Τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σε ένα αυτοκίνητο;

2024 Συγγραφέας: Erin Ralphs | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-19 13:48

Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης στα αυτοκίνητα είναι το πιο σημαντικό εξάρτημα. Εάν δεν είχε εφευρεθεί ο κινητήρας εσωτερικής καύσης, τότε η αυτοκινητοβιομηχανία πιθανότατα θα είχε σταματήσει στο τιμόνι και δεν θα είχε αναπτυχθεί περαιτέρω στις σύγχρονες διαστάσεις. Ο κινητήρας έχει κάνει μια πραγματική επανάσταση. Ας μιλήσουμε για το τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης, για την ιστορία, τη συσκευή και την αρχή λειτουργίας του.

Οι πρώτες προσπάθειες δημιουργίας μιας μονάδας παρόμοιας με κινητήρα εσωτερικής καύσης ξεκίνησαν τον 18ο αιώνα. Πολλοί εφευρέτες από όλο τον κόσμο προσπαθούν εδώ και πολύ καιρό να δημιουργήσουν έναν μηχανισμό στον οποίο η ενέργεια από την καύση του καυσίμου θα μπορούσε να μετατραπεί σε μηχανική ενέργεια.

Πρώτος κινητήρας

Οι αδερφοί Niepce από τη Γαλλία ήταν οι πρώτοι που σκέφτηκαν τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης και πώς να τον κατασκευάσουν. Επινόησαν και συναρμολόγησαν μια συσκευή που ονόμασαν πυραιοφόρο. Το καύσιμο σε αυτόν τον κινητήρα ήταν σκόνη άνθρακα, αλλά παρ' όλη την απόδοσή του, αυτός ο μηχανισμός δεν έλαβε μεγάλη αναγνώριση στην επιστήμη και παρέμεινε μόνο με τη μορφή σχεδίων. Το «Piraeophorus» είχε πολύ ατελές σχέδιο. Αυτόςχαρακτηρίζεται από υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας και τεράστια κατανάλωση καυσίμου με σχετικά χαμηλή απόδοση. Επίσης, αυτή η μονάδα κατανάλωνε πολύ λάδι. Αλλά ακόμη και τότε, αυτός ο κινητήρας εγκαταστάθηκε στα πρώτα, όχι ακόμα τέλεια τρίτροχα οχήματα.

Δεύτερη προσπάθεια

Το 1864, ο Siegfried Markus, ο οποίος ασχολήθηκε με διάφορες εφευρέσεις, έδειξε στον κόσμο τον πρώτο μονοκύλινδρο κινητήρα καρμπυρατέρ.

Τροφοδοτήθηκε από την ενέργεια της καύσης των προϊόντων πετρελαίου. Αυτό το ICE ήταν ικανό για μια σημαντική τότε ταχύτητα 10 μιλίων την ώρα.

Δικύλινδρος κινητήρας Brighton

Το 1873, ο μηχανικός George Brighton, με βάση τις υπάρχουσες εξελίξεις, δημιούργησε έναν δικύλινδρο κινητήρα εσωτερικής καύσης. Στην αρχή, ο κινητήρας λειτουργούσε με κηροζίνη και στη συνέχεια μεταφέρθηκε στη βενζίνη. Μεταξύ των ελλείψεων αυτής της συσκευής, επισημάνθηκαν τα πολύ μεγάλα μεγέθη.

Engine Otto

Το 1876, έγινε ένα μεγάλο βήμα στην ιστορία του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Ο Nicholas Otto κατάφερε να δημιουργήσει μια τεχνικά πολύπλοκη μονάδα που μετέτρεπε αποτελεσματικότερα την ενέργεια της καύσης των προϊόντων πετρελαίου σε μηχανική ενέργεια. Το 1883, ο Γάλλος μηχανικός Delamare δημιούργησε έναν κινητήρα που μπορούσε να χρησιμοποιήσει φυσικό αέριο ως καύσιμο. Ωστόσο, και αυτή η εφεύρεση δεν βρήκε ανταπόκριση και υπάρχει μόνο σε χαρτί με τη μορφή σχεδίων.

Μεγάλο όνομα στην ιστορία του αυτοκινήτου

Το 1815, ο Gottlieb Daimler σκέφτηκε τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης και πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Όχι μόνο δημιούργησε έναν αποδοτικό κινητήρα, αλλά δημιούργησε την παραγωγήένα πρωτότυπο μιας σύγχρονης μονάδας με κάθετη διάταξη κυλίνδρων και έγχυση καρμπυρατέρ.

Αυτός ήταν ο πρώτος συμπαγής μηχανισμός εκείνη την εποχή, ο οποίος στη συνέχεια συνέβαλε στην ανάπτυξη της αυτοκινητοβιομηχανίας.

