Faktisk cykel för en 4-takts förgasarmotor. Vad är en fyrtaktsmotor

Kära vän, idag ska vi prata om vad en fyrtaktsmotor betyder. Om historien om dess uppfinning, funktionsprincip, funktioner, tekniska specifikationer och användningsområden.

Självklart, om du har körkort, så har du i alla fall hört den här termen när du gick på körskolan. Men det är osannolikt att de började fördjupa sig i alla detaljer då, så nu är det dags att ta reda på vad som händer under huven på din järnhäst.

Hur allt började

Redan på 1800-talet fanns motorer, men det var främst stora mekanismer som drevs av ånga. Naturligtvis försörjde de delvis utvecklingsindustrin, men hade många nackdelar.

De var tunga, hade låg effektivitet, stora dimensioner, krävde mycket tid för att starta och stanna och krävde kunnig arbetare för driften.

Industrimän behövde en ny enhet utan de angivna nackdelarna. Den utvecklades av uppfinnaren Eugene-Alphonse Beau de Rochas, och 1867 förkroppsligades den i metall av Nikolaus August Otto.


På den tiden var det ett mirakel av teknik. Motor inre förbränning Det kännetecknades av låga driftskostnader, liten storlek och krävde inte konstant närvaro av underhållspersonal.

Enheten fungerade enligt en speciell algoritm, som fortfarande kallas "Otto-cykeln". 8 år senare, efter lanseringen av det första exemplaret, producerade Ottos företag redan mer än 600 kraftenheter per år.

Mycket snabbt, på grund av deras autonomi och kompakthet, blev förbränningsmotorer utbredda.

Vad består motorn av?

För att förstå funktionsprincipen, låt oss bekanta oss med motorns huvudkomponenter:

  • (inkluderar vevaxel, kolvar, vevstakar) - det är nödvändigt att omvandla kolvens translationella och ömsesidiga rörelser till rotationsrörelse av vevaxeln;
  • cylinderhuvudet tillsammans med gasfördelningsmekanismen, som öppnar insugnings- och avgasventilerna så att arbetsblandningen kommer in och avgaserna kommer ut. Kamremmen kan innefatta en eller flera kamaxlar, vilka består av kammar för att trycka ventilerna, själva ventilerna och ventilfjädrar. För stabil drift av en fyrtaktsmotor finns det ett antal hjälpsystem:
  • tändsystem - för att tända den brännbara blandningen i cylindrarna;
  • intagssystem - för att tillföra luft och arbetsblandning till cylindern;
  • bränslesystem - för kontinuerlig tillförsel av bränsle, erhållande av en blandning av luft och bränsle;
  • smörjsystem - för smörjning av gnidningsdelar, såväl som för att samtidigt ta bort slitageprodukter;
  • avgassystem - för att ta bort avgaser från cylindrarna, vilket minskar avgastoxiciteten;
  • kylsystem - att stödja optimal temperatur motor.

Vad betyder en fyrtaktsmotor och varför fyrtaktsmotor?

  1. Nu när du mer eller mindre förstår strukturen hos en fyrtaktsmotor kan du överväga arbetsprocessen.
    Den består av följande steg: inlopp - kolven rör sig nedåt, cylindern fylls med en brännbar blandning från förgasaren genom inloppsventilen, som öppnas av kamaxelkammen cylinder, och därigenom suger in arbetsblandningen, nämligen luft från bränsleångor. Insugningen fortsätter tills kolven når BDC (nedre dödpunkten). I detta ögonblick stängs inloppsventilen;
  2. kompression eller kompression - efter att BDC har nåtts börjar den röra sig uppåt till TDC (övre dödpunkten). När kolven rör sig uppåt sker kompression, den arbetande bränsle-luftblandningen komprimeras och trycket inuti cylindern ökar. Inlopps- och utloppsventilen är stängda;
  3. kraftslag eller expansion - i slutet av kompressionscykeln (vid TDC) antänds arbetsblandningen av en gnista i tändstiftet. Kolven från mikroexplosionen rusar till BDC När kolven rör sig från TDC till BDC, brinner blandningen och gaserna som ökar i volym trycker på kolven, vilket gör ett användbart arbete. Det är av denna anledning som kolvens rörelse i detta slag kallas kraftslaget. Inlopps- och utloppsventilen är stängda;
  4. släppa avgaser– i det sista fjärde slaget öppnas avgasventilen, kolven stiger till den högsta punkten och trycker ut förbränningsprodukter ur cylindern in i avgassystemet, passerar genom ljuddämparen, de kommer in i atmosfären. När kolven når TDC stänger avgasventilen och sedan upprepas cykeln. Dessa fyra slag representerar motorns arbetscykel. Takt hänvisar också till kolvens rörelse uppåt eller nedåt. Ett varv vevaxel motsvarar två slag, och två varv – 4 slag. Det är härifrån namnet fyrtaktsmotor kommer.


Vad bestämmer kraften hos en fyrtakts förbränningsmotor?

Allt verkar vara klart här - kraften hos en kolvmotor bestäms huvudsakligen av:

  1. cylindervolym;
  2. kompressionsförhållande för arbetsblandningen;
  3. rotationshastighet.

Du kan också öka kraften hos en fyrtaktsmotor genom att öka genomströmningen av insugs- och avgasslagen och öka diametern på ventilerna (särskilt de insugningsbara).

Dessutom erhålls maximal effekt när cylindrarna är fyllda till maximalt för detta ändamål, turbiner för forcerad luftpumpning i cylindern. Som ett resultat ökar trycket i cylindern och följaktligen ökar motorns effektivitet avsevärt.

Nuvarande användning

Fyrtaktsmotorer finns i bensin och diesel. Dessa motorer används i transport- eller stationära kraftverk. Det rekommenderas att använda en sådan motor i de fall där det är möjligt att reglera förhållandet mellan hastighet, effekt och vridmoment.

Till exempel, om motorn är ihopkopplad med en elektrisk generator, är det nödvändigt att bibehålla det erforderliga hastighetsintervallet. Och vid användning mellanväxlar, en fyrtaktsmotor kan anpassas till belastningar inom ett ganska brett intervall. Det vill säga används i bilar.

Låt oss återvända till ursprunget till dess skapelse. Uppfinnaren Ottos grupp inkluderade en mycket begåvad ingenjör, Gottlieb Daimler, som föreslog att bygga en bil baserad på en fyrtaktsmotor. Men chefen ansåg inte att det var nödvändigt att ändra något i motorn, och Daimler, medtagen av sin idé, lämnade mästaren.

Och efter en tid, tillsammans med en annan entusiast Karl Benz, skapade de 1889 en bil som drevs av uppfinnaren Ottos bensinfyrtaktsförbränningsmotor.


Denna teknik används fortfarande framgångsrikt idag. I de fall där kraftverket arbetar i transienta lägen eller lägen med partiell effektborttagning är det oumbärligt, eftersom det säkerställer en stabil stabilitet i processen.

