เครื่องยนต์สันดาปภายในทำงานอย่างไร การจัดเรียงทั่วไปของเครื่องยนต์ กลไกพื้นฐาน เครื่องยนต์สองจังหวะทำงานอย่างไร

ก่อนพิจารณาเรื่อง เครื่องยนต์ของรถยนต์ทำงานอย่างไรอย่างน้อยก็จำเป็นในแง่ทั่วไปที่จะเข้าใจโครงสร้างของมัน ในรถยนต์ทุกคันมีการติดตั้งเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งการทำงานนั้นขึ้นอยู่กับการแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล เรามาดูกลไกนี้ให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นกัน

เครื่องยนต์ของรถยนต์ทำงานอย่างไร - เราศึกษาไดอะแกรมอุปกรณ์

อุปกรณ์เครื่องยนต์แบบคลาสสิกประกอบด้วยกระบอกสูบและห้องข้อเหวี่ยงซึ่งปิดส่วนล่างด้วยกระทะ ภายในกระบอกสูบมีวงแหวนหลายวงซึ่งเคลื่อนที่เป็นลำดับ มีลักษณะเป็นแก้ว ส่วนบนมีส่วนล่าง เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของเครื่องยนต์ในท้ายที่สุด คุณจำเป็นต้องรู้ว่าลูกสูบเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงโดยใช้หมุดลูกสูบและก้านสูบ

สำหรับการหมุนที่นุ่มนวลและนุ่มนวล แบริ่งหลักและก้านสูบถูกนำมาใช้ซึ่งทำหน้าที่เหมือนตลับลูกปืน องค์ประกอบของเพลาข้อเหวี่ยงรวมถึงแก้มเช่นเดียวกับวารสารหลักและก้านสูบ ชิ้นส่วนทั้งหมดเหล่านี้ประกอบเข้าด้วยกันเรียกว่ากลไกข้อเหวี่ยงซึ่งเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของลูกสูบเป็นการหมุนเป็นวงกลม

ส่วนบนของกระบอกสูบถูกปิดโดยหัวซึ่งเป็นที่ตั้งของวาล์วไอดีและไอเสีย พวกเขาเปิดและปิดตามการเคลื่อนไหวของลูกสูบและการเคลื่อนไหวของเพลาข้อเหวี่ยง เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของเครื่องยนต์รถยนต์อย่างถูกต้อง ควรศึกษาวิดีโอในห้องสมุดของเราให้ละเอียดพอๆ กับบทความ ในระหว่างนี้ เราจะพยายามแสดงผลลัพธ์ออกมาเป็นคำพูด

เครื่องยนต์ของรถยนต์ทำงานอย่างไร - สั้น ๆ เกี่ยวกับกระบวนการที่ซับซ้อน

ดังนั้นขอบเขตการเคลื่อนที่ของลูกสูบจึงมีสองตำแหน่งสุดขั้ว - ศูนย์ตายบนและล่าง ในกรณีแรก ลูกสูบอยู่ห่างจากเพลาข้อเหวี่ยงสูงสุด และตัวเลือกที่สองคือระยะห่างที่เล็กที่สุดระหว่างลูกสูบกับเพลาข้อเหวี่ยง เพื่อให้แน่ใจว่าลูกสูบเคลื่อนผ่านจุดศูนย์กลางตายโดยไม่หยุด จึงใช้มู่เล่ที่ทำขึ้นในรูปของดิสก์

พารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในคืออัตราส่วนการอัด ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อกำลังและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์

เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของเครื่องยนต์รถยนต์อย่างถูกต้อง คุณจำเป็นต้องรู้ว่ามันขึ้นอยู่กับการใช้งานของก๊าซที่ขยายตัวในระหว่างกระบวนการทำความร้อน ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ลูกสูบเคลื่อนที่ระหว่างศูนย์ตายบนและล่าง เมื่อลูกสูบอยู่ในตำแหน่งบน การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงจะเข้าสู่กระบอกสูบและผสมกับอากาศ เป็นผลให้อุณหภูมิของก๊าซและความดันเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ก๊าซมีประโยชน์เนื่องจากลูกสูบเคลื่อนที่ลง นอกจากนี้ ผ่านกลไกข้อเหวี่ยง การกระทำจะถูกส่งไปยังชุดเกียร์ และจากนั้นไปยังล้อรถ ของเสียจะถูกลบออกจากกระบอกสูบผ่านระบบไอเสียและจะมีการจ่ายเชื้อเพลิงส่วนใหม่เข้ามาแทนที่ กระบวนการทั้งหมด ตั้งแต่การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงไปจนถึงก๊าซไอเสีย เรียกว่ารอบการทำงานของเครื่องยนต์

หลักการทำงานของเครื่องยนต์รถยนต์ - ความแตกต่างในรุ่น

เครื่องยนต์สันดาปภายในมีหลายประเภท ที่ง่ายที่สุดคือเครื่องยนต์แบบอินไลน์ จัดเรียงในแถวเดียวทำให้เกิดปริมาณการทำงานโดยรวม แต่ผู้ผลิตบางรายค่อยๆ เปลี่ยนจากเทคโนโลยีการผลิตนี้ไปใช้รุ่นที่กะทัดรัดกว่า

หลายรุ่นใช้การออกแบบเครื่องยนต์วี เมื่อใช้ตัวเลือกนี้ กระบอกสูบจะวางทำมุมซึ่งกันและกัน (ภายใน 180 องศา) ในการออกแบบจำนวนมาก จำนวนกระบอกสูบมีตั้งแต่ 6 ถึง 12 กระบอกสูบขึ้นไป วิธีนี้ช่วยให้คุณลดขนาดเชิงเส้นของเครื่องยนต์และลดความยาวของเครื่องยนต์ลงได้อย่างมาก

สำหรับผู้ที่ชื่นชอบรถอย่างแท้จริง รถยนต์ไม่ได้เป็นเพียงพาหนะเท่านั้น แต่ยังเป็นเครื่องมือแห่งอิสรภาพอีกด้วย ด้วยความช่วยเหลือของรถยนต์ คุณสามารถไปยังที่ใดก็ได้ในเมือง ประเทศ หรือทวีป แต่การมีใบอนุญาตไม่เพียงพอสำหรับนักเดินทางตัวจริง ท้ายที่สุดแล้วยังมีอีกหลายที่ที่มือถือไม่สามารถจับได้และที่ซึ่งรถบรรทุกพ่วงไม่สามารถไปถึงได้ ในกรณีเช่นนี้ ในกรณีที่รถเสีย ความรับผิดชอบทั้งหมดตกอยู่ที่ไหล่ของผู้ขับขี่รถยนต์

