Bensiinimoottori: toimintaperiaate, laite ja valokuva

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:43

Bensiinimoottorit ovat yksi yleisimmistä kaikkien muiden autoihin asennettavien joukossa. Huolimatta siitä, että nykyaikainen voimayksikkö koostuu monista osista, bensiinimoottorin toimintaperiaate on hyvin yksinkertainen. Osana artikkelia tutustumme laitteeseen ja polttomoottorin toimintaperiaatteeseen.

Laite

Bensiinimoottorit luokitellaan polttomoottoreiksi. Polttokammioiden sisällä esipuristettu polttoaine-ilmaseos sytytetään kipinän avulla. Kaasua käytetään säätämään moottorin tehoa. Sen avulla voit säätää palotilaan tulevan ilman määrää.

Katsotaanpa tarkemmin minkä tahansa polttomoottorin kaikkien pääkomponenttien rakennetta. Jokainen voimayksikkö koostuu sylinterilohkosta, kampimekanismista, sylinteri-mäntäryhmän osista, kaasunjakomekanismista, voitelu- ja jäähdytysjärjestelmästä sekä voimajärjestelmästä. Moottori ei myöskään voi toimia ilman sähkölaitteita. Kaikki nämä järjestelmät ja komponentit ovat vuorovaikutuksessa keskenään moottorin käytön aikana.

Moottorin sylinterilohko

Sylinterilohko on minkä tahansa moottorin pääosa. Se on yksiosainen valurauta- tai alumiinivalettu. Lohkossa on sylintereitä ja massa erilaisia kierrereikiä lisälaitteiden ja muiden laitteiden kiinnitystä varten. Elementissä on koneistetut tasot sylinterinkannen ja muiden osien kiinnitystä varten.

Lohkon suunnittelu riippuu suuresti sylintereiden lukumäärästä, polttokammioiden sijainnista ja jäähdytysmenetelmästä. Yhdessä lohkossa voidaan yhdistää 1-16 sylinteriä. Samaan aikaan lohkot, joissa sylinterien lukumäärä on pariton, ovat vähemmän yleisiä. Niistä nyt valmistetuista malleista löytyy 3-sylinteriset polttomoottorit. Useimmissa lohkoissa on 2, 4, 8, 12 ja joskus jopa 16 sylinteriä.

Moottorit, joissa on sylintereiden lukumäärä 1–4, eroavat toisistaan polttokammioiden sijoittelussa peräkkäin. Niitä kutsutaan rivimoottoreiksi. Jos sylintereitä on enemmän, ne sijaitsevat lohkossa kahdessa rivissä tietyssä kulmassa. Tämä mahdollisti kokonaismittojen pienentämisen, mutta tällaisten lohkojen valmistustekniikka on monimutkaisempi.

Voidaan erottaa vielä yksi lohkotyyppi. Niissä polttokammiot sijaitsevat kahdessa rivissä 180 asteen kulmassa. Nämä ovat niin sanottuja boxer-moottoreita. Tämän tyyppisen bensiinimoottorin toimintaperiaate ei eroa perinteisistä polttomoottoreista. Niitä löytyy useammin moottoripyöristä, mutta on myös niillä varustettuja autoja.

Jäähdyksen os alta voiterottaa kahden tyyppiset järjestelmät. Tämä on neste- ja ilmajäähdytys. Sylinterilohkon suunnitteluominaisuudet riippuvat valitusta jäähdytysjärjestelmästä. Ilmajäähdytteinen yksikkö on paljon yksinkertaisempi kuin vesijäähdytteinen. Polttokammiot eivät tässä tapauksessa kuulu lohkoon.

Nestejäähdytteinen yksikkö on paljon monimutkaisempi. Suunnittelu sisältää jo palokammiot. Sylinterien metallilohkon päälle asetetaan jäähdytysvaippa, jonka sisällä jäähdytysneste pakotetaan kiertämään, mikä poistaa lämmön osista. Polttomoottorin lohko ja jäähdytysvaippa ovat yksi.

Sylinterilohkon yläosa on peitetty päällä. Se muodostaa suljetun tilan, jossa polttoaineen palamisprosessi tapahtuu. Sylinterinkannen rakenne voi olla yksinkertainen tai monimutkaisempi.

Kammen mekanismi

Tämä kokoonpano, joka on myös kiinteä osa moottoria, on välttämätön mäntien edestakaisen liikkeen muuntamiseksi kampiakselin pyörimisliikkeiksi. Pääosa tässä on kampiakseli. Se on liitetty liikkuvasti moottorilohkoon. Tämän liikkuvuuden ansiosta akseli voi pyöriä akselinsa ympäri.

Kampiakselin toiseen päähän on kiinnitetty vauhtipyörä. Se on tarpeen vääntömomentin siirtämiseksi kampiakselilta vaihteistoon. Nelitahtisen bensiinimoottorin toimintaperiaate tarjoaa kaksi kampiakselin kierrosta puolikierrosta kohti hyödyllisellätyö. Loput syklit vaativat käänteisen toiminnan - tämän vauhtipyörä tarjoaa. Koska sillä on melko suuri paino, se pyörittää kineettisen energian vuoksi kampiakselia valmistelujaksojen aikana.

Vauhtipyörän kehän ympärillä on erityinen rengas. Tämän solmun avulla voit käynnistää moottorin käynnistimellä. Kampiakselin toisella puolella on öljypumpun hammaspyörä ja ajoitusvaihde. Myös kääntöpuolella on laippa, johon hihnapyörä on kiinnitetty.

Kokoonpano sisältää myös kiertokanget. Niiden avulla voit siirtää voimaa männistä kampiakselille ja päinvastoin. Kiertokangot on myös kiinnitetty liikkuvasti kampiakseliin. Sylinterilohkon, kampiakselin ja kiertokankien pintojen välillä ei ole suoraa kosketusta - nämä osat toimivat liukulaakereiden kautta.

Sylinteri-mäntäosa

Tämä osa on sylintereitä tai vuorauksia, mäntiä, männänrenkaita ja tappeja. Näihin yksityiskohtiin perustuu bensiinimoottorin toimintaperiaate. Täällä kaikki työ tehdään. Polttoaine poltetaan sylintereissä ja vapautunut energia muunnetaan kampiakselin pyörimiseksi. Palaminen tapahtuu sylintereiden sisällä, jotka suljetaan toisa alta sylinterinkannen ja toisa alta mäntien avulla. Mäntä liikkuu vapaasti sylinterin sisällä.

Bensiinimoottorin toimintaperiaate ei perustu pelkästään polttoaineen palamiseen, vaan myös ilma-polttoaineseoksen puristamiseen. Tämän varmistamiseksi tarvitaan tiiviys. Se saadaan männänrenkaista. Jälkimmäiset estävät polttoaineseoksen ja palamistuotteiden pääsyn männän ja palamistuotteiden väliinsylinteri.

GRM (kaasun jakelumekanismi)

Tämän mekanismin päätehtävä on polttoaineseoksen tai polttoaineen oikea-aikainen syöttäminen sylintereihin. Ajoitus tarvitaan myös pakokaasujen poistamiseen.

Kaksitahtinen jakohihna

Jos tarkastellaan kaksitahtisen bensiinimoottorin toimintaperiaatetta, siinä ei ole ajoitusmekanismia sellaisenaan. Täällä polttoaineseoksen ruiskutus ja pakokaasujen vapautuminen suoritetaan sylinterin teknisten ikkunoiden kautta. Ikkunaa on kolme - tulo, ulostulo, ohitus.

Kun mäntä liikkuu, se avaa tai sulkee tämän tai toisen ikkunan. Sylinteri on täytetty polttoaineella, myös kaasut poistetaan. Tällaisella kaasunjakomekanismilla ei tarvita lisäosia. Siksi kaksitahtimoottoreiden sylinterinkansi on yksinkertainen. Sen tehtävänä on vain varmistaa maksimaalinen tiiviys.

4-tahtinen jakohihna

4-tahtimoottori on varustettu täydellisellä ajoitusmekanismilla. Polttoaine ruiskutetaan tässä tapauksessa venttiileihin liittyvien sylinterinkannen reikien kautta. Kun pakokaasuja on syötettävä tai poistettava, vastaavat venttiilit avautuvat ja sulkeutuvat. Jälkimmäinen voidaan avata ja sulkea nokka-akselin avulla. Siinä on erikoiskamerat.

Virtajärjestelmä

Tämän järjestelmän päätehtävänä on valmistaa polttoaineseos ja varmistaa sen syöttäminen edelleen polttokammioihin. Suunnittelu on hyvin riippuvainen auton bensiinimoottorin toimintaperiaatteesta.

Bensimoottoreissa voi olla kahdentyyppisiä polttoainejärjestelmiä - kaasutin ja ruiskutus. Ensimmäisessä tapauksessa seoksen valmistukseen käytetään kaasutinta. Se sekoittaa, annostelee ja toimittaa polttoaineen ja ilman seoksen polttokammioihin. Ruiskutussuutin ruiskuttaa polttoainetta paineen alaisena polttoainekiskoon, josta bensiiniä tulee suuttimien kautta sylintereihin.

Ruiskutusautoissa bensiinimoottorin tehojärjestelmän toimintaperiaate on erilainen, minkä ansiosta annostus on tarkempi. Lisäksi ruiskutussuuttimessa oleva ilma sekoitetaan imusarjan bensiiniin. Suutin, toisin kuin kaasutin, ruiskuttaa polttoainetta paremmin.

Dieselmoottoreiden polttoainejärjestelmä on erilainen. Tässä ruiskutus suoritetaan erikseen jokaiselle sylinterille. Jakohihna syöttää vain ilmaa polttokammioihin. Järjestelmä sisältää säiliön, suodattimet, polttoainepumput, putket.

Voitelujärjestelmä

Bensiinipolttomoottorin toimintaperiaate sisältää osien kitkan. Voitelujärjestelmän ansiosta hankauspintojen väliset pikset vähenevät. Osiin muodostuu öljykalvo, joka suojaa pintoja suor alta kosketukselta. Järjestelmä koostuu pumpusta, kampikammiosta öljyn varastointia varten, suodattimesta sekä voitelukanavista moottorilohkossa.

Turboahdin

Nykyaikaiset autot on varustettu pienillä, vähätilauksisilla moottoreilla, mutta monissa niistä on riittävästi tehoa. Se saadaan turbiinien avulla. Bensiinimoottorin turbiinin toimintaperiaate perustuu pakokaasujen käyttöön. Kaasut pyörivätturbiinin juoksupyörä, joka paineistaa ilmaa polttokammioihin. Mitä enemmän ilmaa, sitä enemmän polttoainetta syötetään, mikä tarkoittaa tehoa.

Jäähdytysjärjestelmä

Moottori lämpenee huomattavasti käytön aikana. Sylintereissä lämpötila voi nousta 800 asteeseen. Optimaalisen käyttölämpötilan ylläpitämiseksi tarvitaan jäähdytysjärjestelmä. Päätehtävänä on poistaa ylimääräinen lämpö sylintereistä, männistä ja muista osista.

Ilmajärjestelmä koostuu lohkossa olevista erikoispinnoista, jotka jäähdytetään puh altamalla niiden päälle ilmaa. Nestejärjestelmä tarjoaa jäähdytysvaipan, jossa pakkasneste kiertää. Se on suorassa kosketuksessa sylinterien ulkopinnan kanssa. Järjestelmä koostuu pumpusta, termostaatista, putkista johtoja varten, paisuntasäiliöstä ja termostaatista.

Sähkölaitteet

Tämän laitteiston ansiosta sähkö syötetään ajoneuvon sisäverkkoon. Sähköä tarvitaan sytytysjärjestelmän, käynnistimen ja muiden laitteiden toimintaan. Sähkölaitteita ovat akku, generaattori, käynnistin, anturit. Vaikka bensiini- ja dieselmoottorin toimintaperiaatteet poikkeavat toisistaan, sähkölaitteita on saatavana myös dieselmoottoriin.

Sytytysjärjestelmä

Tämä järjestelmä on käytettävissä vain bensiinimoottoreissa. Dieselmoottorissa polttoaineseos sytytetään puristamalla. Bensiinimoottorissa polttoaine ja ilma syttyvätkipinä, joka hyppää oikeaan aikaan kynttilän elektrodien väliin. Järjestelmä sisältää sytytyspuolan, jakajan, suurjännitejohdot, sytytystulpat, elektroniset laitteet.

Johtopäätös

Tässä kaikki laitteesta ja bensiinimoottorin toimintaperiaatteesta. Kuten näet, kaikki on hyvin yksinkertaista, sinun on vain ymmärrettävä fysiikan lakeja hieman.