Hur fungerar en förbränningsmotor? ICE - vad är det? Förbränningsmotor: egenskaper, diagram

De allra flesta bilar använder petroleumderivat som motorbränsle. När dessa ämnen brinner frigörs gaser. I ett trångt utrymme skapar de tryck. En komplex mekanism uppfattar dessa belastningar och omvandlar dem först till translationsrörelse och sedan till rotationsrörelse. Motorns funktionsprincip är baserad på detta inre förbränning. Därefter överförs rotationen till drivhjulen.

Kolvmotor

Vad är fördelen med en sådan mekanism? Vad gav du? ny princip drift av en förbränningsmotor? För närvarande är den utrustad inte bara med bilar, utan också med jordbruks- och lastfordon, tåglok, motorcyklar, mopeder och skotrar. Motorer av denna typ är installerade på militär utrustning: stridsvagnar, pansarvagnar, helikoptrar, båtar. Du kan också tänka på motorsågar, gräsklippare, motorpumpar, generatorstationer och annan mobil utrustning som använder dieselbränsle, bensin eller en gasblandning.

Innan uppfinningen av principen om inre förbränning brändes bränsle, ofta fast (kol, ved), i en separat kammare. För detta ändamål användes en panna för att värma vattnet. Ånga användes som den primära drivkraften. Sådana mekanismer var massiva och stora. De var utrustade med ånglok och motorfartyg. Uppfinningen av förbränningsmotorn gjorde det möjligt att avsevärt minska dimensionerna på mekanismer.

System

När motorn är igång sker ständigt ett antal cykliska processer. De måste vara stabila och klara inom en strikt definierad tidsperiod. Detta tillstånd säkerställer en oavbruten drift av alla system.

U dieselmotorer bränslet är inte förberett. Bränsleförsörjningssystemet levererar det från tanken och det tillförs under högt tryck till cylindrarna. Bensin är förblandat med luft längs vägen.

Funktionsprincipen för en förbränningsmotor är sådan att tändsystemet antänder denna blandning, och vevmekanismen tar emot, omvandlar och överför energin från gaserna till transmissionen. Gasdistributionssystemet frigör förbränningsprodukter från cylindrarna och för dem ut fordon. Samtidigt minskar avgasljudet.

Smörjsystemet låter de rörliga delarna rotera. Gnuggytorna värms dock upp. Kylsystemet säkerställer att temperaturen inte överskrider acceptabla gränser. Även om alla processer sker automatiskt måste de fortfarande övervakas. Detta tillhandahålls av styrsystemet. Den överför data till fjärrkontrollen i förarhytten.

En ganska komplex mekanism måste ha en kropp. Huvudkomponenterna och enheterna är monterade i den. Ytterligare utrustning för system som säkerställer att dess normala drift är placerad i närheten och monterad på avtagbara fästen.

Cylinderblocket rymmer vevmekanismen. Huvudbelastningen från de brända bränslegaserna överförs till kolven. Den är ansluten till vevaxeln med en vevstång, som omvandlar translationsrörelse till rotationsrörelse.

Blocket rymmer även en cylinder. Kolven rör sig längs sitt inre plan. Den har skåror i den för att rymma O-ringarna. Detta är nödvändigt för att minimera gapet mellan planen och skapa kompression.

Cylinderhuvudet är fäst på toppen av kroppen. En gasdistributionsmekanism är monterad i den. Den består av en axel med excenter, vipparmar och ventiler. Deras omväxlande öppning och stängning säkerställer intag av bränsle i cylindern och sedan utsläpp av avfallsförbränningsprodukter.

Cylinderblocket är monterat på botten av huset. Olja strömmar dit efter att den smörjer gnidningslederna på delar av komponenter och mekanismer. Det finns också kanaler inuti motorn genom vilka kylvätskan cirkulerar.

Principen för drift av förbränningsmotorn

Kärnan i processen är omvandlingen av en typ av energi till en annan. Detta inträffar när bränsle förbränns i det begränsade utrymmet i en motorcylinder. De frigjorda gaserna expanderar och övertryck skapas inne i arbetsutrymmet. Kolven tar emot den. Den kan röra sig upp och ner. Kolven är ansluten till vevaxeln med hjälp av en vevstake. Faktum är att dessa är huvuddelarna i vevmekanismen - huvudenheten som är ansvarig för att omvandla bränslets kemiska energi till axelns rotationsrörelse.

Funktionsprincipen för en förbränningsmotor är baserad på alternerande cykler. När kolven rör sig nedåt är arbetet gjort - vevaxeln roterar genom en viss vinkel. Ett massivt svänghjul är fäst i ena änden. Efter att ha fått acceleration fortsätter den att röra sig med tröghet, och detta vrider också vevaxeln. Vevstången trycker nu upp kolven. Han intar en arbetsställning och är åter redo att ta på sig energin från antänt bränsle.

Egenheter

Principen för drift av förbränningsmotorn personbilar oftast baserat på att omvandla energin hos bränd bensin. Lastbilar, traktorer och specialutrustning är huvudsakligen utrustade med dieselmotorer. Flytande gas kan också användas som bränsle. Dieselmotorer har inget tändsystem. Tändning av bränslet uppstår från trycket som skapas i cylinderns arbetskammare.

Arbetscykeln kan utföras i ett eller två varv vevaxel. I det första fallet inträffar fyra slag: bränsleintag och tändning, kraftslag, kompression och avgasutsläpp. En tvåtakts förbränningsmotor slutför en hel cykel på ett varv av vevaxeln. I det här fallet, i ett slag, sprutas bränsle in och komprimeras, och i det andra släpps tändning, kraftslag och avgaser ut. Rollen för gasdistributionsmekanismen i motorer av denna typ spelas av kolven. Den rör sig upp och ner och öppnar växelvis bränsleinlopps- och avgasutloppsfönstren.

Förutom kolvförbränningsmotorer finns det även turbin-, jet- och kombinerade förbränningsmotorer. Omvandlingen av bränsleenergi till framåtgående rörelse av fordonet utförs enligt olika principer. Utformningen av motorn och hjälpsystemen är också väsentligt annorlunda.

Förluster

Trots att förbränningsmotorn är pålitlig och stabil är dess effektivitet inte tillräckligt hög, som det kan tyckas vid första anblicken. I matematiska termer är verkningsgraden för en förbränningsmotor i genomsnitt 30-45%. Detta tyder på det mest Energin i det förbrända bränslet går till spillo.

De bästas effektivitet bensinmotorer kanske bara är 30 %. Och endast massiva, ekonomiska dieselmotorer, som har många ytterligare mekanismer och system, kan effektivt omvandla upp till 45% av bränsleenergin när det gäller kraft och användbart arbete.

Utformningen av en förbränningsmotor kan inte eliminera förluster. En del av bränslet hinner inte brinna och lämnar med avgaserna. En annan förlustpost är energiförbrukningen för att övervinna olika typer av motstånd under friktion av de sammankopplade ytorna på delar av komponenter och mekanismer. Och en annan del av det går åt till att aktivera motorsystem som säkerställer dess normala och oavbrutna drift.