ดังนั้นอย่างน้อยคนขับทุกคนควรเข้าใจอุปกรณ์ของรถของเขาเล็กน้อยและคุณต้องสตาร์ทเครื่องยนต์ แน่นอน บริษัทรถยนต์สมัยใหม่ผลิตรถยนต์หลายคันด้วยเครื่องยนต์ประเภทต่างๆ แต่ผู้ผลิตส่วนใหญ่มักใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในในการออกแบบ มีประสิทธิภาพสูงและในขณะเดียวกันก็มีความน่าเชื่อถือสูงสำหรับทั้งระบบ

ความสนใจ! ในบทความทางวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ เครื่องยนต์สันดาปภายในย่อมาจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ICE คืออะไร

ก่อนดำเนินการศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับอุปกรณ์เครื่องยนต์สันดาปภายในและหลักการทำงาน เราจะพิจารณาว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในคืออะไร ข้อสังเกตที่สำคัญอย่างหนึ่งต้องทำทันที กว่า 100 ปีแห่งวิวัฒนาการ นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นรูปแบบต่างๆ มากมาย ซึ่งแต่ละแบบก็มีข้อดีแตกต่างกันไป ดังนั้น ในการเริ่มต้น เราเน้นเกณฑ์หลักที่กลไกเหล่านี้สามารถแยกแยะได้:

1. ขึ้นอยู่กับวิธีการสร้างส่วนผสมที่ติดไฟได้ เครื่องยนต์สันดาปภายในทั้งหมดแบ่งออกเป็นอุปกรณ์คาร์บูเรเตอร์ แก๊ส และอุปกรณ์หัวฉีด นอกจากนี้ยังเป็นคลาสที่มีการผสมภายนอก ถ้าเราพูดถึงภายในแล้วสิ่งเหล่านี้คือดีเซล
2. เครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถแบ่งออกเป็นน้ำมันเบนซิน แก๊สและดีเซล ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิง
3. การระบายความร้อนของอุปกรณ์เครื่องยนต์สามารถเป็นได้สองประเภท: ของเหลวและอากาศ
4. กระบอกสูบ สามารถอยู่ได้ทั้งตรงข้ามกันและอยู่ในรูปของตัวอักษร V.
5. ส่วนผสมภายในกระบอกสูบสามารถจุดประกายได้ด้วยประกายไฟ สิ่งนี้เกิดขึ้นในเครื่องยนต์สันดาปภายในของคาร์บูเรเตอร์และหัวฉีดหรือเนื่องจากการจุดระเบิดด้วยตนเอง

ในนิตยสารยานยนต์ส่วนใหญ่และในหมู่ผู้ส่งออกรถยนต์มืออาชีพ เป็นเรื่องปกติที่จะจำแนกเครื่องยนต์สันดาปภายในออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

1. เครื่องยนต์แก๊ส อุปกรณ์นี้ใช้น้ำมันเบนซิน การจุดไฟถูกบังคับโดยประกายไฟที่เกิดจากเทียน คาร์บูเรเตอร์และระบบหัวฉีดมีหน้าที่กำหนดปริมาณของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ การจุดระเบิดเกิดขึ้นจากการบีบอัด
2. ดีเซล . เครื่องยนต์ที่มีอุปกรณ์ประเภทนี้ทำงานโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงดีเซล ความแตกต่างที่สำคัญเมื่อเทียบกับหน่วยน้ำมันเบนซินคือ เชื้อเพลิงระเบิดเนื่องจากอุณหภูมิอากาศเพิ่มขึ้น หลังเป็นไปได้เนื่องจากความดันภายในกระบอกสูบเพิ่มขึ้น
3. ระบบแก๊สทำงานโดยใช้โพรเพนบิวเทน การจุดระเบิดถูกบังคับก๊าซที่มีอากาศถูกส่งไปยังกระบอกสูบ มิฉะนั้นอุปกรณ์ของเครื่องยนต์สันดาปภายในจะคล้ายกับเครื่องยนต์เบนซิน

เป็นการจัดหมวดหมู่นี้ที่ใช้บ่อยที่สุดโดยชี้ไปที่คุณลักษณะเฉพาะของระบบ

อุปกรณ์และหลักการทำงาน

อุปกรณ์เครื่องยนต์สันดาปภายใน

ควรพิจารณาอุปกรณ์เครื่องยนต์สันดาปภายในโดยใช้ตัวอย่างของเครื่องยนต์สูบเดียว ส่วนหลักในกลไกคือกระบอกสูบ ประกอบด้วยลูกสูบที่เคลื่อนที่ขึ้นและลง ในกรณีนี้ มีจุดควบคุมสองจุดสำหรับการเคลื่อนที่: บนและล่าง ในวรรณคดีมืออาชีพเรียกว่า TDC และ BDCการถอดรหัสมีดังนี้: จุดตายบนและล่าง

ความสนใจ! ลูกสูบเชื่อมต่อกับเพลาด้วย ข้อต่อเชื่อมต่อคือก้านสูบ

งานหลักของก้านสูบคือการแปลงพลังงานที่เกิดจากการเคลื่อนที่ขึ้นและลงของลูกสูบให้เป็นพลังงานหมุนเวียน ผลลัพธ์ของการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวคือการเคลื่อนที่ของรถไปในทิศทางที่คุณต้องการ นี่คือสิ่งที่อุปกรณ์ ICE รับผิดชอบ นอกจากนี้อย่าลืมเกี่ยวกับเครือข่ายออนบอร์ดซึ่งการทำงานจะเป็นไปได้ด้วยพลังงานที่เกิดจากเครื่องยนต์

มู่เล่ติดอยู่ที่ปลายเพลาเครื่องยนต์ ช่วยให้มั่นใจเสถียรภาพของการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง วาล์วไอดีและไอเสียตั้งอยู่ที่ด้านบนของกระบอกสูบซึ่งจะถูกหุ้มด้วยหัวพิเศษ

ความสนใจ! วาล์วเปิดและปิดช่องที่เหมาะสมในเวลาที่เหมาะสม

เพื่อให้วาล์วเครื่องยนต์สันดาปภายในเปิดได้ วาล์วของเพลาลูกเบี้ยวจะทำงานสิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านชิ้นส่วนเกียร์ เพลาเคลื่อนที่ด้วยความช่วยเหลือของเฟืองเพลาข้อเหวี่ยง

