เครื่องยนต์สันดาปภายในชั่วครู่ เครื่องยนต์สันดาปภายในลูกสูบทำงานอย่างไร วิดีโอ: อุปกรณ์และการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

เครื่องยนต์ของรถยนต์อาจดูเหมือนชิ้นส่วนโลหะ ท่อ และสายไฟพันกันยุ่งเหยิงสำหรับผู้ที่ไม่ได้ฝึกหัด ในขณะเดียวกัน เครื่องยนต์คือ "หัวใจ" ของรถยนต์เกือบทุกคัน - 95% ของรถยนต์ทุกคันใช้เครื่องยนต์ สันดาปภายใน.

ในบทความนี้ เราจะพูดถึงการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน: its หลักการทั่วไปเราจะศึกษาองค์ประกอบเฉพาะและเฟสของเครื่องยนต์ ค้นหาว่าเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพถูกแปลงเป็นแรงหมุนได้อย่างไร และพยายามตอบคำถามต่อไปนี้: เครื่องยนต์สันดาปภายในทำงานอย่างไร เครื่องยนต์คืออะไรและประเภทใด และ พารามิเตอร์และคุณลักษณะของเครื่องยนต์บางอย่างหมายความว่าอย่างไร และเช่นเคย ทั้งหมดนี้เรียบง่ายและเข้าถึงได้เป็นสองเท่า

จุดประสงค์หลักของเครื่องยนต์เบนซินในรถยนต์คือการเปลี่ยนน้ำมันเบนซินให้เคลื่อนที่เพื่อให้รถของคุณสามารถเคลื่อนที่ได้ ในปัจจุบัน วิธีที่ง่ายที่สุดในการสร้างการเคลื่อนไหวจากน้ำมันเบนซินคือการเผาไหม้ภายในเครื่องยนต์ ดังนั้น "เครื่องยนต์" ของรถยนต์จึงเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายใน - เช่น การเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินเกิดขึ้นภายใน

มีอยู่ ประเภทต่างๆเครื่องยนต์สันดาปภายใน เครื่องยนต์ดีเซลเป็นรูปแบบหนึ่ง ในขณะที่กังหันก๊าซเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง

อย่างที่คุณจะสังเกตได้ เนื่องจากมีเครื่องยนต์สันดาปภายใน จึงต้องมีเครื่องยนต์สันดาปภายนอก รถจักรไอน้ำในรถไฟและเรือกลไฟแบบเก่า นี่เป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดของเครื่องยนต์สันดาปภายนอก เชื้อเพลิง (ถ่านหิน ไม้ น้ำมัน หรืออะไรก็ตาม) ในเครื่องยนต์ไอน้ำจะเผาไหม้นอกเครื่องยนต์เพื่อสร้างไอน้ำ และไอน้ำจะสร้างการเคลื่อนไหวภายในเครื่องยนต์ แน่นอน เครื่องยนต์สันดาปภายในมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก (อย่างน้อยก็ใช้เชื้อเพลิงต่อกิโลเมตรของยานพาหนะน้อยกว่ามาก) กว่าเครื่องยนต์สันดาปภายนอก และเครื่องยนต์สันดาปภายในมีขนาดเล็กกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายนอกที่เทียบเท่ากันมาก สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมเราไม่เห็นรถยนต์คันเดียวที่ดูเหมือนรถจักรไอน้ำ

ตอนนี้เรามาดูกันดีกว่าว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในทำงานอย่างไร

มาดูหลักการเบื้องหลังเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบกัน: หากคุณใส่เชื้อเพลิงที่มีพลังงานสูงจำนวนเล็กน้อย (เช่น น้ำมันเบนซิน) ลงในพื้นที่ปิดขนาดเล็กและจุดไฟ (เชื้อเพลิงนั้น) พลังงานจำนวนมหาศาลจะถูกปล่อยออกมาใน รูปแบบของการขยายตัวของแก๊ส คุณสามารถใช้พลังงานนี้เพื่อย้ายมันฝรั่ง ในกรณีนี้ พลังงานจะถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่ของมันฝรั่งนี้ ตัวอย่างเช่น หากคุณเทน้ำมันเบนซินลงในท่อโดยปิดปลายด้านหนึ่งอย่างแน่นหนาและอีกด้านหนึ่งเปิด จากนั้นจึงติดมันฝรั่งและจุดไฟใส่น้ำมัน การระเบิดของมันจะกระตุ้นการขับเคลื่อนของมันฝรั่งนี้โดยการบีบน้ำมันเบนซินที่ระเบิดออก ดังนั้นมันฝรั่งจะบินสูงขึ้นไปบนท้องฟ้าถ้าคุณชี้ท่อขึ้น เราอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับหลักการทำงานของปืนใหญ่แบบเก่า แต่คุณยังสามารถใช้พลังงานน้ำมันเบนซินนี้เพื่อจุดประสงค์ที่น่าสนใจยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น หากคุณหมุนรอบการระเบิดของน้ำมันเบนซินได้หลายร้อยครั้งต่อนาที และหากคุณสามารถนำพลังงานนั้นไปใช้ให้เกิดประโยชน์ แสดงว่าคุณมีแกนเครื่องยนต์ของรถยนต์อยู่แล้ว!

ทุกวันนี้รถแทบทุกคันใช้สิ่งที่เรียกว่า รอบการเผาไหม้สี่จังหวะเพื่อเปลี่ยนน้ำมันเบนซินให้เคลื่อนที่ วัฏจักรสี่จังหวะเรียกอีกอย่างว่าวัฏจักรอ็อตโตหลังจากนิโคลัสอ็อตโตผู้คิดค้นมันในปี 2410 ดังนั้นนี่คือเครื่องยนต์ 4 จังหวะเหล่านี้:

1. จังหวะการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิง
2. จังหวะการอัดน้ำมันเชื้อเพลิง
3. จังหวะการเผาไหม้เชื้อเพลิง
4. จังหวะไอเสีย

ทุกอย่างดูเหมือนจะชัดเจนจากสิ่งนี้ใช่ไหม คุณสามารถเห็นได้จากรูปด้านล่างว่าองค์ประกอบที่เรียกว่าลูกสูบแทนที่มันฝรั่งใน "ปืนมันฝรั่ง" ที่เราอธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ลูกสูบเชื่อมต่อกับ เพลาข้อเหวี่ยงด้วยความช่วยเหลือของไม้เรียว อย่ากลัวเงื่อนไขใหม่ - จริงๆแล้วมีไม่มากนักในหลักการของการทำงานของเครื่องยนต์!

ในรูป ตัวอักษรระบุองค์ประกอบต่อไปนี้ของเครื่องยนต์:

A - เพลาลูกเบี้ยว
B - ฝาครอบวาล์ว
C - วาล์วไอเสีย
D - พอร์ตไอเสีย
E - หัวกระบอกสูบ
F - ห้องหล่อเย็น
G - บล็อกเครื่องยนต์
H - บ่อน้ำมัน
I - อ่างน้ำมันเครื่อง
เจ - หัวเทียน
K - วาล์วไอดี
L - ทางเข้า
M - Piston
N - ก้านสูบ
O - ตลับลูกปืนก้านสูบ
P - เพลาข้อเหวี่ยง

นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นเมื่อเครื่องยนต์ทำงานครบสี่จังหวะ:

1. ตำแหน่งเริ่มต้นของลูกสูบอยู่ที่ด้านบนสุด ในขณะนี้วาล์วไอดีเปิดออก และลูกสูบเคลื่อนลง ซึ่งดูดส่วนผสมของน้ำมันและอากาศที่เตรียมไว้เข้าไปในกระบอกสูบ นี่คือจังหวะการบริโภค น้ำมันเบนซินหยดเล็กน้อยต้องผสมกับอากาศเพื่อให้ทุกอย่างทำงานได้
2. เมื่อลูกสูบถึงจุดต่ำสุด วาล์วไอดีจะปิด และลูกสูบเริ่มเคลื่อนกลับขึ้น (น้ำมัน "ติดอยู่") โดยบีบอัดส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศนี้ การบีบอัดจะทำให้การระเบิดมีพลังมากขึ้น
3. เมื่อลูกสูบถึง จุดสูงสุดในจังหวะของมัน หัวเทียนจะปล่อยประกายไฟที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้ามากกว่าหมื่นโวลต์เพื่อจุดไฟให้กับน้ำมันเบนซิน การระเบิดเกิดขึ้น และน้ำมันในกระบอกสูบจะระเบิด ดันลูกสูบลงไปด้วยแรงที่เหลือเชื่อ
4. หลังจากที่ลูกสูบไปถึงด้านล่างของจังหวะอีกครั้ง จะเป็นการเปิดวาล์วไอเสีย จากนั้นลูกสูบจะเลื่อนขึ้น (สิ่งนี้เกิดขึ้นโดยแรงเฉื่อย) และส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและอากาศที่ใช้แล้วจะออกจากกระบอกสูบผ่านช่องระบายอากาศเพื่อเริ่มต้นการเดินทางไปยังท่อไอเสียและเข้าสู่บรรยากาศชั้นบน

ตอนนี้วาล์วกลับมาอยู่ที่ด้านบนสุดแล้ว เครื่องยนต์ก็พร้อมสำหรับรอบต่อไป ดังนั้นมันจึงดูดอากาศและน้ำมันเบนซินผสมเข้าด้วยกันเพื่อหมุนเพลาข้อเหวี่ยงให้มากขึ้น ซึ่งแท้จริงแล้วจะส่งแรงบิดผ่านเกียร์ไปยังล้อมากขึ้น ตอนนี้ดูด้านล่างว่าเครื่องยนต์ทำงานอย่างไรในทั้งสี่รอบ

คุณสามารถดูการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในสองภาพเคลื่อนไหวด้านล่าง:

เครื่องยนต์ทำงานอย่างไร - แอนิเมชั่น

โปรดทราบว่าการเคลื่อนไหวที่เกิดจากการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในคือการหมุน ในขณะที่การเคลื่อนไหวที่สร้างโดย "ปืนมันฝรั่ง" จะเป็นแบบเส้นตรง (แบบตรง) ในเครื่องยนต์ การเคลื่อนที่เชิงเส้นของลูกสูบจะถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง เราต้องการการเคลื่อนที่แบบหมุนเนื่องจากเรากำลังวางแผนที่จะหมุนล้อรถของเรา

ตอนนี้เรามาดูชิ้นส่วนทั้งหมดที่ทำงานร่วมกันเป็นทีมเพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น เริ่มจากกระบอกสูบ!

