Pokretni motor sa unutrašnjim sagorevanjem: definicija, klasifikacija i princip rada

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-02-19 12:49

Više od stotinu godina u svijetu, glavna pogonska jedinica u svim vozilima na točkovima je klipni motor sa unutrašnjim sagorijevanjem. Pojavivši se početkom 20. vijeka i zamijenivši parnu mašinu, motor sa unutrašnjim sagorijevanjem u 21. vijeku ostaje najisplativiji tip motora u smislu ekonomičnosti i efikasnosti. Pogledajmo izbliza kako ova vrsta motora sa unutrašnjim sagorevanjem radi, kako radi, saznajmo koji su drugi klipni motori.

Definicija, ICE karakteristike

U procesu razvoja nauke i tehnologije, dizajn motora sa unutrašnjim sagorevanjem je konstantno unapređivan. Motori su uspjeli dokazati svoju efikasnost. Tako su se pojavili klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem i, kao podvrsta, karburatori i motori sa ubrizgavanjem. Mogu se razlikovati dizel motori, rotacioni klip i gasne turbine.

Benzinski ICEs

Tradicionalni klipni motor opremljen je komorom za unutrašnje sagorevanje. Ovo je cilindar unutar bloka motora. Kada gorivo izgori, oslobađa se energija koja se zatim pretvara u mehaničko kretanje radilice. Zbog translatornog kretanja klipova, koji djeluju na sistem klipnjača i radilice, zamašnjak se okreće. Više o dizajnu možete saznati u odgovarajućem GOST klipnom motoru sa unutrašnjim sagorevanjem.

Motor sa unutrašnjim sagorevanjem karburatora se razlikuje po tome što se radna mešavina goriva i vazduha priprema u posebnom uređaju - karburatoru. Smjesa se ubrizgava u cilindre vakuumom. Zatim se pali svjećicom.

Injection ICE ima moderniji dizajn. Ovdje, umjesto tradicionalnog mehaničkog uređaja, sistem napajanja ima elektronske mlaznice. Oni su odgovorni za ubrizgavanje preciznih količina goriva direktno u cilindre motora.

Diesel ICEs

Dizel motor sa unutrašnjim sagorevanjem ima određene strukturne i fundamentalne razlike od benzinskih motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Ako se iskra iz svijeće koristi za paljenje u benzinskoj jedinici, onda kod dizel motora funkcionira drugačiji princip i nema svijeća osim sjaja. Dizel gorivo ulazi u cilindre kroz injektore, miješa se sa zrakom, a zatim se cijela smjesa sabija, uslijed čega se zagrijava do temperature sagorijevanja.

Rotor klip

Rotacioni klipni motor neophodanrazlikuje se od tradicionalnog ICE. Plinovi djeluju na posebne dijelove i elemente. Dakle, pod utjecajem plinova, pokretni rotor se kreće u posebnoj komori u obliku osmice. Komora obavlja funkcije klipova, razvoda i radilice. Kamera je oblikovana kao osmica.

Kombinirane jedinice

Kod gasnoturbinskih motora sa unutrašnjim sagorevanjem, toplotna energija se pretvara u mehaničku energiju usled rotacije posebnog rotora sa posebnim lopaticama. Ovaj rotor pokreće osovinu turbine.

Specijalni klipni i kombinovani motori sa unutrašnjim sagorevanjem (a to su gasnoturbinski motori i rotacioni motori) mogu se bezbedno upisati u crvenu knjigu. Danas samo japanska Mazda proizvodi rotacioni klipni motor. Crysler je svojevremeno proizveo eksperimentalnu seriju gasnih turbinskih motora sa unutrašnjim sagorevanjem, ali to je bilo 60-ih godina i niko od proizvođača automobila se nije vratio ovom pitanju do danas.

U Sovjetskom Savezu su gasnoturbinski motori sa unutrašnjim sagorevanjem instalirani na tenkove i desantne brodove, međutim, čak je i tamo kasnije odlučeno da se napuste jedinice ovog dizajna.

ICE uređaj

Motor je jedan mehanizam. Sastoji se od bloka cilindra, dijelova radilice, razvodnog mehanizma, ubrizgavanja i izduvnog sistema.

Komora za sagorevanje se nalazi unutar bloka cilindara, gde se mešavina goriva i vazduha direktno pali, a proizvodi sagorevanja pokreću klipove. Pomoću ručicemehanizma, energija sagorevanja goriva se prenosi na radilicu. Mehanizam vremena je neophodan kako bi se osiguralo pravovremeno otvaranje i zatvaranje usisnih i izduvnih ventila.