Nu, kära vän, vet du i allmänna termer hur en fyrtaktsmotor fungerar och var den används. Nu är du ett huvud längre. Men snåla inte med informationen du får, dela den med dina vänner. Sociala nätverksknappar står till din tjänst.

Ja, och du kan prenumerera på vår blogg för att alltid vara uppdaterad. intressant material, och det finns alltid mycket av det och det kommer att bli ännu mer.

Vi ses igen!


TILL kategori:

Bilunderhåll


Driftcykler för fyrtaktsmotorer och deras prestandaindikatorer


Motorns arbetscykel är en periodiskt upprepad serie av sekventiella processer som sker i varje cylinder i motorn och orsakar omvandling av termisk energi till mekaniskt arbete.

Om arbetscykeln slutförs i två slag av kolven, det vill säga i ett varv av vevaxeln, kallas en sådan motor en tvåtaktsmotor. För närvarande tvåtaktsmotorer De används inte på bilar, utan används endast på motorcyklar och som startmotorer på traktorer. Detta beror främst på att de har en relativt hög bränsleförbrukning och otillräcklig fyllning av den brännbara blandningen på grund av dålig rengöring av cylindrarna från avgaser.

Bilmotorer arbetar vanligtvis på en fyrtaktscykel, som sker i två varv av vevaxeln eller fyra slag av kolven och består av insugnings-, kompressions-, expansions- och avgasslag.

I en fyrtakts encylindrig förgasare (fig. 1.3) sker arbetscykeln enligt följande.


Ris. 1. Driftcykel för en fyrtakts encylindrig förgasarmotor

Intagsslag. Kolven är vid i.m.t. och när vevaxeln roterar (i ett halvt varv) rör sig den från T.M.T. till n.m.t. I detta fall är inloppsventilen öppen och utloppsventilen stängd. När kolven rör sig nedåt ökar volymen ovanför den, så ett vakuum lika med 0,07-0,095 MPa skapas i cylindern, vilket resulterar i att en ny laddning av den brännbara blandningen, bestående av bensinånga och luft, sugs igenom insugningsröret in i cylindern.

På grund av kontakten av en ny laddning med uppvärmda delar i slutet av insugningsslaget har den en temperatur på 75-125 ° C.

Graden av fyllning av cylindern med färsk laddning kännetecknas av fyllningskoefficienten, som för höghastighetsförgasarmotorer ligger i intervallet 0,65-0,75. Ju högre fyllningsfaktor, desto mer kraft utvecklar motorn.

Kompressionsslag. Efter att ha fyllt cylindern med en brännbar blandning, med ytterligare rotation av vevaxeln, rör sig kolven från marknivån. att e.m.t. Inloppsventilen 4 stängs och utloppet 6 stängs. När den brännbara blandningen komprimeras ökar dess temperatur och tryck. Beroende på graden av kompression kan trycket vid slutet av kompressionsslaget vara 0,8-1,5 MPa, och gastemperaturen kan vara 300-450 °C.

Expansionsslag eller kraftslag. I slutet av kompressionsslaget antänds den brännbara blandningen av en elektrisk gnista som uppstår mellan tändstiftets elektroder och snabbt brinner, vilket resulterar i att temperaturen och trycket hos de resulterande gaserna ökar kraftigt medan kolven rör sig från toppen. till n.m.t. Det maximala gastrycket på kolven under förbränning för förgasarmotorer är i intervallet 3,5-5 MPa, och gastemperaturen är 2100-2400 °C.

Under expansionsslaget gör vevstången svängbart ansluten till kolven komplex rörelse och överför rotation till vevaxeln genom veven. Vid expansion utför gaser användbart arbete, därför kallas kolvens slag under detta slag av vevaxeln kraftslaget. I slutet av kolvens arbetsslag sjunker trycket i cylindern till 0,3-0,75 MPa och temperaturen - till 900-1200 °C.

Släpp slag. Vevaxeln flyttar kolven från marknivå genom vevstaken. att e.m.t. I detta fall är avgasventilen öppen och förbränningsprodukter trycks ut ur cylindern till atmosfären genom avgasröret. I början av processen att släppa ut förbränningsprodukter är trycket i cylindern betydligt högre än atmosfärstrycket, men i slutet av slaget sjunker det till 0,105-0,120 MPa, och gasernas temperatur i början av avgaserna slaglängden är 750-900 °C, minskande till 500-600 °C mot slutet. Det är nästan omöjligt att helt rengöra motorcylindrarna från förbränningsprodukter (för lite tid), därför, med det efterföljande intaget av en färsk brännbar blandning, blandas den med restavgaser och kallas arbetsblandningen.

Restgaskoefficienten kännetecknar graden av kontaminering av den färska laddningen med avgaser och är förhållandet mellan massan av förbränningsprodukter som finns kvar i cylindern och massan av den färska brännbara blandningen. För moderna förgasarmotorer ligger restgaskoefficienten i intervallet 0,06-0,12.

I förhållande till kraftslaget är insugnings-, kompressions- och avgasslag hjälpmedel.

Driftscyklerna för en fyrtakts dieselmotor och en förgasarmotor skiljer sig avsevärt i metoden för blandningsbildning och antändning av arbetsblandningen. Huvudskillnaden är att under insugningstakten kommer inte en brännbar blandning in i dieselcylindern, utan luft, som på grund av den höga kompressionsgraden värms upp till en hög temperatur och sedan sprutas finfördelat bränsle in i den, vilket tänds spontant under påverkan av hög lufttemperatur.

I en fyrtaktsdieselmotor sker arbetsprocesser enligt följande.

Intagsslag. När kolven rör sig från T.M.T. till n.m.t. På grund av det resulterande vakuumet kommer atmosfärisk luft in i cylinderkaviteten genom den öppna inloppsventilen 5 från luftrenaren. Lufttrycket i cylindern är 0,08-0,95 MPa, och temperaturen är 40-60 °C.

Kompressionsslag. Kolven rör sig från marknivå. att e.m.t. Ventilerna för inlopp 5 och utlopp 6 är stängda, vilket resulterar i att den uppåtgående kolven komprimerar luften som finns i cylindern. För att bränsle ska antändas måste temperaturen på tryckluften vara högre än bränslets självantändningstemperatur. På grund av hög grad kompression når lufttemperaturen 550-700 °C vid ett lufttryck inuti cylindern på 4,0-5,0 MPa.

Expansionsslag eller kraftslag. När kolven närmar sig T.M.T. Dieselbränsle som tillförs av bränslepumpen sprutas in i cylindern genom munstycket. Det insprutade bränslet, blandas med uppvärmd luft, självantänder och förbränningsprocessen börjar, kännetecknad av en snabb ökning av temperatur och tryck. I detta fall når det maximala gastrycket 6-9 MPa, och temperaturen är 1800-2000 °C. Under påverkan av gastrycket rör sig kolven från toppen. till n.m.t. En arbetsprocess pågår. Om b.m.t. trycket sjunker till 0,3-0,5 MPa, och temperaturen till 700-900 °C.