แกนกลางของเครื่องยนต์คือกระบอกสูบที่มีลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นและลงในกระบอกสูบ เครื่องยนต์ที่อธิบายข้างต้นมีหนึ่งกระบอก ดูเหมือนว่าจำเป็นต้องมีรถอะไรอีก! แต่สำหรับการขับขี่ที่สะดวกสบาย รถยนต์ต้องการกระบอกสูบที่มีลูกสูบอย่างน้อย 3 กระบอกและคุณลักษณะทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับคู่นี้ (วาล์ว ก้านสูบ และอื่นๆ) แต่หนึ่งกระบอกเหมาะสำหรับเครื่องตัดหญ้าส่วนใหญ่เท่านั้น ดู - ด้านล่างในภาพเคลื่อนไหวคุณจะเห็นการทำงานของเครื่องยนต์ 4 สูบ:

ประเภทเครื่องยนต์

รถยนต์ส่วนใหญ่มักจะมีสี่, หก, แปดและแม้กระทั่งสิบ, สิบสองและสิบหกกระบอกสูบ (สามตัวเลือกสุดท้ายจะถูกติดตั้งบน รถสปอร์ตและลูกไฟ) ในเครื่องยนต์หลายสูบ กระบอกสูบทั้งหมดมักจะถูกจัดเรียงด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสามวิธี:

• อินไลน์
• รูปตัววี
• ตรงข้าม

นี่คือ - การจัดเรียงกระบอกสูบทั้งสามประเภทในเครื่องยนต์:

การจัดเรียงแบบอินไลน์ของ 4 สูบ

ตรงข้ามกับการจัดเรียงของ4สูบ

V-arrangement 6 สูบ

การกำหนดค่าที่แตกต่างกันมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกันในแง่ของการสั่นสะเทือน ต้นทุนการผลิต และลักษณะรูปร่าง ข้อดีและข้อเสียเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับรถบางรุ่น ดังนั้น เครื่องยนต์ 4 สูบจึงไม่ค่อยเข้าท่าสำหรับรูปตัววี ดังนั้นจึงมักจะอยู่ในแนวเดียวกัน และเครื่องยนต์ 8 สูบมักจะถูกจัดเรียงด้วยกระบอกสูบรูปตัววี

ตอนนี้เรามาดูกันว่าระบบฉีดเชื้อเพลิง น้ำมัน และส่วนประกอบอื่นๆ ในเครื่องยนต์ทำงานอย่างไร:

มาดูชิ้นส่วนสำคัญของเครื่องยนต์กันแบบละเอียดกันดีกว่า:

และตอนนี้ให้ความสนใจ! จากที่เราได้อ่านมา เรามาดูกันเลย ครบวงจรการทำงานของเครื่องยนต์พร้อมองค์ประกอบทั้งหมด:

รอบเครื่องยนต์เต็ม

ทำไมเครื่องยนต์ไม่ทำงาน?

สมมติว่าคุณออกไปที่รถในตอนเช้าแล้วสตาร์ทเครื่องแต่สตาร์ทไม่ติด มีอะไรผิดปกติ? เมื่อคุณทราบวิธีการทำงานของเครื่องยนต์แล้ว คุณสามารถทำความเข้าใจสิ่งพื้นฐานที่สามารถป้องกันไม่ให้เครื่องยนต์สตาร์ทได้ สามสิ่งพื้นฐานสามารถเกิดขึ้นได้:

• ส่วนผสมเชื้อเพลิงไม่ดี
• ไม่มีการบีบอัด
• ไม่มีประกายไฟ

ใช่ มีสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ อีกหลายพันอย่างที่สามารถสร้างปัญหาได้ แต่ "บิ๊กทรี" เหล่านี้มักเป็นผลหรือสาเหตุของหนึ่งในนั้น จากแนวคิดง่ายๆ เกี่ยวกับวิธีการทำงานของเครื่องยนต์ เราสามารถจัดทำรายการสั้นๆ ว่าปัญหาเหล่านี้ส่งผลต่อเครื่องยนต์อย่างไร

ส่วนผสมของเชื้อเพลิงที่ไม่ดีอาจเกิดจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่งดังต่อไปนี้:

• น้ำมันในถังของคุณหมด และเครื่องยนต์ก็พยายามสตาร์ทจากอากาศ
• ปริมาณอากาศเข้าอาจอุดตัน ดังนั้นเครื่องยนต์จึงได้รับน้ำมันเชื้อเพลิงแต่อากาศไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดการระเบิด
• ระบบเชื้อเพลิงอาจจ่ายเชื้อเพลิงมากเกินไปหรือน้อยเกินไปให้กับส่วนผสม หมายความว่าการเผาไหม้ไม่เกิดขึ้นอย่างเหมาะสม
• อาจมีสิ่งสกปรกในน้ำมันเชื้อเพลิง (และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับคุณภาพของน้ำมันเบนซินของรัสเซีย) ซึ่งป้องกันไม่ให้เชื้อเพลิงเผาไหม้เต็มที่

ขาดการบีบอัด - หากไม่สามารถอัดอากาศและเชื้อเพลิงได้อย่างถูกต้อง กระบวนการเผาไหม้จะไม่ทำงานอย่างถูกต้อง การขาดการบีบอัดสามารถเกิดขึ้นได้จากสาเหตุต่อไปนี้:

• แหวนลูกสูบสึก (ทำให้อากาศและเชื้อเพลิงไหลผ่านลูกสูบเมื่อบีบอัด)
• วาล์วทางเข้าหรือทางออกไม่ปิดผนึกอย่างถูกต้อง เปิดใหม่อีกครั้งระหว่างการรั่วไหลของรอยรั่ว
• มีรูในกระบอกสูบ

การขาดประกายไฟอาจมีสาเหตุหลายประการ:

• หากหัวเทียนหรือสายไฟที่นำไปสู่หัวเทียนชำรุด ประกายไฟจะอ่อน
• หากสายไฟชำรุดหรือขาดหายไป หรือหากระบบที่ส่งประกายไฟผ่านสายไฟทำงานไม่ถูกต้อง
• หากเกิดประกายไฟขึ้นเร็วเกินไปหรือช้าเกินไปในวงจร เชื้อเพลิงจะไม่จุดไฟที่ ถูกเวลาและนั่นอาจทำให้เกิดปัญหาได้ทุกประเภท

และนี่คือสาเหตุอื่นๆ อีกหลายประการที่ทำให้เครื่องยนต์ไม่ทำงาน และเราจะพูดถึงรายละเอียดบางอย่างภายนอกเครื่องยนต์ที่นี่:

• หากแบตเตอรี่หมด คุณจะไม่สามารถสตาร์ทเครื่องยนต์เพื่อสตาร์ทได้
• หากตลับลูกปืนที่ปล่อยให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนได้อย่างอิสระ เพลาข้อเหวี่ยงจะไม่สามารถหมุนได้ ดังนั้นเครื่องยนต์จะไม่สามารถทำงานได้
• หากวาล์วไม่เปิดและปิดในเวลาที่เหมาะสม หรือไม่ทำงานเลย อากาศเข้าไม่ได้และไอเสียออกไม่ได้ เครื่องยนต์ก็จะไม่สามารถทำงานได้อีก
• ถ้าใครมีแรงจูงใจอันธพาลใส่มันฝรั่งลงไป ท่อไอเสียไอเสียจะไม่สามารถออกจากกระบอกสูบและเครื่องยนต์จะไม่ทำงานอีก
• หากน้ำมันในเครื่องยนต์ไม่เพียงพอ ลูกสูบจะไม่สามารถเคลื่อนขึ้นลงอย่างอิสระในกระบอกสูบได้ ทำให้ยากหรือเป็นไปไม่ได้ ทำงานปกติเครื่องยนต์.

ในเครื่องยนต์ที่ทำงานอย่างถูกต้อง ปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมดอยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ อย่างที่คุณเห็น เครื่องยนต์มีหลายระบบที่ช่วยแปลงเชื้อเพลิงเป็นเครื่องยนต์ขับเคลื่อนได้อย่างไม่มีที่ติ เราจะดูระบบย่อยต่างๆ ที่ใช้ในเครื่องยนต์ในหัวข้อต่อไปนี้

ระบบย่อยของเครื่องยนต์ส่วนใหญ่สามารถใช้งานได้โดยใช้เทคโนโลยีต่างๆ และ เทคโนโลยีที่ดีที่สุดสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก นั่นคือเหตุผลที่การพัฒนาของอุตสาหกรรมยานยนต์ยังคงดำเนินต่อไปในระดับสูงสุด เนื่องจากการแข่งขันระหว่างผู้ผลิตรถยนต์นั้นยิ่งใหญ่พอที่จะทุ่มเงินมหาศาลในทุกแรงม้าเพิ่มเติมที่บีบออกมาจากเครื่องยนต์ในปริมาณที่เท่ากัน มาดูระบบย่อยต่างๆ ที่ใช้ใน เครื่องยนต์ที่ทันสมัยเริ่มจากการทำงานของวาล์วในเครื่องยนต์

วาล์วทำงานอย่างไร?

