מכשיר כללי ועקרון הפעולה של OI. עקרון הפעולה של מערכת הקירור במנוע. עבודה של מנוע בנזין. ניתוח מפורט

ל מנהל:

מכוניות וטרקטורים

מכשיר כללי ועבודות מנוע

על ידי אופי זרימת העבודה מנועי בוכנה בעירה פנימיתMeable ברוב המכוניות מחולקים למנועים עם היווצרות תערובת חיצונית והצתה של תערובת אוויר גופנית מציצת חשמל (קרבורטור וגז) ומנועים עם ערבוב פנימי והצתה של תערובת של דחיסה (מנועי דיזל).

במנועי קרבורטור, תערובת דליקה המורכבת מאדים של בנזין ואוויר מוכנה מחוץ לצילינדרים, במקרבורט; במנועים הפועלים על גז נוזלי או דחוס, תערובת גז עם האוויר מוכנה גם מחוץ לצילינדרים, במיקסר. במנועים דיזל, התערובת הדליקה נוצרת בתוך צילינדרים על ידי הזרקה בהם, השפעה עצמית בורים טמפרטורה גבוהה דחוס צילינדרים אוויר.

מצית ומהירות גבוהה מנועי קרבורטור חלים לרוב על מכוניות נוסעים ו משאיות קיבולת טעינה נמוכה; מנוע דיזל - על משאיות של קיבולת טעינה כבדה (לדוגמה, MaZ -500, Kamaz, Krazg256, Belaz-540).

תערובת הדלק של גזים של גזים בצילינדר הוא טמפרטורות ולחץ גבוה. הרחבת, גזים להזיז את הבוכנה ולהפוך את גל ארכובה דרך מוט חיבור. אז גזים בילה מוסרים מן הצילינדר, והוא שוב מלא תערובת דלק טרי (במנועי דיזל).

הצילינדר מלא תערובת דליקה (אוויר) וטהר גזי פליטה דרך שני חורים סגורים על ידי שסתומים.

בוכנות המחוברות על ידי מוטות עם cranks פיר, נע צילינדרים, ולאחר מכן הוסרו מן הציר של כננת, ולאחר מכן להתקרב אליו (איור 1).

העמדה והסרה המקסימלית של הבוכנה מציר הארכובה נקראת נקודת המתים העליונה (NMT), והמצב של ההסרה המינימלית הוא החלק התחתון של הנקודה המתה (NMT). המרחק נסע בוכנה בין הנקודות המת נקרא בוכנה. גודל המעבר בוכנה שווה לשני כננת רדיו. עבור כל שבץ של בוכנה, גל ארכובה פונה למחצה (180 °). התהליך המתרחש בגליל שבץ אחד של הבוכנה נקרא טקט.

תאנה. 1. עמדות בוכנה:
ו - ב נקודה המתים העליונה (NMT); ב - בתחתית הנקודה המתים (NMT); VH - נפח עבודה; VC - נפח של חדר הבעירה; S - שבץ בוכנה

נפח מעל הבוכנה הממוקם NTC נקרא נפח של החדר הבעירה VC.

החלל שפורסם על ידי הבוכנה נעה מ- NMT ל- NMT נקרא נפח VH עובד. סכום של חדר הבעירה ואת נפח העבודה הוא נפח מלא של ה- FC + VA גליל.

במנועים רב צילינדרים, כמות הכרכים של עבודה של כל צילינדרים נקרא מנוע המלטה.

מכוניות מחולקות לתוך litters על microllates (עד 1.0 L), קטן (מעל 1.0 ל 1.7 ליטר), המלטה הממוצע (מעל 1.7 ל 3 ליטר) ו litters גדול (מעל 3.0 ליטר).

אחד מ אינדיקטורים חשובים המנוע הוא מידת דחיסה E, אשר נקבע על ידי היחס של נפח הכולל של גליל לנפח של חנוון בעירה E \u003d VF VFT. מידת דחיסה של מנועי קרבורטור מודרנית היא בתוך 6 ... 10.