Hittills förbränningsmotor (ICE) eller som det också kallas "aspirerad" - den huvudsakliga motortypen som används flitigt inom bilindustrin. Vad är ICE? Detta är en multifunktionell termisk enhet som med hjälp av kemiska reaktioner och fysikens lagar omvandlar bränsleblandningens kemiska energi till mekanisk kraft (arbete).

Förbränningsmotorer är indelade i:

1. Kolvförbränningsmotor.
2. Roterande kolv förbränningsmotor.
3. Gasturbin förbränningsmotor.

Kolvförbränningsmotorn är den mest populära bland ovanstående motorer, den har fått världsomspännande erkännande och har varit ledande inom bilindustrin i många år. Jag föreslår att vi ska titta närmare på enheten IS, såväl som principen för dess funktion.

Fördelarna med en kolvförbränningsmotor inkluderar:

1. Mångsidighet (används på olika fordon).
2. Hög nivå av batteritid.
3. Kompakta storlekar.
4. Rimligt pris.
5. Snabb uppstartsförmåga.
6. Lätt vikt.
7. Förmåga att arbeta med olika typer bränsle.

Förutom "fördelarna" har förbränningsmotorn ett antal allvarliga nackdelar, inklusive:

1. Hög vevaxelhastighet.
2. Hög ljudnivå.
3. För hög grad av toxicitet i avgaser.
4. Låg verkningsgrad (prestandakoefficient).
5. En liten serviceresurs.

Förbränningsmotorer De skiljer sig beroende på typ av bränsle, de är:

1. Bensin sådana.
2. Diesel.
3. Samt gas och alkohol.

De två sista kan kallas alternativa, eftersom de idag inte används i stor utsträckning.

En alkoholbaserad förbränningsmotor som går på vätgas är den mest lovande och miljövänliga den släpper inte ut "CO2", som är skadlig för hälsan, till atmosfären, som finns i avgaserna. kolvmotorer inre förbränning.

Kolvförbränningsmotorn består av följande delsystem:

1. Vevmekanism (CSM).
2. Intagssystem.
3. Bränslesystem.
4. Smörjsystem.
5. Tändsystem (i bensinmotorer).
6. Avgassystem.
7. Kylsystem.
8. Styrsystem.

Motorkroppen består av flera delar, som inkluderar: cylinderblocket, samt cylinderhuvudet (cylinderhuvudet). Vevaxelns uppgift är att omvandla kolvens fram- och återgående rörelser till rotationsrörelser hos vevaxeln. Gasfördelningsmekanismen är nödvändig för förbränningsmotorn för att säkerställa ett snabbt intag av bränsle-luftblandningen i cylindrarna och samma snabba utsläpp av avgaser.

Insugningssystemet tjänar till att i tid tillföra luft till motorn, vilket är nödvändigt för bildandet av bränsle-luftblandningen. Bränslesystemet tillför bränsle till motorn samtidigt som dessa två system bildar en bränsle-luftblandning, varefter det tillförs genom insprutningssystemet in i förbränningskammaren.

Tändning av bränsle-luftblandningen sker tack vare tändsystemet (in bensinförbränningsmotorer), i dieselmotorer uppstår antändning på grund av kompression av blandningen och glödstift.

Smörjsystemet, som namnet antyder, tjänar till att smörja gnidningsdelar, vilket minskar deras slitage, ökar deras livslängd och tar bort temperaturen från deras ytor. Kylning av uppvärmda ytor och delar tillhandahålls av kylsystemet det tar bort temperaturen med hjälp av kylvätska genom dess kanaler, som passerar genom kylaren, kyls och upprepar cykeln. Avgassystemet säkerställer avlägsnande av avgaser från förbränningsmotorcylindrar genom, som är en del av detta system, minskar ljudet som åtföljs av utsläpp av gaser och deras toxicitet.

Motorstyrningssystem (i moderna modeller är detta ansvarigt elektronisk enhet styrenhet (ECU) eller omborddator) är nödvändig för elektronisk styrning av alla ovanstående system och för att säkerställa deras synkronisering.

Hur fungerar en förbränningsmotor?

Principen för drift av förbränningsmotornär baserad på effekten av termisk expansion av gaser, som uppstår under förbränningen av bränsle-luftblandningen, på grund av vilken kolven rör sig i cylindern. Arbetscykeln för en förbränningsmotor sker i två varv av vevaxeln och består av fyra takter, därav namnet - fyrtaktsmotor.

1. Det första slaget är intag.
2. Det andra är kompression.
3. Det tredje är arbetsdraget.
4. Den fjärde är release.

Under de två första slagen - insugnings- och kraftslagen, rör sig kolven nedåt, under de andra två, kompression och avgas - rör sig kolven uppåt. Arbetscykeln för varje cylinder är konfigurerad på ett sådant sätt att faserna inte sammanfaller, detta är nödvändigt för att säkerställa enhetlig drift av förbränningsmotorn. Det finns andra motorer i världen vars arbetscykel sker i bara två slag - kompression och kraftslag denna motor kallas en tvåtaktsmotor.

Under insugningstakten bildar bränsle- och insugssystemen en bränsle-luftblandning, som bildas i insugningsröret eller direkt i förbränningskammaren (allt beror på typen av design). I insugningsröret vid central och distribuerad insprutning av bensinförbränningsmotorer. I förbränningskammaren vid direktinsprutning i bensin- och dieselmotorer. Under öppningen av insugningsventilerna tillförs bränsle-luftblandningen eller luften till förbränningskammaren på grund av det vakuum som uppstår under kolvens nedåtgående rörelse.

Insugningsventilerna stänger under kompressionsslaget, varefter luft-bränsleblandningen i motorcylindrarna komprimeras. Under kraftslaget tvingas blandningen att antändas eller självantända. Efter förbränningen uppstår ett stort tryck i kammaren, som skapas av gaserna, detta tryck verkar på kolven, som inte har något annat val än att börja röra sig nedåt. Detta är kolvens rörelse i nära kontakt med vevmekanism driva vevaxeln som i sin tur genererar vridmoment som sätter igång bilens hjul.

"Avgasslaget", varefter avgaserna släpper ut förbränningskammaren och sedan avgassystemet och lämnar kylda och delvis renade i atmosfären.

Kort sammanfattning

Efter att vi har övervägt funktionsprincipen för en förbränningsmotor man kan förstå varför förbränningsmotorn har en låg verkningsgrad, som är cirka 40%. Medan användbar verkan sker i en cylinder, är de återstående cylindrarna, grovt sett, inaktiva, vilket ger den första följande slag: insug, kompression, avgas.

Det är allt för mig, jag hoppas att allt är klart för dig, efter att ha läst den här artikeln kan du enkelt svara på frågan om vad en förbränningsmotor är och hur en förbränningsmotor fungerar. Tack för din uppmärksamhet!

Uppfinningen av förbränningsmotorn gjorde det möjligt för mänskligheten att ta betydande steg framåt i utvecklingen. Nu motorerna som används för att prestera nyttigt arbete Den energi som frigörs vid bränsleförbränning används inom många områden av mänsklig verksamhet. Men dessa motorer är mest utbredda inom transport.

Alla kraftverk består av mekanismer, komponenter och system som, i samverkan med varandra, säkerställer omvandlingen av energi som frigörs vid förbränning av brandfarliga produkter till rotationsrörelse av vevaxeln. Det är denna rörelse som är hans nyttiga verk.

