Polttomoottorin tarkoitus ja laite

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:15

Yli sadan vuoden ajan polttomoottoreita on käytetty useimpien koneiden ja mekanismien voimalaitoksina. 1900-luvun alussa ne korvasivat ulkopolttohöyrykoneen. Polttomoottori on nyt taloudellisin ja tehokkain muiden moottoreiden joukossa. Katsotaanpa polttomoottorin laitetta.

Luomisen historia

Näiden yksiköiden historia alkoi noin 300 vuotta sitten. Silloin Leonardo Da Vinci kehitti ensimmäisen piirustuksen primitiivisestä moottorista. Tämän yksikön kehitys antoi sysäyksen polttomoottorin kokoamiseen, testaamiseen ja jatkuvaan parantamiseen.

Vuonna 1861 Da Vincin maailmalle jättämien piirustusten mukaan he loivat ensimmäisen kaksitahtisen moottorin. Tuolloin kukaan ei ajatellut, että kaikki autot ja muut laitteet varustettaisiin tällaisilla asennuksilla, vaikka silloin käytettiin höyryyksiköitä rautateiden laitteissa.

Ensimmäinen, joka käytti polttomoottoreita autoissa,oli Henry Ford. Hän oli ensimmäinen, joka kirjoitti kirjan polttomoottorin suunnittelusta ja toiminnasta. Ford oli ensimmäinen, joka laski näiden moottoreiden hyötysuhteen.

Polttomoottorien luokitus

Kehitysprosessissa polttomoottorin laite muuttui monimutkaisemmaksi. Hänen tarkoituksensa pysyi kuitenkin samana. Nykyään tehokkaimpia polttomoottoreita on useita päätyyppejä.

Ensin tehokkuuden ja taloudellisuuden kann alta – mäntäyksiköt. Näissä yksiköissä polttoaineseoksen palamisesta syntyvä energia muunnetaan liikkeeksi kiertokankien ja kampiakselin kautta.

Kaasutetun polttomoottorin yleinen järjestely ei eroa muista moottoreista. Mutta palava seos valmistetaan suoraan kaasuttimessa. Ruiskutus suoritetaan yhteiseen jakoputkeen, josta tyhjiön vaikutuksesta seos joutuu sylintereihin, missä se syttyy sitten kynttilän sähköpurkauksesta.

Ruiskutusmoottori eroaa kaasutinmoottorista siinä, että polttoainetta syötetään jokaiseen sylinteriin suoraan erillisten suuttimien kautta. Sitten, kun bensiini on sekoitettu ilmaan, polttoaine syttyy kynttilän kipinästä.

Dieselmoottori eroaa bensiinistä. Harkitse lyhyesti dieselpolttomoottorin laitetta. Sytytykseen ei ole käytetty kynttilöitä. Tämä polttoaine syttyy korkeassa paineessa. Tämän seurauksena dieselmoottori lämpenee. Lämpötila on korkeampi kuin palamislämpötila. Ruiskutus suoritetaan suuttimien avulla.

Roottorimäntämoottorit kuuluvat myös polttomoottoreihin. Näissä yksiköissä lämpöenergiaapolttoaineen palaminen vaikuttaa roottoriin. Sillä on erityinen muoto ja erityinen profiili. Roottorin liikkeen liikerata on planeetta (elementti sijaitsee erityisen kammion sisällä). Roottori suorittaa samanaikaisesti v altavan määrän toimintoja - tämä on kaasun jakelu, kampiakselin ja männän toiminta.

On olemassa myös kaasuturbiinipolttomoottoreita. Näissä yksiköissä lämpöenergia muunnetaan roottorin kautta, jossa on kiilan muotoiset siivet. Nämä mekanismit saavat sitten turbiinin pyörimään.