ความสนใจ! ลูกสูบเคลื่อนที่อย่างอิสระภายในกระบอกสูบ แช่แข็งชั่วขณะหนึ่งที่จุดศูนย์กลางตายบนหรือด้านล่าง

เพื่อให้อุปกรณ์เครื่องยนต์สันดาปภายในทำงานในโหมดปกติ จะต้องจัดหาส่วนผสมที่ติดไฟได้ในสัดส่วนที่ปรับเทียบอย่างชัดเจน มิฉะนั้น ไฟอาจไม่เกิดขึ้น. มีบทบาทอย่างมากในช่วงเวลาที่มีการยื่นเรื่อง

น้ำมันเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันการสึกหรอของชิ้นส่วนในเครื่องยนต์สันดาปภายในก่อนเวลาอันควร โดยทั่วไป อุปกรณ์ทั้งหมดของเครื่องยนต์สันดาปภายในประกอบด้วยองค์ประกอบหลักดังต่อไปนี้:

• หัวเทียน,
• วาล์ว
• ลูกสูบ
• แหวนลูกสูบ,
• ก้านสูบ,
• เพลาข้อเหวี่ยง,
• เหวี่ยง

การทำงานร่วมกันขององค์ประกอบของระบบเหล่านี้ทำให้อุปกรณ์เครื่องยนต์สันดาปภายในสร้างพลังงานที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่ของรถ

หลักการทำงาน

พิจารณาว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะทำงานอย่างไร เพื่อให้เข้าใจวิธีการทำงาน คุณต้องรู้ความหมายของแนวคิดเรื่องไหวพริบ นี่เป็นช่วงเวลาหนึ่งระหว่างการดำเนินการที่จำเป็นสำหรับการทำงานของอุปกรณ์ภายในกระบอกสูบ อาจเป็นการบีบอัดหรือการจุดระเบิด

วัฏจักรของเครื่องยนต์สันดาปภายในก่อให้เกิดวัฏจักรการทำงาน ซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของทั้งระบบ ในระหว่างรอบนี้ พลังงานความร้อนจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล ด้วยเหตุนี้การเคลื่อนที่ของเพลาข้อเหวี่ยงจึงเกิดขึ้น

ความสนใจ! วัฏจักรการทำงานจะถือว่าเสร็จสิ้นหลังจากเพลาข้อเหวี่ยงทำหนึ่งรอบ แต่ข้อความนี้ใช้ได้กับเครื่องยนต์สองจังหวะเท่านั้น

มีคำอธิบายที่สำคัญอย่างหนึ่งที่ต้องทำที่นี่ ตอนนี้ในรถยนต์ส่วนใหญ่จะใช้อุปกรณ์ของเครื่องยนต์สี่จังหวะ ระบบดังกล่าวมีลักษณะความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

เพลาข้อเหวี่ยงต้องหมุนสองครั้งจึงจะครบสี่จังหวะ นี่คือการเคลื่อนไหวของลูกสูบขึ้นและลงสี่ครั้ง แต่ละหน่วยวัดดำเนินการตามลำดับที่แน่นอน:

• ทางเข้า,
• การบีบอัด
• การขยาย,
• ปล่อย.

รอบสุดท้ายเรียกอีกอย่างว่าจังหวะการทำงานคุณรู้อยู่แล้วเกี่ยวกับศูนย์ตายบนและล่าง แต่ระยะห่างระหว่างพวกเขาบ่งบอกถึงพารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่ง กล่าวคือปริมาตรของเครื่องยนต์สันดาปภายใน สามารถผันผวนโดยเฉลี่ย 1.5 ถึง 2.5 ลิตร ตัวบ่งชี้ถูกวัดโดยบวกข้อมูลของแต่ละกระบอกสูบ

ในช่วงครึ่งปีแรก ลูกสูบจะเคลื่อนที่จาก TDC ไปยัง BDC วาล์วไอดียังคงเปิดอยู่ในขณะที่วาล์วไอเสียปิดสนิท ผลของกระบวนการนี้ทำให้เกิดสุญญากาศในกระบอกสูบ

ส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและอากาศที่ติดไฟได้จะเข้าสู่ท่อส่งก๊าซของเครื่องยนต์สันดาปภายใน ที่นั่นผสมกับไอเสีย เป็นผลให้เกิดสารที่เหมาะสำหรับการจุดระเบิดซึ่งสามารถบีบอัดได้ในองก์ที่สอง

การบีบอัดเกิดขึ้นเมื่อกระบอกสูบเต็มไปด้วยส่วนผสมการทำงาน เพลาข้อเหวี่ยงยังคงหมุนต่อไป และลูกสูบเคลื่อนที่จากจุดศูนย์กลางตายล่างขึ้นบน

ความสนใจ! เมื่อปริมาตรลดลง อุณหภูมิของส่วนผสมภายในกระบอกสูบเครื่องยนต์สันดาปภายในจะเพิ่มขึ้น

ในรอบที่สาม การขยายตัวเกิดขึ้น เมื่อการบีบอัดมาถึงข้อสรุปเชิงตรรกะ เทียนจะทำให้เกิดประกายไฟและเกิดการจุดไฟขึ้น ในเครื่องยนต์ดีเซล สิ่งต่าง ๆ แตกต่างกันเล็กน้อย

ประการแรกแทนที่จะเป็นเทียนมีการติดตั้งหัวฉีดพิเศษซึ่งจะฉีดเชื้อเพลิงเข้าสู่ระบบในรอบที่สาม ประการที่สอง อากาศถูกสูบเข้าไปในกระบอกสูบ ไม่ใช่ส่วนผสมของก๊าซ

หลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในดีเซลนั้นน่าสนใจตรงที่เชื้อเพลิงในนั้นจุดไฟได้เอง สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิของอากาศภายในกระบอกสูบเพิ่มขึ้น ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันสามารถทำได้เนื่องจากการบีบอัดซึ่งเป็นผลมาจากความดันที่เพิ่มขึ้นและอุณหภูมิเพิ่มขึ้น

เมื่อเชื้อเพลิงเข้าสู่กระบอกสูบเครื่องยนต์สันดาปภายในผ่านทางหัวฉีด อุณหภูมิภายในจะสูงมากจนเกิดการจุดระเบิดเอง เมื่อใช้น้ำมันเบนซินจะไม่สามารถบรรลุผลนี้ได้ นี่เป็นเพราะมันจุดไฟที่อุณหภูมิสูงกว่ามาก

ความสนใจ! ในกระบวนการเคลื่อนที่ของลูกสูบจากการระเบิดขนาดเล็กที่เกิดขึ้นภายใน ส่วน ICE จะกระตุกแบบย้อนกลับและเพลาข้อเหวี่ยงจะเลื่อน