Γενικοί ορισμοί του ICE

Πιθανώς όλοι γνωρίζουν τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σε ένα αυτοκίνητο. Αλλά το κύριο χαρακτηριστικό οποιουδήποτε μηχανισμού εσωτερικής καύσης είναι ότι το μείγμα καυσίμου αναφλέγεται απευθείας στον θάλαμο εργασίας και όχι σε κανένα εξωτερικό μέσο. Κατά τη λειτουργία του κινητήρα απελευθερώνεται χημική και θερμική ενέργεια, η οποία μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια. Για το τι είναι κινητήρας εσωτερικής καύσης, μιλούν σε ένα σχολικό μάθημα φυσικής και η αρχή της λειτουργίας βασίζεται στην επίδραση της θερμικής διαστολής των αερίων που σχηματίζονται κατά την καύση ενός εύφλεκτου μείγματος υπό πίεση σε έναν θάλαμο καύσης.

Τύποι κινητήρων εσωτερικής καύσης

Είναι δυνατό να διακριθούν οι εμβολοφόροι κινητήρες εσωτερικής καύσης. Είναι οι πιο αποτελεσματικοί. Αυτό θα επιβεβαιωθεί από ένα άτομο που έχει τις δεξιότητες συντήρησης και επισκευής κινητήρων - ένας οδηγός κινητήρα εσωτερικής καύσης. Τι είναι? Η συσκευή αυτού του κινητήρα είναι η εξής: ο θάλαμος καύσης βρίσκεται μέσα στον κύλινδρο, η θερμική ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια χρησιμοποιώντας μηχανισμό στροφάλου μπιέλας-εμβόλου, η ενέργεια μεταφέρεται στον στροφαλοφόρο άξονα.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι κινητήρων με έμβολο. Αρχικά, σημειώνουμε τους κινητήρες εσωτερικής καύσης του καρμπυρατέρ. Εδώ, το μείγμα καυσίμου παρασκευάζεται στο καρμπυρατέρ και στη συνέχεια εγχέεται στον θάλαμο καύσης με έναν ηλεκτρικό σπινθήρα. Αυτή είναι μια καλή ευκαιρία να μάθετε τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σε ένα αυτοκίνητο. εγχυνώνο κινητήρας τροφοδοτεί το μείγμα απευθείας στην πολλαπλή εισαγωγής χρησιμοποιώντας ειδικά ακροφύσια. Όλες οι διαδικασίες σε έναν τέτοιο κινητήρα ελέγχονται από ηλεκτρονικά. Η ανάφλεξη προέρχεται από ένα κερί.

Υπάρχουν και μονάδες ντίζελ. Όσοι δεν γνώριζαν τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σε ένα αυτοκίνητο, θα πρέπει να γνωρίσουν αυτόν τον τύπο κινητήρα με περισσότερες λεπτομέρειες. Εδώ το μείγμα καυσίμου αναφλέγεται χωρίς τη χρήση κεριών. Αναφλέγεται λόγω της συμπίεσης του αέρα, ο οποίος ως αποτέλεσμα θερμαίνεται σε θερμοκρασίες που υπερβαίνουν τις τιμές καύσης του μείγματος. Το καύσιμο ψεκάζεται με ειδικά μπεκ.

Ο κινητήρας με ρότορα είναι μια αρκετά ενδιαφέρουσα μονάδα. Τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σε ένα αυτοκίνητο αυτού του τύπου; Τώρα μια τέτοια συσκευή είναι αρκετά σπάνια. Σε αυτόν τον μηχανισμό, η θερμική ενέργεια από την καύση μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια με τη βοήθεια αερίων εργασίας που περιστρέφουν τον ρότορα στον θάλαμο εργασίας. Ο μηχανισμός έχει ειδικό σχήμα, προφίλ και κινείται κατά μήκος μιας «πλανητικής» τροχιάς απευθείας μέσα στον θάλαμο εργασίας. Το τελευταίο έχει επίσης μια ειδική διαμόρφωση - "8", και οι λειτουργίες του είναι ο χρονισμός, η ομάδα εμβόλων και ο στροφαλοφόρος άξονας. Τώρα όλοι γνωρίζουν τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σε ένα αυτοκίνητο που σχεδόν ποτέ δεν χρησιμοποιείται.

Υπάρχουν επίσης κινητήρες αεριοστροβίλου. Εδώ, η ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια με την περιστροφή του ρότορα, η οποία προκαλεί την κίνηση του άξονα του στροβίλου. Κατά τη διάρκεια βελτιώσεων και πειραμάτων, επιστήμονες και μηχανικοί από όλο τον κόσμο έχουν καθορίσει ότι το πιο αποδοτικό, αξιόπιστο, ανεπιτήδευτο και επίσης οικονομικό από άποψη καυσίμου και λαδιού είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης με έμβολο.

Άλλα είδηοι κινητήρες, εκτός από το έμβολο, έμειναν μακριά στην ιστορία. Λαμβάνοντας υπόψη το ερώτημα τι είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σε ένα αυτοκίνητο, αξίζει να σημειωθεί ότι μόνο η εταιρεία Mazda κατασκευάζει πλέον κινητήρα με περιστροφικό έμβολο. Η Chrysler συναρμολόγησε αρκετούς κινητήρες αερίου-turbo, αλλά ήταν πολύ καιρό πριν και καμία από τις σοβαρές αυτοκινητοβιομηχανίες δεν εκτιμούσε αυτές τις μονάδες. Στην ΕΣΣΔ, οι κινητήρες αεριοστροβίλων χρησιμοποιήθηκαν σε ορισμένες δεξαμενές και πολεμικά πλοία. Ωστόσο, τότε η τεχνολογία εγκαταλείφθηκε εντελώς.