עם עלייה במידת הדחיסה, הכוח והיעילות של המנוע עולה. עם זאת, האפשרות להגדיל את מידת הדחיסה מוגבלת על ידי תכונות פיסיקוכימיות של דלק, בפרט מספר אוקטן שלה.

ארבעה מחזור חובה מנוע קרבורטור מורכב מהשעונים הבאים: מפרצון, דחיסה, שבץ עבודה (שרפה - הרחבה), שחרור.

מִפרָצוֹן. בוכנה נע מ - NMT אל NMT, שסתום הכנסה פתוח, ואקום נוצר בצילינדר, כתוצאה מתערובת דליקה נכנסת לתוכו, אשר מעורבב עם גזים בילה שנותרו ב כמות קטנה ב צילינדר מן המחזור הקודם, ויוצר תערובת עבודה. הטמפרטורה של התערובת בסוף הכנסה היא 100 ... 130 ° C, ואת הלחץ הוא כ 70 ... 80 KPA (0.7 ... 0.8 kgf / cm2). על דיאגרמת אינדיקטור, תהליך הכנסה מתואר על ידי hectare הלינית.

דְחִיסָה. בוכנה נע מ NMT ל NTC. שני השסתומים סגורים, תערובת העבודה דחוסה, כתוצאה של אשר הטמפרטורה שלה עולה ואת אידוי של בנזין משופרת.

בסוף הטקט של דחיסה, הלחץ ב גליל עולה ל 800 ... 1200 KPA (8 ... 12 kgf / cm2), הטמפרטורה של התערובת מגיע 280 ... 480 ° C. על דיאגרמת המחוון, תהליך הדחיסה מוצג על ידי קו AU.

עבודה (שרפה - הרחבה). תערובת העבודה ב צילינדר הוא דלוק על ידי ניצוץ חשמלי ו כוויות ב 0.001 ... 0.002 s, הדגשת מספר גדול של נעים. שני השסתומים סגורים. טמפרטורת הבעירה מעל 2000 מעלות צלזיוס, והלחץ הוא 3.5 ... 4.0 mpa (35 ... 40 kgf / cm2). על דיאגרמת המחוונים, תהליך הבעירה מתואר CZ קו.

תחת פעולה של לחץ גז, בוכנה נע ל - NMT, מסתובב גל ארכובה דרך מוט חיבור. בתהליך ההתרחבות בשל האנרגיה הפנימית של הדלק המחויב עבודה מכנית. בסוף ההתרחבות, הלחץ בטייל טיפות ל 300 ... 400 KPA (3 ... 4 KGF / CM2), ואת הטמפרטורה פוחתת ל 800 ... 1100 ° C. בתרשים המחוון, תהליך הרחבת הגזים מאופיין בקו ZB.

לְשַׁחְרֵר. שסתום פליטה נפתח. הבוכנה נע ל - NTC ומנקה את הצילינדר מבני הפליטה, דוחף אותם לאטמוספירה. הלחץ בצילינדר עד סוף השחרור טקט מופחת ל 105 ... 115 KPA (1.05 ... 1.15 KGF / CM2), ואת הטמפרטורה היא עד 300 ... 400 ° C. על דיאגרמה אינדיקטור, תהליך של הפקת גזי פליטה מתוארת לינוס Br.

תהליך העבודה ארבעה שבץ מנוע תמורה לארבעה שבץ בוכנה, כלומר לשני סיבובים ארכובה. מבין ארבעת המגביר, כוח העבודה הוא הראשי, שלושת הנותרים הם עזר. לָכֵן מנוע צילינדר יחיד זה עובד לא אחידה. כדי להבטיח את מדים של סיבוב של גל ארכובה, מנועי הרכב מיוצרים עם כמה צילינדרים.