Släpp slag. Kolven rör sig från marknivå. att e.m.t. och genom den öppna avgasventilen 6 trycks avgaserna ut ur cylindern. Gastrycket minskar till 0,11-0,12 MPa, och temperaturen - till 500-700 °C. Efter slutet av avgasslaget, med ytterligare rotation av vevaxeln, upprepas arbetscykeln i samma sekvens.

Motorprestandaindikatorer. Det arbete som gaserna utför per tidsenhet inuti motorcylindern kallas indikerad effekt.


Ris. 2. Driftcykel för en fyrtakts dieselmotor

Den kraft som tas emot vid motorns vevaxel kallas effektiv effekt. Det är mindre än indikatorvärdet för kraften som spenderas på pumpförluster och på friktion i motorns vev- och gasfördelningsmekanismer, såväl som på att driva fläkten, vätskepump och andra hjälpanordningar.

Således är den effektiva effekten mindre än den indikerade effekten på grund av de mekaniska förlusterna som förbrukas i motormekanismerna och systemen. Baserat på detta, den mekaniska effektiviteten (koefficient användbar åtgärd) för en motor kallas förhållandet mellan effektiv effekt och indikerad effekt.

Mekanisk effektivitet för förgasarmotorer är det 0,70-0,85, och för dieselmotorer är det 0,73-0,87.

En motors effektprestanda bestäms till stor del av mängden värme som omvandlas till nyttigt arbete. Utnyttjandegraden av värme som tillförs motorn med bränsle bedöms genom effektiv verkningsgrad, vilket är förhållandet mellan mängden värme Qe omvandlad till effektivt arbete och mängden värme Qt som frigörs till följd av förbränning


Ris. 3. Diagram för motorcylinderlayout

Diesel. Låt oss överväga processen för varje slag i en dieselcylinder (fig. 7).

Det första slaget är intag. Cylindern är fylld med luft, vars syre säkerställer bränsleförbränning. Ju mer luft som kommer in i cylindern, desto större mängd bränsle kan förbrännas i den och desto högre gastryck på kolven under arbetsslaget (effekten ökar).

Under insugningen rör sig kolven nedåt, insugningsventilen är öppen och avgasventilen stängs. Luften som kommer in i cylindern värms upp när den blandas med heta restgaser och från de uppvärmda delarna av den fungerande dieselmotorn.

I slutet av det första slaget når lufttemperaturen 40...60 °C, och dess densitet minskar. Dessutom stöter den på motstånd i dieselintagskanalerna vid förflyttning. Av dessa skäl är trycket i cylindern under atmosfärstrycket (0,08 ... 0,09 MPa).

Det andra slaget är kompression. Kolven rör sig uppåt, båda ventilerna är stängda. Under kolvens verkan komprimeras luften 15...17 gånger (kompressionsförhållande e=15...17) och värms samtidigt upp. Trycket i slutet av kompressionen når 3...4 MPa, och temperaturen - upp till 550...600 °C, vilket avsevärt överstiger bränslets självantändningstemperatur.


Ris. 4. Schema för arbetscykeln för en encylindrig fyrtakts dieselmotor: 1 - munstycke; 2 - bränslepump.

Det tredje slaget är expansion. Strax före slutet av kompressionsslaget, när kolven nästan har nått c. m.t. sprutas en del bränsle in i cylindern genom munstycket. Mest det antänds omedelbart och brinner. Gastemperaturen stiger till 2000...2100 °C, och trycket - till 5,5...8,0 MPa. Under sådant tryck av expanderande gaser rör sig kolven ner och vrider sig genom vevstaken vevaxel. Expansionsprocessen förbränner resten av det insprutade bränslet. När kolven rör sig sjunker gastrycket i cylindern och temperaturen minskar. I slutet av den tredje cykeln minskar trycket till 0,2...0,3 MPa och temperaturen - till 600...650 °C.

Den fjärde åtgärden är release. Inloppsventilen är stängd och utloppsventilen är öppen. Avgaser trycks ut ur cylindern. Trycket på de återstående gaserna sjunker till 0,11...0,12 MPa. Temperaturen på avgaserna vid utgången från cylindern är 400...500 °C.

Förgasare motor. På ett liknande sätt, överväg arbetscykeln för en fyrtaktsförgasarmotor.

Intagsslag. Avgasventilen är stängd och insugningsventilen öppen. När kolven rör sig från c. m.t. är cylindern fylld med en blandning av bränsle och luft. Denna blandning framställs i en speciell anordning - en förgasare och kallas en brännbar blandning. När den kommer in i cylindern blandas den med restgaser, vilket resulterar i bildandet av en arbetsblandning.

Arbetsblandningens tryck i cylindern under insugningsslaget, på grund av motståndet i förgasaren, är lägre än i en dieselcylinder och uppgår till 0,07...0,08 MPa. Temperaturen på arbetsblandningen stiger från 60 till 120 °C, främst på grund av den höga temperaturen hos restgaserna.

Kompressionsslag. Under detta slag, som i en dieselmotor, värms arbetsblandningen, komprimering, upp. När kompressionsförhållandet ökar, ökar blandningens tryck och temperatur, liksom dess förbränningshastighet. Resultatet är ökad effektivitet och motoreffekt. Men när förhöjd temperatur det finns risk för för tidig antändning (självantändning) av blandningen. För att undvika detta komprimeras arbetsblandningen något (e=4...8). Trycket i cylindern vid slutet av kompressionsslaget är 0,9…1,2 MPa, och temperaturen överstiger inte självantändningstemperaturen och når endast 330 °C.

Expansionsslag. Före slutet av kompressionsslaget hoppar en elektrisk laddning mellan tändstiftets elektroder. En gnista antänder arbetsblandningen. Temperaturen på de brinnande gaserna når 2500 °C, och trycket stiger till 3,0...4,5 MPa. Under påverkan av gastrycket rör sig kolven nedåt. Mot slutet. av det tredje slaget minskar trycket till 0,3...0,4 MPa och temperaturen - till 900...1200 °C.

Avgasslaget sker på samma sätt som i en dieselmotor, men vid något högre gastemperatur.

Jämförande bedömning av diesel- och förgasarmotorer.

Jämfört med en förgasarmotor (bensin) har diesel följande fördelar:
- Diesel är mer ekonomiskt: per enhet av utfört arbete, på grund av det höga kompressionsförhållandet, förbrukar den 25% mindre bränsle;
- bränslet som diesel drivs med är mindre brandfarligt och har en mindre frätande effekt på delar än bensin.

Nackdelar med diesel:
- på grund av det höga gastrycket i cylindrarna är huset och andra delar som arbetar med betydande belastningar tyngre och större;
- för att starta en dieselmotor krävs en kraftfullare startmotor eller en speciell förgasarstartmotor;
- diesel fungerar med ett betydande överskott av luft, så dimensionerna på cylindrarna och andra delar och monteringsenheter ökas.

TILL Kategori: - Bilunderhåll

Definition av arbetscykel

Inträngningen av den brännbara blandningen i cylindern, dess kompression, expansion under förbränning och utsläpp av avgaser från cylindern, det vill säga helheten av alla processer som sker i cylindern under motordrift, kallas arbetscykel.

