Pokretni motor s unutarnjim izgaranjem: definicija, klasifikacija i princip rada

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-02-19 16:25

Više od stotinu godina u svijetu, glavna pogonska jedinica u svim vozilima na kotačima je klipni motor s unutarnjim izgaranjem. Pojavivši se početkom 20. stoljeća i zamijenivši parni stroj, motor s unutarnjim izgaranjem u 21. stoljeću ostaje najprofitabilniji tip motora u smislu ekonomičnosti i učinkovitosti. Pogledajmo pobliže kako ova vrsta motora s unutarnjim izgaranjem radi, kako radi, saznajmo koji su drugi klipni motori.

Definicija, značajke ICE

U procesu razvoja znanosti i tehnologije, dizajn motora s unutarnjim izgaranjem stalno se poboljšavao. Motori su uspjeli dokazati svoju učinkovitost. Tako su se pojavili klipni motori s unutarnjim izgaranjem i, kao podvrsta, rasplinjači i motori s ubrizgavanjem. Mogu se razlikovati dizelski motori, rotacijski klip i plinske turbine.

Benzinski ICEs

Tradicionalni klipni motor opremljen je komorom za unutarnje izgaranje. Ovo je cilindar unutar bloka motora. Kada gorivo izgori, oslobađa se energija koja se zatim pretvara u mehaničko kretanje radilice. Zbog translacijskog kretanja klipova, koji djeluju na sustav klipnjača i radilice, zamašnjak se okreće. Više o dizajnu možete saznati u odgovarajućem GOST klipnom motoru s unutarnjim izgaranjem.

Motor s unutarnjim izgaranjem s karburatorom razlikuje se po tome što se radna mješavina goriva i zraka priprema u posebnom uređaju - rasplinjaču. Smjesa se ubrizgava u cilindre vakuumom. Zatim se pali svjećicom.

Injection ICE ima moderniji dizajn. Ovdje, umjesto tradicionalnog mehaničkog uređaja, energetski sustav ima elektroničke mlaznice. Oni su odgovorni za ubrizgavanje točne količine goriva izravno u cilindre motora.

Diesel ICEs

Dizelski klipni motor s unutarnjim izgaranjem ima određene strukturne i temeljne razlike od benzinskih motora s unutarnjim izgaranjem.

Ako se iskra iz svijeće koristi za paljenje u benzinskoj jedinici, tada u dizel motorima funkcionira drugačiji princip i nema svijeća osim sjaja. Dizelsko gorivo ulazi u cilindre kroz brizgaljke, miješa se sa zrakom, a zatim se cijela smjesa komprimira, uslijed čega se zagrijava do temperature izgaranja.

Rotorski klip

Neophodan rotacijski klipni motorrazlikuje 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 plinskih turbinskih motora s unutarnjim izgaranjem toplinska energija se pretvara u mehaničku energiju zbog rotacije posebnog rotora s posebnim lopaticama. Ovaj rotor pokreće osovinu turbine.

Posebni klipni i kombinirani motori s unutarnjim izgaranjem (a to su plinskoturbinski motori i rotacijski motori) mogu se sigurno upisati u crvenu knjigu. Danas samo japanska Mazda proizvodi rotacijski klipni motor. Crysler je svojedobno proizveo eksperimentalnu seriju plinskih turbinskih motora s unutarnjim izgaranjem, ali to je bilo 60-ih godina i nitko se od proizvođača automobila nije vratio ovom pitanju do danas.

U Sovjetskom Savezu, plinski turbinski motori s unutarnjim izgaranjem bili su 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 mehanizma radilice, razvodnog mehanizma, sustava ubrizgavanja i ispušnog sustava.

Komora za izgaranje nalazi se unutar bloka cilindara, gdje se smjesa goriva i zraka izravno pali, a proizvodi izgaranja pokreću klipove. Pomoću polugemehanizma, energija izgaranja goriva prenosi se na radilicu. Mehanizam vremena je neophodan kako bi se osiguralo pravovremeno otvaranje i zatvaranje usisnih i ispušnih ventila.