Πώς λειτουργεί ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης

Για όσους δεν ξέρουν τι είναι κινητήρας εσωτερικής καύσης, ας αναλογιστούν τη συσκευή αυτού του μηχανισμού. Πολλά σημαντικά εξαρτήματα συνδυάζονται στο περίβλημα του κινητήρα ταυτόχρονα. Αυτό είναι ένα μπλοκ κυλίνδρων - ένα μείγμα βενζίνης και αέρα αναφλέγεται μέσα και στη συνέχεια τα αέρια κάνουν τα έμβολα να κινούνται. Η ομάδα στροφάλου μεταφέρει ενέργεια στον στροφαλοφόρο άξονα.

Ο μηχανισμός χρονισμού χρησιμοποιείται για να εξασφαλίσει το άνοιγμα ή το κλείσιμο των βαλβίδων εισαγωγής και εξαγωγής τη σωστή στιγμή. Χρειάζεται για να μπει το μείγμα στους κυλίνδρους και να απελευθερωθούν τα καυσαέρια. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι επίσης εξοπλισμένος με σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου, ανάφλεξης του μείγματος και αφαίρεσης καυσαερίων.

Η αρχή λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης

Όλοι όσοι στοιβάζονται με ένα αυτοκίνητο πρέπει να γνωρίζουν τι είναι και πώς λειτουργεί ο κινητήρας εσωτερικής καύσης. Όταν ο ιδιοκτήτης του αυτοκινήτου γυρίζει το κλειδί στην ανάφλεξη, η μίζα περιστρέφει τον στροφαλοφόρο άξονα. Το έμβολο κινείται από τον στροφαλοφόρο άξονα. Όταν φτάσει στην κάτω θέση του, μετακινείται στο TDC. Στη συνέχεια, ένα μείγμα καυσίμου και αέρα τροφοδοτείται στον θάλαμο καύσης. Πότετο έμβολο κινείται προς τα πάνω, το μείγμα συμπιέζεται. Τη στιγμή που θα φτάσει στην ανώτερη ακραία θέση του, ο σπινθήρας που δημιουργείται από τα κεριά θα αναφλέξει το εύφλεκτο μείγμα. Συμβαίνει μια έκρηξη και τα απελευθερωμένα αέρια σπρώχνουν το έμβολο προς τα κάτω με μεγάλη δύναμη. Σε αυτό το σημείο, η βαλβίδα εξαγωγής θα ανοίξει. Μέσω αυτού, τα καυτά καυσαέρια εξέρχονται από τον κύλινδρο στην ατμόσφαιρα. Όταν το έμβολο ξαναπεράσει το κάτω νεκρό σημείο, θα πάει ξανά προς τα πάνω. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο στροφαλοφόρος άξονας θα κάνει μία περιστροφή.

Όταν το έμβολο ξεκινήσει μια νέα κίνηση, η βαλβίδα εισαγωγής θα ανοίξει και θα αφήσει το επόμενο τμήμα του εύφλεκτου μείγματος στον κύλινδρο. Το τελευταίο θα καταλαμβάνει ολόκληρο τον όγκο των καυσαερίων. Η όλη διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω θα ξεκινήσει ξανά. Δεδομένου ότι το έργο του εμβόλου σε αυτούς τους πρωτόγονους κινητήρες περιορίζεται μόνο σε δύο διαδρομές, κάνει λιγότερες κινήσεις από έναν τετράχρονο κινητήρα. Οι απώλειες ενέργειας τριβής μειώνονται επίσης. Αλλά κατά τη λειτουργία, παράγεται πολλή θερμότητα και τέτοιοι κινητήρες θερμαίνονται περισσότερο.

Πρέπει να χρησιμοποιείτε λάδι κινητήρα. Τι είναι? Είναι ένα ειδικό ελαιώδες υγρό από υδρογονάνθρακες που μειώνει την τριβή στις επιφάνειες. Σε έναν δίχρονο κινητήρα, το έμβολο λειτουργεί επίσης ως μηχανισμός χρονισμού, ανοίγοντας και κλείνοντας βαλβίδες. Το κύριο μειονέκτημα αυτού του συστήματος είναι η αναποτελεσματική ανταλλαγή αερίων σε σύγκριση με μια τετράχρονη μονάδα.

Συμπέρασμα

Αυτό είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης σε ένα αυτοκίνητο. Αυτός είναι ο μηχανισμός που οδηγεί ένα βαρύ αυτοκίνητο. Σήμερα, αυτό θεωρείται δεδομένο, αλλά κάποτε ο κινητήρας εσωτερικής καύσης θεωρούνταν ο καλύτεροςσημαντική ανακάλυψη.