Hela arbetscykeln för varje motorcylinder kan fullbordas i fyra kolvslag, dvs två varv av vevaxeln, och i två kolvslag, dvs ett varv av vevaxeln.

Motorer som arbetar på den första cykeln kallas fyrtaktsmotorer och motorer som arbetar på den andra cykeln kallas tvåtaktsmotorer.

Effekten hos en tvåtaktsmotor med samma cylinderdimensioner och axelhastighet är teoretiskt dubbelt så stor som en fyrtaktsmotor på grund av det större antalet arbetscykler. Men ofullständig användning av kolvslaget för expansion, sämre frigöring av cylindern från restgaser och förbrukandet av en del av den genererade effekten på spolning leder dock till en ökning av effekten med endast 60...70%.

Förgasarens motordriftcykel

Arbetscykeln för en fyrtakts förgasarmotor börjar med insugningstakten och sker enligt följande.

Intagsslag(Fig. 1): motorns vevaxel gör det första halva varvet och kolven rör sig från T.M.T till N.M.T. I detta fall är insugningsventilen öppen och avgasventilen. På grund av det vakuum som skapas av kolvens rörelse sugs den brännbara blandningen in i cylindern. När kolven når N.M.T. stänger insugningsventilen.

Fig.1. Intagsslag

Kompressionsslag(Fig. 2): motorns vevaxel gör ett andra halvvarv och kolven rör sig från N.M.T till T.M.T. Båda ventilerna är stängda, arbetsblandningen komprimeras av kolven. (Arbetsblandningen är den blandning som bildas i motorcylindern när man blandar den brännbara blandningen som kommer in i den under insugningsslaget med restgaser (förbrända gaser som finns kvar från föregående cykel). När kolven når T.M.T. vid slutet av kompressionsslaget, arbetsblandningen antänds av elektrisk gnista.

Fig.2. Kompressionsslag

Expansionsslag - kraftslag(Fig. 3): kolven, under trycket av gaser som bildas under förbränningen av arbetsblandningen, rör sig från T.M.T. till N.M.T. Motorns vevaxel gör sitt tredje halva varv. Båda ventilerna är stängda.

Fig.3. Expansionsslag - kraftslag

Släpp slag(Fig. 4): motorns vevaxel gör det fjärde halva varvet. Avgasventilen är öppen och insugningsventilen stängd. Kolven rör sig från B.M.T. till V.M.T. och trycker ut avgaser.

Fig.4. Släpp slag

I en fyrtakts encylindrig motor roterar vevaxeln under trycket av expanderande gaser endast under kraftslaget. För att utföra hjälpslag (intag, kompression och avgas), samt för att öka enhetligheten i rotationen av vevaxeln, är ett svänghjul installerat i dess ände, vilket är en gjutjärnsskiva som roterar med tröghet efter motorns slag.

Arbetscykel för en fyrtakts dieselmotor

Arbetscykeln för en fyrtaktsdieselmotor sker i samma sekvens som för en förgasarmotor. Skillnaden i dieseldrift är följande.

Under insugningsslaget (fig. 5, a) sugs dammfri luft in i motorcylindern från insugningsröret, och inte en brännbar blandning, som var fallet i en förgasarmotor.


Fig. 5. Diesel arbetscykel

Under kompressionsslaget (fig. 5,b) komprimeras luften som kommer in i cylindern. I slutet av kompressionstakten ökar trycket i cylindern till 40-42 kg/cm 2, och lufttemperaturen stiger till 740-800 ° C. I detta ögonblick sprutas finfördelat dieselbränsle in i cylindern genom ett munstycke med användning av en bränslepump vid ett tryck av 150 kg/cm 2 .

Under expansionstakten (fig. 5, b), på grund av den höga temperaturen hos tryckluften, antänds bränslet och brinner snabbt. I detta fall ökar trycket i cylindern kraftigt och når 74-80 kg/cm 2 vid slutet av förbränningen. Högt blodtryck gaser, rör sig kolven till N. m.t., dvs arbetsslaget inträffar.

Under avgasslaget (fig. 5, d) trycks avgaserna ut ur cylindern genom den öppnade avgasventilen.

Med ytterligare rotation av vevaxeln upprepas arbetscykeln i samma sekvens.

Driftcykel för en tvåtaktsmotor

Motorn (fig. 6) består av ett vevhus där vevaxeln och cylindern är monterade på lager på båda sidor. En kolv rör sig inuti cylindern - en metallkopp omgiven av fjäderringar (kolvringar) insatta i spåren på kolven. Kolvringar hindrar gaser som genereras under bränsleförbränning från att passera mellan kolven och cylinderväggarna. Kolven är utrustad med en metallstång - en stift den förbinder kolven med vevstången. Vevstången överför kolvens linjära fram- och återgående rörelse till vevaxelns rotationsrörelse. Vidare, i synnerhet på en skoter, överförs rotationsrörelsen till variatorn.

Fig. 6. Tvåtaktsmotor

Alla nötningsytor och lager inuti tvåtaktsmotorer smörjs med en bränsleblandning i vilken den erforderliga mängden olja blandas. Från figur 1 kan man se att bränsleblandningen ( gul) kommer in i både motorns vevkammare (detta är hålrummet där vevaxeln är fixerad och roterar) och cylindern. Det finns inget smörjmedel där någonstans, och även om det fanns skulle det ha sköljts bort av bränsleblandningen. Detta är anledningen till att olja tillsätts i en viss proportion till bensin. Den typ av olja som används är speciell, speciellt för tvåtaktsmotorer. Det måste stå emot höga temperaturer och förbränning tillsammans med bränslet lämnar ett minimum av askavlagringar.

Funktionsprincip

Hela arbetscykeln i motorn utförs i två slag.

1. Kompressionsslag. Kolven rör sig från kolvens nedre dödpunkt (i detta läge är kolven i fig. 7), till kolvens övre dödpunkt (kolvläge i fig. 8), och blockerar först spolningen 2 och sedan utloppet 3 fönster. Efter att kolven stänger avgasfönstret i cylindern börjar kompressionen av den brännbara blandningen som tidigare kom in i den. Samtidigt, i vevkammaren 1, på grund av dess täthet och efter att kolven stänger reningsfönstren 2, skapas ett vakuum under kolven, under påverkan av vilket en brännbar blandning kommer in i vevkammaren från förgasaren genom förgasaren. inloppsfönstret och öppningsventilen.

2. Kraftslag. När kolven är placerad nära TDC, antänds den komprimerade arbetsblandningen 1 (fig. 8) av en elektrisk gnista från ett tändstift, vilket resulterar i att gasernas temperatur och tryck ökar kraftigt. Under påverkan av termisk expansion av gaser rör sig kolven till BDC, medan de expanderande gaserna utför användbart arbete. Samtidigt, när kolven går ner, skapar högt tryck i vevkammaren (komprimerar luft-bränsleblandningen i den). Under påverkan av tryck stänger ventilen, vilket förhindrar att den brännbara blandningen kommer in igen. insugningsgrenrör och sedan in i förgasaren.