ארבעה מחזור פעולת דיזל. בצילינדרים של דיזל ארבע-שבץ, אותו עקבות להתרחש כמו צילינדרים של ארבעה שבץ Carburetor מנוע: מפרצון, דחיסה, עבודה לעבודה, לשחרר.

מִפרָצוֹן. בוכנה עוברת ל- NMT ובאמצעות השסתום הפתוח של הצילום מלא באוויר.

דְחִיסָה. בוכנה נע מ NMT ל VTC ועם שסתומים סגורים, האוויר הוא דחוס בצילינדר.

מנוע דיזל גבוה מזה של מנוע קרבורטור, מידת הדחיסה (E \u003d 15 ... 20) וכתוצאה מכך מעל הלחץ (3.0 ... 3.5 mpa, או 30 ... 35 kgf / CM2) וטמפרטורה (600 ... 700 ° C) סוף הדחיסה.

עובד. בסוף טקט דחיסה בצילינדר דרך הזרבובית מוזרק תחת לחץ גבוה (10 ... 20 mpa, או 100 ... 200 KGF / CM2) דלק קטן מצופה כבד נוצר עם תערובת אוויר, שהוא הצעה עצמית תחת פעולה של טמפרטורת אוויר דחוסה גבוהה, הדגשת הרבה חום . כתוצאה מכך, הטמפרטורה של צילינדר עולה ל 1800 ... 2000 מעלות צלזיוס, ואת הלחץ הוא עד 5 ... 6 mpa (50 ... 60 kgf / cm2). תחת פעולה של כוח לחץ גז, בוכנה נע ל - NMT, מפנה את גל ארכובה.

לְשַׁחְרֵר. הבוכנה נע אל ה- NTT, דוחפת את גזי הפליטה לאטמוספרה דרך שסתום הפליטה הפתוח.

עבור בוכנה מנועי בעירה פנימית, RIM הוא ממוצע של 0.85.

המומנט תלוי במילוי של גליל של תערובת דליקה, אשר, עם הגדלת תדירות הסיבוב של גל ארכובה, משופרת לגבולות מסוימים, עם עלייה נוספת בתדירות הסיבוב, מילוי צילינדרים של תערובת דליקה מתדרדר ואת מומנט נופל.

בעת ניתוח והשוואה מנועי שונים ליהנות מאפיינים מהירות גבוהה שלהם (איור 2) - גרפים של התלות של הכוח האפקטיבי של NE, מומנט ואת צריכת הדלק הספציפי של GE מ את המהירות של גל ארכובה מנוע.

מן המאפיין ברור כי עם הפתיחה המלאה של החנק ( שסתום מצערת) הכוח הגבוה ביותר של Ne של מנוע זה הוא כ 110 קילוואט (150 l.), מושגת ב 3200 דקות 1. המומנט הגדול ביותר של המנוע הוא 400 NR (40 KGF), ואת הצריכה הספציפית הקטנה ביותר של דלק GE, כלומר, כמות הדלק הנצרך עבור כל יחידת כוח במשך שעה אחת היא 326 גרם / אה. KW-H (240 גרם / ה. s. ח).

מנגנונים עיקריים ומערכות מנוע. מנוע הבעירה הפנימית מורכב משני מנגנונים עיקריים - ארכובה חיבור והפצה גז - ומערכות - קירור, סיכה, אספקת חשמל. מנועי קרבורטור יש, בנוסף, מערכת ההצתה.

מנגנון החיבור בארכובה תופס את כוחו של הלחץ של הגזים והופך את הקו הישר, התנועה הדדית של הבוכנה בתנועה הסיבובית של גל ארכובה.

מנגנון ההפצה של הגז מיועד לצריכה בזמן לתוך גליל של תערובת טרה דליקה (מנועי קרבורטור) או אוויר (מנועי דיזל) וגז פליטה מתוך זה.