Princip rada

Kada se motor pokrene, mješavina goriva i zraka se ubrizgava u cilindre kroz usisni ventil i pali se iskrom na svjećici koju generiše sistem paljenja. Tokom sagorevanja nastaju gasovi. Kada dođe do termičke ekspanzije, višak tlaka uzrokuje pomicanje klipa, čime se rotira radilica.

Rad klipnih motora je cikličan. U ciklusu klipnog motora sa unutrašnjim sagorevanjem može biti od dva do četiri ciklusa. Ciklusi tokom rada motora se ponavljaju nekoliko stotina puta u jednoj minuti. Tako da se radilica može kontinuirano okretati.

Dvotaktni ICE

Kada se motor pokrene, klip se pokreće rotacijom radilice. Kada klip dostigne donju mrtvu tačku i počne se kretati prema gore, cilindar će biti opskrbljen mješavinom goriva i zraka.

Kada se kreće prema gore, klip će početi kompresovati smjesu. Kada klip dostigne svoj gornji položaj, stvoriće se iskra. Smjesa goriva i zraka će se zapaliti. Šireći se, gasovi će gurnuti klip nadole.

U ovom trenutku će se otvoriti izduvni ventil, kroz koji proizvodi sagorevanja mogu izaći iz komore. Zatim ponovo dostižući donju mrtvu tačku, klip će započeti svoje putovanje do TDC. Svi ovi procesi se odvijaju u jednom obrtaju radilice.

Kadaklip će započeti novo kretanje, usisni ventil će se otvoriti i novi dio mješavine goriva i zraka zamijenit će izduvne plinove. Ceo proces će početi ispočetka. Dvotaktni klipni motor sa unutrašnjim sagorevanjem čini manje pokreta od četvorotaktnog. Smanjen gubitak trenja, ali stvara više topline.

Mehanizam za distribuciju gasa je zamenjen klipom. Kako se klip kreće, usisni i izduvni otvori u bloku cilindra se otvaraju i zatvaraju. U poređenju sa četverotaktnim motorom, izmjena plina u dvotaktnom motoru je veliki nedostatak. Efikasnost i snaga se gube kada se ispuste izduvni gasovi.

Uprkos ovom nedostatku dvotaktnih klipnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem, oni se koriste u mopedima, skuterima, kao vanbrodski motori, u motornim testerama.

Četverotaktni motor sa unutrašnjim sagorevanjem

Četvorotaktni ICE nema nedostataka dvotaktnog motora. Takvi su motori ugrađeni na većinu automobila i druge opreme. Usis i odvod izduvnih gasova je zaseban proces, i nije kombinovan sa kompresijom, iako klipni motor sa unutrašnjim sagorevanjem radi od paljenja smeše. Rad motora je sinhronizovan mehanizmom za distribuciju gasa - ventili se otvaraju i zatvaraju sinhrono sa brzinom radilice. Unos mješavine goriva vrši se tek nakon potpunog izlaska izduvnih gasova.

Prednosti motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Vrijedi početi s najpopularnijim motorima - u linijičetvorocilindarske jedinice. Među prednostima su kompaktnost, mala težina, jedna glava cilindra, visoka lakoća održavanja.

Među svim vrstama motora sa unutrašnjim sagorevanjem mogu se izdvojiti i bokser motori. Nisu baš popularni zbog složenijeg dizajna. Uglavnom se koriste u trkačkim automobilima. Među prednostima - odlično primarno i sekundarno balansiranje, a time i mekan rad. Manji je pritisak na radilicu. Kao rezultat, postoji mali gubitak snage. Motor ima nisko težište i auto bolje upravlja.

Redni šestocilindrični motori su savršeno izbalansirani, a sama jedinica radi vrlo glatko. Unatoč velikom broju cilindara, cijena proizvodnje nije jako visoka. Također možete istaknuti mogućnost održavanja.

Nedostaci motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Glavni nedostatak klipnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem još uvek nije toksičnost i buka, već slaba efikasnost. Kod motora sa unutrašnjim sagorevanjem samo 20% energije se troši na stvarni mehanički rad. Sve ostalo se troši na grijanje i druge procese. Motori također ispuštaju štetne tvari u atmosferu, kao što su dušikovi oksidi, ugljični monoksid i razni aldehidi.