För att göra det tydligare bör du förstå driftsprincipen för förbränningskraftverket.

Funktionsprincip

När en brandfarlig blandning bestående av brandfarliga produkter och luft förbränns frigörs den mer kvantitet energi. Dessutom, i det ögonblick som blandningen antänds, ökar den avsevärt i volym, trycket vid antändningsepicentrum ökar, i själva verket inträffar en liten explosion med frigörandet av energi. Denna process tas som grund.

Om förbränningen sker i ett slutet utrymme kommer trycket som genereras under förbränningen att sätta tryck på väggarna i detta utrymme. Om en av väggarna görs rörlig, kommer trycket, som försöker öka volymen på det slutna utrymmet, att flytta denna vägg. Om du fäster någon form av stav på den här väggen kommer den redan att fungera mekaniskt arbete- när den rör sig iväg kommer den att trycka på det här spöet. Genom att koppla stången till veven, när den rör sig kommer den att tvinga veven att rotera i förhållande till sin axel.

Detta är principen för driften av en förbränningskraftenhet - det finns ett slutet utrymme (cylinderfoder) med en rörlig vägg (kolv). Väggen är ansluten med en stång (vevstång) till veven (vevaxeln). Sedan utförs den omvända åtgärden - veven, som gör ett helt varv runt axeln, trycker på väggen med stången och går tillbaka.

Men detta är bara principen för arbete med en förklaring av enkla komponenter. Faktum är att processen ser något mer komplicerad ut, eftersom du först måste se till att blandningen kommer in i cylindern, komprimera den för bättre antändning och även ta bort förbränningsprodukter. Dessa handlingar kallas takter.

Det finns totalt 4 åtgärder:

• intag (blandningen kommer in i cylindern);
• kompression (blandningen komprimeras genom att minska volymen inuti fodret med kolven);
• kraftslag (efter antändning trycker blandningen, på grund av sin expansion, ned kolven);
• frigöring (borttagning av förbränningsprodukter från patronen för att tillföra nästa del av blandningen);

Kolvmotorns slag

Av detta följer att endast arbetsslaget har en användbar effekt, de andra tre är förberedande. Varje slag åtföljs av en viss rörelse av kolven. Under insug och kraftslag rör sig den nedåt, och under kompression och utmattning rör sig den uppåt. Och eftersom kolven är ansluten till vevaxeln, motsvarar varje slag en viss rotationsvinkel för axeln runt axeln.

Implementeringen av cykler i motorn görs på två sätt. Den första är med en kombination av beats. I en sådan motor utförs alla slag i en hel rotation av vevaxeln. Det vill säga ett halvt knäna varv. axel, vid vilken kolven rör sig uppåt eller nedåt, åtföljt av två slag. Dessa motorer kallas 2-takts.

Den andra metoden är separata åtgärder. En rörelse av kolven åtföljs av endast ett slag. Som ett resultat, för att en hel arbetscykel ska inträffa, krävs 2 knäna varv. axeln runt axeln. Sådana motorer betecknas 4-takts.

Cylinderblock

Nu strukturen på själva förbränningsmotorn. Grunden för varje installation är cylinderblocket. Alla komponenter finns i den och på den.

Blockets designegenskaper beror på vissa förhållanden - antalet cylindrar, deras placering och kylningsmetod. Antalet cylindrar som kombineras i ett block kan variera från 1 till 16. Dessutom är block med ett udda antal cylindrar sällsynta av de motorer som för närvarande tillverkas, endast en- och trecylindriga enheter kan hittas. De flesta enheter kommer med ett par cylindrar - 2, 4, 6, 8 och mer sällan 12 och 16.

Fyrcylindrigt block

Kraftverk med 1 till 4 cylindrar har vanligtvis ett in-line cylinderarrangemang. Om antalet cylindrar är större, är de anordnade i två rader, med en viss positionsvinkel för den ena raden i förhållande till den andra, de så kallade kraftverken med V-läge cylindrar Detta arrangemang gjorde det möjligt att minska dimensionerna på blocket, men samtidigt är deras tillverkning svårare än med ett in-line-arrangemang.

Åtta cylinderblock

Det finns en annan typ av block där cylindrarna är anordnade i två rader och med en vinkel mellan dem på 180 grader. Dessa motorer kallas . De finns främst på motorcyklar, även om det också finns bilar med denna typ av kraftaggregat.

Men tillståndet för antalet cylindrar och deras placering är valfritt. Det finns 2-cylindriga och 4-cylindriga motorer med V-formad eller motsatt cylinderposition, samt 6-cylindriga motorer med ett radarrangemang.

Det finns två typer av kylning som används i kraftverk - luft och vätska. Beror på det designfunktion blockera. Den luftkylda enheten är mindre i storlek och strukturellt enklare, eftersom cylindrarna inte ingår i dess design.

Ett block med vätskekylning är mer komplext dess design inkluderar cylindrar, och en kylmantel är placerad på toppen av blocket med cylindrar. Vätska cirkulerar inuti den och tar bort värme från cylindrarna. I detta fall utgör blocket tillsammans med kylmanteln en helhet.

Blocket är täckt på toppen med en speciell platta - cylinderhuvudet (cylinderhuvud). Det är en av komponenterna som ger ett slutet utrymme där förbränningsprocessen äger rum. Dess design kan vara enkel, utan ytterligare mekanismer, eller komplex.

Vevmekanism

Inkluderad i designen av motorn säkerställer den omvandlingen av kolvens fram- och återgående rörelse i hylsan till vevaxelns rotationsrörelse. Huvudelementet i denna mekanism är vevaxeln. Den har en rörlig anslutning till cylinderblocket. Denna anslutning säkerställer rotation av denna axel runt sin axel.

Ett svänghjul är fäst vid ena änden av axeln. Svänghjulets uppgift är att överföra vridmoment från axeln vidare. Eftersom en 4-taktsmotor bara har ett halvt varv per två varv av vevaxeln, användbar åtgärd- arbetsslag, resten kräver omvänd verkan, som utförs av svänghjulet. Har betydande massa och roterar, på grund av dess kinetisk energi det ger rotation av knäna. skaft under förberedande slag.

Svänghjulscirkeln har en tandad ring, som används för att starta kraftverket.

På andra sidan av axeln finns ett drivhjul oljepump och gasfördelningsmekanism, samt en fläns för att fästa remskivan.

Denna mekanism inkluderar även vevstakar, som överför kraft från kolven till vevaxeln och tillbaka. Vevstängerna är också rörligt fästa vid axeln.

Ytor på cylinderblocket, knän. Axeln och vevstängerna kommer inte direkt i kontakt med varandra vid lederna mellan dem finns glidlager - foder.

Cylinder-kolv grupp

Denna grupp består av cylinderfoder, kolvar, kolvringar och stift. Det är i denna grupp som förbränningsprocessen äger rum och den energi som frigörs överförs för omvandling. Förbränning sker inuti fodret, som är stängt på ena sidan av blockhuvudet och på den andra av kolven. Själva kolven kan röra sig inuti fodret.

För att säkerställa maximal täthet inuti hylsan, kolvringar, som förhindrar att blandningen och förbränningsprodukterna läcker mellan fodrets och kolvens väggar.

Kolven är rörligt förbunden med vevstaken med hjälp av en tapp.