จังหวะสุดท้ายในเครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะเรียกว่าไอดี มันเกิดขึ้นในครึ่งทางที่สี่ หลักการทำงานของมันค่อนข้างง่าย วาล์วไอเสียเปิดออกและผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ทั้งหมดจะเข้าสู่ท่อส่งก๊าซไอเสีย

ก่อนปล่อยสู่บรรยากาศไอเสียจาก มักจะผ่านระบบกรอง สิ่งนี้ช่วยลดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุด อย่างไรก็ตาม การออกแบบเครื่องยนต์ดีเซลยังคงเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าเครื่องยนต์เบนซิน

อุปกรณ์เพิ่มประสิทธิภาพเครื่องยนต์สันดาปภายใน

นับตั้งแต่การประดิษฐ์เครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรก ระบบได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง หากเราจำเครื่องยนต์รุ่นแรกของรถยนต์ที่ผลิตได้ พวกมันสามารถเร่งความเร็วได้สูงสุด 50 ไมล์ต่อชั่วโมง ซูเปอร์คาร์ยุคใหม่สามารถเอาชนะระยะทาง 390 กิโลเมตรได้อย่างง่ายดาย นักวิทยาศาสตร์สามารถบรรลุผลลัพธ์ดังกล่าวได้โดยการรวมระบบเพิ่มเติมเข้ากับอุปกรณ์เครื่องยนต์และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างบางอย่าง

การเพิ่มกำลังอย่างมากในคราวเดียวได้รับจากกลไกวาล์วที่นำเข้าสู่เครื่องยนต์สันดาปภายใน อีกขั้นของวิวัฒนาการคือตำแหน่งของเพลาลูกเบี้ยวที่ด้านบนสุดของโครงสร้าง สิ่งนี้ทำให้ลดจำนวนองค์ประกอบที่เคลื่อนไหวและเพิ่มผลผลิต

นอกจากนี้ยังไม่สามารถปฏิเสธประโยชน์ของระบบจุดระเบิดของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทันสมัย ให้ความเสถียรสูงสุด ขั้นแรกจะมีการสร้างค่าใช้จ่ายที่เข้าสู่ผู้จัดจำหน่ายและจากนั้นไปที่เทียนอันใดอันหนึ่ง

ความสนใจ! แน่นอนว่าเราต้องไม่ลืมเรื่องระบบทำความเย็นที่ประกอบด้วยหม้อน้ำและปั๊ม ด้วยเหตุนี้จึงสามารถป้องกันความร้อนสูงเกินไปของอุปกรณ์เครื่องยนต์สันดาปภายในได้ทันเวลา

ผลลัพธ์

อย่างที่คุณเห็น อุปกรณ์ของเครื่องยนต์สันดาปภายในไม่ได้ยากเป็นพิเศษ เพื่อให้เข้าใจคุณไม่จำเป็นต้องมีความรู้พิเศษ - ความปรารถนาง่ายๆก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม ความรู้เกี่ยวกับหลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในจะไม่ฟุ่มเฟือยสำหรับผู้ขับขี่ทุกคนอย่างแน่นอน

เครื่องยนต์ของรถยนต์อาจดูเหมือนชิ้นส่วนโลหะ ท่อ และสายไฟพันกันยุ่งเหยิงสำหรับผู้ที่ไม่ได้ฝึกหัด ในขณะเดียวกัน เครื่องยนต์ก็เป็น "หัวใจ" ของรถยนต์เกือบทุกคัน โดย 95% ของรถยนต์ทั้งหมดใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน

ในบทความนี้ เราจะพูดถึงการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน: หลักการทั่วไป ศึกษาองค์ประกอบเฉพาะและเฟสของเครื่องยนต์ ค้นหาว่าเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพจะถูกแปลงเป็นแรงหมุนได้อย่างไร และพยายามตอบคำถามต่อไปนี้อย่างไร เครื่องยนต์สันดาปภายในทำงานอย่างไร เครื่องยนต์และประเภทคืออะไร และพารามิเตอร์และคุณลักษณะเหล่านี้หรือพารามิเตอร์เหล่านั้นและคุณลักษณะของเครื่องยนต์หมายถึงอะไร และเช่นเคย ทั้งหมดนี้เรียบง่ายและเข้าถึงได้เป็นสองเท่า

จุดประสงค์หลักของเครื่องยนต์เบนซินในรถยนต์คือการเปลี่ยนน้ำมันเบนซินให้เคลื่อนที่เพื่อให้รถของคุณสามารถเคลื่อนที่ได้ ในปัจจุบัน วิธีที่ง่ายที่สุดในการสร้างการเคลื่อนไหวจากน้ำมันเบนซินคือการเผาไหม้ภายในเครื่องยนต์ ดังนั้น "เครื่องยนต์" ของรถยนต์จึงเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายใน - เช่น การเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินเกิดขึ้นภายใน

เครื่องยนต์สันดาปภายในมีหลายประเภท เครื่องยนต์ดีเซลเป็นรูปแบบหนึ่ง ในขณะที่กังหันก๊าซเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง

อย่างที่คุณจะสังเกตได้ เนื่องจากมีเครื่องยนต์สันดาปภายใน จึงต้องมีเครื่องยนต์สันดาปภายนอก เครื่องยนต์ไอน้ำในรถไฟและเรือกลไฟแบบเก่าเป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดของเครื่องยนต์สันดาปภายนอก 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 ลูกสูบเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงด้วยก้านสูบ 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. เมื่อลูกสูบถึงจุดสูงสุดของจังหวะ หัวเทียนจะปล่อยประกายไฟที่เกิดจากโวลต์หลายหมื่นโวลต์เพื่อจุดไฟให้กับน้ำมันเบนซิน การระเบิดเกิดขึ้น และน้ำมันในกระบอกสูบจะระเบิด ดันลูกสูบลงไปด้วยแรงที่เหลือเชื่อ
4. หลังจากที่ลูกสูบไปถึงด้านล่างของจังหวะอีกครั้ง จะเป็นการเปิดวาล์วไอเสีย จากนั้นลูกสูบจะเลื่อนขึ้น (สิ่งนี้เกิดขึ้นโดยแรงเฉื่อย) และส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและอากาศที่ใช้แล้วจะออกจากกระบอกสูบผ่านช่องระบายอากาศเพื่อเริ่มต้นการเดินทางไปยังท่อไอเสียและเข้าสู่บรรยากาศชั้นบน