Mäntämoottoreita pidetään luotettavimpana, vähän huoltoa vaativina ja taloudellisimpina. Pyöriviä ei käytännössä käytetä massaautotekniikassa. Nyt vain japanilainen Mazda valmistaa pyörivällä mäntämoottoreilla varustettuja automalleja. Chrysler valmisti kokeneita kaasuturbiinimoottoreilla varustettuja autoja 60-luvulla, ja sen jälkeen yksikään autonvalmistaja ei palannut näihin asennuksiin. Neuvostoliitossa jotkin tankki- ja laskualukset varustettiin lyhyen aikaa kaasuturbiinimoottoreilla. Mutta sitten päätettiin luopua sellaisista voimayksiköistä. Siksi harkitsemme polttomoottorin laitetta - ne ovat suosituimpia ja tehokkaimpia.

ICE-laite

Moottorikotelossa on yhdistetty useita järjestelmiä. Tämä on sylinterilohko, jossa polttokammiot sijaitsevat. Jälkimmäisessä polttoaineseos palaa. Lisäksi moottori koostuu kampimekanismista, joka on suunniteltu muuttamaan mäntien energia kampiakselin pyörimiseksi. VoimarakennuksessaLaitteessa on myös kaasunjakelumekanismi. Sen tehtävänä on varmistaa imu- ja pakoventtiilien oikea-aikainen avaaminen ja sulkeminen. Moottori ei voi käydä ilman ruiskutusta, sytytystä ja pakojärjestelmää.

Käytettäessä voimayksikköä polttoaineen ja ilman seos syötetään sylintereihin avoimien imuventtiilien kautta. Sen jälkeen se syttyy sähköpurkauksesta sytytystulpassa. Kun seos syttyy ja kaasut alkavat laajentua, mäntään kohdistuva paine kasvaa. Jälkimmäinen saatetaan liikkeelle ja saa kampiakselin pyörimään.

Polttomoottorin rakenne ja toiminta ovat sellaisia, että moottori käy tietyissä jaksoissa. Nämä jaksot toistuvat jatkuvasti korkealla taajuudella. Tämä varmistaa kampiakselin jatkuvan pyörimisen.

Kaksitahtisten polttomoottorien toimintaperiaate

Kun moottori käynnistyy, mäntä, jota pyörittää kampiakseli, alkaa liikkua. Kun se saavuttaa alimmansa ja alkaa liikkua ylöspäin, polttoainetta syötetään sylinteriin.

Liikkuessaan ylöspäin mäntä puristaa seosta. Kun se saavuttaa yläkuolokohdan, sytytystulppa sytyttää seoksen sähköpurkauksen vuoksi. Kaasut laajenevat välittömästi ja painavat männän alas.

Sitten sylinterin pakoventtiili avautuu ja palamistuotteet poistuvat sylintereistä pakojärjestelmään. Sitten, kun mäntä saavuttaa jälleen pohjapisteen, se alkaa liikkua ylöspäin. Kampiakseli tekee yhden kierroksen.

Kun uusi alkaamännän liikettä, imuventtiilit avautuvat uudelleen ja polttoaineseos syötetään. Se vie koko tilavuuden, jonka palamistuotteet käyttivät, ja sykli toistuu uudelleen. Koska tällaisten moottoreiden männät toimivat vain kahdessa jaksossa, liikkeitä tehdään vähemmän, toisin kuin nelitahtisessa polttomoottorissa. Pienemmät kitkahäviöt. Mutta nämä moottorit kuumenevat.

Kaksitahtisissa voimayksiköissä mäntä toimii myös kaasunjakelumekanismina. Liikkumisen aikana aukot polttoaineseoksen sisääntuloa ja pakokaasujen vapautumista varten avautuvat ja sulkeutuvat. Huonoin kaasunvaihto verrattuna nelitahtimoottoreihin on tällaisten moottoreiden suurin haittapuoli. Pakokaasujen aikana teho menetetään merkittävästi.

Tällä hetkellä kaksitahtimoottoreita käytetään mopedeissa, skoottereissa, veneissä, bensiinisahoissa ja muissa pienitehoisissa ajoneuvoissa.