Gasdistributionsmekanism

Uppgiften med denna mekanism är att i tid tillföra den brännbara blandningen eller dess komponenter till cylindern, samt att ta bort förbränningsprodukter.

Tvåtaktsmotorer har ingen mekanism som sådan. I den utförs tillförseln av blandningen och avlägsnandet av förbränningsprodukter av tekniska fönster, som är gjorda i hylsans väggar. Det finns tre sådana fönster - inlopp, bypass och utlopp.

Kolven, som rör sig, öppnar och stänger ett eller annat fönster, och detta fyller hylsan med bränsle och tar bort avgaser. Användningen av sådan gasdistribution kräver inte ytterligare komponenter, därför är cylinderhuvudet på en sådan motor enkel och dess uppgift är bara att säkerställa cylinderns täthet.

4-taktsmotorn har en ventiltidsmekanism. Bränslet i en sådan motor tillförs genom speciella hål i huvudet. Dessa hål stängs med ventiler. När det är nödvändigt att tillföra bränsle eller ta bort gaser från cylindern, öppnas motsvarande ventil. Ventilernas öppning säkerställs av kamaxeln, som i rätt ögonblick trycker på den önskade ventilen med sina kammar och den öppnar hålet. Kamaxeln drivs från vevaxeln.

Kamrem och kedjedrift

Utformningen av gasdistributionsmekanismen kan variera. Motorer tillverkas med en nedre kamaxel (placerad i cylinderblocket) och en överliggande ventil (i cylinderhuvudet). Kraftöverföringen från axeln till ventilerna sker genom stänger och vipparmar.

Vanligare är motorer där både axel och ventiler är placerade i toppen. Med detta arrangemang är axeln också placerad i cylinderhuvudet och den verkar på ventilerna direkt, utan mellanliggande element.

Kraftsystem

Detta system säkerställer förberedelse av bränsle för vidare tillförsel till cylindrarna. Utformningen av detta system beror på bränslet som används av motorn. Huvudbränslet är nu separerat från olja, med olika fraktioner - bensin och diesel.

Bensinmotorer har två typer bränslesystem– förgasare och insprutning. I det första systemet utförs blandningsbildning i förgasaren. Den dispenserar och tillför bränsle till luftflödet som passerar genom den, sedan tillförs denna blandning till cylindrarna. Ett sådant system består av bränsletank, bränsleledningar, vakuumbränslepump och förgasare.

Förgasare system

Detsamma görs i insprutningsbilar, men deras dosering är mer exakt. Dessutom tillsätts bränsle i injektorerna till luftflödet som redan finns i insugningsröret genom munstycket. Detta munstycke finfördelar bränsle, vilket säkerställer bättre blandningsbildning. Insprutningssystemet består av en tank, en pump placerad i den, filter, bränsleledningar och en bränsleskena med injektorer installerade på insugningsröret.

För dieselmotorer levereras komponenterna i bränsleblandningen separat. Gasdistributionsmekanismen tillför endast luft till cylindrarna genom ventilerna. Bränsle tillförs cylindrarna separat, med insprutare och under högt tryck. Består av detta system från tanken, filter, högtrycksbränslepump (HPF) och insprutare.

Nyligen har det dykt upp insprutningssystem som fungerar enligt principen om ett dieselbränslesystem - en injektor med direktinsprutning.

Avgasborttagningssystemet säkerställer avlägsnande av förbränningsprodukter från cylindrarna och partiell neutralisering skadliga ämnen och minskat ljud när avgaser släpps ut. Den består av ett avgasgrenrör, en resonator, en katalysator (inte alltid) och en ljuddämpare.

Smörjsystem

Smörjsystemet minskar friktionen mellan motorns samverkande ytor genom att skapa en speciell film som förhindrar direktkontakt med ytorna. Dessutom tar den bort värme och skyddar motorelement från korrosion.

Smörjsystemet består av en oljepump, en oljebehållare - en panna, ett oljeintag, ett oljefilter och kanaler genom vilka oljan rör sig till gnidningsytorna.

Kylsystem

Att bibehålla optimal driftstemperatur under motordrift säkerställs av kylsystemet. Två typer av system används - luft och vätska.

Luftsystemet producerar kyla genom att blåsa luft över cylindrarna. För bättre kylning är kylflänsar gjorda på cylindrarna.

I vätskesystem kylning utförs av en vätska som cirkulerar i kylmanteln med direkt kontakt med ytterväggen på fodren. Detta system består av en kylmantel, en vattenpump, en termostat, rör och en radiator.

Tändsystem

Tändningssystemet används endast på bensinmotorer. På dieselmotorer antänds blandningen av kompression, så den behöver inte ett sådant system.

I bensinbilar utförs tändning av en gnista som hoppar i ett visst ögonblick mellan elektroderna på en glödstift installerad i cylinderhuvudet så att dess kjol är i cylinderns förbränningskammare.

Tändsystemet består av en tändspole, fördelare (fördelare), ledningar och tändstift.

Elektrisk utrustning

Denna utrustning förser fordonets ombordnät med elektricitet, inklusive tändsystemet. Denna utrustning startar även motorn. Den består av ett batteri, en generator, en startmotor, ledningar och olika sensorer som övervakar motorns funktion och tillstånd.

Detta är hela strukturen för en förbränningsmotor. Även om den ständigt förbättras, ändras inte dess funktionsprincip, bara enskilda komponenter och mekanismer förbättras.

Modern utveckling

Den huvudsakliga uppgiften som biltillverkarna kämpar med är att minska bränsleförbrukningen och utsläppen av skadliga ämnen till atmosfären. Därför förbättrar de ständigt matsystemet, resultatet är det senaste utseendet injektionssystem med direkt injektion.

Letar efter alternativa synsätt bränsle, den senaste utvecklingen i denna riktning är användningen av alkoholer och vegetabiliska oljor som bränsle.

Forskare försöker också etablera produktionen av motorer med en helt annan driftsprincip. Detta är till exempel Wankel-motorn, men hittills har det inte varit någon speciell framgång.

Funktionsprinciper för den enklaste förbränningsmotorn

Den här artikeln kommer att diskutera principerna för driften av de enklaste encylindrig motor inre förbränning. Denna motor tas för att förenkla konceptet med fysiska processer, för att förstå hur alla liknande motorer fungerar. Faktum är att allt är mycket mer komplicerat varje process har så många funktioner som specialister har, ja kunnig om jobbet motor uppstår ofta tvister i många frågor. Men alla bensinmotorer (motorer med positiv tändning) fungerar utifrån principer som först beskrevs av den tyske ingenjören Otto.

Motorn behövs för att förse bilen (om det inte är en stationär motor) med mekanisk energi. Motorn skapar denna energi. Men från skolfysikkursen vet vi att energi inte uppstår ur ingenting och inte försvinner spårlöst. Vad är källan mekanisk energi som genereras av motorn, vilken energi omvandlar den till mekanisk energi? Energikällan för en förbränningsmotor är energin från intermolekylära bindningar av kolvätebränsle som brinner i motorns cylindrar. Vid förbränning av kolvätebränsle bryts dessa bindningar med ett stort frigörande av termisk energi, som motorn omvandlar till mekanisk energi i form av rotationsrörelse.