เมื่อวาล์วกลับมาอยู่ที่ด้านบนสุดแล้ว เครื่องยนต์ก็พร้อมสำหรับรอบต่อไป ดังนั้นมันจึงดูดอากาศและน้ำมันเบนซินผสมเข้าด้วยกันเพื่อหมุนเพลาข้อเหวี่ยงให้มากขึ้น ซึ่งแท้จริงแล้วจะส่งแรงบิดต่อไปผ่านระบบส่งกำลังไปยังล้อ ตอนนี้ดูด้านล่างว่าเครื่องยนต์ทำงานอย่างไรในทั้งสี่รอบ

คุณสามารถดูการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในสองภาพเคลื่อนไหวด้านล่าง:

เครื่องยนต์ทำงานอย่างไร - แอนิเมชั่น

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

ตอนนี้เรามาดูชิ้นส่วนทั้งหมดที่ทำงานร่วมกันเป็นทีมเพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น เริ่มจากกระบอกสูบ!

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

ประเภทเครื่องยนต์

รถยนต์ส่วนใหญ่มักจะมีสี่ หก แปดและสิบ สิบสองและสิบหกกระบอกสูบ (ตัวเลือกสามตัวเลือกสุดท้ายนั้นติดตั้งในรถสปอร์ตและลูกไฟเป็นหลัก) ในเครื่องยนต์หลายสูบ กระบอกสูบทั้งหมดมักจะถูกจัดเรียงด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสามวิธี:

• อินไลน์
• รูปตัววี
• ตรงข้าม

นี่คือ - การจัดเรียงกระบอกสูบทั้งสามประเภทในเครื่องยนต์:

การจัดเรียงแบบอินไลน์ของ 4 สูบ

ตรงข้ามการจัดเรียงของ4สูบ

V-arrangement 6 สูบ

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

ตอนนี้เรามาดูกันว่าระบบฉีดเชื้อเพลิง น้ำมัน และส่วนประกอบอื่นๆ ในเครื่องยนต์ทำงานอย่างไร:

มาดูชิ้นส่วนสำคัญของเครื่องยนต์กันแบบละเอียดกันดีกว่า:

และตอนนี้ให้ความสนใจ! จากทุกสิ่งที่เราอ่าน มาดูวงจรเต็มของเครื่องยนต์พร้อมองค์ประกอบทั้งหมด:

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 ซึ่งหมายความว่าการเผาไหม้ไม่เกิดขึ้นอย่างเหมาะสม
• อาจมีสิ่งสกปรกในน้ำมันเชื้อเพลิง (และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับคุณภาพของน้ำมันเบนซินของรัสเซีย) ซึ่งป้องกันไม่ให้เชื้อเพลิงเผาไหม้เต็มที่

ขาดการบีบอัด - หากไม่สามารถอัดอากาศและเชื้อเพลิงได้อย่างถูกต้อง กระบวนการเผาไหม้จะไม่ทำงานอย่างถูกต้อง การขาดการบีบอัดสามารถเกิดขึ้นได้จากสาเหตุต่อไปนี้:

• แหวนลูกสูบสึก (ทำให้อากาศและเชื้อเพลิงไหลผ่านลูกสูบเมื่อบีบอัด)
• วาล์วทางเข้าหรือทางออกไม่ปิดผนึกอย่างถูกต้อง เปิดใหม่อีกครั้งระหว่างการรั่วไหลของรอยรั่ว
• มีรูในกระบอกสูบ

การขาดประกายไฟอาจมีสาเหตุหลายประการ:

• หากหัวเทียนหรือสายไฟที่นำไปสู่หัวเทียนชำรุด ประกายไฟจะอ่อน
• หากสายไฟชำรุดหรือขาดหายไป หรือหากระบบที่ส่งประกายไฟผ่านสายไฟทำงานไม่ถูกต้อง
• หากประกายไฟเกิดขึ้นเร็วเกินไปหรือช้าเกินไปในวงจร เชื้อเพลิงจะไม่จุดไฟในเวลาที่เหมาะสม และอาจทำให้เกิดปัญหาได้ทุกประเภท

และนี่คือสาเหตุอื่นๆ อีกหลายประการที่ทำให้เครื่องยนต์ไม่ทำงาน และเราจะพูดถึงรายละเอียดบางอย่างภายนอกเครื่องยนต์ที่นี่:

• หากแบตเตอรี่หมด คุณจะไม่สามารถสตาร์ทเครื่องยนต์เพื่อสตาร์ทได้
• หากตลับลูกปืนที่ปล่อยให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนได้อย่างอิสระ เพลาข้อเหวี่ยงจะไม่สามารถหมุนได้ ดังนั้นเครื่องยนต์จะไม่สามารถทำงานได้
• หากวาล์วไม่เปิดและปิดในเวลาที่เหมาะสม หรือไม่ทำงานเลย อากาศเข้าไม่ได้และไอเสียออกไม่ได้ เครื่องยนต์ก็จะไม่สามารถทำงานได้อีก
• หากใครบางคนที่มีแรงจูงใจอันธพาลเอามันฝรั่งใส่ในท่อไอเสีย ก๊าซไอเสียจะไม่สามารถออกจากกระบอกสูบได้ และเครื่องยนต์จะไม่ทำงานอีก
• หากน้ำมันในเครื่องยนต์ไม่เพียงพอ ลูกสูบจะไม่สามารถเคลื่อนขึ้นลงอย่างอิสระในกระบอกสูบ ทำให้เครื่องยนต์ทำงานได้ตามปกติได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้

ในเครื่องยนต์ที่ทำงานอย่างถูกต้อง ปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมดอยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อน อย่างที่คุณเห็น เครื่องยนต์มีหลายระบบที่ช่วยแปลงเชื้อเพลิงเป็นเครื่องยนต์ขับเคลื่อนได้อย่างไม่มีที่ติ เราจะดูระบบย่อยต่างๆ ที่ใช้ในเครื่องยนต์ในหัวข้อต่อไปนี้

ระบบย่อยของเครื่องยนต์ส่วนใหญ่สามารถใช้งานได้โดยใช้เทคโนโลยีที่หลากหลาย และเทคโนโลยีที่ดีที่สุดสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก นั่นคือเหตุผลที่การพัฒนาของอุตสาหกรรมยานยนต์ยังคงดำเนินต่อไปในระดับสูงสุด เนื่องจากการแข่งขันระหว่างผู้ผลิตรถยนต์นั้นยิ่งใหญ่พอที่จะทุ่มเงินมหาศาลในทุกแรงม้าเพิ่มเติมที่บีบออกมาจากเครื่องยนต์ในปริมาณที่เท่ากัน เรามาดูระบบย่อยต่างๆ ที่ใช้ในเครื่องยนต์สมัยใหม่กัน โดยเริ่มจากการทำงานของวาล์วในเครื่องยนต์

วาล์วทำงานอย่างไร?