När kolven når avgasfönstret 1 (fig. 9) öppnas den och avgaser börjar släppas ut i atmosfären, trycket i cylindern minskar.

Med ytterligare rörelse öppnar kolven spolningsfönstret 1 (fig. 10) och den brännbara blandningen som komprimeras i vevkammaren kommer in genom kanal 2 (fig. 10), fyller cylindern och rensar den från avgasrester.

Krafter som verkar i vevmekanismen

I en encylindrig motor utförs kraftslaget under verkan av gastrycket som skapas i cylindern (fig. 11), vilket kan representeras som en resulterande kraft bestående av kraften Pr - gastrycket på botten av kolven under expansionsslaget och tröghetskraften Ri för vevmekanismens translationellt rörliga massor. Tröghetskraften varierar beroende på kolvens rörelsehastighet, såväl som dess position i cylindern, och når sitt högsta värde i det ögonblick kolvens rörelseriktning ändras.

Ris. 11. Krafter som verkar från gastrycket i en encylindrig motor:

Kraften Pr kan enligt parallellogramregeln delas upp i två komponenter: kraften F riktad längs vevstaken och kraften N riktad vinkelrätt mot cylinderväggen. När kraften F överförs längs dess verkningslinje till vevstakstappens centrum, uppstår två lika stora och parallella krafter S 1 och S 2 på huvudaxelns axel.

Gemensam åtgärd krafterna S 1 och F skapar på armen R, lika med vevens radie, ett vridmoment, N m, som överförs genom transmissionen till bilens hjul. I det här fallet skapar kraften S 2 en belastning på huvudlagren, och vevens roterande massor och vevstakens nedre huvud skapar en centrifugalkraft Pc, riktad från rotationscentrum längs vevens radie, som belastar motorns vevhus.

Kraften S2 kan också delas upp i två komponenter: N 1 och P 1 . Krafterna N 1 och N är lika, men riktade i motsatta riktningar. Den kombinerade verkan av dessa krafter skapar ett reaktivt vridmoment på armen h, vilket tenderar att luta motorn i motsatt riktning mot vevaxelns rotation. Reaktionsvridmomentet uppfattas genom motorns monteringsdelar (fjädring) av bilens ram (kropp).

Kraften P1 är riktad nedåt från axelns axel och är lika med kraften Pr, och den resulterande kraften Pr ¢ av gastrycket verkar på cylinderhuvudet och är riktad i motsatt riktning. Skillnaden mellan krafterna P 1 och Pr ¢ representerar tröghetskraften Ri för translationellt rörliga massor.

Följaktligen, i en encylindrig motor, tillsammans med ojämnt vridmoment på vevaxeln, uppstår obalanserade krafter och moment från translationellt rörliga massor, vars negativa effekt minskar avsevärt när antalet cylindrar ökar, d.v.s. när du skapar flercylindriga motorer.

Klassificering och layoutdiagram av motorer

De vanligaste cylinderlayoutdiagrammen för flercylindriga motorer visas i fig. 12. Med enrads layoutscheman (Fig. 12, a) upptar cylinderns 1 axel en vertikal position (detta är motorerna i VAZ-2106 "Zhiguli", GAZ-3302 "GAZelle", GAZ-3110 och - 3102 "Volga", etc.) eller placerad i en viss vinkel α mot vertikalen (fig. 12, b), lika med 15... 20°, vilket gör det möjligt att minska höjden på motorn och mer bekvämt placera dess instrument och utrustning.


Ris. 12. Diagram för motorcylinderlayout:

a - enrads vertikal; b - enkelrad i en vinkel α; c - dubbelrads V-formad (vid vinkel β); g - dubbelrad: 1 - cylindrar

De flesta lastbilar använder ett dubbelradigt V-format (i en vinkel β) arrangemang (fig. 12, c) av cylindrar 1 (motorer av ZIL-431410, KamAZ-5320, MAZ-5335, Ural-4320, GAZ-3309 och GAZ -3307). Tillsammans med detta används också ett tvåradigt arrangemang (fig. 12, d) i en vinkel på 180° med motstående cylindrar 1. Motorer med detta arrangemang av cylindrar kallas ibland motsatta, de är bekvämt placerade under golvet på kaross (till exempel RABA-MAN-motorer i Ikarus-bussar -260, -280").

Flercylindriga motorer består av flera encylindriga motorer, strukturellt kombinerad till en enda helhet och med en gemensam vevaxel. I en sådan motor, i två varv av vevaxeln, kommer lika många kraftslag att göras som det finns cylindrar, och eftersom två varv av vevaxeln motsvarar 720°, kommer kraftslagen att alternera med lika vinkelintervall θ beroende på antalet av cylindrar i. Därför är θ = 720/i.

Till exempel, i fyr-, sex- och åttacylindriga motorer, görs kraftslag när vevaxeln roteras med 180, 120 respektive 90°. I varje cylinder av dessa motorer sker samma arbetsprocess, men slagen med samma namn inträffar vid olika tidpunkter; i detta fall väljs växlingen av slag i motorcylindrarna för att säkerställa jämn fördelning av belastningen på vevaxellagren och jämn drift av motorn.

Motorns driftordning

Sekvensen av alternerande slag med samma namn i motorcylindrarna under arbetscykeln kallas motorns driftordning. Det är vanligt att indikera ordningen för motordrift genom alternerande kraftslag, med början från den första cylindern.

Motorns avfyrningsordning beror till stor del på typen av motor och antalet cylindrar. På vevaxeln på en fyrcylindrig inlinemotor (fig. 13, a) är vevarna placerade parvis i en vinkel på 180°, de två yttre är i en vinkel på 180° mot de två mitten ettor.


Ris. 13. Schema för vevmekanismen för radmotorer:

a - fyrcylindrig; b - sexcylindrig; 1-6 - cylindernummer; I -VI - vevaxel vevar av cylindrar 1-6, respektive

Följaktligen rör sig kolvarna på cylindrarna 1 och 4 samtidigt i en riktning när motorn är igång, och kolvarna på cylindrarna 2 och 3 rör sig i motsatt riktning. Driftsordningen för fyrcylindriga motorer kan vara 1-3 - 4 - 2 (motorer av VAZ, Moskvich-21412, etc.) eller 1 - 2 - 4 - 3 (motorer av GAZ-31029, GAZ-3110 Volga, GAZ -3302 "GAZelle" och deras modifieringar). En fyrcylindrig motor kan ha en annan driftsordning med samma arrangemang av vevaxelvevar, men med en annan öppnings- och stängningsordning för ventilerna, vilket beror på utformningen av gasdistributionsmekanismen.

I en sexcylindrig radmotor är vevaxelns vevaxellager (fig. 13, b) placerade i par i tre plan. Slagen i alla cylindrar i motorn, i enlighet med vevarnas placering, börjar och slutar inte samtidigt, som i en fyrcylindrig motor, utan växlas i ett par cylindrar i förhållande till det andra med en vinkel på 120 °, och därför överlappar arbetsslagen med 1/3 av kolvens slaglängd, vilket säkerställer den mest likformiga rotationen av vevaxeln. Den vanligaste driftsordningen för en förgasad sexcylindrig radmotor är 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4.

