Iekšdedzes dzinēja mērķis un ierīce

2024 Autors: Erin Ralphs | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-19 17:43

Vairāk nekā simts gadus iekšdedzes dzinēji ir izmantoti kā spēkstacijas lielākajai daļai mašīnu un mehānismu. 20. gadsimta sākumā tie nomainīja ārējās iekšdedzes tvaika dzinēju. Iekšdedzes dzinējs tagad ir visekonomiskākais un efektīvākais starp citiem motoriem. Apskatīsim iekšdedzes dzinēja ierīci.

Radīšanas vēsture

Šo vienību vēsture sākās apmēram pirms 300 gadiem. Toreiz Leonardo Da Vinči izstrādāja pirmo primitīvā dzinēja zīmējumu. Šīs vienības izstrāde deva impulsu iekšdedzes dzinēja montāžai, testēšanai un nepārtrauktai uzlabošanai.

1861. gadā saskaņā ar rasējumiem, ko Da Vinči atstāja pasaulei, viņi izveidoja pirmo divtaktu dzinēju. Toreiz neviens nedomāja, ka visas automašīnas un cita tehnika būs aprīkota ar šādām instalācijām, lai gan tad uz dzelzceļa iekārtām izmantoja tvaika agregātus.

Pirmais, kas automašīnās izmantoja iekšdedzes dzinējus,bija Henrijs Fords. Viņš bija pirmais, kurš uzrakstīja grāmatu par iekšdedzes dzinēja konstrukciju un darbību. Ford bija pirmais, kas aprēķināja šo dzinēju efektivitāti.

Iekšdedzes dzinēju klasifikācija

Attīstības procesā iekšdedzes dzinēja ierīce kļuva sarežģītāka. Tomēr viņa mērķis palika nemainīgs. Ir vairāki galvenie iekšdedzes dzinēju veidi, kas mūsdienās ir visefektīvākie.

Vispirms efektivitātes un ekonomijas ziņā – virzuļu vienības. Šajās vienībās enerģija, kas rodas no degvielas maisījuma sadegšanas, tiek pārveidota kustībā caur klaņu sistēmu un kloķvārpstu.

Karburatora iekšdedzes dzinēja vispārīgais izvietojums neatšķiras no citiem dzinējiem. Bet degmaisījums tiek sagatavots tieši karburatorā. Iesmidzināšana tiek veikta kopējā kolektorā, no kurienes vakuuma ietekmē maisījums nonāk cilindros, kur pēc tam iedegas no elektriskās izlādes uz sveces.

Iesmidzināšanas dzinējs atšķiras no karburatora dzinēja ar to, ka degviela tiek piegādāta katram cilindram tieši caur atsevišķām sprauslām. Pēc tam, kad benzīns ir sajaukts ar gaisu, degviela tiek aizdedzināta no sveces dzirksteles.

Dīzeļdzinējs atšķiras no benzīna. Īsi apsveriet dīzeļa iekšdedzes dzinēja ierīci. Aizdedzināšanai nav izmantotas sveces. Šī degviela aizdegas zem augsta spiediena. Tā rezultātā dīzeļdzinējs uzsilst. Temperatūra ir augstāka par degšanas temperatūru. Injekciju veic ar sprauslu palīdzību.

Iekšdedzes dzinējiem pieder arī rotora virzuļdzinēji. Šajās vienībās siltumenerģija nodegvielas sadegšana ietekmē rotoru. Tam ir īpaša forma un īpašs profils. Rotora kustības trajektorija ir planetāra (elements atrodas speciālas kameras iekšpusē). Rotors vienlaikus veic milzīgu skaitu funkciju - tā ir gāzes sadale, kloķvārpstas un virzuļa funkcija.

Ir arī gāzturbīnu iekšdedzes dzinēji. Šajās vienībās siltumenerģija tiek pārveidota caur rotoru ar ķīļveida lāpstiņām. Šie mehānismi liek turbīnai griezties.