ระบบวาล์วประกอบด้วยวาล์วจริงและกลไกที่เปิดและปิดวาล์ว ระบบเปิดปิดเรียกว่า เพลาลูกเบี้ยว. เพลาลูกเบี้ยวมีส่วนพิเศษบนแกนที่ขยับวาล์วขึ้นและลงดังแสดงในภาพด้านล่าง

เครื่องยนต์สมัยใหม่ส่วนใหญ่มีสิ่งที่เรียกว่า กล้องเหนือศีรษะ. ซึ่งหมายความว่าเพลาตั้งอยู่เหนือวาล์วดังที่คุณเห็นในภาพ เครื่องยนต์รุ่นเก่าใช้เพลาลูกเบี้ยวที่อยู่ในห้องข้อเหวี่ยงใกล้กับเพลาข้อเหวี่ยง เพลาลูกเบี้ยวขณะหมุน จะขยับลูกเบี้ยวโดยมีส่วนยื่นออกมาเพื่อให้วาล์วกดลง ทำให้เกิดช่องว่างสำหรับเส้นทางของเชื้อเพลิงหรือก๊าซไอเสีย สายพานราวลิ้นหรือตัวขับโซ่ขับเคลื่อนด้วยเพลาข้อเหวี่ยงและส่งแรงบิดจากมันไปยังเพลาลูกเบี้ยวเพื่อให้วาล์วซิงค์กับลูกสูบ 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)) รวมถึงรถจักรยานยนต์และเครื่องตัดหญ้าส่วนใหญ่ที่มีเครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยอากาศ คุณอาจเคยเห็นเครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยอากาศซึ่งมีครีบอยู่ด้านข้าง ซึ่งเป็นพื้นผิวยางที่ประดับด้านนอกของกระบอกสูบแต่ละกระบอกเพื่อช่วยระบายความร้อน

การระบายความร้อนด้วยอากาศทำให้เครื่องยนต์เบาขึ้น แต่ร้อนขึ้น และโดยทั่วไปจะลดอายุเครื่องยนต์และประสิทธิภาพโดยรวม ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าเครื่องยนต์ของคุณยังคงเย็นอยู่ได้อย่างไรและทำไม

ระบบเปิดตัวทำงานอย่างไร

การปรับปรุงสมรรถนะของเครื่องยนต์เป็นเรื่องใหญ่ แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือสิ่งที่จะเกิดขึ้นเมื่อคุณบิดกุญแจสตาร์ท! ระบบสตาร์ทประกอบด้วยสตาร์ทเตอร์พร้อมมอเตอร์ไฟฟ้า เมื่อคุณบิดกุญแจสตาร์ท สตาร์ทเครื่องยนต์สองสามรอบเพื่อเริ่มกระบวนการเผาไหม้ และจะหยุดได้โดยการหมุนกุญแจไปในทิศทางตรงกันข้าม เมื่อประกายไฟหยุดไหลเข้าสู่กระบอกสูบ และเครื่องยนต์จึงหยุดทำงาน แผงลอย

ในทางกลับกันสตาร์ทเตอร์มีมอเตอร์ไฟฟ้าทรงพลังที่หมุนเครื่องยนต์สันดาปภายในที่เย็นจัด สตาร์ทเตอร์นั้นค่อนข้างทรงพลังและดังนั้นเครื่องยนต์จึง "กิน" ทรัพยากรแบตเตอรี่เพราะต้องเอาชนะ:

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

เราเห็นว่าสตาร์ทเตอร์ต้องการพลังงานมาก รถส่วนใหญ่มักใช้ระบบไฟฟ้า 12 โวลต์ และกระแสไฟฟ้าหลายร้อยแอมป์จะต้องไหลไปที่สตาร์ทเตอร์

ระบบฉีดและหล่อลื่นทำงานอย่างไร?

เมื่อพูดถึงการบำรุงรักษารถยนต์รายวัน ข้อกังวลแรกของคุณคือการตรวจสอบปริมาณน้ำมันในรถของคุณ และน้ำมันจากถังน้ำมันไปกระบอกสูบได้อย่างไร? ระบบเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดูดน้ำมันเบนซินออกจากถังโดยใช้ปั๊มเชื้อเพลิงที่อยู่ในถังและผสมกับอากาศเพื่อให้ส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่เหมาะสมสามารถไหลเข้าสู่กระบอกสูบได้ การจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสามวิธีทั่วไป ได้แก่ คาร์บูเรเตอร์ การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง และการฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง

คาร์บูเรเตอร์ล้าสมัยมากในปัจจุบันและไม่ได้ใส่ไว้ในรถรุ่นใหม่ ในเครื่องยนต์แบบหัวฉีด ปริมาณเชื้อเพลิงที่เหมาะสมจะถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบแต่ละกระบอกสูบโดยตรง ไม่ว่าจะเข้าไปในวาล์วไอดี (การฉีดเชื้อเพลิง) หรือฉีดเข้าไปในกระบอกสูบโดยตรง (การฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง)

น้ำมันก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน ระบบหล่อลื่นที่สมบูรณ์แบบและเหมาะสมทำให้มั่นใจได้ว่าทุกชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในเครื่องยนต์จะได้รับน้ำมันเพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายได้ง่าย สองส่วนหลักที่ต้องการน้ำมันคือลูกสูบ (หรือให้ตรงกว่านั้นคือวงแหวนของมัน) และตลับลูกปืนใดๆ ที่ยอมให้องค์ประกอบต่างๆ เช่น เพลาข้อเหวี่ยงและเพลาอื่นๆ หมุนได้อย่างอิสระ ในรถยนต์ส่วนใหญ่ น้ำมันจะถูกดูดออกจากกระทะน้ำมันโดยปั๊มน้ำมัน ผ่านตัวกรองน้ำมันเพื่อขจัดอนุภาคสิ่งสกปรก จากนั้นจึงฉีดพ่นภายใต้แรงดันสูงบนแบริ่งและผนังกระบอกสูบ น้ำมันจะไหลลงสู่บ่อเก็บอีกครั้งและวงจรจะเกิดซ้ำ