מערכת הקירור לוקח חום מחלקי מנוע חימום. זה יכול להיות נוזלי (ברוב המנועים המקומיים) או אוויר (ממז-968).

תאנה. 2. המהירות המאפיינת של מנוע ZIL -130.

מערכת סיכה משמשת כדי להפחית חיכוך בין חלקי מנוע, קירור אותם ולהסיר ללבוש מוצרים.

מערכת החשמל מבטיחה את ההכנה של תערובת דליקה להאכיל אותו לתוך צילינדרים מנוע (קרבורטור וגז מנועי), כמו גם הסרת מוצרי הבעירה של צילינדרים.

מערכת ההצתה משמשת להציתת תערובת העבודה בצילינדרים המנוע באמצעות ניצוץ חשמלי.

על פי השיטה של \u200b\u200bערבוב והצתה של דלק, מנועי הבעירה הפנימית בוכנה מחולקים לשתי קבוצות:
- עם ערבוב חיצוני והצתה בכפייה מנצרט חשמלי (קרבורטור וגז);
- עם היווצרות תערובת פנימית והצתה ממגע עם אוויר, מחומם מאוד בצילינדר על ידי דחיסה גבוהה (מנועי דיזל).

ל Atientral: - מכוניות וטרקטורים

- יחידת כוח אוניברסלית המשמש כמעט בכל סוגי התחבורה המודרנית. שלושה אסירים קרניים במעגל, מילים "על כדור הארץ, מים ובשמים" - סימן מסחרי ומוטו של החברה מרצדס בנץאחד היצרנים המובילים של מנועי דיזל ודנל. מכשיר מנוע, היסטוריה של יצירתו, סוגים בסיסיים ופיתוח לקוחות פוטנציאליים - סיכום החומר הזה.

קצת היסטוריה

העיקרון של הפיכת התנועה ההדדית לתוך הסיבוב, באמצעות שימוש במנגנון חיבור קרנק הידוע מאז 1769, כאשר הצרפתי ניקולס יוסף קימו הראה את העולם במכונית האדים הראשונה. כנוזל עובד, המנוע השתמש במים אדי, היה כוח נמוך ופרץ את המועדונים של עשן שחור, דוהה. יחידות כאלה שימשו כמפעלי חשמל במפעלים, מפעלים, קיטור ורכבות, המודלים הקומפקטיים קיימים בצורת קריו-פוסה טכנית.

הכול השתנה כרגע, בחיפוש אחר מקורות חדשים, האנושות הפנתה את מבטו אל נוזל אורגני - שמן. במים, כדי להגדיל את מאפייני האנרגיה של מוצר זה, מדעי וחוקרים, ערכו ניסויים על זיקוק וזיקוק, ולבסוף יש חומר לא ידוע - בנזין. נוזל שקוף זה עם גוון צהבהב נשרף ללא היווצרות של פיח ופיח, הדגשת הרבה יותר גדול משמן גולמי, כמות האנרגיה התרמית.

בערך באותו זמן, אטיין Lenoire בנה את מנוע הבעירה הפנימית הגז הראשון, אשר פעל על תוכנית שני שבץ, פטנט ב 1880.

בשנת 1885, המהנדס הגרמני גוטליב דיימלר, בשיתוף עם היזם וילהלם Maibach, פיתח מנוע בנזין קומפקטי, לאחר שנה כבר מצא את השימוש בו במודלים הראשונים של מכוניות. רודולף דיזל, עובד בכיוון של הגדלת היעילות של מערכת הבעירה הפנימית (מנוע הבעירה הפנימית), בשנת 1897 הציע ביסודו ערכת חדשה הצתה דלק. הדלקת במנוע נקרא לכבוד המעצב הגדול והממציא, מתרחשת עקב חימום של נוזל העבודה במהלך דחיסה.