De kemiska reaktionerna som uppstår vid bränsleförbränning kräver ett oxidationsmedel. För detta ändamål används syre som finns i den omgivande atmosfäriska luften. Luft är en blandning av gaser, syre i denna blandning är cirka 21%. En blandning av bränsle och luft brinner i motorcylindrarna. Helst kombineras alla kolvätemolekyler som matas in i cylindern, när de bränns, med alla syremolekyler som matas in i cylindern under en arbetscykel. Det vill säga, efter förbränningsprocessen bör inte en bränslemolekyl och inte en fri syremolekyl finnas kvar i motorcylindern.

Kemiska reaktioner under vilka alla aktiva substanser används fullständigt kallas stökiometriska. Under den stökiometriska processen måste cirka 14,7 kg luft användas för att fullständigt bränna alla molekyler i 1 kg bränsle. Detta är en idealisk process, men i verkligheten är det ganska svårt att säkerställa det när motorn fungerar i olika lägen, särskilt eftersom motorn i vissa lägen kommer att fungera stabilt endast om blandningen skiljer sig från den stökiometriska.

Efter att ha räknat ut var mekanisk energi kommer ifrån, låt oss börja studera principerna för motordrift. Som nämnts tidigare kommer arbetet att övervägas här fyrtaktsmotor förbränning enligt Otto-cykeln. Huvuddragen i Otto-cykeln är att luft-bränsleblandningen före antändning förkomprimeras och blandningen antänds från en extern källa - i moderna motorer endast med hjälp av en elektrisk gnista.

Under bildandet och utvecklingen av förbränningsmotorn uppfanns många olika konstruktioner och naturligtvis var motorn som fungerade enligt Otto-cykelns principer långt ifrån den enda. Bland motorerna med en fram- och återgående translationsrörelse av kolven kan man nämna en motor som arbetar på Atkinson-cykeln, och bland motorer med i en cirkulär rörelse kolven är mest känd roterande kolvmotor Wankel. Finns stort antal allmänt exotiska mönster. Men alla har inte fått bred praktisk tillämpning. Mer än 99,9% av för närvarande använda förbränningsmotorer fungerar på Otto-cykeln (i den här artikeln kommer detta också att inkludera dieselmotorer), som i sin tur är uppdelade i motorer med elektrisk blandningständning och dieselmotorer med kompressionständning av blandningen.

Driftsprinciperna för sådana motorer kommer att diskuteras i den här artikeln.

Både bensin- och dieselmotorer kan inte bara vara fyrtakts utan också tvåtaktsmotorer. För närvarande tvåtaktsmotorer används inte på en bil, så de kommer inte att beaktas i detta kapitel.

Innan vi överväger principerna för motordrift, låt oss överväga vilka huvuddelar den består av.

Huvuddelar av den enklaste förbränningsmotorn

1. Cylinder.
2. Kolv.
3. Förbränningskammare.
4. Vevstake.
5. Vevaxel.
6. Inloppskanal.
7. Inloppsventil.
8. Insugskamaxel.
9. Avgaskanal.
10. Avlastningsventil.
11. Avgaskamaxel.
12. Tändstift.
13. Bränsleinsprutare (ej visad).
14. Motorns svänghjul (ej visat).

1. Cylinder - grunden för motorn, det är i den som processen för bränsleförbränning sker, cylindern är det styrande elementet för kolvens rörelse.

2. Kolv - en del som rör sig i cylindern under påverkan av expanderande gaser eller under påverkan av en vevmekanism. Låt oss konventionellt anta att glidförbindelsen mellan kolven och cylinderväggarna är absolut tätad, det vill säga ingen gas kan läcka genom denna anslutning.

3. Förbränningskammare – utrymmet ovanför kolven när kolven är på den högsta punkten av sitt slag (TDC).

4. vevstake - detta är en stång som överför kraft från kolven till vevaxeln och omvänt från vevaxeln till kolven.

5. Vevaxel – tjänar till att omvandla kolvens fram- och återgående rörelse till rotationsrörelse, det är denna rörelse som är mest bekväm att använda.

6. Inloppskanal – kanalen genom vilken luft-bränsleblandningen kommer in i motorcylindern.

7. Inloppsventil – kopplar inloppskanalen till motorcylindern. Vi antar konventionellt att ventilen i stängt tillstånd är helt förseglad och i öppet tillstånd motstår den inte passagen av luft-bränsleblandningen in i motorcylindern.

8. Insugskamaxel – öppnar och stänger inloppsventilen vid rätt tidpunkt.

9. Utloppskanal – en kanal genom vilken avgaser släpps ut från motorn till atmosfären.

10. Avgasventil – kopplar avgaskanalen till motorcylindern. Vi antar konventionellt att ventilen i stängt tillstånd är helt förseglad och i öppet tillstånd motstår den inte passage av avgaser från motorcylindern.

11. Avgaskamaxel – öppnar och stänger avgasventilen vid rätt tidpunkt.

12. Tändstift – tjänar till att tända blandningen av tryckluft och bränsle vid önskad tidpunkt.

13. Bränsleinsprutare – tjänar till att finfördela bränsle i luften som kommer in i motorcylindern.

14. Motorns svänghjul – tjänar till den nödvändiga rörelsen av kolven på grund av tröghetskrafter under alla slag utom arbetsslaget.

- den punkt där kolven stannar när den ändrar riktningen för cylinderns uppåtgående rörelse till nedåtgående rörelse.

2 - Bottom Dead Center (BDC) - den punkt vid vilken kolven stannar när den ändrar riktningen för dess rörelse från cylinderns nedåtgående till uppåtgående rörelse.

3 - Kolvslag – sträckan som kolven tillryggalägger vid förflyttning från TDC till BDC eller vice versa.

4 - Motorslag – förflyttning av kolven från ett dödläge till ett annat. Under varje slag gör motorns vevaxel ett halvt varv (180º).

5 - Cykla – periodisk upprepning av fyra motorslag under drift. En hel motorcykel består av fyra slag och avslutas med två hela varv av vevaxeln (720º).

Funktionsprinciper för den enklaste encylindriga fyrtaktsmotorn:

1 - Sugslag
(luft-bränsleblandning kommer in i cylindern).

Inloppsventilen är öppen.
Avgasventil stängd.

Under påverkan av en yttre kraft (motorstartare, vev eller svänghjulströghet) överförd till kolven av en vevstång, rör sig kolven från TDC till BDC. Eftersom anslutningen mellan kolven och cylindern är helt tät bildas ett reducerat tryck (vakuum) i utrymmet ovanför kolven. Under påverkan av atmosfärstrycket börjar luft strömma in i motorcylindern genom insugningskanalen och den öppna insugningsventilen. Vid denna tidpunkt sprutar bränsleinsprutaren den erforderliga mängden bränsle in i den inkommande luften, vilket resulterar i att en brännbar luft-bränsleblandning kommer in i cylindern.

När kolven når BDC stänger insugningsventilen.

2 - Kompressionsslag.

Båda ventilerna är stängda.