ระบบวาล์วประกอบด้วยวาล์วจริงและกลไกที่เปิดและปิดวาล์ว ระบบเปิดปิดเรียกว่า เพลาลูกเบี้ยว. เพลาลูกเบี้ยวมีส่วนพิเศษบนแกนที่ขยับวาล์วขึ้นและลงดังแสดงในภาพด้านล่าง

เครื่องยนต์สมัยใหม่ส่วนใหญ่มีสิ่งที่เรียกว่า กล้องเหนือศีรษะ. ซึ่งหมายความว่าเพลาตั้งอยู่เหนือวาล์วดังที่คุณเห็นในภาพ เครื่องยนต์รุ่นเก่าใช้เพลาลูกเบี้ยวที่อยู่ในห้องข้อเหวี่ยงใกล้กับเพลาข้อเหวี่ยง เพลาลูกเบี้ยวขณะหมุน จะขยับลูกเบี้ยวโดยมีส่วนยื่นออกมาเพื่อให้วาล์วกดลง ทำให้เกิดช่องว่างสำหรับเส้นทางของเชื้อเพลิงหรือก๊าซไอเสีย สายพานราวลิ้นหรือ โซ่ขับขับเคลื่อนด้วยเพลาข้อเหวี่ยงและส่งแรงบิดจากเพลาลูกเบี้ยวไปยังเพลาลูกเบี้ยวเพื่อให้วาล์วซิงค์กับลูกสูบ เพลาลูกเบี้ยวจะหมุนช้ากว่าเพลาข้อเหวี่ยง 1-2 เท่าเสมอ เครื่องยนต์ประสิทธิภาพสูงจำนวนมากมีสี่วาล์วต่อสูบ (สองวาล์วสำหรับไอดีและสองวาล์วสำหรับไอเสีย)

ระบบจุดระเบิดทำงานอย่างไร?

ระบบจุดระเบิดจะสร้างประจุไฟฟ้าแรงสูงและส่งไปยังหัวเทียนโดยใช้สายจุดระเบิด ค่าใช้จ่ายแรกส่งผ่านไปยังคอยล์จุดระเบิด (ผู้จัดจำหน่ายชนิดหนึ่งที่จ่ายประกายไฟไปยังกระบอกสูบในช่วงเวลาหนึ่ง) ซึ่งคุณสามารถหาได้ง่ายภายใต้ประทุนของรถยนต์ส่วนใหญ่ คอยล์จุดระเบิดมีสายหนึ่งเส้นอยู่ตรงกลางและสี่ หก แปดเส้น หรือมากกว่านั้นขึ้นอยู่กับจำนวนกระบอกสูบที่ออกมาจากมัน สายจุดระเบิดเหล่านี้ส่งค่าใช้จ่ายไปยังหัวเทียนแต่ละอัน เครื่องยนต์ได้รับประกายไฟดังกล่าวเมื่อเวลาผ่านไปในลักษณะที่มีเพียงกระบอกสูบเดียวเท่านั้นที่จะได้รับประกายไฟจากผู้จัดจำหน่ายในคราวเดียว วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความนุ่มนวลของเครื่องยนต์สูงสุด

การทำความเย็นทำงานอย่างไร?

ระบบระบายความร้อนในรถยนต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยหม้อน้ำและปั๊มน้ำ น้ำไหลเวียนผ่านช่องทางต่างๆ (ช่องทาง) รอบกระบอกสูบ แล้วจึงไหลผ่านหม้อน้ำเพื่อทำให้เย็นลงให้มากที่สุด อย่างไรก็ตาม มีรถรุ่นดังกล่าว (โดยหลักคือ Volkswagen Beetle (Beetle)) เช่นเดียวกับรถจักรยานยนต์และเครื่องตัดหญ้าส่วนใหญ่ที่มีเครื่องยนต์พร้อม ระบายความร้อนด้วยอากาศ. คุณอาจเคยเห็นเครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยอากาศซึ่งมีครีบอยู่ด้านข้าง ซึ่งเป็นพื้นผิวยางที่ประดับด้านนอกของกระบอกสูบแต่ละกระบอกเพื่อช่วยระบายความร้อน

การระบายความร้อนด้วยอากาศทำให้เครื่องยนต์เบาขึ้น แต่ร้อนขึ้น และโดยทั่วไปจะลดอายุเครื่องยนต์และประสิทธิภาพโดยรวม ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าเครื่องยนต์ของคุณยังคงเย็นอยู่ได้อย่างไรและทำไม

ระบบเปิดตัวทำงานอย่างไร?

การปรับปรุงสมรรถนะของเครื่องยนต์เป็นเรื่องใหญ่ แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือสิ่งที่จะเกิดขึ้นเมื่อคุณบิดกุญแจสตาร์ท! ระบบเปิดตัวประกอบด้วยสตาร์ทเตอร์พร้อมมอเตอร์ไฟฟ้า เมื่อคุณบิดกุญแจสตาร์ท สตาร์ทเครื่องยนต์สองสามรอบเพื่อเริ่มกระบวนการเผาไหม้ และจะหยุดได้โดยการหมุนกุญแจไปในทิศทางตรงกันข้าม เมื่อประกายไฟหยุดไหลเข้าสู่กระบอกสูบ และเครื่องยนต์จึงหยุดทำงาน แผงลอย

สตาร์ทเตอร์มี มอเตอร์ไฟฟ้าทรงพลังซึ่งหมุนเครื่องยนต์สันดาปภายในเย็น สตาร์ทเตอร์นั้นค่อนข้างทรงพลังและดังนั้นเครื่องยนต์จึง "กิน" ทรัพยากรแบตเตอรี่เพราะต้องเอาชนะ:

• แรงเสียดทานภายในทั้งหมดที่เกิดจากแหวนลูกสูบและรุนแรงขึ้นด้วยน้ำมันเย็นเย็น
• แรงอัดของกระบอกสูบใดๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างจังหวะการอัด
• ความต้านทานที่เกิดจากการเปิดและปิดวาล์วโดยเพลาลูกเบี้ยว
• กระบวนการอื่นๆ ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับเครื่องยนต์ รวมถึงความต้านทานของปั๊มน้ำ ปั้มน้ำมัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ

เราเห็นว่าสตาร์ทเตอร์ต้องการพลังงานมาก รถส่วนใหญ่มักใช้ระบบไฟฟ้า 12 โวลต์ และกระแสไฟฟ้าหลายร้อยแอมป์จะต้องไหลไปที่สตาร์ทเตอร์

ระบบฉีดและหล่อลื่นทำงานอย่างไร?

เมื่อมันมา บำรุงประจำวันรถข้อกังวลแรกของคุณน่าจะเป็นการตรวจสอบปริมาณน้ำมันเบนซินในรถของคุณ น้ำมันเบนซินได้มาจาก .อย่างไร ถังน้ำมันเป็นกระบอกสูบ? ระบบเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดูดน้ำมันเบนซินออกจากถังโดยใช้ปั๊มเชื้อเพลิงที่อยู่ในถังและผสมกับอากาศเพื่อให้ส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่เหมาะสมสามารถไหลเข้าสู่กระบอกสูบได้ การจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสามวิธีทั่วไป ได้แก่ คาร์บูเรเตอร์ การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง และ ฉีดตรงเชื้อเพลิง.

คาร์บูเรเตอร์ล้าสมัยมากในปัจจุบันและไม่ได้ใส่ไว้ในรถรุ่นใหม่ ในเครื่องยนต์แบบหัวฉีด ปริมาณเชื้อเพลิงที่เหมาะสมจะถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบแต่ละกระบอกสูบโดยตรง ไม่ว่าจะเข้าไปในวาล์วไอดี (การฉีดเชื้อเพลิง) หรือฉีดเข้าไปในกระบอกสูบโดยตรง (การฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง)

น้ำมันยังเล่น บทบาทสำคัญ. ระบบหล่อลื่นที่สมบูรณ์แบบและเหมาะสมทำให้มั่นใจได้ว่าทุกชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในเครื่องยนต์จะได้รับน้ำมันเพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายได้ง่าย สองส่วนหลักที่ต้องการน้ำมันคือลูกสูบ (หรือให้ตรงกว่านั้นคือวงแหวนของมัน) และตลับลูกปืนใดๆ ที่ยอมให้องค์ประกอบต่างๆ เช่น เพลาข้อเหวี่ยงและเพลาอื่นๆ หมุนได้อย่างอิสระ ในรถยนต์ส่วนใหญ่ น้ำมันจะถูกดูดออกจากถาดรองน้ำมัน ปั้มน้ำมันผ่านตัวกรองน้ำมันเพื่อขจัดสิ่งสกปรก จากนั้นจึงฉีดพ่นภายใต้แรงดันสูงบนตลับลูกปืนและผนังกระบอกสูบ น้ำมันจะไหลลงสู่บ่อเก็บอีกครั้งและวงจรจะเกิดซ้ำ

ระบบไอเสีย

เมื่อเราทราบถึงสิ่งของต่างๆ ที่เราใส่ (เท) ลงในรถของเราแล้ว เรามาดูสิ่งอื่นที่ออกมาจากรถกันบ้าง ระบบไอเสียประกอบด้วยท่อไอเสียและท่อไอเสีย หากไม่มีท่อไอเสีย คุณจะได้ยินเสียงระเบิดเล็กๆ นับพันครั้งจากท่อไอเสียของคุณ Silencer ช่วยลดเสียง ระบบไอเสียยังรวมถึง เครื่องฟอกไอเสียซึ่งใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาและออกซิเจนในการเผาผลาญเชื้อเพลิงที่ไม่ได้ใช้ทั้งหมดและสารเคมีอื่นๆ ใน ไอเสีย. ดังนั้นรถของคุณจึงเป็นไปตามมาตรฐานมลพิษทางอากาศของยุโรป

