Určení a konstrukce spalovacího motoru

Již více než sto let byly spalovací motory používány jako pohonné jednotky pro většinu strojů a mechanismů. Začátkem 20. století nahradili parní stroj vnějšího spalování. ICE je nyní nejhospodárnější a nejúčinnější mezi dalšími motory. Podívejme se na zařízení spalovacího motoru.

Dějiny stvoření

Historie těchto agregátů začala asi před 300 lety. Tehdy Leonardo da Vinci vyvinul první návrh primitivního motoru. Vývoj této jednotky dává impuls shromáždění, testování a neustálému zlepšování ICE.

V roce 1861, podle výkresů, které opustily svět Da Vinci, vytvořil první dvoudobý motor. Potom se nikdo nedomníval, že taková zařízení budou vybavena všemi automobily a jinými zařízeními, ačkoli byly na železničních zařízeních použity parní jednotky.

První, kdo použil ICE na automobily, byl Henry Ford. Jako první napsal knihu o návrhu a provozu ICE. Ford byl první, kdo vypočítal účinnost těchto motorů.

Klasifikace ICE

V procesu vývoje se stala konstrukce spalovacího motoru komplikovanější. Jeho jmenování zůstalo stejné. Existuje několik hlavních typů ICE, které jsou dnes nejúčinnější.

První z hlediska účinnosti a hospodárnosti - pístových jednotek. V těchto jednotkách se energie, která vzniká při spalování palivové směsi, přemění v systém spojovacích tyčí a klikové hřídele do pohybu.

Celkové uspořádání spalovacího motoru karburátoru se neliší od ostatních motorů. Spalitelná směs se však připravuje přímo v karburátoru. Vstřikování se provádí ve společném potrubí, kde se pod vlivem podtlaku směs vstupuje do válce, kde se teprve potom zapálen elektrického výboje na jiskry.

Motor vstřikovače se liší od karburátoru tím, že palivo je dodáváno do každého válce přímo prostřednictvím samostatných vstřikovačů. Poté, když je benzín smíchán se vzduchem, palivo je zapáleno z jiskry svíčky.

Naftový motor se liší od benzínu. Zvažte stručně návrh vznětového spalovacího motoru. Zde svíčky nejsou používány k zapálení. Toto palivo hoří pod vlivem vysokého tlaku. V důsledku toho se nafta zahřívá. Teplota překračuje teplotu spalování. Injekce se provádí injektorem.

Rotorové pístové motory jsou také označovány jako ICE. V těchto jednotkách působí tepelná energie ze spalování paliva na rotor. Má zvláštní tvar a zvláštní profil. Trajektorie pohybu rotoru je planetary (prvek je uvnitř speciální komory). Rotor současně provádí obrovské množství funkcí - to je distribuce plynu, funkce klikové hřídele a pístu.

Existují motory s plynovou turbínou. V těchto jednotkách je tepelná energie přeměněna rotorem s klínovitými lopatkami. Pak tyto mechanismy způsobují otáčení turbíny.

Nejspolehlivější, nevyžadující častou údržbu a hospodárnost jsou pístové motory. Rotary prakticky nepoužívají v automobilovém strojírenství. Nyní modely automobilů vybavených rotačními pístovými motory vyrábí pouze japonská "Mazda". Zkušené automobily s motory s plynovou turbínou v šedesátých letech vyrobily "Chrysler" a poté se do těchto instalací nevrátili další automobily. V Sovětském svazu byly motory s plynovou turbínou krátkodobé s některými modely nádrží a obojživelných lodí. Ale pak bylo rozhodnuto opustit takové pohonné jednotky. To je důvod, proč uvažujeme o zařízení spalovacího motoru - jsou nejoblíbenější a nejúčinnější.

Zařízení ICE

V krytu motoru je několik systémů. Jedná se o blok válců, ve kterém jsou umístěny stejné spalovací komory. Ve druhém případě hoří palivová směs. Motor se také skládá z mechanismu klikové kliky konstruované k přeměně energie pístů na otáčení klikového hřídele. V tělese pohonné jednotky je rovněž uspořádán mechanismus pro distribuci plynu. Jeho úkolem je zajistit včasné otevírání a uzavírání sacích a výfukových ventilů. Motor nemůže pracovat bez vstřikovacího systému, zapalování a také bez výfukového systému.

Když je pohonná jednotka spuštěna do válců, směs přívodu paliva a vzduchu je přiváděna přes otevřené sací ventily. Potom se vznítí z elektrického výboje na zapalovací svíčce. Když se směs vznítí a plyny se roztahují, tlak na píst se zvýší. Ten se bude pohybovat a způsobí otáčení klikové hřídele.

Konstrukce a provoz spalovacího motoru je takový, že motor pracuje v určitých cyklech. Tyto cykly se neustále opakují s vysokou frekvencí. To zajišťuje kontinuální otáčení klikového hřídele.