Under påverkan av yttre kraft rör sig kolven från BDC till TDC. I detta fall komprimeras luft-bränsleblandningen i cylindern. Vid slutet av kompressionsslaget, när kolven når TDC-läget, är hela luft-bränsleblandningen i ett komprimerat tillstånd i förbränningskammaren.
Vid denna tidpunkt använder tändstiftet en elektrisk gnista för att antända blandningen av tryckluft och bränsle. I en dieselmotor sprutas fint finfördelat bränsle in i förbränningskammaren med hjälp av en bränsleinjektor. Som ett resultat antänds blandningen i båda fallen.

3 - Arbetsslag.

Båda ventilerna är stängda.

När luft-bränsleblandningen brinner i cylindern stiger temperaturen och, viktigast av allt, trycket kraftigt. Detta tryck pressar jämnt i alla riktningar, men väggarna i förbränningskammaren och cylindern är utformade för att motstå detta tryck. Och vattentrycket som utövas av de expanderande gaserna på kolven, vars botten är botten förbränningskammare, gör att kolven rör sig nedåt från TDC till BDC. Denna kraft överförs genom vevstaken till vevaxelns vev, som omvandlar kolvens translationsrörelse till rotationsrörelse.

När kolven når BDC öppnas avgasventilen.

4 - Släpp slag.

Inloppsventilen är stängd.
Avgasventilen är stängd.

Under påverkan av extern kraft som överförs till kolven genom vevstaken, rör sig kolven från BDC-läget till TDC-läget. Under denna rörelse tvingar kolven avgaser från cylindern genom den öppna avgasventilen in i avgasporten och sedan ut i atmosfären.

Och så tittade vi på hela motorcykeln, bestående av fyra slag. Denna cykel upprepas sedan i oändlighet tills motorn stängs av eller bilen får slut på bensin.

Du har säkert märkt att av fyra slag är bara ett användbart - arbetsslaget. Det är under detta beat som erforderlig energi. Alla andra åtgärder är hjälpmedel. Kanske en sådan design kanske inte verkar effektiv, men i alla avseenden har inget bättre uppfunnits ännu. Ja, det finns tvåtaktsmotorer där en hel cykel avslutas i ett varv på vevaxeln. Det finns en Wankel roterande kolvmotor, som inte har några fram- och återgående delar alls, men dessa konstruktioner har, trots vissa fördelar, sina egna nackdelar, så motorer som körs på fyrtakts Otto-cykeln har för närvarande en nästan exklusiv distribution i världen. Och ingen ersättning för dem väntas egentligen inom överskådlig framtid.

Dieselmotor.

Motorn, som uppfanns av den tyske uppfinnaren Rudolf Diesel, är mycket lik den tidigare beskrivna bensinmotorn i design och funktionsprinciper. Men det finns en betydande skillnad. I denna motor sker antändning av luft-bränsleblandningen inte med hjälp av en elektrisk gnista, utan på grund av bränslets kontakt med den heta luften i cylindern. Denna antändning av arbetsblandningen kallas kompressionständning. Varifrån kom den varma luften i cylindern, var värmdes den upp? Naturligtvis var det ingen som värmde upp honom med flit. Om du någon gång har pumpat upp ett cykel- eller bildäck med en handpump har du kanske märkt att pumpen börjar bli varm ganska snabbt. Och i allmänhet, från en skolfysikkurs är det känt att när de komprimeras värms alla gaser upp, och luft är inget annat än en blandning av gaser. Kompression av luft i en motor sker mycket snabbt, så vid slutet av kompressionsslaget har luften i cylindern på en dieselmotor en mycket hög temperatur(700 ÷ 900ºС).

Eftersom den fysiska processen skiljer sig något från den tidigare beskrivna bensinmotorn finns det vissa skillnader i designen av dieselmotorn. Den största skillnaden är mer hög grad kompression. Dieselmotorn har inget tändstift istället, en bränsleinsprutare sätts in direkt i cylinderhuvudet, det finns ingen bränsleinsprutare i insugningskanalen; Till skillnad från en bensinmotor, vars cylindrar får en blandning av bensin och luft under sugslaget, får dieselluftcylindrarna ren luft. När kolven når TDC under kompressionsslaget, innehåller förbränningskammaren i en dieselmotor tryckluft vid hög temperatur. Och medan blandningen antänds i en bensinmotor med hjälp av ett elektriskt tändstift, sprutas fint finfördelat dieselbränsle in i en dieselmotors förbränningskammare under högt tryck. När bränslet kommer i kontakt med varm luft i förbränningskammaren antänds det.

Kom ihåg de viktigaste skillnaderna mellan en dieselmotor och en bensinmotor.

1 – Bränslet i en dieselmotor antänds inte av en elektrisk gnista, utan genom att bränslet kommer i kontakt med luft vid hög temperatur.

2 – Justering av motorns vridmoment och effekt utförs genom att ändra kvaliteten, inte kvantiteten, på luft-bränsleblandningen, därför finns det ingen strypventil, som reglerar mängden luft som kommer in i motorcylindrarna. Det vill säga att vridmomentet ändras med mängden bränsleinsprutning utan att volymen av insugningsluften ändras.

Förväxla inte dieselmotorn med moderna bensinmotorer med direktinsprutning. I dessa motorer flyttas bränsleinsprutaren från insugsporten till motorhuvudet, men inte istället för tändstiftet, utan installeras tillsammans med det. I detta fall sprutar bränsleinsprutaren bränsle direkt in i cylindern.

Vi tittade på principerna för driften av den enklaste encylindriga motorn, vi förstod hur den mekaniska energin vi behöver uppstår, men för att förenkla förklaringen var vi tvungna att ta till många förenklingar. Till exempel öppnar eller stänger ventiler inte exakt vid TDC eller BDC. En bensinmotor tändstift antänder blandningen, eller en dieselmotor bränsleinsprutare pumpar inte bränsle in i cylindern exakt när kolven är vid TDC. Och motorn har oftast inte en, utan flera cylindrar, från 1 till 16 i bilindustrin, och inom flyget eller i flottan, påträffades motorer med 64 cylindrar. Men grunden för vilken motor som helst är cylindern.

Tidigare diskuterades några termer relaterade till motorcylindern, nu måste vi överväga dem mer i detalj och bekanta oss med några nya.

1. Vevradie.
Avståndet mellan axlarna på vevaxelns huvud- och vevstångsaxel.
Huvudtapparna är vevaxeltapparna i vilka axeln roterar i motorns cylinderblock.
Vevstakar är tapparna till vilka kolvvevstängerna är anslutna.
För att bilda veven förskjuts huvudtapparnas axel i förhållande till vevstångstapparnas axel.
Vevradien är en mycket viktig designparameter för motorn. Genom att ändra vevens radie kan du välja önskat förhållande mellan vridmoment och maximalt motorvarvtal, med konstant cylindervolym.

2. Kolvslag:
Kolvslaget, det vill säga avståndet mellan BDC och TDC, är lika med två gånger vevens radie.

3. Cylinderdiameter:
Detta är diametern på cylinderns inre hål. Vi antar konventionellt att kolvens diameter är lika med cylinderns diameter.
(Mättes vanligtvis i millimeter)

4. Cylinderförskjutning:
Cylinderns arbetsvolym är volymen som förskjuts av kolven vid förflyttning från BDC till TDC.
(Mättes vanligtvis i kubikcentimeter (cm³) eller liter.)
Cylinderns arbetsvolym är lika med produkten av kolvslaget och arean av kolvens botten.

5. Förbränningskammarens volym.
Detta är volymen utrymme ovanför kolven när kolven är vid TDC.
(Mättes vanligtvis i kubikcentimeter.)
Förbränningskammaren i de flesta motorer har en komplex form, så det är svårt att bestämma dess exakta volym med hjälp av en beräkningsmetod. För att bestämma volymen på förbränningskammaren används de olika metoder direkt mätning.

6. Den totala volymen av cylindern.
Detta är summan av förbränningskammarens volym och cylinderns arbetsvolym.
(Mättes vanligtvis i kubikcentimeter eller liter.)
Den totala volymen av en flercylindrig motor är lika med den totala volymen av en cylinder multiplicerat med antalet cylindrar i motorn.

7. Kompressionsförhållande.
Detta är förhållandet mellan cylinderns totala volym och förbränningskammarens volym. Med andra ord är detta förhållandet mellan cylinderns volym plus förbränningskammarens volym när kolven är vid BDC och volymen av utrymme som är belägen ovanför kolven när kolven är vid TDC.
(Dimensionslös enhet)

8. Förhållandet mellan cylinderdiameter och kolvslag:
Det är en mycket viktig parameter när man designar en förbränningsmotor. Motorer där kolvslaget är större än cylinderdiametern kallas långslag, motorer där kolvslaget är mindre än cylinderdiametern kallas kortslag.

Kompressionsförhållande värde.

Kompressionsförhållandet är en av de mycket viktiga tekniska indikatorerna för en förbränningsmotor, så vi kommer att överväga det mer i detalj. Generellt sett ökar en ökning av kompressionsförhållandet effektiviteten hos en förbränningsmotor, det vill säga när man bränner en lika stor volym bränsle producerar motorn mer mekanisk energi. Med en ökad grad av kompression rör sig bränslemolekylerna fysiskt närmare varandra. I detta fall har luft-bränsleblandningen en högre temperatur, vilket resulterar i bättre avdunstning av bränslepartiklar och deras mer enhetliga blandning med luft. För varje typ av bensin finns ett gränsvärde för kompressionsförhållandet. Ju högre oktantal för bensin, desto högre kompressionsförhållande som motorn kan arbeta med. Om det tillåtna kompressionsförhållandet och följaktligen temperaturen i förbränningskammaren överskrids, börjar motorn att fungera med detonation (spontan antändning av blandningen). Detonationsprocessen är ganska komplex, därför kommer vi i detta skede att begränsa oss till förståelsen att orsaken till detonation är felaktig förbränning av luft-bränsleblandningen. När en motor går med detonation minskar motoreffektiviteten kraftigt, och dessutom kan ökade stötbelastningar leda till att motorn förstörs. Kraftiga knackande ljud när motorn är igång är ett tecken på detonation. Detta driftläge är mycket skadligt för motorn.

Moderna elektroniska motorstyrningssystem har praktiskt taget eliminerat motordetonation, men de som har varit tvungna att köra bilar med motorer utan elektroniska system kontroll, kom ihåg att detonationsläget inträffade ganska ofta.

Tidigare användes speciella blybaserade tillsatser för att öka oktantalet i bensin. Användningen av dessa tillsatser gjorde det möjligt att öka kompressionsförhållandet till 12,5:1, men nu, enl. lagstiftande normer miljöskydd, på grund av att bly orsakar stor skada miljö, är användningen av blybaserade tillsatser förbjuden.

Kompressionsförhållandet för moderna bensinmotorer är 10:1 ÷ 11:1. Kompressionsförhållandet kan variera inte bara från kvaliteten på den bensin som är avsedd att användas, utan också från motorns design. Moderna motorer som har ett motorstyrningssystem med knackningssensor gör att kompressionsförhållandet kan ökas till 13:1.

Sådana styrsystem, genom att justera tändningstiden i varje enskild cylinder, baserat på information som tas emot från knackningssensorn, tillåter motorn att arbeta på gränsen till detonation, men tillåter det inte. Motorer med direktinsprutning av bensin i förbränningskammaren, på grund av karaktären hos de processer som sker i cylindern, kan också arbeta med ett högre kompressionsförhållande.

Eftersom bränsletändning i dieselmotorer uppstår på grund av uppvärmning av luften i cylindern, är kompressionsförhållandet för dieselmotorer högre än för bensinmotorer. Kompressionsförhållandet för dieselmotorer ligger i intervallet 14:1 ÷ 23:1. Motorer med forcerad luftinsprutning i cylindrarna (turboladdare eller mekanisk kompressor), både bensin och diesel, har ett lägre kompressionsförhållande jämfört med atmosfäriska motorer

. Detta beror på det faktum att det före starten av kompressionsslaget finns en stor mängd luft (och bränsle) i cylindern. För högt cylindertryck i slutet av kompressionsslaget kan förstöra motorn. Det har tidigare noterats att ökning av kompressionsförhållandet i allmänhet är ett mycket önskvärt fenomen, men i verkligheten är allt något mer komplicerat. En förbränningsmotor, speciellt en bilmotor, arbetar konstant med olika hastigheter och belastningar. Vetenskaplig forskning Fältet har visat att under vissa driftsförhållanden fungerar motorn mer effektivt med ett lägre kompressionsförhållande, och under andra driftsförhållanden kan kompressionsförhållandet ökas utan risk för motorskador. Vissa tillverkare har försökt skapa en motor med variabelt kompressionsförhållande under drift. En pionjär inom detta område, efter att ha uppnått märkbara resultat, var en svensk biltillverkare . Arbete i denna riktning utfördes även av andra biltillverkare. Men tills nu produktionsbilar med variabelt kompressionsförhållande finns inte tillgängliga på marknaden. Uppenbarligen kommer detta att vara nästa riktning för att förbättra effektiviteten hos förbränningsmotorn.

Tidigare diskuterades några termer som definierar motorns geometriska parametrar. Låt oss sedan komma ihåg några termer som definierar driften av en förbränningsmotor, både de enklaste encylindriga och mer komplexa motorerna.

1. Motorkraft.
   Mätt i kilowatt (kW) eller i de gamla, för några mer bekanta enheter, hästkrafter (hk)
2. Vridmoment.
   Det mäts i newton per meter (N m).
3. Specifik literkapacitet.
   Det mäts som förhållandet mellan den maximala motoreffekten och motorns cylindervolym (kW/liter)
4. Specifik vikt effekt.
   Den mäts genom förhållandet mellan den maximala motoreffekten och motorvikten (kW/Kg).
5. Bränsleeffektivitet.
   Det mäts som massan bränsle som måste användas för att generera effekt på en kilowatt per timme (g/kW*timme)
6. Rotationshastighet.
   Inom bilindustrin, liksom inom många andra teknikområden, mäts hastigheten (frekvensen) av vevaxelns rotation i varv per minut (rpm).

Under de senaste mer än hundra åren sedan uppfinningen av förbränningsmotorn (ICE) har antalet konstruktioner varit så stort att det inte bara är omöjligt att beskriva dem, utan helt enkelt ingen kan ens lista dem, och, i allmänhet finns det ingen sådan uppgift. Klart förstående allmänna principer drift av förbränningsmotorn (kortfattat beskrivet i den här artikeln), kan du förstå vilken design som helst.

E.N. Zhartsov

Den moderna förbränningsmotorn har kommit långt från sina förfäder. Den har blivit större, kraftfullare, mer miljövänlig, men samtidigt har driftprincipen, bilmotorns struktur och dess huvudelement förblivit oförändrade.

Förbränningsmotorer, som ofta används i bilar, är av kolvtyp. Denna typ av förbränningsmotor fick sitt namn på grund av dess funktionsprincip. Inuti motorn finns en arbetskammare som kallas en cylinder. Det brinner i henne arbetsblandning. När en blandning av bränsle och luft brinner i kammaren ökar trycket som kolven uppfattar. Under rörelse omvandlar kolven den mottagna energin till mekaniskt arbete.

Hur fungerar en förbränningsmotor?

De första kolvmotorerna hade bara en cylinder med liten diameter. I utvecklingsprocessen, för att öka kraften, ökades cylinderdiametern först och sedan deras antal. Efter hand fick förbränningsmotorer den form vi är bekanta med. Motor modern bil kan ha upp till 12 cylindrar.

En modern förbränningsmotor består av flera mekanismer och hjälpsystem, som för att underlätta förståelsen är grupperade enligt följande:

1. KShM - vevmekanism.
2. Timing är en mekanism för att justera ventiltid.
3. Smörjsystem.
4. Kylsystem.
5. Bränsleförsörjningssystem.
6. Avgassystem.

Även till förbränningsmotorsystem inkluderar elektriska start- och motorstyrsystem.

KShM - vevmekanism

KShM är huvudmekanismen för en kolvmotor. Han uppträder huvudsysslan- förvandlar termisk energi till mekaniska. Mekanismen består av följande delar:

• Cylinderblock.
• Cylinderhuvud.
• Kolvar med stift, ringar och vevstakar.
• Vevaxel med svänghjul.

Tidsmekanism - gasdistributionsmekanism

För att den erforderliga mängden bränsle och luft ska komma in i cylindern och förbränningsprodukter ska avlägsnas från arbetskammaren i tid, har förbränningsmotorn en mekanism som kallas en gasdistributionsmekanism. Det är ansvarigt för att öppna och stänga insugnings- och avgasventilerna, genom vilka den brännbara bränsle-luftblandningen kommer in i cylindrarna och avgaserna avlägsnas. Kugghjulsdelar inkluderar:

• Kamaxel.
• Inlopps- och avgasventiler med fjädrar och styrbussningar.
• Ventildrivningsdelar.
• Timing drivelement.

Kamremmen drivs från vevaxeln på bilmotorn. Med hjälp av en kedja eller rem överförs rotationen till kamaxeln, som med hjälp av kammar eller vipparmar genom tryckare trycker på insugnings- eller avgasventilen och öppnar och stänger dem i sin tur

Beroende på design och antal ventiler kan motorn utrustas med en eller två kamaxlar för varje cylinderbank. Med ett tvåaxligt system är varje axel ansvarig för driften av sin egen rad av ventiler - insug eller avgas. Den enaxlade designen har det engelska namnet SOHC (Single OverHead Camshaft). Det tvåaxlade systemet kallas DOHC (Double Overhead Camshaft).

Medan motorn är igång kommer dess delar i kontakt med heta gaser som bildas vid förbränning av bränsle-luftblandningen. För att förhindra att förbränningsmotordelar förstörs på grund av överdriven expansion vid uppvärmning måste de kylas. Du kan kyla en bilmotor med luft eller vätska. Moderna motorer har vanligtvis en vätskekylkrets, som bildas av följande delar:

• Motorkylningsjacka
• Pump (pump)
• Termostat
• Radiator
• Fläkt
• Expansionstank

Kylmanteln på förbränningsmotorer bildas av håligheter inuti BC och cylinderhuvudet, genom vilka kylvätskan cirkulerar. Den tar överskottsvärme från motordelar och överför den till kylaren. Cirkulationen tillhandahålls av en pump som drivs av en rem från vevaxeln.

Termostaten ger det nödvändiga temperaturregim bilmotor, omdirigerar vätskeflödet till kylaren eller kringgår den. Kylaren är i sin tur utformad för att kyla den uppvärmda vätskan. Fläkten ökar det inkommande luftflödet och ökar därmed kyleffektiviteten. En expansionstank är nödvändig för moderna motorer, eftersom kylvätskorna som används expanderar kraftigt när de värms upp och kräver ytterligare volym.

Motorsmörjningssystem

Vilken motor som helst har många skavdelar som ständigt måste smörjas för att minska effektförlusten på grund av friktion och undvika ökat slitage och stopp. Det finns ett smörjsystem för detta. Längs vägen löser det flera andra problem: att skydda förbränningsmotordelar från korrosion, ytterligare kyla av motordelar och ta bort slitageprodukter från kontaktpunkterna för gnidningsdelar. Smörjsystemet för en bilmotor består av:

• Oljesump (sump).
• Oljeförsörjningspump.
• Oljefilter med .
• Oljelinjer.
• Oljesticka (oljenivåindikator).
• Systemtryckindikator.
• Oljepåfyllningshals.

Pumpen tar olja från oljetråget och levererar den till oljeledningarna och kanalerna i BC och cylinderhuvudet. Genom dem strömmar olja till kontaktpunkterna för gnidningsytorna.

Kraftsystem

Försörjningssystemen för förbränningsmotorer med gnisttändning och kompressionständning skiljer sig från varandra, även om de har ett antal gemensamma element. De vanliga är:

• Bränsletank.
• Bränslenivåsensor.
• Bränslereningsfilter - grova och fina.
• Bränsleledningar.
• Insugningsgrenrör.
• Luftrör.
• Luftfilter.

Båda systemen har bränslepumpar, bränsleskenor, bränsleinsprutare, men på grund av olika fysiska egenskaper bensin och diesel, har deras design betydande skillnader. Själva försörjningsprincipen är densamma: bränsle från tanken tillförs av en pump genom filter till bränsleskenan, från vilken det kommer in i injektorerna. Men om i de flesta bensinförbränningsmotorer förser injektorerna det insugningsgrenrör bilmotor, sedan i dieselmotorer tillförs den direkt till cylindern, och där blandas den med luft. De delar som säkerställer luftrening och flöde in i cylindrarna - luftfiltret och rören - hör också till bränslesystemet.

Avgassystem

Avgassystemet är utformat för att ta bort avgaser från cylindrarna i en bilmotor. Huvuddetaljer och komponenter:

• Avgasgrenrör.
• Ljuddämpare avgasrör.
• Resonator.
• Ljuddämpare.
• Avgasrör.

I moderna förbränningsmotorer kompletteras avgasdesignen med anordningar för att neutralisera skadliga utsläpp. Den består av en katalysator och sensorer som kommunicerar med motorstyrenheten. Avgaser från avgasgrenröret kommer in i katalysatorn genom avgasröret och sedan genom resonatorn in i ljuddämparen. Sedan släpps de ut i atmosfären genom avgasröret.

Sammanfattningsvis är det nödvändigt att nämna bilens start- och motorkontrollsystem. De är en viktig del av motorn, men måste beaktas i samband med elsystem bil, vilket ligger utanför ramen för denna artikel, som undersöker inre struktur motor.