Loe Kodus: 8 Häbiväärset Küsimust Selle Kohta, Kuidas Sisepõlemismootor Töötab

2023 Autor: Natalie MacDonald | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:55

Tundub, et me kõik teame, et enamiku meie teedel sõitvate autode kapoti all on sisepõlemismootorid. Mida aga tegelikult tähendab sõna "sisepõlemismootor"? Kuidas see töötab, miks on vaja klappe, silindreid ja mis on nukkvõll? Vastame kaheksale lihtsale ja sugugi mitte piinlikule küsimusele sisepõlemismootori kohta

Kogume kõik selle tsükli materjalid sildi alla lugeda maju

Alustuseks mõned formaalsused: sisepõlemismootor on mootor, mis muudab kütuse põlemise energia mehaaniliseks tööks. Ja sõna "sisemine" tähendab, et põlemine toimub töökambris (silindris) sees mootor. Kuidas muidu, küsite? Lihtne: aurumootorid kasutavad näiteks kütuse põlemisel tekkivat soojust vedeliku soojendamiseks, mis töö tegemiseks muutub auruks. Sellised mootorid liigitatakse "välispõlemismootoriteks". Kas see on loogiline?

Kuidas sisepõlemismootor kütuse energiat täpselt kasutab?

Ta põletab selle ära - seepärast see sisepõlemismootorile ja ökoloogidele ei meeldi. Põlemine toimub mootori südames - õõnes silinder, mille maht võib selle sees liikuva kolvi tõttu muutuda. Kütus - õigemini kütuse-õhu segu - põleb väga kiiresti, praktiliselt plahvatab. Põlemisel tekib palju gaasi, mis muutub silindris kitsaks - ja juba selle rõhk sunnib kolvi jõuga liikuma asendist, kui silindri maht on minimaalne (seda nimetatakse "üliseks surnuks"). maksimaalse helitugevuseni, mis on saavutatud "alumises surnud punktis" (NMT).

Ja selle protsessi jätkumiseks tuleb järjestikku läbi viia ühe tsükli neli etappi, nn "puugid": 1) silindri täitmine seguga (sisselaskeava), 2) segu kokkusurumine, 3) töötamine käik (põlemine) ja 4) paisutatud gaaside vabastamine. Nelja käiguga liigub kolb kaks korda TDC-st BDC-sse ja tagasi.

Automootoris on tavaliselt rohkem kui üks silinder - enamasti on neid neli, kuus või kaheksa, paigutatud järjestikku, V-kujuliselt või üksteise vastas. Neid on muidugi 10, 12 ja isegi 16, kuid need on juba erijuhud. Silindrite arv, nende maht, kokkusurumisaste (maksimaalse mahu ja minimaalse suhe) määravad mootori sellised omadused nagu võimsus, tõukejõud ja maksimaalsed võimalikud pöörded.

Tsüklilöögid mööduvad igas silindris järjestikku - seega teeb 4-silindrilise mootori puhul üks väntvõlli iga poole pöörde üks kolvid töötava käigu ja ülejäänud tegelevad sel ajal muude asjadega.

Kuid kolb läheb üles ja alla - kuidas sisepõlemismootor rattaid pöörleb?

Kolvide translatiivse liikumise (üles ja alla) pöörlemiseks tõlkimiseks on mootori sees väntvõll. Kolvid läbi kangide (neid nimetatakse ühendusvardadeks) suruvad väntvõlli kaelale (sektsioonidele), nihutatuna selle telje suhtes - nii nagu inimene surub jalgratta pedaale, sundides ketiratas käiku pöörlema, mis seejärel seab veorattaga ühendatud kett liikvel.

Väntvõlli pöörlemise ühtlustamiseks on selle külge kinnitatud massiivne ketas (hooratas). Ja mõnedes mootorites pöörlevad koos väntvõlliga spetsiaalsed tasakaaluvõllid, mis vähendavad mootori sisemuses tekkivate kütuseplahvatuste tõttu paratamatult tekkivaid vibratsioone.

Kuidas satub kütus silindrisse, mis peab survetaktil olema tihe?

Selleks on igal silindril sisselaske- ja väljalaskeklapp. Esimene avaneb sisselaskekäigul - sel hetkel liigub kolb alla ja aitab kütusesegu silindrisse imeda. Väljalaskeklapp avaneb viimasel käigul, kui kolv hakkab pärast tööjõudu tõusma ülemisse surnud punkti ja surub heitgaasid läbi avatud augu, tehes ruumi uuele kütusekogusele.

Enamikus kaasaegsetes mootorites ei ole kahte ventiili, vaid neli (mõnel on viis) - seda tehakse selleks, et täita silinder ühe hooga suures koguses segu ja vabaneda heitgaasidest kiiremini ja tõhusamalt.

Nukkvõll (või mitu võlli) vastutab ventiilide kolbidega sünkroniseerimise eest. Nukkvõllidel on spetsiaalsed paksendused (nukid), kui võll pöörleb, suruvad nad klappidele ja avanevad. Niipea kui nukkvõll lakkab klapil vajutamast, naaseb see vedru mõjul suletud olekusse. Nukkvõll pöörleb väntvõllist täpselt kaks korda aeglasemalt, tehes ühe pöörde nelja silindrilöögiga ning klapi avamise järjekorda ja kestust reguleerib sellel asuvate nukkide asukoht ja suurus.

Mis kütust sisepõlemismootor kasutab?

