Účel a zařízení spalovacího motoru

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-19 13:00

Více než sto let se spalovací motory používají jako pohonné jednotky pro většinu strojů a mechanismů. Na počátku 20. století nahradily parní stroj s vnějším spalováním. Spalovací motor je nyní nejekonomičtější a nejefektivnější mezi ostatními motory. Podívejme se na zařízení spalovacího motoru.

Historie stvoření

Historie těchto jednotek začala asi před 300 lety. Tehdy Leonardo Da Vinci vyvinul první výkres primitivního motoru. Vývoj této jednotky dal impuls k montáži, testování a neustálému zlepšování spalovacího motoru.

V roce 1861 podle nákresů, které Da Vinci zanechal světu, vytvořili první dvoutaktní motor. V té době si nikdo nemyslel, že všechny vozy a další zařízení budou vybaveny takovými instalacemi, ačkoli tehdy se na železničních zařízeních používaly parní jednotky.

První, kdo používá spalovací motory v autech,byl Henry Ford. Jako první napsal knihu o konstrukci a provozu spalovacího motoru. Ford byl první, kdo vypočítal účinnost těchto motorů.

Klasifikace spalovacích motorů

V procesu vývoje se zařízení spalovacího motoru zkomplikovalo. Jeho účel však zůstal stejný. Existuje několik hlavních typů spalovacích motorů, které jsou dnes nejúčinnější.

Za prvé z hlediska účinnosti a hospodárnosti – pístové jednotky. V těchto jednotkách se energie vznikající při spalování palivové směsi přeměňuje na pohyb prostřednictvím systému ojnic a klikového hřídele.

Obecné uspořádání spalovacího motoru s karburátorem se neliší od ostatních motorů. Ale hořlavá směs se připravuje přímo v karburátoru. Vstřikování se provádí do společného potrubí, odkud se pod vlivem podtlaku směs dostává do válců, kde se následně rozsvítí elektrickým výbojem na svíčce.

Motor se vstřikováním se liší od motoru s karburátorem tím, že palivo je dodáváno do každého válce přímo samostatnými tryskami. Poté, co je benzín smíchán se vzduchem, je palivo zapáleno jiskrou svíčky.

Naftový motor se liší od benzínového. Zvažte krátce zařízení vznětového spalovacího motoru. K zapalování se nepoužívají žádné svíčky. Toto palivo se vznítí pod vysokým tlakem. V důsledku toho se vznětový motor zahřívá. Teplota je vyšší než teplota spalování. Vstřikování se provádí pomocí trysek.

Rotor-pístové motory patří také mezi spalovací motory. V těchto jednotkách je tepelná energie zspalování paliva ovlivňuje rotor. Má speciální tvar a speciální profil. Trajektorie pohybu rotoru je planetární (prvek je umístěn uvnitř speciální komory). Rotor současně plní obrovské množství funkcí - to je rozvod plynu, funkce klikového hřídele a pístu.

Existují také spalovací motory s plynovou turbínou. V těchto jednotkách se tepelná energie přeměňuje prostřednictvím rotoru s klínovými lopatkami. Tyto mechanismy pak roztáčí turbínu.

Pístové motory jsou považovány za nejspolehlivější, nenáročné na údržbu a hospodárné. Rotační se v masové automobilové technice prakticky nepoužívají. Nyní pouze japonská Mazda vyrábí modely vozů vybavené motory s rotačními písty. Zkušené vozy s motory s plynovou turbínou vyráběl Chrysler v 60. letech a poté se do těchto instalací nevrátila ani jedna automobilka. V Sovětském svazu byly některé modely tanků a výsadkových lodí na krátkou dobu vybaveny motory s plynovou turbínou. Ale pak bylo rozhodnuto opustit takové pohonné jednotky. Proto uvažujeme o zařízení spalovacího motoru - jsou nejoblíbenější a nejúčinnější.

zařízení ICE

V krytu motoru je spojeno několik systémů. Jedná se o blok válců, ve kterém jsou umístěny samotné spalovací komory. V druhém případě palivová směs hoří. Motor se také skládá z klikového mechanismu určeného k přeměně energie pístů na rotaci klikového hřídele. V energetické budověJednotka má také mechanismus distribuce plynu. Jeho úkolem je zajistit včasné otevírání a zavírání sacích a výfukových ventilů. Motor nebude moci běžet bez vstřikování, zapalování a výfukového systému.

Při spouštění pohonné jednotky je směs paliva a vzduchu přiváděna do válců přes otevřené sací ventily. Poté se zapálí elektrickým výbojem u zapalovací svíčky. Když se směs vznítí a plyny začnou expandovat, tlak na píst se zvýší. Ten se uvede do pohybu a způsobí otáčení klikového hřídele.

Konstrukce a provoz spalovacího motoru jsou takové, že motor běží v určitých cyklech. Tyto cykly se neustále opakují s vysokou frekvencí. To zajišťuje plynulou rotaci klikového hřídele.