För sexcylindriga dieselmotorer är den mest avancerade den V-formade motorn med en cylinderkamber i en vinkel på 90° (Fig. 14, a) och en driftsordning på 1 - 4 - 2 - 5 - 3 - 6 ( YAMZ-236M2 dieselmotor). Utbredd användning av dieselmotorer och förgasarmotorer med ett V-format cylinderarrangemang är en följd av fördelarna med layoutdiagram av denna typ jämfört med layoutdiagram för radmotorer. Fördelarna med sådana motorer inkluderar lägre höjd och total längd, vilket gör det möjligt att förbättra fordonets övergripande layout. Nackdelarna med V-twin-motorer är den mer komplexa gjutningen av blocket och ökningen av total bredd jämfört med en radmotor.


Ris. 14. Diagram över vevmekanismen för V-motorer:

a - sexcylindrig; b - åtta-cylindrig; 1 - 8 cylindernummer; I - VI I I - vevaxel vevar respektive cylindrar 1-8

Lastbilar ZIL-431410, GAZ-3307, KamAZ-5320 och andra är utrustade med åttacylindriga V-formade motorer (fig. 14, b), vars cylindrar är placerade i två rader längs fordonet. Cambervinkeln mellan cylinderbankarna är 90°. En rad cylindrar är något förskjuten i förhållande till den andra raden, vilket beror på installationen av två vevstakar på varje vevaxeltapp. På varje vevaxel på vevaxeln finns två vevstakar, som är anslutna till kolvarna på höger och vänster cylinderrad.

I åttacylindrig V-motor med arbetsordningen 1-5 - 4 - 2 - 6 - 3 - 7 - 8 följer arbetsslagen efter varandra med en överlappning på 1/2 av kolvslaget. Detta säkerställer inte bara enhetlig rotation av vevaxeln, utan balanserar också tröghetskrafterna som uppstår under motorns drift.

Effektiv motorprestanda

Den kraft som tas emot vid motorns vevaxel kallas effektiv kraft. Den mäts i kilowatt och kan vid olika motordriftslägen bestämmas genom bänktester med formeln

N e = M e n e /9570,

där M e är det effektiva motorvridmomentet, Nm, bestämt på bänken; n e - vevaxelns rotationshastighet, rpm.

Effektiv kraft är mindre indikator på mängden kraft som går åt på pumpförluster i veven och friktion i motorns gasfördelningsmekanismer, samt på att driva fläkten, vätskepumpen och andra hjälpanordningar.

Således är den effektiva effekten Ne mindre än indikatoreffekten Ni med mängden effekt av mekaniska förluster Nm som förbrukas i motorns mekanismer och system, dvs. Ne =Ni - Nm.

Mekanisk effektivitetƞ m av motorn kallas förhållandet mellan den effektiva effekten N e och den indikerade effekten N i . Därför den mekaniska effektiviteten

ƞ m = N e / Ni = (N i - N m) / Ni = 1 - N m / Ni.

I förgasarmotorer ƞ m - 0,70...0,85, och i höghastighetsdieselmotorer ƞ m = 0,73...0,87.

Tillsammans med effektiv kraft inkluderar de viktigaste indikatorerna som kännetecknar motorns prestanda effektivt vridmoment, vilket är det resulterande momentet av krafter som verkar på varje vevaxel på vevaxeln och får den att rotera. Vid en given motoreffekt och vevaxelhastighet kan det effektiva vridmomentet bestämmas från förhållandet М e = 9570(N e /n e). Till exempel för förgasarmotorer i personbilar M e = 70...190 Nm.

En viktig indikator som utvärderar en motors perfektion utifrån effektiviteten av att använda dess arbetsvolym är den s.k. liters kapacitet Nl = Ne/Vh, kW/l, dvs. maximal motoreffekt N e per 1 liter av dess arbetsvolym V h . Ju högre N liter, desto bättre tekniska och ekonomiska prestanda har motorn.

Litereffekten ökas vanligtvis genom att öka motorns kompressionsförhållande, vevaxelhastigheten, fyllningsförhållandet och massan av färsk brännbar blandning som kommer in i motorcylindrarna. Men med en ökning av litereffekten ökar belastningen på vevmekanismens delar.

För förgasarmotorer N l = 18...40 kW/l (mindre värde för lastbilar), och för höghastighetsdieselmotorer N l = 15... 25 kW/l.

Utnyttjandegraden av värme som tillförs motorn med bränsle bedöms effektiv effektivitet- ƞ e, vilket är förhållandet mellan mängden värme Q e omvandlat till effektivt arbete och mängden värme Q 1 som frigörs till följd av bränsleförbränning:

ƞ e = Q e / Q 1 .

För förgasarmotorer ƞ e = 0,23...0,30; för dieselmotorer ƞ e = 0,28. ..0,40.

Indikatorer som kännetecknar en motors bränsleeffektivitet inkluderar bränsleförbrukning.

Bränsleförbrukning per timme G m visar mängden bränsle i kilogram som förbrukas av motorn i ett givet driftläge på en timme.

För att bedöma motorns effektivitet använder de vanligtvis effektiv specifik bränsleförbrukning g e , vilket är förhållandet mellan bränsleförbrukningen G m per timme och den effektiva motoreffekten N e:

g e = G m / N e .

För förgasarmotorer g e = 280...340 g/(kW h); för dieselmotorer g e = 220...260 g/(kWh).

Med en ändring av motorns vevaxelhastighet, förutom effekten N e, ändras vridmomentet M e, specifik g e och timme G m bränsleförbrukning i enlighet därmed.

Beroendet av dessa storheter på vevaxelns hastighet, uttryckt grafiskt, kallas motorvarvtalskarakteristiken. Hastighetskarakteristik erhålls vid full öppning strypventil(maximal bränsletillförsel) kallas yttre varvtalskarakteristik för motorn. De egenskaper som motsvarar konstanta mellanliggande gasspjällslägen eller mellanliggande bränsletillförsel i dieselmotorer kallas partiella motorvarvtalsegenskaper.

Dessa egenskaper erhålls experimentellt på speciella bromsställ efter körning i nya motorer. Principen för att erhålla huvudindikatorerna för att konstruera de yttre (hastighets)egenskaperna på stativet (fig. 15) är att vevaxeln på en motor som arbetar med ett visst konstant gasläge bromsas, vilket bringar dess rotationsfrekvens till ett antal vissa stabila värden: från minsta möjliga till maximalt acceptabla. I detta fall mäts det bromsmoment M-broms som krävs för att uppnå varje rotationshastighet och den timliga bränsleförbrukningen GT som motsvarar dessa frekvenser mäts.

Baserat på testresultaten konstrueras kurvor beroende på det effektiva vridmomentet (M e = M broms) och bränsleförbrukning per timme G m på vevaxelns rotationshastighet n e. Sedan, med hjälp av ovanstående beroenden för att bestämma N e och g e, hittas de numeriska värdena för effekt och specifik bränsleförbrukning för olika vevaxelhastigheter, och grafer ritas från dem.