Nelitahti

Tämän tyyppisen polttomoottorin laite eroaa hieman kaksitahtimoottorista. Toimintaperiaate on myös hieman erilainen. Kampiakselin kierrosta kohti on neljä iskua.

Ensimmäinen vaihe on palavan seoksen syöttö moottorin sylinteriin. Moottori imee seoksen alipaineen vaikutuksesta sylinteriin. Tällä hetkellä sylinterissä oleva mäntä menee alas. Tuloventtiili on auki ja sumutettu bensiini ja ilma tulevat polttokammioon.

Seuraavaksi tulee puristusisku. Imuventtiili sulkeutuu ja mäntä liikkuu ylöspäin. Tässä tapauksessa sylinterissä oleva seos puristuu merkittävästi. Paineesta johtuen seoslämpenee. Paine lisää keskittymiskykyä.

Seuraa kolmas työjakso. Kun mäntä saavuttaa melkein yläasennon, sytytysjärjestelmä aktivoituu. Kipinä hyppää kynttilän päälle ja seos syttyy. Kaasujen hetkellisen laajenemisen ja räjähdyksen energian leviämisen vuoksi paineen alainen mäntä liikkuu alaspäin. Tämä sykli nelitahtisen moottorin toiminnassa on tärkein. Muut kolme toimenpidettä eivät vaikuta teoksen luomiseen ja ovat aputoimia.

Neljännellä jaksolla vapautusvaihe alkaa. Kun mäntä saavuttaa polttokammion pohjan, pakoventtiili avautuu ja pakokaasut poistuvat ensin pakojärjestelmään ja sitten ilmakehään.

Tässä on useimpien autojen konepellin alle asennetun nelitahtisen polttomoottorin laite ja toimintaperiaate.

Apujärjestelmät

Tutkimme polttomoottorin laitteen. Mutta mikään moottori ei voisi toimia, jos sitä ei olisi varustettu lisäjärjestelmillä. Puhumme niistä alla.

Sytytys

Tämä järjestelmä on osa sähkölaitteita. Se on suunniteltu muodostamaan kipinöitä, jotka sytyttävät polttoaineseoksen.

Järjestelmä sisältää akun ja generaattorin, sytytyslukon, kelan ja erikoislaitteen - sytytyksen jakajan.

Imujärjestelmä

Se on välttämätöntä, jotta moottori pääsee sisään ilman keskeytyksiäilmaa. Seoksen muodostamiseen tarvitaan happea. Itsestään bensiini ei pala. On huomattava, että kaasuttimissa imu on vain suodatin ja ilmakanavat. Nykyaikaisten autojen imujärjestelmä on monimutkaisempi. Se sisältää ilmanottoaukon putkien muodossa, suodattimen, kuristusventtiilin ja imusarjan.

Virtajärjestelmä

Polttomoottorin periaatteesta tiedämme, että moottorin täytyy polttaa jotain. Se on bensiiniä tai dieselpolttoainetta. Voimajärjestelmä tarjoaa polttoaineen syötön moottorin käytön aikana.

Alkeellisimmassa tapauksessa tämä järjestelmä koostuu säiliöstä sekä polttoaineletkusta, suodattimesta ja pumpusta, jotka syöttävät polttoainetta kaasuttimeen. Ruiskutusautoissa tehojärjestelmää ohjaa ECU.

Voitelujärjestelmä

Voitelujärjestelmä sisältää öljypumpun, öljypohjan ja öljynsuodattimen. Diesel- ja voimakkaissa bensiinimoottoreissa on myös jäähdytin voiteluaineen puhdistamiseksi. Pumppua käyttää kampiakseli.

Johtopäätös

Tällaista on polttomoottori. Tutkimme laitetta ja sen toimintaperiaatetta, ja nyt on selvää, miten auto, moottorisaha tai dieselgeneraattori toimii.