Virzuļdzinēji tiek uzskatīti par visdrošākajiem, tiem ir maz apkopes un ekonomiskākais. Rotācijas masveida automobiļu tehnoloģijās praktiski neizmanto. Tagad tikai japāņu Mazda ražo automašīnu modeļus, kas aprīkoti ar rotējošiem virzuļdzinējiem. Pieredzējušos automobiļus ar gāzes turbīnu dzinējiem uzņēmums Chrysler ražoja 60. gados, un pēc tam pie šīm iekārtām neatgriezās neviens autoražotājs. Padomju Savienībā daži tanku un desanta kuģu modeļi uz neilgu laiku bija aprīkoti ar gāzes turbīnu dzinējiem. Bet tad tika nolemts atteikties no šādiem spēka agregātiem. Tāpēc mēs apsveram iekšdedzes dzinēja ierīci - tās ir vispopulārākās un efektīvākās.

ICE ierīce

Motora korpusā ir apvienotas vairākas sistēmas. Šis ir cilindru bloks, kurā atrodas pašas sadegšanas kameras. Pēdējā degmaisījums deg. Arī dzinējs sastāv no kloķa mehānisma, kas paredzēts virzuļu enerģijas pārvēršanai kloķvārpstas rotācijā. Spēka ēkāIekārtai ir arī gāzes sadales mehānisms. Tās uzdevums ir nodrošināt savlaicīgu ieplūdes un izplūdes vārstu atvēršanu un aizvēršanu. Dzinējs nevarēs darboties bez iesmidzināšanas, aizdedzes un izplūdes sistēmas.

Palaižot spēka agregātu, caur atvērtajiem ieplūdes vārstiem cilindriem tiek piegādāts degvielas un gaisa maisījums. Pēc tam to aizdedzina elektriskā izlāde pie aizdedzes sveces. Kad maisījums aizdegas un gāzes sāk izplesties, spiediens uz virzuli palielināsies. Pēdējais tiks iekustināts un izraisīs kloķvārpstas griešanos.

Iekšdedzes dzinēja konstrukcija un darbība ir tāda, ka dzinējs darbojas noteiktos ciklos. Šie cikli tiek pastāvīgi atkārtoti augstā frekvencē. Tas nodrošina nepārtrauktu kloķvārpstas rotāciju.

Divtaktu iekšdedzes dzinēju darbības princips

Kad dzinējs ieslēdzas, virzulis, ko darbina kloķvārpstas rotācija, sāk kustēties. Kad tas sasniedz zemāko punktu un sāk virzīties uz augšu, uz cilindru tiek piegādāta degviela.

Pārvietojoties uz augšu, virzulis saspiež maisījumu. Kad tas sasniedz augšējo miršanas punktu, aizdedzes svece aizdedzina maisījumu elektriskās izlādes dēļ. Gāzes uzreiz izplešas un nospiež virzuli uz leju.

Pēc tam atveras cilindra izplūdes vārsts, un sadegšanas produkti iziet no cilindriem izplūdes sistēmā. Tad, atkal sasniedzot apakšējo punktu, virzulis sāks kustēties uz augšu. Kloķvārpsta veiks vienu apgriezienu.

Kad sākas jaunaisvirzuļa kustība, ieplūdes vārsti atkal atvērsies un tiks padots degvielas maisījums. Tas aizņems visu tilpumu, ko aizņēma sadegšanas produkti, un cikls atkārtosies vēlreiz. Sakarā ar to, ka virzuļi šādos dzinējos darbojas tikai divos ciklos, atšķirībā no četrtaktu iekšdedzes dzinēja tiek veikts mazāk kustību. Samazināti berzes zudumi. Taču šie motori kļūst karstāki.

Divtaktu spēka agregātos virzulis pilda arī gāzes sadales mehānisma lomu. Kustības procesā atveras un aizveras atveres degvielas maisījuma ieplūdei un izplūdes gāzu izlaišanai. Sliktākā gāzes apmaiņa salīdzinājumā ar četrtaktu dzinējiem ir galvenais šādu dzinēju trūkums. Izplūdes gāzu laikā jauda tiek ievērojami zaudēta.