Ris. 15. Externa hastighetsegenskaper för bilmotorer: a - ZAZ-1102 "Tavria"; b - GAZ-3307

Som ett exempel visar fig. 15, a, b motorernas yttre hastighetsegenskaper personbil ZAZ-1102 "Tavria" och lastbil GAZ-3307. Från egenskaperna (se fig. 15, a) är det tydligt att effekten N e hos ZAZ-1102-bilmotorn, lika med 39 kW, utvecklas vid en vevaxelhastighet ne - 5500 rpm. Det maximala motorvridmomentet är Me = 80,4 Nm vid ett axelvarvtal på ca 3300 rpm, och den minsta specifika bränsleförbrukningen är g e = 280 g/(kWh).

För bilmotorn GAZ-3307 är dessa indikatorer (fig. 15, b) respektive lika: effekt N e = 92 kW vid en vevaxelhastighet på 3200 rpm, maximalt vridmoment M e = 294,3 N m vid 2000 rpm och minsta specifik bränsleförbrukning g e = 310 g/(kWh). De yttre (hastighets)egenskaperna hos andra förgasarmotorer har sina egna värden, men kurvorna har ungefär samma utseende.

Så låt oss börja. Bilmotor (motor), vad är det här?

Bil- en komplex organism som liknar en människa. Det har många olika mekanismer (organ), utan vilka det inte fungerar. Men som en person har en bil ett "hjärta" och detta hjärta är bilmotorn.

Bilmotorns historia

Lite historia. har gått igenom en lång historia av utveckling. Faktum är att de första motorerna var ett segel och ett vattenhjul. Vattenhjulet användes i stor utsträckning i länderna i den antika världen (som Egypten, Kina, Indien) för bevattningssystem, och på medeltiden i Europa användes det som grund för produktionens energibas. Sedan kom externa förbränningsmotorer

. Ångmaskiner blev utbredda.Ångmaskin

- en EXTERN förbränningsmotor som omvandlar ångenergi till mekaniskt arbete. Jag råder dig att läsa den mycket intressanta och svåra historien om utvecklingen av denna motor: http://www.bibliotekar.ru/encAuto/5.htm Bensinmotorer ( - detta är en klass av förbränningsmotorer i cylindrarna där det finns en förkomprimerad blandning av bränsle (bensin) och luft antänds av en elektrisk gnista. Främsta fördelen bensinmotorär lätt och snabb att starta, vilket är anledningen till att den har ersatt ångmotorer och används nu flitigt i bilar.

Dök senare upp dieselmotorer.

Dieselmotorär en förbränningsmotor som fungerar enligt principen tändning finfördelat dieselbränsle från kontakt med uppvärmd tryckluft. Fördelen är bränsleeffektivitet och högre vridmoment. Nackdelen är dock systemens komplexitet, den höga kostnaden för produktion och drift.

Nåväl, låt oss titta in i bilarnas framtid. Så det finns också elektriska motorer.

Elmotor— Det här är en installation där elektrisk energi omvandlas till mekaniskt arbete och värme. Detta är en växande trend inom bilindustrin. De flesta bilar på vägen har dock en bensin- eller dieselmotor, så låt oss lämna framtiden och återgå till nuet.

Funktionsprincip

Alltså en bilmotor. Innan vi tittar på dess design, låt oss förstå lite om hur en bilmotor fungerar utan att gå in på detaljer.

Varje motor har sin egen arbetscykel.

Motorns arbetscykel- periodiskt upprepade processer i motorn för att omvandla termisk energi till mekanisk energi.

Varje motor har cylindrar i vilka kolvarna rör sig. Detta är huvudplatsen där den viktigaste processen äger rum.

TDC— Top Dead Center.

BDC— Bottom Dead Center.

Takt- detta är kolvens rörelse från TDC till BDC eller från BDC till TDC;

Motorer kan vara tvåtakts- och fyrtaktsmotorer. Tvåtaktsmotorer används inte i bilar, men jag föreslår att du snabbt bekantar dig med principen för deras funktion. För allmänbildning så att säga.

Tvåtaktsmotor


Före oss är en tvåtaktsmotor. Allt här är extremt enkelt.

Första åtgärden— Motorkolven rör sig uppåt (bild A), öppnar hålet (1) och komprimerar blandningen som redan finns i cylindern. Därefter tänder tändstiftet bränslet (bild B).

Andra åtgärden— Efter förbränningen öppnar den nedåtgående kolven (bild C) först utloppsporten (2) och sedan övergångsporten (3). Efter detta införs en ny del av luft-bränsleblandningen genom den.

På så sätt ersätter kolven även motorventilerna och olja tillsätts bränslet för att smörja kolven. Många tvåtaktsmotorer är utrustade med fenor för att tillåta luft att kyla cylindern.

Fyrtaktsmotor

Låt oss nu återgå till fyrtaktsmotorn.

Bilmotorer, som vi redan har sagt, kan vara bensin eller diesel. Och därför föreslår jag att man överväger deras åtgärder tillsammans. Trots att de är lika har de också skillnader.

1:a slagintag (påfyllning).

Kolven rör sig från TDC till BDC, insugningsventilen är öppen. Under påverkan av tryckskillnaden som härrör från kolvens rörelse:

Bensinmotor: Bränsle-luftblandningen fyller cylindern genom insugningskanalen.

Dieselmotor: luft fyller cylindern genom inloppsporten.

2:a slagets kompression.

Kolven rör sig från BDC till TDC, alla ventiler är stängda. Trycket och temperaturen i cylindern stiger.

bensinmotor: i slutet av kompressionsslaget läggs en hög spänning på tändstiftet, en gnista hoppar mellan tändstiftets elektroder och antänder bränsle-luftblandningen

dieselmotor: Dieselbränsle tillförs genom ett högtrycksmunstycke, som antänds av den luft som värms upp under kompressionsprocessen.

3:e slagets arbetsslag. Kolven rör sig från TDC till BDC, alla ventiler är stängda. I början av slaget fortsätter förbränningen av bränslet som började i slutet av kompressionsslaget. Gasernas temperatur och tryck ökar. Trycket överförs till kolven och flyttar den till BDC. Termisk energi bränt bränsle omvandlas till mekaniskt arbete genom att kolven flyttas.

4:e taktsläpp. Kolven rör sig från BDC till TDC, avgasventilen är öppen. Utstötning inträffar
avgaser från cylindern.

För större tydlighet, ta en titt på följande bilder:



Således inträffar 1 arbetscykel för en 4-taktsmotor i 2 varv av vevaxeln (720° rotation). Skillnaden mellan bensin och dieselmotor endast i bränslet och metoden för dess antändning på kompressionstakten. Detta gör dock sina egna ändringar av de enheter som används, men detta kommer att diskuteras senare.

