Montapolttomoottori: määritelmä, luokitus ja toimintaperiaate

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:38

Yli sadan vuoden ajan maailmassa kaikkien pyörillä varustettujen ajoneuvojen päävoimayksikkö on ollut mäntäpolttomoottori. 1900-luvun alussa ilmestynyt ja höyrykoneen korvaava polttomoottori on 2000-luvulla edelleen kannattavin moottorityyppi taloudellisuuden ja tehokkuuden kann alta. Katsotaanpa tarkemmin, miten tämän tyyppiset polttomoottorit toimivat, miten se toimii, mitä muut mäntämoottorit ovat.

Määritelmä, ICE-ominaisuudet

Tieteen ja tekniikan kehityksen aikana polttomoottoreiden suunnittelua on parannettu jatkuvasti. Moottorit onnistuivat todistamaan tehokkuutensa. Näin ilmestyivät mäntäpolttomoottorit ja alalajina kaasutin- ja ruiskutusmoottorit. Dieselmoottorit, pyörivä mäntä- ja kaasuturbiiniyksiköt voidaan erottaa toisistaan.

bensiinijäätelöt

Perinteinen mäntämoottori on varustettu polttokammiolla. Tämä on sylinteri moottorilohkon sisällä. Polttoaineen palaessa vapautuu energiaa, joka sitten muunnetaan kampiakselin mekaaniseksi liikkeeksi. Mäntien, jotka vaikuttavat kiertokankien järjestelmään ja kampiakseliin, translaatioliikkeen vuoksi vauhtipyörää pyöritetään. Voit oppia lisää suunnittelusta vastaavasta GOST-mäntäpolttomoottorista.

Kaasuttimen polttomoottori eroaa siitä, että polttoaineen ja ilman toimiva seos valmistetaan erityisessä laitteessa - kaasuttimessa. Seos ruiskutetaan sylintereihin tyhjöllä. Sitten se sytytetään sytytystulpalla.

Injection ICE on nykyaikaisempi muotoilu. Tässä sähköjärjestelmässä on perinteisen mekaanisen laitteen sijaan elektroniset suuttimet. He ovat vastuussa tarkan polttoainemäärän ruiskuttamisesta suoraan moottorin sylintereihin.

Diesel ICEs

Dieselmäntäpolttomoottorilla on tiettyjä rakenteellisia ja perustavanlaatuisia eroja bensiinikäyttöisiin polttomoottoreihin verrattuna.

Jos kynttilän kipinää käytetään sytytykseen bensiinikoneessa, niin dieselmoottoreissa toimii eri periaate eikä kynttilöitä ole paitsi hehku. Dieselpolttoaine tulee sylintereihin suuttimien kautta, sekoittuu ilman kanssa ja sitten koko seos puristuu, minkä seurauksena se lämpenee palamislämpötilaan.

Roottorimäntä

Pyörivä mäntämoottori välttämätöneroaa perinteisestä ICE:stä. Kaasut vaikuttavat erikoisosiin ja elementteihin. Joten kaasujen vaikutuksesta liikkuva roottori liikkuu erityisessä kammiossa, joka on kuvion kahdeksan muotoinen. Kammio suorittaa mäntien, ajoituksen ja kampiakselin toimintoja. Kamera on muotoiltu kahdeksaan.

Yhdistetyt yksiköt

Kaasuturbiinin polttomoottoreissa lämpöenergia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi erityisten siipillä varustetun roottorin pyörimisen ansiosta. Tämä roottori käyttää turbiinin akselia.

Erikoismäntä- ja yhdistetyt polttomoottorit (ja nämä ovat kaasuturbiinimoottorit ja pyörivät moottorit) voidaan kirjata turvallisesti punaiseen kirjaan. Nykyään vain japanilainen Mazda valmistaa pyörivää mäntämoottoria. Crysler tuotti kerran kokeellisen sarjan kaasuturbiinipolttomoottoreita, mutta tämä tapahtui 60-luvulla, eikä yksikään autonvalmistajista ole palannut tähän ongelmaan tähän päivään mennessä.

Neuvostoliitossa kaasuturbiinipolttomoottoreita asennettiin tankkeihin ja maihinnousualuksiin, mutta sielläkin päätettiin myöhemmin luopua tämän mallin yksiköistä.

ICE-laite

Moottori on yksi mekanismi. Se koostuu sylinterilohkosta, kampimekanismin osista, ajoitusmekanismista, ruiskutus- ja pakojärjestelmästä.

Palokammio sijaitsee sylinterilohkon sisällä, jossa polttoaine-ilmaseos sytytetään suoraan ja palamistuotteet aktivoivat mäntiä. Kammen avullamekanismi, polttoaineen palamisenergia siirtyy kampiakselille. Ajoitusmekanismi on välttämätön imu- ja pakoventtiilien oikea-aikaisen avaamisen ja sulkemisen varmistamiseksi.

