Benzínový motor: princip činnosti, zařízení a fotografie

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-19 13:03

Benzínové motory jsou jedním z nejběžnějších mezi všemi ostatními, které se instalují do automobilů. Navzdory skutečnosti, že moderní pohonná jednotka se skládá z mnoha částí, princip fungování benzínového motoru je velmi jednoduchý. V rámci článku se seznámíme se zařízením a principem činnosti spalovacího motoru

Zařízení

Benzínové motory jsou klasifikovány jako spalovací motory. Uvnitř spalovacích komor je předem stlačená směs paliva a vzduchu zapálena pomocí jiskry. Plyn se používá k ovládání výkonu motoru. Umožňuje vám upravit množství vzduchu vstupujícího do spalovací komory.

Pojďme se blíže podívat na strukturu všech hlavních součástí jakéhokoli spalovacího motoru. Každá pohonná jednotka se skládá z bloku válců, klikového mechanismu, částí skupiny válec-píst, mechanismu distribuce plynu, systému mazání a chlazení a energetického systému. Motor také nebude schopen pracovat bez elektrického vybavení. Všechny tyto systémy a komponenty se během provozu motoru vzájemně ovlivňují.

blok válců motoru

Blok válců je hlavní součástí každého motoru. Jedná se o litinový nebo hliníkový odlitek z jednoho kusu. Blok má válce a množství různých závitových otvorů pro montáž nástavců a dalšího vybavení. Prvek má opracované roviny pro montáž hlavy válců a dalších dílů.

Konstrukce bloku je velmi závislá na počtu válců, umístění spalovacích komor a způsobu chlazení. V jednom bloku lze kombinovat 1 až 16 válců. Méně obvyklé jsou přitom bloky, kde je počet válců lichý. Z modelů, které se nyní vyrábějí, najdete 3válcové spalovací motory. Většina bloků má 2, 4, 8, 12 a někdy dokonce 16 válců.

Motory s počtem válců od 1 do 4 se liší uspořádáním spalovacích komor v řadě. Říká se jim řadové motory. Pokud je válců více, pak jsou umístěny v bloku ve dvou řadách pod určitým úhlem. To umožnilo zmenšit celkové rozměry, ale technologie výroby takových bloků je složitější.

Je možné rozlišit ještě jeden typ bloků. V nich jsou spalovací komory umístěny ve dvou řadách pod úhlem 180 stupňů. Jedná se o takzvané boxer motory. Princip činnosti benzinového motoru tohoto typu se neliší od tradičních spalovacích motorů. Častěji se vyskytují na motocyklech, ale jsou jimi vybavena i auta.

Pokud jde o chlazení, můžeterozlišovat dva typy systémů. Jedná se o chlazení kapalinou a vzduchem. Konstrukční vlastnosti bloku válců závisí na zvoleném chladicím systému. Vzduchem chlazená jednotka je mnohem jednodušší než vodou chlazená jednotka. Spalovací komory v tomto případě nepatří do bloku.

Jednotka chlazená kapalinou je mnohem složitější. Návrh již zahrnuje spalovací komory. Na kovový blok válců je položen chladicí plášť, uvnitř kterého je nucena cirkulovat chladicí kapalina, která slouží k odvodu tepla z dílů. Blok a chladicí plášť ve spalovacím motoru jsou jeden.

Horní část bloku válců je pokryta hlavou. Tvoří uzavřený prostor, kde probíhá proces spalování paliva. Hlava válců může mít jednoduchý design nebo složitější.

Klikový mechanismus

Tato sestava, která je rovněž nedílnou součástí motoru, je nezbytná pro převod vratných pohybů pístů na rotační pohyby klikového hřídele. Hlavní částí je zde klikový hřídel. Je pohyblivě spojen s blokem motoru. Díky této pohyblivosti se hřídel může otáčet kolem své osy.

Na jednom konci klikového hřídele je připevněn setrvačník. Je to nezbytné pro přenos točivého momentu z klikového hřídele na převodovku. Princip činnosti čtyřdobého benzínového motoru zajišťuje dvě otáčky klikového hřídele na jednu polovinu otáčky s užitečnýmpráce. Zbývající cykly vyžadují reverzní činnost - to zajišťuje setrvačník. Protože má poměrně velkou hmotnost, při otáčení v důsledku kinetické energie otáčí klikovým hřídelem během fází přípravných cyklů.

Po obvodu setrvačníku je speciální ozubený věnec. Pomocí tohoto uzlu můžete nastartovat motor pomocí startéru. Na druhé straně klikového hřídele je ozubené kolo olejového čerpadla a rozvodové kolo. Také na zadní straně je příruba, na které je připevněna kladka.

Sestava obsahuje také ojnice. Umožňují přenášet sílu z pístů na klikovou hřídel a naopak. Ojnice jsou také pohyblivě připevněny ke klikovému hřídeli. Mezi plochami bloku válců, klikovým hřídelem a ojnicemi nedochází k žádnému přímému kontaktu - tyto díly pracují přes kluzná ložiska.

Část válec-píst

Tato část jsou válce nebo vložky, písty, pístní kroužky a čepy. Právě na těchto detailech je založen princip fungování benzínového motoru. Tady se dělá veškerá práce. Palivo se spaluje ve válcích a uvolněná energie se přeměňuje na otáčení klikového hřídele. Spalování probíhá uvnitř válců, které jsou na jedné straně uzavřeny hlavou válců a na druhé straně písty. Píst se volně pohybuje uvnitř válce.