וב- 1903 הרים האחים רייט את המטוס הראשון שלהם באוויר, מצויד מנוע דלק Wright טיילור, עם מזרק פרימיטיבי תוכנית אספקת דלק.

איך זה עובד

מכשיר המנוע הכללי והעקרונות הבסיסיים של עבודתו יובנו בעת לימוד המודל החד-פעמי של צילינדר.

כלכלן כזה מורכב:

• תאי שריפה;
• בוכנה המחוברת אל גל ארכובה באמצעות מנגנון חיבור ארכובה;
• מערכת האכלה והצתה של דלק ותערובת אוויר;
• שסתום כדי להסיר מוצרי הבעירה ( גזי פליטה).

בעת הפעלת המנוע, הבוכנה מתחילה את הנתיב מן הנקודה המתה ביותר (NTC) לתחתית (NMT), בשל סיבוב של גל ארכובה. לאחר שהגיע לנקודה התחתונה, היא משנה את כיוון התנועה ל- NTC, ואילו תערובת הדלק והאוויר מתבצעת לתא הבעירה. העברת בוכנה דוחס טלוויזיות כאשר הנקודה העליונה מגיעה למערכת הצתה אלקטרונית מצית את התערובת. מתרחבת במהירות, שריפת בזוגי בנזין שהושלכו את הבוכנה לנקודה המתה התחתונה. לאחר שעבר חלק מסוים של הנתיב, הוא פותח את שסתום הפליטה שדרכו גזים חמים לעזוב את חדר הבעירה. העברת הנקודה התחתונה, הבוכנה משנה את כיוון התנועה ל - VMT. במהלך תקופה זו, גל ארכובה עשה אחד.

הסברים אלה יהיו מובנים יותר בעת צפייה בסרטון על פעולת מנוע הבעירה הפנימית.

סרטון זה מציג את המכשיר והפעלה של מנוע המכונית.

שתי טאקא.

החיסרון העיקרי של תוכנית שני שבץ, שבו תפקידו של אלמנט חלוקת הגז מנגן את הבוכנה, הוא אובדן החומר העובד בזמן הסרת גזי פליטה. ואת מערכת הטיהור הכפייה דרישות מוגברות ההתנגדות החום של שסתום הפליטה מובילה לעלייה במחיר המנוע. אחרת להשיג כוח גבוה ואת עמידות יחידת החשמל אינה אפשרית. היקף היישום העיקרי של מנועי דומה הוא mopeds ואופנועים זולים, מנועים סירה ותחנת דלק.

ארבעה טאקא.

החסרונות המתוארים נטולים של ארבעה שבץ מנוע, בשימוש בטכניקה "חמורה" יותר. כל שלב של המבצע של מנוע כזה (כניסת תערובת, דחיסה, שבץ עבודה ושחרור גזי פליטה) מתבצע באמצעות מנגנון הפצת גז.

הפרדת השלבים של עבודת המנוע היא מותנית מאוד. האינרציה של גזי הפליטה, התרחשות של מערבולות מקומיות וזרימה לאחור באזור שסתום פליטה מובילה לחפיפה הדדית בזמן הזרקת תערובת הדלק והסרת מוצרי הבעירה. כתוצאה מכך, נוזל העבודה בחדר הבעירה מזוהם על ידי גזים בילה, כתוצאה של פרמטרים של הבעירה של הרכבה דלק, הפחתת העברת החום, טיפות הכוח.

הבעיה נפתרה בהצלחה על ידי סינכרון מכני של צריכת שסתומי פליטה עם גל ארכובה פונה. במילים פשוטות, הזרקת הדלק ותערובת האוויר לתוך החדר הבעירה יתרחשו רק לאחר הסרה מלאה של גזי פליטה וסגירת שסתום פליטה.

אבל המערכת הזאת ניהול הפצת גז גם יש חסרונות שלה. מצב אופטימלי של מבצע מנוע (צריכת דלק מינימלית וכוח מקסימלי) ניתן להשיג בטווח צר למדי של גל ארכובה.