Toimintaperiaate

Kun moottori käynnistetään, polttoaineen ja ilman seos ruiskutetaan sylintereihin imuventtiilin kautta ja syttyy sytytysjärjestelmän synnyttämästä sytytystulpassa olevasta kipinästä. Palamisen aikana muodostuu kaasuja. Kun lämpölaajeneminen tapahtuu, ylipaine saa männän liikkumaan ja pyörittää siten kampiakselia.

Mäntämoottorien toiminta on syklistä. Mäntäpolttomoottorin syklissä voi olla kahdesta neljään jaksoa. Syklit moottorin käytön aikana toistuvat useita satoja kertoja minuutissa. Joten kampiakseli voi pyöriä jatkuvasti.

Kaksitahti ICE

Kun moottori käynnistyy, mäntää käyttää kampiakselin pyöriminen. Kun mäntä saavuttaa alakuolokohdan ja alkaa liikkua ylöspäin, sylinteriin syötetään polttoaine-ilmaseosta.

Kun mäntä liikkuu ylöspäin, se alkaa puristaa seosta. Kun mäntä saavuttaa yläasennon, syntyy kipinä. Polttoaine-ilma-seos syttyy palamaan. Laajentuessaan kaasut painavat männän alas.

Tällä hetkellä avautuu poistoventtiili, jonka kautta palamistuotteet voivat poistua kammiosta. Sitten taas saavuttaessaan pohjakuolokohdan mäntä aloittaa matkansa TDC:hen. Kaikki nämä prosessit tapahtuvat yhdessä kampiakselin kierrossa.

Milloinmäntä aloittaa uuden liikkeen, imuventtiili avautuu ja uusi osa polttoaine-ilmaseosta korvaa pakokaasut. Koko prosessi alkaa alusta. Kaksitahtinen mäntäpolttomoottori tekee vähemmän liikkeitä kuin nelitahtinen. Pienempi kitkahäviö, mutta tuottaa enemmän lämpöä.

Kaasunjakelumekanismi on korvattu männällä. Männän liikkuessa sylinterilohkon imu- ja pakoaukot avautuvat ja sulkeutuvat. Nelitahtimoottoriin verrattuna kaasunvaihto kaksitahtisessa moottorissa on suuri haittapuoli. Tehokkuus ja teho menetetään, kun pakokaasuja vapautuu.

Tästä kaksitahtimäntäisten polttomoottoreiden puutteesta huolimatta niitä käytetään mopoissa, skoottereissa, perämoottoreina ja moottorisahoissa.

Nelitahtinen polttomoottori

Nelitahtisessa ICE:ssä ei ole kaksitahtisen moottorin haittoja. Tällaiset moottorit on asennettu useimpiin autoihin ja muihin laitteisiin. Pakokaasujen sisään- ja poisto on erillinen prosessi, eikä siihen ole yhdistetty puristusta, vaikka mäntäpolttomoottori toimii seoksen sytytyksestä. Moottorin toiminta synkronoidaan kaasunjakomekanismilla - venttiilit avautuvat ja sulkeutuvat synkronisesti kampiakselin nopeuden kanssa. Polttoaineseoksen sisäänotto suoritetaan vasta pakokaasujen täydellisen poistumisen jälkeen.

Polttomoottorien edut

Kannattaa aloittaa suosituimmista moottoreista - rivissänelisylinteriset yksiköt. Etuja ovat tiiviys, kevyt paino, yksi sylinterikansi, hyvä huollettavuus.

Kaikista polttomoottoreista voidaan erottaa myös bokserimoottorit. Ne eivät ole kovin suosittuja monimutkaisemman suunnittelun vuoksi. Niitä käytetään pääasiassa kilpa-autoissa. Eduista - erinomainen ensisijainen ja toissijainen tasapainotus ja siten pehmeä työ. Kampiakseliin kohdistuu vähemmän rasitusta. Tämän seurauksena tehohäviö on vähäinen. Moottorin painopiste on matalalla ja auto ajelee paremmin.

Kuusisylinteriset rivimoottorit ovat täydellisesti tasapainotettuja, ja itse yksikkö toimii erittäin tasaisesti. Sylinterien suuresta määrästä huolimatta tuotantokustannukset eivät ole kovin korkeat. Voit myös korostaa ylläpidettävyyttä.

Polttomoottorien haitat

Mentapolttomoottoreiden suurin haittapuoli ei edelleenkään ole myrkyllisyys ja melu, vaan huono hyötysuhde. Polttomoottorissa vain 20 % energiasta kuluu varsinaiseen mekaaniseen työhön. Kaikki muu kuluu lämmitykseen ja muihin prosesseihin. Moottorit vapauttavat ilmakehään myös haitallisia aineita, kuten typen oksideja, hiilimonoksidia ja erilaisia aldehydejä.