2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:15
Inline polttomoottori on yksi yksinkertaisimmista moottoreista. Näitä yksiköitä kutsutaan sellaisiksi, koska sylinterit on järjestetty riviin. Männät saavat yhden kampiakselin pyörimään moottorin käydessä. Rivimoottori oli yksi ensimmäisistä, jotka asennettiin autoihin. Ne suunniteltiin ja rakennettiin autoteollisuuden kynnyksellä.
Kuinka kaikki alkoi?
Nykyaikaisen rivipolttomoottorin esi-isä oli yksisylinterinen moottori. Suunnitteli ja rakensi Etienne Lenoir vuonna 1860. On yleisesti hyväksyttyä, että näin on, vaikka tälle moottorille yritettiin saada patentti jo ennen Lenoiria. Mutta juuri sen kehitys on mahdollisimman samank altaista kuin ne mallit, jotka on asennettu useimpien edullisien sarjahenkilöautojen konepellin alle.
Moottorissa oli vain yksi sylinteri ja sen teho oli 1,23 hevosvoimaa, tuolloin v altava. Vertailun vuoksi nykyaikaisessa "Oka" 1111:ssä on kaksi sylinteriä ja sen teho on 30-53 hevosvoimaa.
Isompi ja tehokkaampi
Lenoirin idea osoittautui loistavaksi. Monet insinöörit ja keksijätvietti vuosia ja vaivaa yrittääkseen parantaa moottoria niin paljon kuin mahdollista (tietysti tuolloin olemassa olevien teknisten ominaisuuksien tasolla). Pääpaino oli tehon lisäämisessä.
Alussa huomio keskittyi yhteen sylinteriin - sen kokoa yritettiin kasvattaa. Sitten kaikille tuntui, että kokoa lisäämällä saat lisää tehoa. Ja volyymin lisäys oli silloin helpoin. Mutta yksi sylinteri ei riittänyt. Minun piti lisätä huomattavasti muita yksityiskohtia - kiertokankea, mäntä, lohko.
Kaikki nuo moottorit osoittautuivat erittäin epävakaiksi ja niillä oli suuri massa. Tällaisen moottorin toiminnan aikana seoksen sytytysjaksojen välillä oli v altava aikaero. Kirjaimellisesti jokainen yksityiskohta tällaisessa yksikössä tärisi ja tärisi, mikä pakotti insinöörit miettimään ratkaisua. Ja he varustivat järjestelmän tasapainottimella.
Umpikujatie
Pian kaikille kävi selväksi, että tutkimus oli päätynyt umpikujaan. Lenoir-moottori ei voinut toimia normaalisti ja oikein, koska tehon, painon ja koon suhde oli kauhea. Sylinterin tilavuuden lisäämiseen tarvittiin taas paljon lisäenergiaa. Monet alkoivat pitää ajatusta moottorin luomisesta romahduksena. Ja ihmiset ratsastaisivat edelleen hevosilla ja kärryillä, ellei yhtä teknistä ratkaisua olisi.
Suunnittelijat alkoivat ymmärtää, että kampiakselia ei voi pyörittää vain yhdellä männällä, vaan usealla kerralla. Yksinkertaisin oli rivimoottorin valmistus – he lisäsivät muutaman sylinterin.
Maailma saattoi nähdä ensimmäisen nelisylinterisen yksikön 1800-luvun lopulla. Sen tehoa on mahdotonta verrata nykyaikaiseen moottoriin. Tehokkuudessa se oli kuitenkin korkeampi kuin kaikki muut edeltäjänsä. Tehoa lisättiin lisääntyneen työmäärän ansiosta, eli lisäämällä sylintereitä. Melko nopeasti eri yritysten asiantuntijat pystyivät luomaan monisylinterisiä moottoreita aina 12-sylinterisiin hirviöihin asti.
Toimintaperiaate
Kuinka ICE toimii? Sen lisäksi, että jokaisessa moottorissa on eri määrä sylintereitä, kuusi- tai neljäsylinterinen rivimoottori toimii samalla tavalla. Periaate perustuu minkä tahansa polttomoottorin perinteisiin ominaisuuksiin.
Kaikki lohkon sylinterit on järjestetty yhdeksi riviksi. Polttoaineen palamisenergiasta johtuva mäntien käyttämä kampiakseli on ainoa kaikille sylinteri-mäntä-ryhmän osille. Sama pätee sylinterinkanteen. Se on ainoa kaikille sylintereille. Kaikista olemassa olevista rivimoottoreista voidaan erottaa tasapainoiset ja epätasapainoiset mallit. Harkitsemme molempia vaihtoehtoja alla.
Saldo
Se on tärkeää kampiakselin monimutkaisen rakenteen vuoksi. Tasapainotuksen tarve riippuu sylinterien lukumäärästä. Mitä enemmän niitä tietyssä ICE:ssä, sitä suurempi saldon tulisi olla.
Epätasapainoinen moottori voi olla vain sellainen malli, jossa on enintään neljä sylinteriä. Muuten käytön aikana ilmenee tärinää, jonka voima voi tuhota kampiakselin. Jopa halvat kuusisylinteriset moottorittasapainottimella on parempi kuin kalliit rivineljät ilman tasapainotusakseleita. Joten tasapainon parantamiseksi nelimäntäinen rivimoottori voi joskus vaatia myös pysäytysakselien asentamista.
Moottorin asento
Perinteiset nelisylinteriset yksiköt asennetaan yleensä pituus- tai poikittaissuunnassa auton konepellin alle. Mutta kuusisylinterinen yksikkö voidaan asentaa vain pituussuunnassa eikä sen enempää (poikkeuksena eräät Volvo-mallit ja Chevrolet Epica -autot).