ระบบไอเสีย

เมื่อเราทราบถึงสิ่งของต่างๆ ที่เราใส่ (เท) ลงในรถของเราแล้ว เรามาดูสิ่งอื่นที่ออกมาจากรถกันบ้าง ระบบไอเสียประกอบด้วยท่อไอเสียและท่อไอเสีย หากไม่มีท่อไอเสีย คุณจะได้ยินเสียงระเบิดเล็กๆ นับพันครั้งจากท่อไอเสียของคุณ Silencer ช่วยลดเสียง ระบบไอเสียยังรวมถึงเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาและออกซิเจนเพื่อเผาผลาญเชื้อเพลิงที่ไม่ได้ใช้และสารเคมีอื่นๆ ในไอเสีย ดังนั้นรถของคุณจึงเป็นไปตามมาตรฐานมลพิษทางอากาศของยุโรป

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

เครื่องยนต์คือหัวใจ วันนี้คำนี้มีความหมายมากแค่ไหน ไม่ใช่อุปกรณ์ชิ้นเดียวที่ทำงานโดยไม่มีเครื่องยนต์ เครื่องยนต์ให้ชีวิตกับยูนิตใดๆ ในบทความนี้ เราจะพิจารณาว่าเครื่องยนต์คืออะไร มีประเภทใดบ้าง และเครื่องยนต์ของรถยนต์ทำงานอย่างไร

งานหลักของเครื่องยนต์คือการเปลี่ยนเชื้อเพลิงให้เคลื่อนที่ วิธีหนึ่งในการบรรลุเป้าหมายนี้คือการเผาไหม้เชื้อเพลิงภายในเครื่องยนต์ จึงได้ชื่อว่าเครื่องยนต์สันดาปภายใน

แต่นอกจาก น้ำแข็งจำเป็นต้องแยกแยะระหว่างเครื่องยนต์สันดาปภายนอก ตัวอย่างคือเครื่องยนต์ไอน้ำของเรือ เมื่อเชื้อเพลิง (ไม้ ถ่านหิน) ถูกเผาไหม้นอกเครื่องยนต์ ทำให้เกิดไอน้ำ ซึ่งเป็นแรงผลักดัน เครื่องยนต์สันดาปภายนอกไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่ากับเครื่องยนต์ภายใน

จนถึงปัจจุบันเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งติดตั้งกับรถยนต์ทุกคันได้กลายเป็นที่แพร่หลาย แม้ว่าที่จริงแล้วประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในไม่ได้ใกล้เคียง 100% แต่นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่เก่งที่สุดก็กำลังทำงานเพื่อทำให้เครื่องยนต์สมบูรณ์แบบ

ตามประเภทของเครื่องยนต์แบ่งออกเป็น:

เบนซิน : เป็นได้ทั้งคาร์บูเรเตอร์และหัวฉีด ใช้ระบบหัวฉีด

ดีเซล: ทำงานบนพื้นฐานของน้ำมันดีเซล ซึ่งฉีดภายใต้แรงดันเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง

แก๊ส: ทำงานบนพื้นฐานของก๊าซเหลวหรือก๊าซอัดที่ผลิตจากถ่านหิน พีท ไม้
มาต่อกันที่การเติมของมอเตอร์กัน

กลไกหลักคือบล็อกกระบอกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของตัวกลไกด้วย บล็อกประกอบด้วยช่องต่างๆ ภายในตัวมันเอง ซึ่งทำหน้าที่หมุนเวียนน้ำหล่อเย็น ลดอุณหภูมิของกลไก ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าเสื้อระบายความร้อน

ลูกสูบอยู่ภายในบล็อกกระบอกสูบจำนวนขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์เฉพาะ แหวนอัดวางบนลูกสูบที่ส่วนบน และวงแหวนขูดน้ำมันที่ส่วนล่าง แหวนอัดทำหน้าที่สร้างความรัดกุมระหว่างการบีบอัดเพื่อการจุดระเบิด และวงแหวนขูดน้ำมันเพื่อนำของเหลวหล่อลื่นออกจากผนังบล็อกกระบอกสูบและป้องกันไม่ให้น้ำมันเข้าไปในห้องเผาไหม้

กลไกข้อเหวี่ยง: ส่งแรงบิดจากลูกสูบไปยังเพลาข้อเหวี่ยง ประกอบด้วยลูกสูบ, กระบอกสูบ, หัว, หมุดลูกสูบ, ก้านสูบ, ข้อเหวี่ยง, เพลาข้อเหวี่ยง

อัลกอริธึมการทำงานของเครื่องยนต์ค่อนข้างง่าย: เชื้อเพลิงถูกฉีดโดยหัวฉีดในห้องเผาไหม้ซึ่งผสมกับอากาศและภายใต้อิทธิพลของประกายไฟ ส่วนผสมที่ได้จะจุดประกาย

ก๊าซที่เกิดขึ้นจะดันลูกสูบลงและแรงบิดจะถูกส่งไปยังเพลาข้อเหวี่ยงซึ่งส่งผ่านการหมุนของเกียร์ ด้วยความช่วยเหลือของกลไกเกียร์ล้อจะเคลื่อนที่

หากเราสร้างวัฏจักรการจุดระเบิดของส่วนผสมที่ติดไฟได้อย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลาหนึ่ง เราจะได้เครื่องยนต์ดั้งเดิม

เครื่องยนต์สมัยใหม่อาศัยรอบการเผาไหม้สี่จังหวะเพื่อเปลี่ยนเชื้อเพลิงเป็นเชื้อเพลิง บางครั้งวัฏจักรดังกล่าวเรียกว่าเพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Otto Nikolaus ผู้สร้างวัฏจักรที่ประกอบด้วยวัฏจักรดังกล่าวในปี พ.ศ. 2410 ได้แก่ ปริมาณการบริโภคการบีบอัดการเผาไหม้การขจัดผลิตภัณฑ์การเผาไหม้

คำอธิบายและวัตถุประสงค์ของระบบ:

ระบบส่งกำลัง: จ่ายส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่เป็นผลลัพธ์ และจ่ายไปยังห้องเผาไหม้ - กระบอกสูบเครื่องยนต์ ในรุ่นคาร์บูเรเตอร์ ประกอบด้วยคาร์บูเรเตอร์ ไส้กรองอากาศ ท่อทางเข้า หน้าแปลน ปั๊มเชื้อเพลิงพร้อมบ่อพัก ถังแก๊ส และท่อน้ำมันเชื้อเพลิง

ระบบจ่ายแก๊ส: สร้างสมดุลระหว่างกระบวนการไอดีของส่วนผสมที่ติดไฟได้และก๊าซไอเสีย ประกอบด้วย เกียร์ เพลาลูกเบี้ยว สปริง ตัวดัน วาล์ว