Princip činnosti dvoudobých spalovacích motorů

Když motor nastartuje, píst, který je poháněn otáčením klikového hřídele, se začne pohybovat. Když dosáhne nejnižšího bodu a začne se pohybovat nahoru, do válce je přiváděno palivo.

Při pohybu nahoru píst stlačuje směs. Když dosáhne horní úvrati, zapalovací svíčka zapálí směs v důsledku elektrického výboje. Plyny okamžitě expandují a tlačí píst dolů.

Potom se otevře výfukový ventil válce a produkty spalování odcházejí z válců do výfukového systému. Poté, když opět dosáhne spodního bodu, píst se začne pohybovat nahoru. Klikový hřídel udělá jednu otáčku.

Když začne novépohyb pístu, sací ventily se opět otevřou a bude přiváděna palivová směs. Zabere celý objem, který zabíraly produkty spalování, a cyklus se znovu opakuje. Vzhledem k tomu, že písty v takových motorech pracují pouze ve dvou cyklech, je na rozdíl od čtyřdobého spalovacího motoru vykonáváno méně pohybů. Snížené ztráty třením. Ale tyto motory se zahřívají.

U dvoudobých pohonných jednotek hraje píst také roli mechanismu distribuce plynu. V procesu pohybu se otevírají a zavírají otvory pro vstup palivové směsi a vypouštění výfukových plynů. Nejhorší výměna plynu ve srovnání se čtyřdobými motory je hlavní nevýhodou takových motorů. V době výfukových plynů se výkon výrazně ztrácí.

V současné době se dvoutaktní motory používají v mopedech, skútrech, lodích, benzínových pilách a dalších vozidlech s nízkým výkonem.

Čtyřtaktní

Zařízení tohoto typu spalovacího motoru se mírně liší od dvoudobého motoru. Princip fungování je také mírně odlišný. Na jednu otáčku klikového hřídele jsou čtyři zdvihy.

Prvním krokem je přívod hořlavé směsi do válce motoru. Motor pod vlivem podtlaku nasává směs do válce. Píst ve válci v tomto okamžiku klesá. Vstupní ventil je otevřený a rozprášený benzín a vzduch vstoupí do spalovací komory.

Následuje kompresní zdvih. Sací ventil se uzavře a píst se posune nahoru. V tomto případě je směs ve válci výrazně stlačena. Vlivem tlaku směszahřívá se. Tlak zvyšuje koncentraci.

Následuje třetí pracovní cyklus. Když píst téměř dosáhne své horní polohy, aktivuje se zapalovací systém. Na svíčce přeskočí jiskra a směs se vznítí. V důsledku okamžité expanze plynů a šíření energie výbuchu se píst pod tlakem pohybuje dolů. Tento cyklus při provozu čtyřdobého motoru je hlavní. Další tři opatření nemají vliv na tvorbu díla a jsou pomocná.

Ve čtvrtém cyklu začíná fáze uvolňování. Když píst dosáhne dna spalovací komory, otevře se výfukový ventil a výfukové plyny vystupují nejprve do výfukového systému a poté do atmosféry.

Zde je zařízení a princip činnosti čtyřdobého spalovacího motoru, který je instalován pod kapotou většiny automobilů.

Pomocné systémy

Zkoumali jsme zařízení spalovacího motoru. Ale žádný motor by nemohl fungovat, pokud by nebyl vybaven dalšími systémy. Budeme o nich mluvit níže.

Zapalování

Tento systém je součástí elektrického zařízení. Je navržen tak, aby vytvořil jiskry, které zapálí palivovou směs.

Systém obsahuje baterii a generátor, zámek zapalování, cívku a speciální zařízení – rozdělovač zapalování.

Sací systém

Je nutné, aby motor nastupoval bez přerušenívzduch. K vytvoření směsi je potřeba kyslík. Benzín sám o sobě nebude hořet. Je třeba poznamenat, že u karburátorů je sání pouze filtrem a vzduchovými kanály. Sací systém moderních automobilů je složitější. Zahrnuje přívod vzduchu ve formě potrubí, filtr, škrticí ventil a sací potrubí.

Pohonný systém

Z principu spalovacího motoru víme, že motor potřebuje něco spálit. Jedná se o benzín nebo naftu. Napájecí systém zajišťuje dodávku paliva během provozu motoru.

V nejprimitivnějším případě se tento systém skládá z nádrže, palivového potrubí, filtru a čerpadla, které dodávají palivo do karburátoru. U vozů se vstřikováním je energetický systém řízen ECU.

Systém mazání

Systém mazání obsahuje olejové čerpadlo, jímku, olejový filtr. Dieselové a výkonné benzínové pohonné jednotky mají také chladič pro čištění maziva. Čerpadlo je poháněno klikovým hřídelem.

Závěr

Toto je spalovací motor. Prozkoumali jsme zařízení a princip jeho fungování a nyní je jasné, jak funguje auto, motorová pila nebo dieselagregát.