Rivipolttomoottorissa, jonka rakenne on epäsymmetrinen kampiakselin suhteen, on myös ominaisuuksia. Usein akseli on valmistettu tasausvalulla - näiden valujen tulee vaimentaa mäntäjärjestelmän toiminnasta johtuvaa hitausvoimaa.
Inline-six on nykyään jo vähemmän suosittu – kaikki syynä merkittävään polttoaineenkulutukseen ja suuriin mittoihin. Mutta pitkästä sylinterilohkosta huolimatta moottori on täydellisesti tasapainossa.
Laitteen edut ja haitat
Muutamia vivahteita lukuun ottamatta rivipolttomoottoreilla on samat edut ja samat haitat kuin useimmilla V-moottoreilla ja muun mallin moottoreilla. Nelisylinterinen moottori on yleisin, yksinkertaisin ja luotettavin. Massa on suhteellisen kevyt, korjauskustannukset suhteellisen alhaiset. Ainoa haittapuoli on tasapainoakselien puute suunnittelussa. Tämä on paras polttomoottori nykyaikaisiin autoihin, jopa keskiluokkaan. On myös pienitehoisia rivimoottoreita, joissa on vähemmänsylinterien lukumäärä. Esimerkkinä kaksisylinterinen taloudellinen SeAZ Oka 1111.
Kuusisylinterisissä yksiköissä on täydellinen tasapaino ja tässä "neljän" puute kompensoituu. Mutta tasapainosta on maksettava hinta. Siksi, huolimatta huomattavasti paremmista ominaisuuksista "neljään" verrattuna, nämä polttomoottorit, joissa on rivissä olevat sylinterit, ovat vähemmän yleisiä. Kampiakseli on pitkä, tuotantokustannukset melko korkeat ja mitat suhteellisen suuret.
Tekninen raja
Nyt ei ole 1800-lukua, mutta nykyaikaiset voimayksiköt ovat vielä kaukana teknisestä täydellisyydestä. Ja täällä edes nykyaikaiset turbiinit ja korkeaoktaaninen polttoaine eivät auta. Polttomoottorin hyötysuhde on noin 20 %, ja kaikki muu energia kuluu kitkaan, inertiaan ja räjäytykseen. Vain viidesosa bensiinistä tai dieselistä menee hyödylliseen työhön.
Moottoreiden perusominaisuudet on jo kehitetty suurimmalla hyötysuhteella. Samalla polttokammioilla ja mäntäryhmällä on huomattavasti pienemmät tilavuudet ja mitat. Pienen koon ansiosta osilla on pienempi inertia - tämä vähentää räjähdyksen aiheuttaman vaurion todennäköisyyttä.
Pienten mäntien suunnitteluominaisuudet sisältävät tiettyjä rajoituksia. Suurella puristusasteella pienen koon vuoksi männän paineen siirtyminen kiertokankeen vähenee. Jos männillä on suurempi halkaisija, on mahdotonta saada tarkkaa tasapainoista työtä v altavan monimutkaisuuden vuoksi. Jopa nykyaikaisessa BMW-moottorissa on nämäpuutteita, vaikka sen ovat kehittäneet saksalaiset insinöörit.
Johtopäätös
Valitettavasti koneenrakennus on saavuttanut teknologisen rajansa. On epätodennäköistä, että tutkijat tekevät vakavia teknisiä löytöjä ja saavuttavat suuremman hyötysuhteen polttomoottorista. Joten kaikki toivomme, että sähköajoneuvojen aikakausi tulee.
Suositeltava:
Automaattinen kynnyssuojaus: tyypit, ominaisuudet, asennus, edut ja haitat
Yksi auton haavoittuvimmista paikoista ovat kynnykset. Ne ovat useimmiten alttiina haitallisille tekijöille. Ja useimmiten auton korin ruoste alkaa juuri kynnyksistä ja leviää nopeasti koko koriin. Kuinka tämä voidaan välttää ja millainen kynnyssuoja on tällä hetkellä olemassa, kerromme tässä artikkelissa
Kuivapohja: toimintaperiaate, laite, edut ja haitat
Mitä ominaisuuksia kuivakaivolla on ja miksi se on parempi kuin märkäpohja? Kaikki mitä sinun tulee tietää ICE-voitelujärjestelmästä: laite, toimintaperiaate, pääominaisuudet, yksityiskohdat, edut ja haitat
"Lada-Kalina": virtalukko. Laite, toimintaperiaate, asennussäännöt, sytytysjärjestelmä, edut, haitat ja toiminnan ominaisuudet
Yksityiskohtainen tarina virtalukosta Lada Kalina. Yleistä tietoa ja joitakin teknisiä ominaisuuksia annetaan. Lukon laite ja yleisimmät toimintahäiriöt huomioidaan. Menettely omilla käsillä vaihtamiseksi on kuvattu
Kevyt vauhtipyörä: ominaisuudet, laite, edut ja haitat
Yksi moottorin pääelementeistä on vauhtipyörä. Hänelle vääntömomentti välittyy vääntömomentin akselilta. Elementti on kytketty koteloon kytkinlevyn kautta. Se on yksi kampimekanismin kalleimmista osista. Mikä tämä elementti on ja mitä kevyt vauhtipyörä antaa? Otetaan selvää
Ladattavat LED-lamput: tyypit, edut ja haitat
Ladattavat LED-lamput ovat välttämättömiä paikoissa, joissa on täydellinen poissaolo tai toistuvia sähkökatkoja. Ne ovat turvallisia, kuluttavat vähän energiaa ja antavat hyvän valon. Kiinteitä malleja käytetään useammin tuotannossa hätävalaistuksena ja kannettavia laitteita käytetään jokapäiväisessä elämässä pää- ja varavalona