มีอะไรอีกบ้างนอกเหนือจากทั้งหมดข้างต้นในรถ? ระบบไฟฟ้าประกอบด้วยแบตเตอรี่และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่อกับเครื่องยนต์ด้วยสายพานและผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ให้พลังงานไฟฟ้า 12 โวลต์มีให้ทุกอย่างในรถที่ต้องการไฟฟ้า (ระบบจุดระเบิด, วิทยุ,

บน รถแทรกเตอร์สมัยใหม่และรถยนต์ส่วนใหญ่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบ ภายในเครื่องยนต์เหล่านี้ ส่วนผสมที่ติดไฟได้จะเผาไหม้ (ส่วนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศในสัดส่วนและปริมาณที่แน่นอน) ส่วนหนึ่งของความร้อนที่ปล่อยออกมาในกระบวนการนี้จะถูกแปลงเป็นงานทางกล

การจำแนกเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ลูกสูบจำแนกตามเกณฑ์ต่อไปนี้:

• ตามวิธีการจุดไฟของส่วนผสมที่ติดไฟได้ - จากการบีบอัด (เครื่องยนต์ดีเซล) และจากประกายไฟ
• ตามวิธีการก่อตัวของส่วนผสม - ด้วยการสร้างส่วนผสมภายนอก (คาร์บูเรเตอร์และก๊าซ) และภายใน (ดีเซล)
• ตามวิธีการใช้วงจรการทำงาน - สี่และสองจังหวะ
• ตามชนิดของเชื้อเพลิงที่ใช้ - วิ่งบนของเหลว (น้ำมันเบนซินหรือ น้ำมันดีเซล) เชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซ (อัดหรือก๊าซเหลว) และเชื้อเพลิงหลายชนิด
• ตามจำนวนกระบอกสูบ - เดี่ยวและหลายสูบ (สอง, สาม-, สี่-, หกสูบ, ฯลฯ )
• ตามตำแหน่งของกระบอกสูบ - แถวเดียวหรือเชิงเส้น (กระบอกสูบอยู่ในแถวเดียว) และแถวสองแถวหรือรูปตัววี (กระบอกสูบหนึ่งแถววางในมุมหนึ่งไปอีกมุมหนึ่ง)

สำหรับรถแทรกเตอร์และยานพาหนะที่ใช้งานหนัก จะใช้เครื่องยนต์ดีเซลหลายสูบสี่จังหวะ สำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถยนต์เบาและขนาดกลาง คาร์บูเรเตอร์หลายสูบสี่จังหวะ และ เครื่องยนต์ดีเซลตลอดจนเครื่องยนต์ที่ใช้ก๊าซอัดและก๊าซเหลว

กลไกหลักและระบบเครื่องยนต์

เครื่องยนต์สันดาปภายในลูกสูบประกอบด้วย:

• ส่วนของร่างกาย
• กลไกข้อเหวี่ยง
• กลไกการจ่ายก๊าซ
• ระบบไฟฟ้า
• ระบบทำความเย็น
• ระบบหล่อลื่น
• ระบบจุดระเบิดและสตาร์ท
• ตัวควบคุมความเร็ว

อุปกรณ์ของเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์สูบเดียวสี่จังหวะแสดงในรูป:

รูปภาพ. อุปกรณ์ของเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์สี่จังหวะสูบเดียว:
1 - เกียร์ขับ เพลาลูกเบี้ยว; 2 - เพลาลูกเบี้ยว; 3 - ตัวดัน; 4 - สปริง; 5 - ท่อไอเสีย; 6 - ท่อทางเข้า; 7 - คาร์บูเรเตอร์; 8 - วาล์วไอเสีย; 9 - ลวดกับเทียน; 10 - เทียนจุดประกายไฟ; 11 - วาล์วทางเข้า; 12 - หัวถัง; 13 - กระบอก: 14 - แจ็คเก็ตน้ำ; 15 - ลูกสูบ; 16 - พินลูกสูบ; 17 - ก้านสูบ; 18 - มู่เล่; 19 - เพลาข้อเหวี่ยง; 20 - ถังน้ำมัน (ถัง)

กลไกข้อเหวี่ยง(KShM) แปลงการเคลื่อนที่แบบลูกสูบตรงของลูกสูบเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงและในทางกลับกัน

กลไกการจ่ายก๊าซ(GRM) ได้รับการออกแบบสำหรับการเชื่อมต่อของปริมาตรลูกสูบเกินกับระบบไอดีประจุใหม่และการปล่อยผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ (ก๊าซไอเสีย) ออกจากกระบอกสูบในช่วงเวลาหนึ่ง

ระบบอุปทานทำหน้าที่เตรียมส่วนผสมที่ติดไฟได้และจ่ายไปยังกระบอกสูบ (ในเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์และแก๊ส) หรือเติมอากาศลงในกระบอกสูบและจ่ายเชื้อเพลิงแรงดันสูง (ในเครื่องยนต์ดีเซล) นอกจากนี้ ระบบนี้ยังกำจัดก๊าซไอเสียออกสู่ภายนอกอีกด้วย

ระบบระบายความร้อนจำเป็นต่อการรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมของเครื่องยนต์ สารที่ขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากชิ้นส่วนเครื่องยนต์ - สารหล่อเย็นอาจเป็นของเหลวหรืออากาศ

ระบบหล่อลื่นออกแบบมาเพื่อจ่ายน้ำมันหล่อลื่น ( น้ำมันเครื่อง) กับพื้นผิวเสียดทานเพื่อแยก เย็น ป้องกันการกัดกร่อน และชะล้างผลิตภัณฑ์สึกหรอ

ระบบจุดระเบิดทำหน้าที่จุดระเบิดได้ทันท่วงที ส่วนผสมการทำงานจุดประกายไฟฟ้าในกระบอกสูบของเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์และแก๊ส

เปิดตัวระบบเป็นกลไกและระบบที่โต้ตอบที่ซับซ้อนซึ่งรับประกันการเริ่มต้นรอบการทำงานที่มั่นคงในกระบอกสูบเครื่องยนต์

ตัวควบคุมความเร็ว- เป็นกลไกการทำงานอัตโนมัติที่ออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนการจ่ายเชื้อเพลิงหรือส่วนผสมที่ติดไฟได้ขึ้นอยู่กับโหลดของเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ดีเซล ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์และเครื่องยนต์แก๊ส ไม่มีระบบจุดระเบิด และแทนที่จะใช้คาร์บูเรเตอร์หรือเครื่องผสม อุปกรณ์เชื้อเพลิง (ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง ความดันสูง, ท่อน้ำมันเชื้อเพลิงแรงดันสูงและหัวฉีด).

อย่างไรก็ตาม แก๊สแสงสว่างไม่เพียงแต่เหมาะสำหรับให้แสงสว่างเท่านั้น

เกียรติยศแห่งการสร้างสรรค์ในเชิงพาณิชย์ เครื่องยนต์ที่ประสบความสำเร็จเครื่องยนต์สันดาปเป็นของช่างชาวเบลเยียม Jean Étienne Lenoir ขณะทำงานที่โรงงานชุบโลหะด้วยไฟฟ้า Lenoir ได้ข้อสรุปว่า ส่วนผสมอากาศ-เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์แก๊สสามารถจุดประกายด้วยไฟฟ้า และตัดสินใจสร้างเครื่องยนต์ตามแนวคิดนี้ หลังจากแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างทางแล้ว (จังหวะที่แน่นและความร้อนสูงเกินไปของลูกสูบซึ่งนำไปสู่การติดขัด) เมื่อคิดถึงระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์และระบบหล่อลื่น เลอนัวร์จึงสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้งานได้ ในปี พ.ศ. 2407 มีการผลิตเครื่องยนต์เหล่านี้มากกว่าสามร้อยเครื่องที่มีความสามารถต่างๆ เมื่อร่ำรวยขึ้น Lenoir ก็หยุดพัฒนารถของเขาต่อไป และสิ่งนี้ได้กำหนดชะตากรรมของเธอไว้ - เธอถูกบังคับให้ออกจากตลาดโดยเครื่องยนต์ที่ล้ำหน้ากว่าซึ่งสร้างโดยนักประดิษฐ์ชาวเยอรมัน August Otto และผู้ที่ได้รับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ก๊าซของเขา รุ่นเครื่องยนต์ในปี พ.ศ. 2407