Nästan alla motorer moderna bilar De är fyrtaktare i sin arbetscykel, och energin som erhålls från bränsleförbränning omvandlas nästan helt till användbar energi. Otto-cykeln, detta är namnet på en liknande princip, uppkallad efter Nikolaus Otto, uppfinnaren av förbränningsmotorn (1867).

Grundläggande parametrar

Total cylindervolym (Va)- volymen innesluten mellan huvudet, cylindern och kolven när den är vid BDC;

Kompressionskammarvolym (VC)- volymen innesluten mellan huvudet, cylindern och kolven när den är vid TDC;

Cylinderförskjutning (Vh)- volymen som bildas när kolven rör sig från TDC till BDC (Vh = Va-Vc);

Total motorvolym (iVh) summan av arbetsvolymerna för alla motorcylindrar; Detta är förskjutningen av motorn.

Kompressionsförhållande (E) förhållandet mellan total volym och kompressionskammarvolym (E = Va/Vc = 1 + Vh/Vc);

Kompressionsförhållandet visar, hur många gånger den brännbara blandningen komprimeras i cylindern. Ju högre kompressionsförhållande, desto större tryck på kolven under förbränning av blandningen, och därför desto större motoreffekt. Att öka kompressionsförhållandet är mycket fördelaktigt - du kan få ut mer av samma portion bränsle nyttigt arbete. Dock När kompressionsförhållandet ökar för mycket uppstår självantändning av arbetsblandningen och blandningen brinner med hög hastighet - bränsledetonation inträffar. Detonation är en oacceptabelt snabb förbränning av arbetsblandningen, vilket orsakar instabil motordrift. När motorn detonerar uppstår en kraftig knackning, dess kraft minskar och svart rök kommer ut ur ljuddämparen. Designers hittar sätt att bekämpa bränsledetonation och gradvis öka kompressionsförhållandet. Beroende på kompressionsförhållandet används en viss typ av bränsle.

Motorkraft

Effekt är en fysisk kvantitet som är lika med förhållandet mellan arbete utfört under en viss tid och denna tid. I SI-enheter mäts effekten i watt (W). Genom att höja en last som väger 1 kilogram till en höjd av 1 meter på 1 sekund utvecklar vi en effekt på 1 kg x 9,8 m/s 2 x 1 m/s = 9,8 W.

Effekten hos bilmotorer mäts vanligtvis i hästkrafter.

Begreppet "hästkrafter" introducerades i slutet av 1700-talet. Engelske uppfinnaren J. Watt. Forskaren observerade arbetet med hästar som drar korgar med kol från kolgruvor med hjälp av block, och mätte totalvikt klippan de tog ut och höjden till vilken den höjdes under en viss tid. Watt beräknade att 1 häst drar i genomsnitt 150 kg kol på 1 minut från 30 meters djup. Denna kraftenhet kallas hästkrafter.

Med antagandet av SI-systemet med enheter 1960 blev hästkrafter en extra effektenhet lika med 736 watt. Den genomsnittliga mänskliga effekten är 70-90 W, vilket är 0,1 hästkrafter

1 hk = 0,73549875 kW

Motorcylinderns driftordning

För största likformighet av belastningen på vevaxeln hos en flercylindrig motor är det nödvändigt att arbetsslagen i cylindrarna upprepas i en viss sekvens, vilket kallas cylinderdriftsordning. Cylindrarnas funktionsordning beror på antalet cylindrar i motorn och dess slaglängd; i detta fall bör sekventiellt arbetande cylindrar inte placeras bredvid varandra.

En hel cykel för en fyrtaktsmotor avslutas med två varv av axeln, dvs 720°, för en tvåtaktsmotor, 360°. För att motoraxeln ska ha någon konstant kraft när som helst från inverkan av gaser på kolven måste axelböjarna förskjutas i förhållande till varandra med en vinkel f. Denna vinkel beror på antalet cylindrar r och motorns slaglängd och är lika med den cykliska varaktigheten av axelrotationen i grader, dividerat med antalet cylindrar. Därför, för en fyrtaktsmotor φ = 720°/z, för en tvåtaktsmotor φ = 360°/z.
Låt oss till exempel bestämma arbetsordningen för cylindrarna anordnade i en rad i en fyrtakts fyrcylindrig motor. I detta fall är φ = 720°: 4 = 180°. Axeln har en konfiguration där kolvarna 1 och 4 rör sig i motsatt riktning mot kolvarnas 2 och 3 rörelse. Den resulterande växlingen av processer i cylindrarna visas i tabellen. 8. Om ett arbetsslag utförs i den första cylindern, rör sig kolven på den andra cylindern uppåt, och från två möjliga processer (kompression och frigöring) accepterar vi frigöring. Då måste kolven på den tredje cylindern, som också rör sig uppåt, utföra kompression. I den fjärde cylindern rör sig kolven ner samtidigt som kolven i den första cylindern rör sig, så det måste finnas ett intag i den fjärde cylindern. Växlingen av processer i efterföljande slag av alla cylindrar bestäms av den cykliska sekvensen. Från bordet 8 kan man se att expansionsprocesser (power stroke) kommer att ske i cylindrarna i nästa beställning: 1-3-4-2. Om vi ​​i den andra cylindern i det första slaget tar kompression istället för avgasprocessen, kommer cylindrarnas funktionsordning att ändras och kommer att vara 1-2-4-3. Därför, för en fyrtakts, fyrcylindrig, radmotor, är tvåcylindriga avfyringsorder möjliga.

För en mer fullständig förståelse föreslår jag att du tar en visuell titt på följande bilder:


a - alternering av åtgärder 1-2-4-3; b - alternering av mått 1-3-4-2

Fyrtaktsmotor representerar en av kategorierna av förbränningsmotorer. En sådan motor kan bara gälla kolvmotorer inre förbränning. Principen för dess funktion är följande: i en kolv ICE arbetar processen sker i två varv av vevaxeln i varje cylinder. Sålunda är två varv på vevaxeln lika med fyra kolvslag, eller slag.

Det är vanligt att särskilja följande fyra mått:

  1. Intag, eller insugningsslag: genom en öppen ventil kommer en ny del av bränsle-luftblandningen in i motorcylindern.
  2. Kompression eller kompressionsslag: Luft-bränsleblandningen komprimeras medan alla ventiler är stängda.
  3. Power stroke, eller power stroke: Bränslet, som har komprimerats, börjar antändas med hjälp av ett tändstift, som sitter under kolven. Energin som frigörs vid förbränningen börjar verka på kolven, som i sin tur börjar röra sig nedåt. Vi kan säga att det är vid detta slag som bilmotorn fungerar.
  4. Avgas, eller avgasslag: Avgasventilen öppnas, vilket gör att avgaser strömmar ut och kommer in i atmosfären. Cylindern är rengjord.

​

När den fjärde takten slutar upprepas samma sak, i liknande ordning.

De viktigaste fördelarna med en 4-taktsmotor inkluderar följande egenskaper: högre effektivitet, lång livslängd, lågt ljud, renare. Dessutom finns det i det här fallet inget behov av ett komplext avgassystem och förblandning av olja och bensin.