Princip fungování dvojtaktního ICE

Po spuštění motoru se píst, který je poháněn otočením klikového hřídele, začne pohybovat. Když dosáhne svého nejnižšího bodu a začne se pohybovat nahoru, palivo se dodává do válce.

Při pohybu směrem nahoru se píst zkomprimuje. Když se dostane do horní úvrati, svíčka zapaluje směs kvůli elektrickému výboji. Plyny se okamžitě roztahují a píst zatlačují dolů.

Potom se otevře výfukový ventil válce a produkty spalování vystupují z válců do výfukového systému. Poté, co opět dosáhne spodního bodu, se píst začne pohybovat nahoru. Klikový hřídel provede jednu otočku.

Jakmile začne nový pohyb pístu, opět se otevře sací ventily a dojde k přívodu směsi paliva. Bude obsazovat celý objem, který jsou obsaženy ve spalovacích produktech, a cyklus bude opakován. Vzhledem k tomu, že se písty v těchto motorech fungují v pouhých dvou hodinových cyklů, dochází k méně pohybu, na rozdíl od čtyřtaktním motorem. Třecí ztráty součástí jsou sníženy. Ale tyto motory jsou teplejší.

U dvoudobých pohonných jednotek hraje píst také úlohu mechanismu distribuce plynu. Během pohybu se otvírají a zavírají otvory pro otevření palivové směsi a odsávání výfukových plynů. Nejhorší výměna plynu ve srovnání s čtyřdobými motory je hlavní nevýhodou těchto motorů. V době výfukových plynů je výrazně ztracený výkon.

V tuto chvíli, dvoudobé motory používané v motocyklech, skútrů, lodí, benzínových pil a jiných low-energie technologie.

Čtyřtakt

Uspořádání spalovacího motoru tohoto typu se mírně liší od dvoudobého motoru. Princip fungování se rovněž mírně liší. Existují čtyři cykly rotace klikového hřídele.

Prvním krokem je přivádění palivové směsi do válce motoru. Motor pod vlivem vyfukování nasává směs do válce. Píst v válci se v tomto okamžiku posune dolů. Vstupní ventil je otevřený a vstřikovaný benzín společně se vzduchem vstoupí do spalovací komory.

Následuje kompresní zdvih. Přívodní ventil se uzavře a píst se pohybuje nahoru. Současně je směs ve válci výrazně komprimovaná. Z důvodu tlaku se směs zahřívá. Tlak zvyšuje koncentraci.

Pak přichází třetí pracovní zdvih. Když píst téměř dosáhne horní polohy, spustí se zapalovací systém. Na svíčku svítí jiskra a směs se vznítí. Díky okamžitému roztažení plynů a rozšíření energie výbuchu se píst pod tlakem pohybuje směrem dolů. Tento cyklus v práci čtyřtaktního motoru je hlavní. Ostatní tři pruhy neovlivňují tvorbu díla a jsou pomocné.

Čtvrtá fáze začíná ve fázi uvolňování. Když píst dosáhne dna spalovací komory, přičemž výfukový ventil se otevře a výfukové plyny opustí výfukového systému na první a pak se do atmosféry.

Zde je zařízení a princip čtyřtaktního motoru s vnitřním spalováním, který je instalován pod kapotami většiny automobilů.

Pomocné systémy

Uvažovali jsme o konstrukci spalovacího motoru. Ale žádný motor by nebyl schopen pracovat, kdyby nebyl vybaven dalšími systémy. Budeme je popsat níže.

Zapalování

Tento systém je součástí elektrického zařízení. Je určen k vytvoření jisker, které vznítí palivovou směs.

Systém obsahuje baterii a generátor, zámek zapalování, cívku a speciální zařízení - rozdělovač zapalování.

Vstupní systém

Je nezbytné, aby vzduch proudil do motoru bez přerušení. Kyslík je potřebný k vytvoření směsi. Samotný benzín nevyhoří. Je třeba poznamenat, že v karburátorech je vstup pouze filtr a vzduchové kanály. Sací systém moderních automobilů je složitější. Zahrnuje přívod vzduchu ve formě trysek, filtr, škrticí ventil a sací potrubí.

Napájecí systém

Z principu budování motoru s vnitřním spalováním víme, že motor potřebuje něco spálit. Je to benzín nebo nafta. Napájecí systém zajišťuje přívod paliva během provozu motoru.

V nejprioritnějším případě se tento systém skládá z nádrže, stejně jako palivového potrubí, filtru a čerpadla, které zajišťují palivo do karburátoru. U vstřikovacích vozidel je napájecí systém řízen počítačem.

Mazací systém

Mazací systém obsahuje olejové čerpadlo, odkapávací misku, olejový filtr. V naftě a výkonných benzinových agregátech je k dispozici také chladič pro čištění mazadla. Čerpadlo je poháněno z klikové hřídele.

Závěr

To je to, co je spalovací motor. Zařízení a princip fungování jsme uvažovali a nyní je jasné, jak funguje auto, řetězová pila nebo dieselový generátor.