ในปี 1864 นักประดิษฐ์ชาวเยอรมัน Augusto Otto ได้ทำข้อตกลงกับวิศวกรผู้มั่งคั่ง Langen เพื่อนำการประดิษฐ์ของเขาไปใช้ - บริษัท "Otto and Company" ได้ถูกสร้างขึ้น ทั้ง Otto และ Langen ไม่มีความรู้เพียงพอในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและถูกทอดทิ้ง การจุดระเบิดด้วยไฟฟ้า. พวกเขาจุดไฟด้วยเปลวไฟผ่านท่อ กระบอกสูบของเครื่องยนต์ Otto ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์ Lenoir เป็นแนวตั้ง เพลาหมุนถูกวางไว้เหนือกระบอกสูบที่ด้านข้าง หลักการทำงาน: เพลาหมุนยกลูกสูบขึ้น 1/10 ของความสูงของกระบอกสูบ อันเป็นผลมาจากการที่พื้นที่แรร์ไฟด์เกิดขึ้นภายใต้ลูกสูบและส่วนผสมของอากาศและก๊าซถูกดูดเข้าไป ส่วนผสมก็ติดไฟ ระหว่างการระเบิด ความดันใต้ลูกสูบเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 4 atm ภายใต้การกระทำของความดันนี้ ลูกสูบเพิ่มขึ้น ปริมาตรของก๊าซเพิ่มขึ้น และความดันลดลง ลูกสูบซึ่งอยู่ภายใต้แรงดันแก๊สก่อนแล้วจึงเพิ่มขึ้นด้วยความเฉื่อยจนเกิดสุญญากาศขึ้น ดังนั้นพลังงานของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้จึงถูกใช้ในเครื่องยนต์ที่มีความสมบูรณ์สูงสุด นี่คือการค้นพบดั้งเดิมหลักของอ็อตโต จังหวะการทำงานที่ลดลงของลูกสูบเริ่มขึ้นภายใต้อิทธิพลของความดันบรรยากาศ และหลังจากที่ความดันในกระบอกสูบถึงความดันบรรยากาศ วาล์วไอเสียก็เปิดออก และลูกสูบจะแทนที่ก๊าซไอเสียด้วยมวลของมัน เนื่องจากการขยายตัวของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์นี้จึงสูงกว่า ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ Lenoir และถึง 15% นั่นคือมันเกินประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไอน้ำที่ดีที่สุดของเวลานั้น นอกจากนี้ เครื่องยนต์ของอ็อตโตเกือบห้าครั้ง ประหยัดกว่าเครื่องยนต์เลอนัวร์พวกเขาเริ่มเป็นที่ต้องการอย่างมากในทันที ในปีถัดมามีการผลิตประมาณห้าพันตัว อย่างไรก็ตาม อ็อตโตทำงานอย่างหนักเพื่อปรับปรุงการออกแบบ ในไม่ช้าก็ใช้เฟืองข้อเหวี่ยง อย่างไรก็ตาม สิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญที่สุดของเขาเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2420 เมื่ออ็อตโตได้รับสิทธิบัตรสำหรับ เครื่องยนต์ใหม่ด้วยวงจรสี่จังหวะ วัฏจักรนี้ยังคงรองรับการทำงานของเครื่องยนต์ก๊าซและเบนซินส่วนใหญ่มาจนถึงทุกวันนี้

ประเภทของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

เครื่องยนต์ลูกสูบ

เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบโรตารี่

เครื่องยนต์สันดาปภายในกังหันแก๊ส

• เครื่องยนต์ลูกสูบ - ห้องเผาไหม้บรรจุอยู่ในกระบอกสูบ ซึ่งพลังงานความร้อนของเชื้อเพลิงจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล ซึ่งจะถูกแปลงจากการเคลื่อนที่เชิงแปลของลูกสูบเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนโดยใช้กลไกข้อเหวี่ยง

ICE ถูกจัดประเภท:

ก) ตามวัตถุประสงค์ - แบ่งออกเป็นการขนส่งแบบคงที่และแบบพิเศษ

b) ตามประเภทของเชื้อเพลิงที่ใช้ - ของเหลวเบา (เบนซิน, แก๊ส), ของเหลวหนัก (เชื้อเพลิงดีเซล, น้ำมันเชื้อเพลิงทางทะเล)

c) ตามวิธีการก่อตัวของส่วนผสมที่ติดไฟได้ - ภายนอก (คาร์บูเรเตอร์, หัวฉีด) และภายใน (ในกระบอกสูบเครื่องยนต์)

d) ตามวิธีการจุดระเบิด

จ) ตามตำแหน่งของกระบอกสูบพวกเขาจะแบ่งออกเป็นในบรรทัดแนวตั้งตรงข้ามกับเพลาข้อเหวี่ยงหนึ่งและสองรูปตัววีที่มีเพลาข้อเหวี่ยงบนและล่าง รูป VR และรูปตัว W แถวเดี่ยวและคู่ - แถวรูปดาว รูปตัว H แถวคู่พร้อมเพลาข้อเหวี่ยงแบบขนาน "พัดลมคู่" รูปเพชร ลำแสงสามลำ และอื่นๆ

น้ำมัน

น้ำมันคาร์บูเรเตอร์

วัฏจักรการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบสี่จังหวะนั้นใช้การหมุนรอบข้อเหวี่ยงทั้งหมดสองครั้ง ซึ่งประกอบด้วยสี่รอบที่แยกจากกัน:

1. ปริมาณ,
2. อัดประจุ,
3. จังหวะการทำงานและ
4. ปล่อย (ไอเสีย).

การเปลี่ยนแปลงของวัฏจักรการทำงานนั้นมาจากกลไกการจ่ายก๊าซพิเศษซึ่งส่วนใหญ่มักจะแสดงด้วยหนึ่งหรือสอง เพลาลูกเบี้ยว, ระบบดันและวาล์วที่เปลี่ยนเฟสโดยตรง เครื่องยนต์สันดาปภายในบางรุ่นใช้ปลอกแกน (Ricardo) เพื่อจุดประสงค์นี้ โดยมีทางเข้าและ/หรือช่องระบายอากาศ การสื่อสารของช่องทรงกระบอกกับท่อร่วมในกรณีนี้จัดทำโดยรัศมีและ การเคลื่อนที่แบบหมุนปลอกสปูล, หน้าต่างเปิดช่องที่ต้องการ เนื่องจากลักษณะเฉพาะของไดนามิกของแก๊ส - ความเฉื่อยของก๊าซ เวลาของการเกิดลมแก๊ส การรับเข้า จังหวะกำลัง และจังหวะไอเสียในวงจรสี่จังหวะจริงที่ทับซ้อนกัน นี่เรียกว่า วาล์วไทม์มิ่งทับซ้อนกัน. ยิ่งความเร็วในการทำงานของเครื่องยนต์สูงขึ้น เฟสจะยิ่งทับซ้อนกันและยิ่งใหญ่ขึ้น แรงบิดของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ความเร็วต่ำก็จะยิ่งต่ำลง ดังนั้นเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทันสมัยจึงใช้อุปกรณ์ที่ช่วยให้คุณเปลี่ยนเวลาวาล์วระหว่างการทำงานมากขึ้น เหมาะอย่างยิ่งสำหรับจุดประสงค์นี้คือเครื่องยนต์ที่มีระบบควบคุมโซลินอยด์วาล์ว (BMW, Mazda) นอกจากนี้ยังมีเครื่องยนต์ด้วย องศาตัวแปรการบีบอัด (SAAB) ที่มีคุณสมบัติยืดหยุ่นมากขึ้น

เครื่องยนต์สองจังหวะมีตัวเลือกเลย์เอาต์มากมายและหลากหลาย ระบบโครงสร้าง. หลักการพื้นฐานของเครื่องยนต์สองจังหวะคือสมรรถนะของลูกสูบในการทำงานขององค์ประกอบการจ่ายก๊าซ วัฏจักรการทำงานประกอบด้วยสามรอบอย่างเคร่งครัด: จังหวะการทำงานที่ยั่งยืนจากศูนย์ตายบน ( TDC) ถึง 20-30 องศาถึงศูนย์ตายล่าง ( NMT) การไล่อากาศ ซึ่งรวมเอาไอดีและไอเสียเข้ากับการบีบอัด ซึ่งคงอยู่นานตั้งแต่ 20-30 องศาหลังจาก BDC ถึง TDC การกำจัดจากมุมมองของพลวัตของแก๊สเป็นจุดอ่อน วงจรผลัก-ดึง. ในอีกด้านหนึ่ง เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกประจุสดออกอย่างสมบูรณ์และ ไอเสียดังนั้นการสูญเสียส่วนผสมที่สดใหม่จึงเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้โดยแท้จริงแล้วบินเข้าไปในท่อไอเสีย (ถ้าเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นดีเซลเรากำลังพูดถึงการสูญเสียอากาศ) ในทางกลับกันจังหวะนั้นใช้เวลาไม่ถึงครึ่งรอบ แต่น้อยกว่าซึ่งในตัวมันเองลดประสิทธิภาพลง ในเวลาเดียวกัน ไม่สามารถเพิ่มระยะเวลาของกระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซที่สำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งในเครื่องยนต์สี่จังหวะใช้เวลาครึ่งหนึ่งของรอบการทำงาน เครื่องยนต์สองจังหวะอาจไม่มีระบบจ่ายแก๊สเลย อย่างไรก็ตาม หากเราไม่พูดถึงเครื่องยนต์ราคาถูกแบบง่าย เครื่องยนต์สองจังหวะจะซับซ้อนและมีราคาแพงกว่าเนื่องจาก ใบสมัครบังคับเครื่องเป่าลมหรือระบบอัดแรงดัน ความเครียดจากความร้อนที่เพิ่มขึ้นของ CPG นั้นต้องการวัสดุที่มีราคาแพงกว่าสำหรับลูกสูบ แหวน และกระบอกสูบ สมรรถนะของลูกสูบในการทำงานขององค์ประกอบการจ่ายแก๊สต้องมีความสูงไม่น้อยกว่าจังหวะลูกสูบ + ความสูงของหน้าต่างไล่อากาศ ซึ่งถือว่าไม่สำคัญในจักรยานยนต์ แต่ทำให้ลูกสูบหนักขึ้นอย่างมีนัยสำคัญแม้ในกำลังที่ค่อนข้างต่ำ . เมื่อวัดกำลังเป็นร้อยแรงม้า การเพิ่มขึ้นของมวลลูกสูบจะกลายเป็นปัจจัยที่ร้ายแรงมาก การแนะนำปลอกแขนกระจายแรงในแนวตั้งในเครื่องยนต์ของริคาร์โด้เป็นความพยายามที่จะลดขนาดและน้ำหนักของลูกสูบลง ระบบกลายเป็นระบบที่ซับซ้อนและมีราคาแพงในการดำเนินการ ยกเว้นสำหรับการบิน เครื่องยนต์ดังกล่าวไม่ได้ใช้ที่อื่น วาล์วไอเสีย (ที่มีการขับวาล์วไหลตรง) มีความหนาแน่นของความร้อนเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับวาล์วไอเสียสี่จังหวะและสภาวะที่เลวร้ายกว่าสำหรับการกำจัดความร้อน และเบาะนั่งสัมผัสกับก๊าซไอเสียโดยตรงได้นานกว่า