Kaasaegsed autod kasutavad tavaliselt ühte kahest kütuseliigist - bensiini või diislikütust (diislikütust). Vastavalt sellele jagatakse mootorid bensiini ja diislikütusteks. Kuid selleks, et mootor normaalselt töötaks, on vaja rangelt määratletud kütusekogust, mis sõltub koormusest ja kiirusest. Ja ta vajab ka õhku - ilma selleta ei põle silindrites bensiini ega diislikütust. Sisepõlemismootori toitesüsteem on toiteallikas - see mõõdab kütuse ja õhu vajalikke osi, segab neid ja toidab neid sisselaskeavani.

Mis vahe on bensiini- ja diiselmootoritel?

Muide, kuidas kütusesegu valmistatakse ja nendes mõõdetakse. Bensiinimootori tööd reguleerib õhuhulk, mille elektrivarustussüsteem silindritesse juhib - gaasi vajutades avab juht sisselaskeava juures drosseli (drosseli), teatades mehhanismist oma soovist minna kiiremini, see tähendab mootori võimsuse suurendamiseks. Mootorit juhtiv elektroonika hindab andurite näitude põhjal, kui palju õhku siseneb sisselaskeava, arvutatakse ja mõõdetakse vajalik bensiinikogus, mis seejärel segatakse õhuga enne silindrisse sisenemist või otse selles. Saadud segu süttib seejärel säde - väike kunstlik välk, mille tekitab silindrisse paigaldatud süüteküünal. Varastel autodel oli elektrisüsteem täiesti mehaaniline.

Diiselmootoris reguleerib pöördeid ja tagasilööki ainult diislikütuse kogus, mis süstitakse silindrisse tohutu rõhu all, pihustatakse väikesteks tilkadeks. Õhu sisselaskeava ei piirdu siibritega, kuid seda surutakse silindris palju rohkem kui bensiinimootoris. Sellest alates on segu väga kuum ja süttib ilma sädemeteta. Seepärast öeldakse diiselmootorites süütamist survest.

Mis juhtub põlemissaadustega?

Heitgaasi käigul surub kolb silindrist välja gaasid, mis tekivad kütuse põlemisel ja olles juba teinud kasulikke töid. Kuid te ei saa neid kohe atmosfääri lasta. Nad on väga kuumad, "sülitavad" välja väga sageli ja suure kiirusega. Seetõttu on heitgaasid kõrvulukustavalt valjud. Nende rahustamiseks vajavad nad summutit - metallist kasti, mille sees on torud ja vaheseinad, mis moodustavad teel labürindi. Summuti läbimisel kaotavad heitgaasid energiat - need aeglustuvad, jahtuvad ja lähevad peaaegu vaikselt väljalasketoru kaudu õue. Kaasaegsetes autodes juhitakse gaase ka katalüüsmuunduri kaudu - selles muundatakse kõige mürgisemad põlemisproduktid vähem kahjulikeks (näiteks süsinikmonooksiidiks - süsinikdioksiidiks). Ja alles siis satuvad nad atmosfääri.

Ja insenerid mõtlesid välja, kuidas heitgaaside energiat ära kasutada. Selleks paigaldatakse mootori väljalaskeavasse turbolaadur (labadega ratas), mis pöörleb väga kiiret gaasivoolu. Turbiin pöörab omakorda kompressoriratast, mis pumpab mootorisse õhku. Mida rohkem õhku (ja seega ka kütust) silindritesse satub, seda suurem võib olla mootori võimsus.

Kas sisepõlemismootor kasutab kogu kütuse energiat?

Paraku ei - ka kõige täiuslikum mootor teeb enamat kui lihtsalt kasulikku tööd. Osa põleva kütuse energiast kulub mootori enda soojendamiseks. Kuid ta ei saa olla liiga kuum, vastasel juhul ei pea detailid vastu ega varise kokku. Seetõttu tuleb mootorit jahutada. Selle kuumimad osad pestakse spetsiaalse jahutusvedelikuga, mis seejärel pumbatakse radiaatorisse (jahutisse), kus see annab atmosfääri liigseid kraadi ja naaseb uuesti mootorist soojenema ja uuesti jahtuma. Vedeliku ringlust süsteemi kaudu hoiab veepump (pump) ja vajalikku temperatuuri reguleerib termostaat.

Mida vajab mootor veel normaalseks tööks?

Esiteks õli. See on vajalik liikuvate osade määrimiseks - see vähendab hõõrdumist ja seega ka kulumist. Õli mootori (korpuse) põhjast võtab õlipump - kanalite ja torude süsteemi kaudu juhitakse see väntvõllile ja nukkvõllile, ventiilidele ja kolbidele ning seejärel, olles kõik olulised komponendid määrinud, voolab õli tagasi süvendisse. Sealt, kus see uuesti välja pumbatakse.

Mootor vajab ka … elektrit. Bensiin - segu süttimiseks silindrites. Ja mis tahes sisepõlemismootori käivitamiseks on vaja vähemalt ühte väntvõlli pööret - seda teostab väike elektrimootor (starter). Elektroonika kontrollib kaasaegsete mootorite tööd. Ja autol on ka lambid, esituled, muusika, elektriaknad … Seetõttu ei saa auto hakkama ilma generaatorita, mis toodab elektrit (seda juhib mootori rihm) ja aku, mis akumuleerib üleliigset elektrit.

Umbes nii töötab ükski auto sisepõlemismootor. Kuigi tänapäevased üksused on loomulikult palju keerukama disainiga. Need on varustatud turbolaaduriga, nende efektiivsust suurendatakse põlemisprotsessi optimeerimise teel, nukkvõllid, ventiilid ja drosselklapid on ilma jäetud … Kuid sellest rohkem, tõenäoliselt mõni teine aeg.