פיתוח של ציוד מחשוב והכנסת יחידות בקרה אלקטרוניות איפשרו בהצלחה לפתור משימה זו. מערכת הבקרה האלקטרומגנטית להפעלת שסתומי DVS מאפשרת לטוס, בהתאם למצב הפעלה, בחר במצב הפצה גז אופטימלי. תוכניות אנימציה ווידאו מיוחדים יאפשרו להבנה של תהליך זה.

על בסיס הווידאו, לא קשה להסיק כי מכונית מודרנית זה כמות גדולה כל מיני חיישנים.

סוגי DVS.

מכשיר המנוע הכללי נשאר ללא שינוי מספיק הרבה זמן. ההבדלים העיקריים מתייחסים לסוגי הדלק המשמשים, מערכות הכנה של תערובת הדלק והאוויר ותוכניות ההצתה.
שקול שלושה סוגים עיקריים:

1. קרבורטור בנזין;
2. זריקה בנזין;
3. דִיזֶל.

דביר Carburetor DVS.

הכנת הומוגנית (הומוגנית בהרכב שלה), תערובת הדלק והאוויר מתרחשת על ידי ריסוס דלק נוזלי בזרימת האוויר, העוצמה של אשר מוסדר על ידי מידת הסיבוב של המצערת. כל פעולות הכנה תערובת מתבצעים מחוץ לחדר הבעירה במנוע. היתרונות של מנוע קרבורטור הוא היכולת להתאים את הרכב תערובת הדלק "על הברך", פשטות של תחזוקה ותיקון, הזול היחסי של העיצוב. החיסרון העיקרי הוא גדל צריכת הדלק.

התייחסות היסטורית. מנוע ראשון הסוג הזה נבנה ופטנט בשנת 1888 הממציא הרוסי אויגלב קוסטוביץ '. המערכת הנגדית מסודרת אופקית ונעה כלפי בוכנות זה, עדיין משמשת בהצלחה בעת יצירת מנועי בעירה פנימית. המכונית המפורסמת ביותר שבה שימש מנוע הבעירה הפנימית הוא חיפושית פולקסוואגן.

DVS מזרק DVS.

הכנת PVS מתבצעת בחדר הבעירה של המנוע, על ידי ריסוס הדלק חרירי מזרק. בקרת הזרקה מתבצעת על ידי יחידה אלקטרונית או במחשב המשולב של המכונית. תגובה מיידית של מערכת הבקרה כדי לשנות את אופן הפעולה של המנוע מבטיחה את יציבות העבודה ואת צריכת הדלק האופטימלית. החיסרון הוא המורכבות של העיצוב, מניעה והזמנת אפשריים רק בתחנות תחזוקה מיוחדות.

דיזל DVS.

הכנת תערובת הדלק והאוויר מתרחשת ישירות בתא הבעירה במנוע. בסוף מחזור דחיסת האוויר, אשר נמצא בצילינדר, הזרבובית מבצעת את הזרקת הדלק. מתרחשת הצתה בשל מגע עם מחמם יתר על המידה בתהליך של דחיסה על ידי אוויר אטמוספרי. רק לפני 20 שנה, מנועים דיזל נמוכים שימשו כיחידות כוח של ציוד מיוחד. הופעתה של טכנולוגיית Turbocharge פתחה אותם את הדרך לעולם של מכוניות הנוסעים.

דרכים לפיתוח נוסף של DVS

עיצוב חשב אף פעם לא עומד עדיין. כיוונים עיקריים פיתוח עתידי ושיפור מנועי הבעירה הפנימית - הגדלת העלות האפקטיבית ומזעור של חומרים מזיקים לאקולוגיה כחלק גזי פליטה. השימוש בתערובות דלק שכבות, בניית DVS משולב היברידית - רק את השלבים הראשונים של נתיב ארוך.