Princip činnosti benzínového motoru je založen nejen na spalování paliva, ale také na stlačování směsi vzduch-palivo. K tomu je zapotřebí těsnost. Je zajištěno pístními kroužky. Ty zabraňují tomu, aby se palivová směs a produkty spalování dostaly mezi píst aválec.

GRM (mechanismus distribuce plynu)

Hlavní funkcí tohoto mechanismu je včasný přísun palivové směsi nebo paliva do válců. Načasování je také nutné k odstranění výfukových plynů.

Dvoutaktní rozvodový řemen

Pokud vezmeme v úvahu princip fungování dvoudobého benzínového motoru, pak v něm jako takový není žádný rozvodový mechanismus. Zde se vstřikování palivové směsi a vypouštění výfukových plynů provádí přes technologická okna ve válci. Jsou zde tři okna – vstup, výstup, bypass.

Když se píst pohybuje, otevírá nebo zavírá to či ono okno. Válec je naplněn palivem, plyny jsou také vypouštěny. S takovým mechanismem distribuce plynu nejsou potřeba žádné další díly. Proto je hlava válců u dvoudobých motorů jednoduchá. Jeho funkcí je pouze zajistit maximální těsnost.

4-taktní rozvodový řemen

4-taktní motor je vybaven kompletním rozvodovým mechanismem. Palivo je v tomto případě vstřikováno skrz otvory v hlavě válců spojené s ventily. Když je nutné přivádět nebo odvádět výfukové plyny, otevírají a zavírají se příslušné ventily. Ten lze otevřít a zavřít pomocí vačkového hřídele. Má speciální vačky.

Pohonný systém

Hlavním úkolem tohoto systému je příprava palivové směsi a zajištění jejího dalšího přívodu do spalovacích komor. Konstrukce je velmi závislá na principu činnosti benzinového motoru automobilu.

Benzinové motory mohou mít dva typy palivových systémů – karburátor a vstřikovač. V prvním případě se k přípravě směsi používá karburátor. Míchá, dávkuje a dodává směs paliva a vzduchu do spalovacích komor. Vstřikovač vstřikuje palivo pod tlakem do rozdělovače paliva, odkud benzín vstupuje do válců přes trysky.

V autech se vstřikováním je princip fungování benzinového motoru jiný, díky čemuž je dávkování přesnější. Navíc se vzduch ve vstřikovači mísí s benzínem v sacím potrubí. Tryska na rozdíl od karburátoru lépe rozstřikuje palivo.

Palivový systém dieselových motorů je odlišný. Zde se vstřikování provádí samostatně pro každý válec. Rozvodový řemen přivádí vzduch pouze do spalovacích komor. Systém zahrnuje nádrž, filtry, palivová čerpadla, potrubí.

Systém mazání

Princip činnosti benzinového spalovacího motoru spočívá v tření součástí. Díky mazacímu systému jsou redukovány trny mezi třecími plochami. Na dílech se vytvoří olejový film, který chrání povrchy před přímým kontaktem. Systém se skládá z čerpadla, klikové skříně pro skladování oleje, filtru a mazacích kanálů v bloku motoru.

Turbocharging

Moderní vozy jsou vybaveny malými, maloobjemovými motory, ale mnohé z nich mají dostatečný výkon. Získává se pomocí turbín. Princip činnosti turbíny na benzínovém motoru je založen na využití výfukových plynů. Plyny rotujíoběžné kolo turbíny, které stlačuje vzduch do spalovacích komor. Čím více vzduchu, tím více paliva bude dodáno, tedy energie.

Chladící systém

Během provozu se motor výrazně zahřívá. Ve válcích může teplota dosáhnout 800 stupňů. K udržení optimální provozní teploty je nutný chladicí systém. Hlavním úkolem je odstranit přebytečné teplo z válců, pístů a dalších dílů.

Vzduchový systém se skládá ze speciálních povrchů na bloku, které jsou chlazeny foukáním vzduchu přes ně. Kapalinový systém poskytuje chladicí plášť, ve kterém cirkuluje nemrznoucí směs. Je v přímém kontaktu s vnějším povrchem válců. Systém se skládá z čerpadla, termostatu, potrubí pro připojovací potrubí, expanzní nádoby a termostatu.

Elektrické zařízení

Díky tomuto vybavení je elektřina dodávána do palubní sítě vozidla. Elektřina je nezbytná pro provoz zapalovacího systému, startéru a dalších zařízení. Elektrické vybavení je baterie, generátor, startér, čidla. Přestože se principy fungování benzínového a naftového motoru liší, elektrické vybavení je k dispozici i u dieselového motoru.

Systém zapalování

Tento systém je k dispozici pouze u benzínových motorů. U vznětové pohonné jednotky se palivová směs zapaluje kompresí. V benzínovém motoru dochází k zapálení paliva a vzduchujiskra, která ve správnou chvíli přeskočí mezi elektrodami svíčky. Systém zahrnuje zapalovací cívku, rozdělovač, vysokonapěťové vodiče, zapalovací svíčky, elektronická zařízení.

Závěr

To je vše o zařízení a principu činnosti benzínového motoru. Jak vidíte, vše je velmi jednoduché, stačí jen trochu pochopit fyzikální zákony.