Princip rada

Kada se motor pokrene, mješavina goriva i zraka se ubrizgava u cilindre kroz usisni ventil i zapaljuje iskrom na svjećici koju stvara sustav paljenja. Tijekom izgaranja nastaju plinovi. Kada dođe do toplinskog širenja, višak tlaka uzrokuje pomicanje klipa, čime se okreće radilica.

Rad klipnih motora je cikličan. U ciklusu klipnog motora s unutarnjim izgaranjem može biti od dva do četiri ciklusa. Ciklusi tijekom rada motora ponavljaju se nekoliko stotina puta u jednoj minuti. Tako se radilica može neprekidno okretati.

Dvotaktni ICE

Kada se motor pokrene, klip se pokreće rotacijom radilice. Kada klip dosegne donju mrtvu točku i počne se pomicati prema gore, cilindar će biti opskrbljen mješavinom goriva i zraka.

Kada se kreće prema gore, klip će početi komprimirati smjesu. Kada klip dosegne svoj gornji položaj, stvorit će se iskra. Smjesa goriva i zraka će se zapaliti. Šireći se, plinovi će gurnuti klip prema dolje.

U ovom trenutku otvorit će se ispušni ventil kroz koji proizvodi izgaranja mogu izaći iz komore. Zatim ponovno dosegnuvši donju mrtvu točku, klip će započeti svoje putovanje do TDC-a. Svi se ovi procesi odvijaju u jednom okretu radilice.

Kadaklip će započeti novo kretanje, usisni ventil će se otvoriti i novi dio mješavine goriva i zraka zamijenit će ispušne plinove. Cijeli proces će početi ispočetka. Dvotaktni klipni motor s unutarnjim izgaranjem čini manje pokreta od četverotaktnog. Smanjen gubitak trenja, ali stvara više topline.

Mehanizam za distribuciju plina zamijenjen je klipom. Kako se klip kreće, usisni i ispušni otvori u bloku cilindra se otvaraju i zatvaraju. U usporedbi s četverotaktnim pogonom, izmjena plina u dvotaktnom motoru je veliki nedostatak. Učinkovitost i snaga se gube kada se ispušni plinovi ispuste.

Unatoč ovom nedostatku dvotaktnih klipnih motora s unutarnjim izgaranjem, oni se koriste u mopedima, skuterima, kao vanbrodski motori, u motornim pilama.

Četverotaktni motor s unutarnjim izgaranjem

Četverotaktni ICE nema nedostataka dvotaktnog motora. Takvi su motori ugrađeni na većinu automobila i druge opreme. Usis i odvod ispušnih plinova je zaseban proces, a ne kombinira se s kompresijom, iako klipni motor s unutarnjim izgaranjem radi od paljenja smjese. Rad motora sinkroniziran je mehanizmom za distribuciju plina - ventili se otvaraju i zatvaraju sinkrono s brzinom radilice. Unos mješavine goriva vrši se tek nakon potpunog izlaska ispušnih plinova.

Prednosti motora s unutarnjim izgaranjem

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

Među svim vrstama motora s unutarnjim izgaranjem također se mogu razlikovati bokser motori. Nisu jako popularni zbog složenijeg dizajna. Uglavnom se koriste u trkaćim automobilima. Među prednostima - izvrsno primarno i sekundarno balansiranje, a time i mekan rad. Manji je pritisak na radilicu. Kao rezultat toga, postoji mali gubitak snage. Motor ima nisko težište i automobil bolje upravlja.

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

Nedostaci motora s unutarnjim izgaranjem

Glavni nedostatak klipnih motora s unutarnjim izgaranjem još uvijek nije toksičnost i buka, već slaba učinkovitost. U motoru s unutarnjim izgaranjem samo se 20% energije troši na stvarni mehanički rad. Sve ostalo se troši na grijanje i druge procese. Motori također ispuštaju štetne tvari u atmosferu, poput dušikovih oksida, ugljičnog monoksida i raznih aldehida.