: ออกแบบมาเพื่อจ่ายกระแสไฟให้กับหน้าสัมผัสของเทียนเพื่อจุดไฟส่วนผสมการทำงาน

: ปกป้องมอเตอร์ไม่ให้ร้อนเกินไปโดยการหมุนเวียนและระบายความร้อนของของเหลว

: จ่ายน้ำมันหล่อลื่นให้กับชิ้นส่วนที่ถูเพื่อลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ

บทความนี้กล่าวถึงแนวคิดของเครื่องยนต์ ชนิด คำอธิบาย และวัตถุประสงค์ของแต่ละระบบ รอบ และรอบเครื่องยนต์

วิศวกรหลายคนกำลังทำงานเพื่อลดการเคลื่อนตัวของเครื่องยนต์และเพิ่มกำลังอย่างมากในขณะที่ลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ความแปลกใหม่ของอุตสาหกรรมยานยนต์ยืนยันความสมเหตุสมผลของการพัฒนาการออกแบบอีกครั้ง

เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) เป็นเครื่องยนต์ประเภททั่วไปที่ติดตั้งในรถยนต์ในปัจจุบัน แม้ว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทันสมัยประกอบด้วยชิ้นส่วนหลายพันชิ้น แต่หลักการทำงานของเครื่องยนต์นั้นค่อนข้างง่าย ในบทความนี้เราจะพิจารณาอุปกรณ์และหลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ที่ด้านล่างของหน้า ดูวิดีโอซึ่งแสดงอุปกรณ์และหลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยน้ำมันเบนซินอย่างชัดเจน

เครื่องยนต์สันดาปภายในทุกตัวมีกระบอกสูบและลูกสูบ มันอยู่ภายในกระบอกสูบเครื่องยนต์สันดาปภายในที่พลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลที่สามารถทำให้รถของเราเคลื่อนที่ได้ กระบวนการนี้ทำซ้ำที่ความถี่หลายร้อยครั้งต่อนาที ซึ่งทำให้เพลาข้อเหวี่ยงออกจากเครื่องยนต์หมุนอย่างต่อเนื่อง

หลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะ

รถยนต์นั่งส่วนบุคคลส่วนใหญ่ติดตั้งเครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะ ซึ่งเป็นเหตุผลที่เรายึดถือเป็นพื้นฐาน เพื่อให้เข้าใจหลักการของเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยน้ำมันเบนซินได้ดีขึ้น เราขอเชิญคุณลองดูที่ตัวเลขนี้:

ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้ผ่านวาล์วไอดี (จังหวะหนึ่ง - ไอดี) ถูกบีบอัด (จังหวะสอง - การอัด) และจุดประกายด้วยหัวเทียน เมื่อเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูง แรงดันส่วนเกินจะเกิดขึ้นในกระบอกสูบของเครื่องยนต์ บังคับให้ลูกสูบเคลื่อนลงไปที่จุดศูนย์กลางตายด้านล่าง (BDC) ในขณะที่ทำรอบที่สาม - จังหวะการทำงาน การเลื่อนลงระหว่างจังหวะการทำงานโดยใช้ก้านสูบลูกสูบจะหมุนเพลาข้อเหวี่ยง จากนั้น เมื่อเคลื่อนจาก BDC ไปยังศูนย์ตายบน (TDC) ลูกสูบจะดันก๊าซไอเสียผ่านวาล์วไอเสียเข้าไปในระบบไอเสียของรถยนต์ ซึ่งเป็นจังหวะที่สี่ (ไอเสีย) ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

แทคเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในกระบอกสูบเครื่องยนต์ในจังหวะเดียวของลูกสูบ ชุดของวัฏจักรที่ทำซ้ำในลำดับที่เข้มงวดและมีความถี่ที่แน่นอนมักจะเรียกว่าวัฏจักรการทำงาน ในกรณีนี้คือเครื่องยนต์สันดาปภายใน

1. ขั้นตอนแรก - ทางเข้า. ลูกสูบเคลื่อนที่จาก TDC ไปยัง BDC เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ สุญญากาศจะเกิดขึ้นและช่องของกระบอกสูบเครื่องยนต์สันดาปภายในจะเต็มไปด้วยส่วนผสมที่ติดไฟได้ผ่านวาล์วไอดีเปิด ส่วนผสมเข้าสู่ห้องเผาไหม้ผสมกับเศษก๊าซไอเสีย ที่ส่วนท้ายของทางเข้า ความดันในกระบอกสูบคือ 0.07-0.095 MPa และอุณหภูมิ 80-120 ºС
2. ขั้นตอนที่สอง - การบีบอัด. ลูกสูบเคลื่อนไปที่ TDC ทั้งสองวาล์วปิด ส่วนผสมการทำงานในกระบอกสูบถูกบีบอัด และการบีบอัดจะมาพร้อมกับแรงดันที่เพิ่มขึ้น (1.2–1.7 MPa) และอุณหภูมิ (300–400 ºС)
3. ขั้นตอนที่สาม - การขยาย. เมื่อส่วนผสมทำงานติดไฟในกระบอกสูบเครื่องยนต์สันดาปภายใน ความร้อนจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา อุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว (สูงถึง 2500 องศาเซลเซียส) ภายใต้แรงกดดัน ลูกสูบจะเคลื่อนไปที่ BDC ความดัน 4-6 MPa
4. ขั้นตอนที่สี่ - ปล่อย. ลูกสูบมีแนวโน้มที่จะ TDC ผ่านวาล์วไอเสียแบบเปิด ก๊าซไอเสียจะถูกผลักเข้าไปในท่อร่วมไอเสีย แล้วจึงเข้าสู่สิ่งแวดล้อม ความดันเมื่อสิ้นสุดรอบ: 0.1-0.12 MPa อุณหภูมิ 600-900 ºС

ดังนั้น คุณจึงมั่นใจได้ว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในไม่ซับซ้อนมาก อย่างที่พวกเขาพูด ทุกสิ่งที่แยบยลนั้นเรียบง่าย และเพื่อความชัดเจนยิ่งขึ้น เราแนะนำให้ดูวิดีโอซึ่งแสดงหลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในได้เป็นอย่างดี

บ้าน » ล็อค » เครื่องยนต์สันดาปภายในทำงานอย่างไร การจัดเรียงทั่วไปของเครื่องยนต์ กลไกพื้นฐาน เครื่องยนต์สองจังหวะทำงานอย่างไร