Šobrīd divtaktu dzinējus izmanto mopēdos, motorolleros, laivās, benzīna zāģos un citos mazjaudas transportlīdzekļos.

Četrtaktu

Šā tipa iekšdedzes dzinēja ierīce nedaudz atšķiras no divtaktu dzinēja. Arī darbības princips ir nedaudz atšķirīgs. Katrai kloķvārpstas rotācijai ir četri gājieni.

Pirmais solis ir degoša maisījuma padeve dzinēja cilindram. Motors vakuuma ietekmē iesūc maisījumu cilindrā. Šajā brīdī virzulis cilindrā nokrīt. Ieplūdes vārsts ir atvērts, un izsmidzinātais benzīns un gaiss nonāks sadegšanas kamerā.

Tālāk seko saspiešanas gājiens. Ieplūdes vārsts aizveras un virzulis virzās uz augšu. Šajā gadījumā maisījums cilindrā ir ievērojami saspiests. Spiediena dēļ maisījumsiesildās. Spiediens palielina koncentrēšanos.

Seko trešais darba cikls. Kad virzulis gandrīz sasniedz savu augšējo pozīciju, tiek aktivizēta aizdedzes sistēma. Uz sveces uzlec dzirkstele, un maisījums aizdegas. Gāzu momentānas izplešanās un sprādziena enerģijas izplatīšanās dēļ virzulis zem spiediena virzās uz leju. Šis cikls četrtaktu motora darbībā ir galvenais. Pārējie trīs pasākumi neietekmē darba tapšanu un ir palīglīdzekļi.

Ceturtajā ciklā sākas atbrīvošanas fāze. Kad virzulis sasniedz sadegšanas kameras apakšu, izplūdes vārsts atveras un izplūdes gāzes vispirms izplūst izplūdes sistēmā un pēc tam atmosfērā.

Šeit ir četrtaktu iekšdedzes dzinēja ierīce un darbības princips, kas uzstādīts zem vairuma automašīnu pārsega.

Palīgsistēmas

Pārbaudījām iekšdedzes dzinēja ierīci. Bet jebkurš motors nevarētu darboties, ja tas nebūtu aprīkots ar papildu sistēmām. Mēs par tiem runāsim tālāk.

Aizdedze

Šī sistēma ir daļa no elektriskās iekārtas. Tas ir paredzēts dzirksteļu veidošanai, kas aizdedzina degvielas maisījumu.

Sistēmā ietilpst akumulators un ģenerators, aizdedzes slēdzene, spole un īpaša ierīce - aizdedzes sadalītājs.

Ieplūdes sistēma

Tas ir nepieciešams, lai motors ieietu bez traucējumiemgaiss. Lai izveidotu maisījumu, nepieciešams skābeklis. Pats par sevi benzīns nedeg. Jāņem vērā, ka karburatoros ieplūde ir tikai filtrs un gaisa vadi. Mūsdienu automašīnu ieplūdes sistēma ir sarežģītāka. Tajā ir iekļauta gaisa ieplūde cauruļu veidā, filtrs, droseļvārsts un ieplūdes kolektors.

Barošanas sistēma

No iekšdedzes dzinēja principa mēs zinām, ka dzinējam kaut kas ir jāsadedzina. Tas ir benzīns vai dīzeļdegviela. Energosistēma nodrošina degvielas padevi dzinēja darbības laikā.

Primitīvākajā gadījumā šī sistēma sastāv no tvertnes, kā arī degvielas vada, filtra un sūkņa, kas nodrošina degvielu karburatoram. Iesmidzināšanas automašīnās barošanas sistēmu kontrolē ECU.

Eļļošanas sistēma

Eļļošanas sistēmā ietilpst eļļas sūknis, karteris, eļļas filtrs. Dīzeļa un jaudīgajiem benzīna spēka agregātiem ir arī dzesētājs smērvielas tīrīšanai. Sūkni darbina kloķvārpsta.

Secinājums

Tas ir iekšdedzes dzinējs. Mēs pārbaudījām ierīci un tās darbības principu, un tagad ir skaidrs, kā darbojas automašīna, motorzāģis vai dīzeļa ģenerators.