ลำดับการทำงานที่ง่ายที่สุดและซับซ้อนที่สุดในแง่ของการออกแบบคือระบบ Fairbanks-Morse ซึ่งนำเสนอในสหภาพโซเวียตและรัสเซีย ส่วนใหญ่เป็นตู้รถไฟดีเซลของซีรีส์ D100 เครื่องยนต์ดังกล่าวเป็นระบบสองเพลาแบบสมมาตรพร้อมลูกสูบแบบแยกส่วนซึ่งแต่ละอันเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงของตัวเอง ดังนั้นเครื่องยนต์นี้จึงมีเพลาข้อเหวี่ยงสองตัวที่ซิงโครไนซ์ทางกลไก อันที่เชื่อมต่อกับลูกสูบไอเสียอยู่ข้างหน้าไอดี 20-30 องศา ด้วยความก้าวหน้านี้ คุณภาพของการไล่ขยะจึงดีขึ้น ซึ่งในกรณีนี้คือการไหลโดยตรงและการเติมกระบอกสูบก็ดีขึ้น เนื่องจากหน้าต่างไอเสียถูกปิดไปแล้วเมื่อสิ้นสุดการเก็บขยะ ในยุค 30 - 40 ของศตวรรษที่ 20 มีการเสนอแผนงานที่มีลูกสูบแยกคู่ - รูปทรงเพชร, สามเหลี่ยม; มีเครื่องยนต์ดีเซลสำหรับการบินซึ่งมีลูกสูบแยกทางรัศมีสามลูกสูบ ซึ่งสองอันเป็นไอดีและไอเสียหนึ่งอัน ในปี ค.ศ. 1920 Junkers เสนอระบบเพลาเดียวที่มีก้านสูบยาวเชื่อมต่อกับนิ้วของลูกสูบส่วนบนด้วยแขนโยกแบบพิเศษ ลูกสูบส่วนบนส่งแรงไปยังเพลาข้อเหวี่ยงโดยก้านสูบยาวคู่หนึ่ง และมีเพลาข้อเหวี่ยงสามอันต่อหนึ่งสูบ นอกจากนี้ยังมีลูกสูบทรงสี่เหลี่ยมของช่องเก็บขยะบนแขนโยก เครื่องยนต์สองจังหวะที่มีลูกสูบที่แตกต่างกันของระบบใด ๆ โดยทั่วไปมีข้อบกพร่องสองประการ: ประการแรกมีความซับซ้อนและมีขนาดใหญ่และประการที่สองลูกสูบและแขนเสื้อไอเสียในบริเวณหน้าต่างไอเสียมีความตึงจากความร้อนและมีแนวโน้มสูง ให้ร้อนเกินไป แหวนลูกสูบไอเสียยังได้รับความเครียดจากความร้อน มีแนวโน้มที่จะเกิดโค้กและสูญเสียความยืดหยุ่น คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้การออกแบบเอ็นจิ้นดังกล่าวเป็นงานที่ไม่สำคัญ

เครื่องยนต์ที่ใช้วาล์วไหลโดยตรงติดตั้งเพลาลูกเบี้ยวและวาล์วไอเสีย ซึ่งลดข้อกำหนดสำหรับวัสดุและการดำเนินการของ CPG ลงอย่างมาก ไอดีจะดำเนินการผ่านหน้าต่างในซับสูบเปิดโดยลูกสูบ ที่ทันสมัยที่สุด เครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะ. บริเวณหน้าต่างและแขนเสื้อในส่วนล่างนั้นระบายความร้อนด้วยอากาศอัดในหลายกรณี

ในกรณีที่ข้อกำหนดหลักประการหนึ่งสำหรับเครื่องยนต์คือการลดต้นทุน จะมีการใช้การล้างหน้าต่างและหน้าต่างรูปร่างห้องข้อเหวี่ยงแบบต่างๆ - ลูป, วงแหวนลูกสูบ (ตัวเบี่ยง) ในการดัดแปลงต่างๆ เพื่อปรับปรุงพารามิเตอร์ของเครื่องยนต์ มีการใช้เทคนิคการออกแบบที่หลากหลาย - ความยาวผันแปรของช่องไอดีและไอเสีย จำนวนและตำแหน่งของช่องบายพาสอาจแตกต่างกันไป สปูล เครื่องตัดแก๊สแบบหมุน ปลอกแขนและผ้าม่านที่ใช้เปลี่ยน ความสูงของหน้าต่าง (และตามช่วงเวลาของการเริ่มต้นไอดีและไอเสีย) เครื่องยนต์เหล่านี้ส่วนใหญ่ระบายความร้อนด้วยอากาศแบบพาสซีฟ ข้อเสียของพวกเขาคือคุณภาพการแลกเปลี่ยนก๊าซที่ค่อนข้างต่ำและการสูญเสียส่วนผสมที่ติดไฟได้ในระหว่างการล้างในที่ที่มีกระบอกสูบหลายตัวจะต้องแยกและปิดผนึกส่วนของห้องข้อเหวี่ยงการออกแบบเพลาข้อเหวี่ยงมีความซับซ้อนและมากขึ้น แพง.

หน่วยเพิ่มเติมที่จำเป็นสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ข้อเสียของเครื่องยนต์สันดาปภายในคือมันพัฒนากำลังสูงสุดในช่วงรอบเครื่องที่แคบเท่านั้น ดังนั้นคุณลักษณะที่สำคัญของเครื่องยนต์สันดาปภายในคือการส่งกำลัง ในบางกรณีเท่านั้น (เช่น ในเครื่องบิน) ที่สามารถทำได้โดยไม่ต้อง การส่งสัญญาณที่ซับซ้อน. แนวคิดของรถยนต์ไฮบริดกำลังค่อยๆ พิชิตโลก ซึ่งเครื่องยนต์จะทำงานในโหมดที่เหมาะสมที่สุดเสมอ

นอกจากนี้ เครื่องยนต์สันดาปภายในยังต้องการระบบไฟฟ้า (สำหรับการจ่ายเชื้อเพลิงและอากาศ - การปรุงอาหาร ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ) ระบบไอเสีย (เพื่อขจัดก๊าซไอเสีย) และคุณไม่สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ระบบหล่อลื่น (ออกแบบมาเพื่อลดแรงเสียดทานในกลไกของเครื่องยนต์ ปกป้องชิ้นส่วนเครื่องยนต์จากการกัดกร่อน และยังร่วมกับระบบระบายความร้อนเพื่อรักษาประสิทธิภาพสูงสุด ระบอบความร้อน), ระบบระบายความร้อน (เพื่อรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมของเครื่องยนต์), ระบบสตาร์ท (ใช้วิธีสตาร์ท: สตาร์ทไฟฟ้า, ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องยนต์สตาร์ทเสริม, นิวแมติก, ด้วยพลังของกล้ามเนื้อของมนุษย์), ระบบจุดระเบิด ( สำหรับการจุดไฟส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศที่ใช้สำหรับการจุดระเบิดของเครื่องยนต์)

ดูสิ่งนี้ด้วย

• Philippe Lebon - วิศวกรชาวฝรั่งเศสที่ได้รับสิทธิบัตรในปี 1801 สำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในที่บีบอัดส่วนผสมของก๊าซและอากาศ
• เครื่องยนต์โรตารี่: การออกแบบและการจำแนกประเภท
• เครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี (เครื่องยนต์ Wankel)

หมายเหตุ

ลิงค์

• Ben Knight "ระยะทางที่เพิ่มขึ้น" //บทความเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่ลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์สันดาปภายในรถยนต์

เครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่พลิกชีวิตของเราอย่างรุนแรง ผู้คนสามารถย้ายจากเกวียนที่ลากเป็นรถที่เร็วและทรงพลัง

เครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรกมีพลังงานต่ำและประสิทธิภาพไม่ถึงสิบเปอร์เซ็นต์ แต่นักประดิษฐ์ที่ไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย - Lenoir, Otto, Daimler, Maybach, Diesel, Benz และอื่น ๆ อีกมากมาย - นำสิ่งใหม่มาสู่หลายชื่อ อมตะในนามบริษัทยานยนต์ชื่อดัง

เครื่องยนต์สันดาปภายในมีการพัฒนามาอย่างยาวนานตั้งแต่เครื่องยนต์ดั้งเดิมที่มีควันและมักจะแตกหักไปจนถึงเครื่องยนต์บิทูร์โบที่ทันสมัยเป็นพิเศษ แต่หลักการทำงานของเครื่องยนต์ยังคงเหมือนเดิม - ความร้อนจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล

ชื่อ "เครื่องยนต์สันดาปภายใน" ถูกใช้เพราะเชื้อเพลิงเผาไหม้ตรงกลางเครื่องยนต์ ไม่ใช่ภายนอก เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์สันดาปภายนอก - กังหันไอน้ำและเครื่องยนต์ไอน้ำ

ด้วยเหตุนี้เครื่องยนต์สันดาปภายในจึงมีคุณสมบัติเชิงบวกมากมาย:

