injection ICE har en modernare design. Här, istället för den traditionella mekaniska enheten, har kraftsystemet elektroniska munstycken. De ansvarar för att spruta in exakta mängder bränsle direkt i motorns cylindrar.

Diesel ICEs

Dieselkolvförbränningsmotorn har vissa strukturella och grundläggande skillnader från bensinförbränningsmotorer.

Om en gnista från ett ljus används för tändning i en bensinenhet, fungerar en annan princip i dieselmotorer och det finns inga ljus förutom glöd. Dieselbränsle kommer in i cylindrarna genom injektorer, blandas med luft, och sedan komprimeras hela blandningen, vilket resulterar i att den värms upp till förbränningstemperatur.

Rotorkolv

Vridkolvmotor viktigtskiljer sig från traditionell ICE. Gaser verkar på speciella delar och element. Så under påverkan av gaser rör sig den rörliga rotorn i en speciell kammare i form av en åtta. Kammaren utför funktionerna för kolvar, timing och vevaxel. Kameran är formad som en åttasiffra.

Kombinerade enheter

I gasturbiner med förbränningsmotorer omvandlas termisk energi till mekanisk energi på grund av rotationen av en speciell rotor med speciella blad. Denna rotor driver turbinaxeln.

Specialkolv- och kombinerade förbränningsmotorer (och dessa är gasturbinmotorer och roterande motorer) kan säkert skrivas in i den röda boken. Idag är det bara japanska Mazda som tillverkar en roterande kolvmotor. Crysler producerade en gång en experimentell serie av gasturbiner med förbränningsmotorer, men detta var på 60-talet och ingen av biltillverkarna har återkommit till denna fråga än i dag.

I Sovjetunionen installerades gasturbinförbränningsmotorer på tankar och landningsfartyg, men även där beslutades det senare att överge enheter av denna design.

ICE-enhet

Motorn är en enda mekanism. Den består av ett cylinderblock, vevmekanismdelar, timingmekanism, insprutnings- och avgassystem.

Förbränningskammaren är placerad inuti cylinderblocket, där bränsle-luftblandningen antänds direkt och förbränningsprodukterna aktiverar kolvarna. Med hjälp av en vevmekanism överförs energin från bränsleförbränning till vevaxeln. Tidsmekanismen är nödvändig för att säkerställa snabb öppning och stängning av inlopps- och avgasventilerna.

Driftsprincip

När motorn startas sprutas en blandning av bränsle och luft in i cylindrarna genom insugningsventilen och antänds av en gnista på tändstiftet som genereras av tändsystemet. Vid förbränning bildas gaser. När termisk expansion inträffar, orsakar övertrycket att kolven rör sig, vilket roterar vevaxeln.

Funktionen av kolvmotorer är cyklisk. I cykeln för en kolvförbränningsmotor kan det finnas från två till fyra cykler. Cykler under driften av motorn upprepas flera hundra gånger på en minut. Så vevaxeln kan rotera kontinuerligt.

Tvåtakts ICE

När motorn startar drivs kolven av vevaxelns rotation. När kolven når nedre dödpunkten och börjar röra sig uppåt kommer cylindern att förses med en bränsle-luftblandning.

När man rör sig uppåt börjar kolven att komprimera blandningen. När kolven når sitt översta läge genereras en gnista. Bränsle-luftblandningen kommer att antändas. Gaserna expanderar och trycker ner kolven.

I detta ögonblick öppnas avgasventilen, genom vilken förbränningsprodukterna kan lämna kammaren. När kolven sedan når nedre dödpunkten kommer den att börja sin resa till TDC. Alla dessa processer sker i ett varv av vevaxeln.

Närkolven kommer att börja en ny rörelse, insugningsventilen öppnas och en ny del av bränsle-luftblandningen kommer att ersätta avgaserna. Hela processen kommer att börja om. En tvåtakts kolvförbränningsmotor gör färre rörelser än en fyrtaktsmotor. Minskad friktionsförlust men genererar mer värme.

Gasfördelningsmekanismen är ersatt av en kolv. När kolven rör sig öppnas och stängs inlopps- och avgasportarna i cylinderblocket. Jämfört med en fyrtaktsmotor är gasutbytet i en tvåtaktsmotor en stor nackdel. Effektivitet och kraft går förlorad när avgaser släpps ut.

Trots denna nackdel med tvåtaktskolvförbränningsmotorer, används de i mopeder, skotrar, som utombordsmotorer, i motorsågar.

fyrtakts förbränningsmotor

Fyrtakts ICE har inga nackdelar med en tvåtaktsmotor. Sådana motorer är installerade på de flesta bilar och annan utrustning. Intag och avgaser av avgaser är en separat process, och den kombineras inte med kompression, även om kolvens förbränningsmotor fungerar från antändningen av blandningen. Motorns funktion synkroniseras av gasdistributionsmekanismen - ventilerna öppnar och stänger synkront med vevaxelns hastighet. Insugningen av bränsleblandningen utförs först efter att avgaserna har tömts helt.

Fördelar med förbränningsmotorer

Det är värt att börja med de mest populära motorerna – in-linefyrcylindriga enheter. Bland fördelarna är kompakthet, låg vikt, ett cylinderhuvud, hög underhållsförmåga.

Bland alla typer av förbränningsmotorer kan även boxermotorer urskiljas. De är inte särskilt populära på grund av den mer komplexa designen. De används främst i racerbilar. Bland fördelarna - utmärkt primär och sekundär balansering, och därav det mjuka arbetet. Det är mindre stress på vevaxeln. Som ett resultat blir det lite strömförlust. Motorn har låg tyngdpunkt och bilen klarar sig bättre.

Inline sexcylindriga motorer är perfekt balanserade och själva enheten går väldigt smidigt. Trots det stora antalet cylindrar är produktionskostnaden inte särskilt hög. Du kan också lyfta fram underhållsbarhet.

Nackdelar med förbränningsmotorer

Den största nackdelen med fram- och återgående förbränningsmotorer är fortfarande inte toxicitet och buller, utan dålig effektivitet. I en förbränningsmotor går endast 20 % av energin åt till det faktiska mekaniska arbetet. Allt annat går åt till uppvärmning och andra processer. Motorer släpper också ut skadliga ämnen i atmosfären, såsom kväveoxider, kolmonoxid och olika aldehyder.