• มันเบากว่าและประหยัดกว่ามาก
• เป็นไปได้ที่จะกำจัดหน่วยเพิ่มเติมสำหรับการถ่ายโอนพลังงานของการเผาไหม้เชื้อเพลิงหรือไอน้ำไปยังส่วนการทำงานของเครื่องยนต์
• เชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในมีพารามิเตอร์ที่กำหนดและช่วยให้คุณได้รับพลังงานมากขึ้นซึ่งสามารถแปลงเป็นงานที่มีประโยชน์ได้

อุปกรณ์ ICE

ไม่ว่าเครื่องยนต์จะใช้เชื้อเพลิงชนิดใด เช่น น้ำมันเบนซิน ดีเซล โพรเพน-บิวเทน หรือเชื้อเพลิงเชิงนิเวศที่อิงจากน้ำมันพืช องค์ประกอบแอคทีฟหลักคือลูกสูบ ซึ่งอยู่ภายในกระบอกสูบ ลูกสูบดูเหมือนแก้วโลหะคว่ำ (เหมือนแก้ววิสกี้ที่มีก้นแบนหนาและผนังตรงมากกว่า) และกระบอกสูบดูเหมือนท่อเล็กๆ ที่ลูกสูบเข้าไป

ในส่วนแบนส่วนบนของลูกสูบจะมีห้องเผาไหม้ - ร่องกลม มันเป็นที่ที่ส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงเข้ามาและระเบิดที่นี่ ทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ การเคลื่อนไหวนี้ถูกส่งไปยังเพลาข้อเหวี่ยงโดยใช้ก้านสูบ ส่วนบนของก้านสูบเชื่อมต่อกับลูกสูบด้วย ลูกสูบซึ่งถูกผลักออกเป็นสองรูที่ด้านข้างของลูกสูบและด้านล่างหนึ่ง - ไปยังก้านสูบของเพลาข้อเหวี่ยง

เครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรกมีลูกสูบเพียงตัวเดียว แต่ก็เพียงพอแล้วที่จะพัฒนากำลังหลายสิบ พลังม้า.

ทุกวันนี้เครื่องยนต์ที่มีลูกสูบเดียวก็ถูกนำมาใช้เช่นกันเช่น มอเตอร์สตาร์ทสำหรับรถแทรกเตอร์ที่ทำหน้าที่เป็นสตาร์ทเตอร์ อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์ 2, 3, 4, 6 และ 8 สูบเป็นเครื่องยนต์ทั่วไป แม้ว่าจะมีการผลิตเครื่องยนต์ที่มี 16 สูบขึ้นไปก็ตาม

ลูกสูบและกระบอกสูบอยู่ในบล็อกกระบอกสูบ จากตำแหน่งของกระบอกสูบที่สัมพันธ์กันและองค์ประกอบอื่น ๆ ของเครื่องยนต์ เครื่องยนต์สันดาปภายในหลายประเภทมีความโดดเด่น:

• ในบรรทัด - กระบอกสูบถูกจัดเรียงในแถวเดียว
• รูปตัววี - กระบอกสูบตั้งอยู่ตรงข้ามกันในมุมหนึ่งซึ่งคล้ายกับตัวอักษร "V";
• รูปตัวยู - เครื่องยนต์อินไลน์สองตัวที่เชื่อมต่อถึงกัน
• รูปตัว X - ICE พร้อมบล็อกรูปตัววีคู่
• นักมวย - มุมระหว่างบล็อกทรงกระบอกคือ 180 องศา
• รูปตัว W 12 สูบ - กระบอกสูบสามหรือสี่แถวติดตั้งในรูปของตัวอักษร "W";
• เครื่องยนต์เรเดียล - ใช้ในการบิน ลูกสูบจะอยู่ในคานเรเดียลรอบเพลาข้อเหวี่ยง

องค์ประกอบที่สำคัญของเครื่องยนต์คือเพลาข้อเหวี่ยงซึ่งส่งผ่านการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของลูกสูบ เพลาข้อเหวี่ยงจะเปลี่ยนเป็นการหมุน

เมื่อความเร็วรอบเครื่องยนต์แสดงขึ้นบนมาตรวัดความเร็ว นี่คือจำนวนรอบการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงต่อนาที ซึ่งก็คือ มันจะหมุนที่ความเร็ว 2,000 รอบต่อนาทีแม้ที่ความเร็วต่ำสุด ในอีกด้านหนึ่งเพลาข้อเหวี่ยงเชื่อมต่อกับมู่เล่ซึ่งหมุนผ่านคลัตช์ไปยังกระปุกเกียร์ในทางกลับกันรอกเพลาข้อเหวี่ยงเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดและกลไกการจ่ายก๊าซผ่านตัวขับสายพาน มากขึ้น รถยนต์สมัยใหม่รอกเพลาข้อเหวี่ยงยังเชื่อมต่อกับเครื่องปรับอากาศและรอกพวงมาลัยเพาเวอร์

เชื้อเพลิงถูกจ่ายให้กับเครื่องยนต์ผ่านคาร์บูเรเตอร์หรือหัวฉีด เครื่องยนต์สันดาปภายในของคาร์บูเรเตอร์ล้าสมัยไปแล้วเนื่องจากความไม่สมบูรณ์ของการออกแบบ ในเครื่องยนต์สันดาปภายในดังกล่าว มีการไหลของน้ำมันเบนซินอย่างต่อเนื่องผ่านคาร์บูเรเตอร์ จากนั้นเชื้อเพลิงจะถูกผสมในท่อร่วมไอดีและป้อนเข้าไปในห้องเผาไหม้ของลูกสูบ ซึ่งจะจุดชนวนภายใต้การกระทำของประกายไฟ

ที่ เครื่องยนต์หัวฉีดเชื้อเพลิงไดเร็กอินเจ็คชั่นผสมกับอากาศในบล็อกกระบอกสูบ ซึ่งจะส่งประกายไฟจากหัวเทียน

กลไกการจ่ายก๊าซมีหน้าที่ในการทำงานร่วมกันของระบบวาล์ว วาล์วไอดีตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการจ่ายส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิงในเวลาที่เหมาะสม และไอเสียมีหน้าที่ในการกำจัดผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ ตามที่เราเขียนไว้ก่อนหน้านี้ ระบบดังกล่าวถูกใช้ใน เครื่องยนต์สี่จังหวะในขณะที่วาล์วสองจังหวะไม่จำเป็นต้องใช้วาล์ว

วิดีโอนี้แสดงให้เห็นว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในทำงานอย่างไร ทำหน้าที่อะไร และทำงานอย่างไร

อุปกรณ์เครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะ

- หน่วยพลังงานสากลที่ใช้ในการขนส่งสมัยใหม่เกือบทุกประเภท สามคานล้อมเป็นวงกลม คำว่า "บนบก บนน้ำ และบนฟ้า" - เครื่องหมายการค้าและคติพจน์ของบริษัท Mercedes Benzซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ผลิตเครื่องยนต์ดีเซลและเบนซินชั้นนำ อุปกรณ์ของเครื่องยนต์, ประวัติความเป็นมาของการสร้าง, ประเภทหลักและโอกาสในการพัฒนา - ที่นี่ สรุปของวัสดุนี้

เกร็ดประวัติศาสตร์

หลักการของการแปลงการเคลื่อนที่แบบลูกสูบเป็นการหมุนโดยใช้กลไกข้อเหวี่ยงเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2312 เมื่อชาวฝรั่งเศส Nicolas Joseph Cugnot แสดงให้โลกเห็นเป็นครั้งแรก รถไอน้ำ. เครื่องยนต์ใช้ไอน้ำเป็นสารทำงาน มีกำลังต่ำและพ่นควันสีดำที่มีกลิ่นเหม็นออกมา หน่วยเหล่านี้ถูกใช้เป็น โรงไฟฟ้าในโรงงาน โรงงาน เรือ และรถไฟ มีโมเดลขนาดกะทัดรัดที่อยากรู้อยากเห็นทางเทคนิค

ทุกสิ่งเปลี่ยนไปในขณะที่ค้นหาแหล่งพลังงานใหม่ มนุษยชาติหันความสนใจไปที่น้ำมันอินทรีย์เหลว ในความพยายามที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ผลิตภัณฑ์นี้นักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยทำการทดลองเกี่ยวกับการกลั่นและการกลั่น และในที่สุดก็ได้สารที่ไม่รู้จักมาจนบัดนี้ - น้ำมันเบนซิน ของเหลวใสที่มีสีเหลืองนี้ถูกเผาไหม้โดยไม่มีเขม่าและเขม่า ปล่อยพลังงานความร้อนออกมามากกว่าน้ำมันดิบ

ในช่วงเวลาเดียวกัน Étienne Lenoir ได้ออกแบบเครื่องแรก เครื่องยนต์แก๊สการเผาไหม้ภายใน ทำงานแบบสองจังหวะ และจดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2423

ในปี พ.ศ. 2428 วิศวกรชาวเยอรมันชื่อ Gottlieb Daimler ร่วมกับผู้ประกอบการ Wilhelm Maybach ได้พัฒนาเครื่องยนต์เบนซินขนาดกะทัดรัดซึ่งได้เข้าสู่รถยนต์รุ่นแรกในอีกหนึ่งปีต่อมา รูดอล์ฟ ดีเซล ทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายใน (เครื่องยนต์สันดาปภายใน) ในปี พ.ศ. 2440 เสนอในหลักการ โครงการใหม่การจุดไฟเชื้อเพลิง การจุดไฟในเครื่องยนต์ซึ่งตั้งชื่อตามนักออกแบบและนักประดิษฐ์ผู้ยิ่งใหญ่ เกิดขึ้นเนื่องจากความร้อนของของไหลทำงานระหว่างการบีบอัด

และในปี 1903 พี่น้องตระกูล Wright ได้นำเครื่องบินลำแรกของพวกเขาขึ้นสู่อากาศ ซึ่งติดตั้งเครื่องยนต์เบนซิน Wright-Taylor พร้อมระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิม

มันทำงานอย่างไร

การจัดเรียงทั่วไปของเครื่องยนต์และหลักการพื้นฐานของการทำงานจะมีความชัดเจนเมื่อศึกษาแบบจำลองสองจังหวะแบบสูบเดียว

ICE ดังกล่าวประกอบด้วย:

• ห้องเผาไหม้;
• ลูกสูบเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงโดยใช้กลไกข้อเหวี่ยง
• ระบบจ่ายและจุดไฟส่วนผสมเชื้อเพลิงและอากาศ
• วาล์วสำหรับกำจัดผลิตภัณฑ์เผาไหม้ (ก๊าซไอเสีย)

เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ ลูกสูบจะเริ่มเดินทางจาก ตายด้านบนจุด (TDC) ไปด้านล่าง (BDC) เนื่องจากการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง เมื่อถึงจุดต่ำสุด มันจะเปลี่ยนทิศทางของการเคลื่อนที่ไปที่ TDC ในขณะเดียวกันก็มีการจ่ายส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศไปยังห้องเผาไหม้ ลูกสูบเคลื่อนที่จะบีบอัดชุดเชื้อเพลิงเมื่อถึงยอด ศูนย์ตายระบบ จุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์จุดประกายส่วนผสม การขยายตัวอย่างรวดเร็ว ไอระเหยของน้ำมันเบนซินจะโยนลูกสูบไปที่จุดศูนย์กลางตายด้านล่าง หลังจากผ่านช่วงหนึ่งไปแล้ว วาล์วไอเสียจะเปิดขึ้นโดยให้ก๊าซร้อนออกจากห้องเผาไหม้ ผ่านไปแล้ว จุดต่ำสุด, ลูกสูบเปลี่ยนทิศทางเป็น TDC ในช่วงเวลานี้ เพลาข้อเหวี่ยงทำการปฏิวัติหนึ่งครั้ง

คำอธิบายเหล่านี้จะชัดเจนยิ่งขึ้นเมื่อดูวิดีโอเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

วิดีโอนี้แสดงอุปกรณ์และการทำงานของเครื่องยนต์รถยนต์อย่างชัดเจน

สองมาตรการ

ข้อเสียเปรียบหลักของรูปแบบการผลัก - ดึงซึ่งลูกสูบทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบการจ่ายก๊าซคือการสูญเสียสารทำงานในขณะที่กำจัดก๊าซไอเสีย และระบบบังคับล้างและความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับความต้านทานความร้อนของวาล์วไอเสียทำให้ราคาเครื่องยนต์สูงขึ้น มิฉะนั้นจะไม่สามารถบรรลุกำลังสูงและความทนทานของหน่วยพลังงานได้ ขอบเขตหลักของเครื่องยนต์ดังกล่าวคือรถจักรยานยนต์ขนาดเล็กและรถจักรยานยนต์ราคาไม่แพง มอเตอร์เรือและเครื่องตัดหญ้าน้ำมัน

สี่แท่ง

เครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะที่ใช้ในเทคโนโลยีที่ "ร้ายแรง" นั้นปราศจากข้อบกพร่องที่อธิบายไว้ แต่ละขั้นตอนของการทำงานของเครื่องยนต์ดังกล่าว (ปริมาณสารผสม, การอัด, จังหวะกำลังและก๊าซไอเสีย) ดำเนินการโดยใช้กลไกการจ่ายก๊าซ

การแยกเฟส การทำงานของ ICEมีเงื่อนไขมาก ความเฉื่อยของก๊าซไอเสีย การเกิดกระแสน้ำวนในพื้นที่และการไหลย้อนกลับในพื้นที่วาล์วไอเสียทำให้เกิดการทับซ้อนกันในช่วงเวลาของกระบวนการฉีดส่วนผสมเชื้อเพลิงและการกำจัดผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ ส่งผลให้สารทำงานในห้องเผาไหม้ปนเปื้อนก๊าซไอเสีย อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์การเผาไหม้ของส่วนประกอบเชื้อเพลิง การถ่ายเทความร้อนลดลง และกำลังไฟฟ้าลดลง

ปัญหาได้รับการแก้ไขเรียบร้อยแล้วโดยการซิงโครไนซ์ไอดีและ วาล์วไอเสียด้วยความเร็วของเพลาข้อเหวี่ยง พูดง่ายๆ ก็คือ การฉีดส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้จะเกิดขึ้นหลังจากการกำจัดก๊าซไอเสียและการปิดวาล์วไอเสียอย่างสมบูรณ์เท่านั้น

แต่ ระบบนี้การจัดการการจ่ายก๊าซก็มีข้อเสียเช่นกัน การทำงานของเครื่องยนต์ที่เหมาะสมที่สุด (การสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงขั้นต่ำและ พลังสูงสุด) สามารถทำได้ในช่วงความเร็วเพลาข้อเหวี่ยงที่ค่อนข้างแคบ

การพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และการแนะนำหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถแก้ไขปัญหานี้ได้สำเร็จ ระบบควบคุมแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับการทำงานของวาล์วเครื่องยนต์สันดาปภายในช่วยให้คุณเลือกโหมดการจ่ายก๊าซที่เหมาะสมได้ทันที ขึ้นอยู่กับโหมดการทำงาน ไดอะแกรมเคลื่อนไหวและวิดีโอเฉพาะทำให้กระบวนการนี้เข้าใจง่ายขึ้น

จากวิดีโอสรุปได้ไม่ยากว่า รถสมัยใหม่นี่คือเซ็นเซอร์ต่างๆ จำนวนมาก

ประเภทของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

การจัดเรียงทั่วไปของเครื่องยนต์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเพียงพอ เป็นเวลานาน. ความแตกต่างที่สำคัญเกี่ยวข้องกับประเภทของเชื้อเพลิงที่ใช้ ระบบสำหรับการเตรียมส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ และรูปแบบการจุดระเบิด
พิจารณาสามประเภทหลัก:

1. คาร์บูเรเตอร์น้ำมันเบนซิน
2. การฉีดน้ำมันเบนซิน
3. ดีเซล.

คาร์บูเรเตอร์ ICEs

การเตรียมส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกันในองค์ประกอบ) เกิดขึ้นโดยการฉีดพ่นเชื้อเพลิงเหลวในกระแสอากาศซึ่งความเข้มข้นจะถูกควบคุมโดยระดับการหมุน วาล์วปีกผีเสื้อ. การดำเนินการทั้งหมดสำหรับการเตรียมส่วนผสมจะดำเนินการนอกห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ ข้อดีของเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์คือความสามารถในการปรับองค์ประกอบของส่วนผสมเชื้อเพลิง "ที่หัวเข่า" ความสะดวกในการบำรุงรักษาและการซ่อมแซม และการออกแบบที่ถูกกว่า ข้อเสียหลักคือ การบริโภคที่เพิ่มขึ้นเชื้อเพลิง.

ประวัติอ้างอิง เครื่องยนต์แรก ประเภทนี้ออกแบบและจดสิทธิบัตรในปี 1888 โดยนักประดิษฐ์ชาวรัสเซีย Ogneslav Kostovich ระบบที่ตรงกันข้ามของการจัดเรียงตามแนวนอนและเคลื่อนที่เข้าหาลูกสูบยังคงใช้ในการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในได้สำเร็จ โดยมากที่สุด รถดังซึ่งใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในของการออกแบบนี้คือ Volkswagen Beetle

เครื่องยนต์หัวฉีดเบนซิน

การเตรียมส่วนประกอบเชื้อเพลิงจะดำเนินการในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์โดยการฉีดพ่นเชื้อเพลิง หัวฉีด. ควบคุมการฉีด หน่วยอิเล็กทรอนิกส์หรือ ออนบอร์ดคอมพิวเตอร์รถยนต์. ปฏิกิริยาทันทีของระบบควบคุมต่อการเปลี่ยนแปลงในโหมดการทำงานของเครื่องยนต์ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เสถียรและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่เหมาะสม ข้อเสียคือความซับซ้อนของการออกแบบ การป้องกัน และการปรับเปลี่ยนทำได้ที่สถานีบริการเฉพาะทางเท่านั้น

เครื่องยนต์สันดาปภายในดีเซล

ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจัดทำขึ้นโดยตรงในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ เมื่อสิ้นสุดรอบการอัดของอากาศในกระบอกสูบ หัวฉีดจะฉีดเชื้อเพลิง การติดไฟเกิดขึ้นเนื่องจากการสัมผัสกับอากาศที่ร้อนจัดระหว่างการบีบอัด เมื่อ 20 ปีที่แล้ว เครื่องยนต์ดีเซลความเร็วต่ำถูกใช้เป็นหน่วยกำลังสำหรับอุปกรณ์พิเศษ การถือกำเนิดของเทคโนโลยีเทอร์โบชาร์จได้เปิดทางให้พวกเขาเข้าสู่โลกของรถยนต์นั่งส่วนบุคคล

วิธีในการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในต่อไป

การออกแบบไม่เคยหยุดนิ่ง ทิศทางหลัก พัฒนาต่อไปและการปรับปรุงเครื่องยนต์สันดาปภายใน - เพิ่มประสิทธิภาพและลดสารที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมในองค์ประกอบของก๊าซไอเสีย แอพลิเคชันของชั้น เชื้อเพลิงผสมการออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบผสมผสานและแบบไฮบริดเป็นเพียงขั้นตอนแรกของการเดินทางที่ยาวนาน

บ้าน » การแพร่เชื้อ » เครื่องยนต์สันดาปภายในชั่วครู่ เครื่องยนต์สันดาปภายในลูกสูบทำงานอย่างไร วิดีโอ: อุปกรณ์และการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน