Satır içi motor: türleri, cihazı, avantajları ve dezavantajları

2024 Yazar: Erin Ralphs | [email protected]. Son düzenleme: 2024-02-19 19:49

Sıralı içten yanmalı motor, en basit motorlardan biridir. Bu birimlere silindirler bir sıra halinde dizildiği için bu ad verilir. Pistonlar, motor çalışırken bir krank milini döndürür. Sıralı motor, arabalara kurulan ilk motorlardan biriydi. Otomotiv endüstrisinin şafağında tasarlandı ve üretildi.

Her şey nasıl başladı?

Modern sıralı içten yanmalı motorun atası, tek silindirli bir motordu. 1860 yılında Etienne Lenoir tarafından tasarlanmış ve inşa edilmiştir. Lenoir'den önce bile bu motor için patent alma girişimleri olmasına rağmen, genellikle böyle olduğu kabul edilir. Ancak, şu anda çoğu bütçeye uygun seri binek otomobilin kaputunun altına monte edilen tasarımlara mümkün olduğunca benzeyen gelişimidir.

Motorun sadece bir silindiri vardı ve gücü o zamanlar çok büyük olan 1,23 beygir gücüne eşitti. Karşılaştırma için, modern "Oka" 1111'in iki silindiri vardır ve gücü 30 ila 53 beygir gücüdür.

Daha büyük ve daha güçlü

Lenoir'in fikri parlak çıktı. Birçok mühendis ve mucitmotoru mümkün olduğu kadar geliştirmek için yıllar ve emek harcadı (elbette o zamanki teknik yetenekler düzeyinde). Ana vurgu gücü artırmaya verildi.

Başlangıçta dikkatler tek bir silindir üzerinde yoğunlaşmıştı - boyutunu büyütmeye çalıştılar. Sonra herkese, boyutu artırarak daha fazla güç elde edebileceğiniz görülüyordu. Ve hacimdeki artış o zaman en kolayıydı. Ancak bir silindir yeterli değildi. Ayrıntıların geri kalanını büyük ölçüde artırmak zorunda kaldım - biyel, piston, blok.

Tüm bu motorların çok dengesiz olduğu ortaya çıktı, büyük bir kütleye sahipti. Böyle bir motorun çalışması sırasında, karışımın ateşleme çevrimleri arasında büyük bir zaman farkı vardı. Kelimenin tam anlamıyla böyle bir ünitedeki her ayrıntı sarsıldı ve sarsıldı, bu da mühendisleri bir çözüm düşünmeye zorladı. Ve sistemi bir dengeleyici ile donattılar.

Çıkmaz yol

Araştırmanın çıkmaza girdiği herkes tarafından kısa sürede anlaşıldı. Güç, ağırlık ve boyut oranı korkunç olduğu için Lenoir motoru normal ve doğru çalışamadı. Silindirin hacmini tekrar artırmak için çok fazla ek enerji gerekiyordu. Birçoğu bir motor yaratma fikrini bir çöküş olarak düşünmeye başladı. Tek bir teknik çözüm olmasa bile insanlar yine de atlara ve arabalara binerdi.

Tasarımcılar, krank milini yalnızca bir pistonla değil, aynı anda birkaç pistonla döndürmenin mümkün olduğunu fark etmeye başladılar. En basiti sıralı motorun üretimiydi - birkaç silindir daha eklediler.

Dünya 19. yüzyılın sonunda ilk dört silindirli üniteyi görebiliyordu. Gücünü modern bir motorla karşılaştırmak imkansız. Bununla birlikte, verimlilik açısından, diğer tüm öncekilerden daha yüksekti. Artan çalışma hacmi nedeniyle, yani silindir eklenerek güç artırıldı. Çok hızlı bir şekilde, çeşitli şirketlerden uzmanlar, 12 silindirli canavarlara kadar çok silindirli motorlar yaratmayı başardı.

Çalışma prensibi

ICE nasıl çalışır? Her motorun farklı sayıda silindire sahip olmasının yanı sıra, altı veya dört silindirli sıralı bir motor da aynı şekilde çalışır. İlke, herhangi bir içten yanmalı motorun geleneksel özelliklerine dayanmaktadır.

Bloktaki tüm silindirler tek sıra halinde düzenlenmiştir. Yakıtın yanma enerjisi nedeniyle pistonlar tarafından tahrik edilen krank mili, silindir-piston grubunun tüm parçaları için tektir. Aynısı silindir kafası için de geçerlidir. Tüm silindirler için tektir. Mevcut tüm sıralı motorlardan dengeli ve dengesiz tasarımlar ayırt edilebilir. Aşağıda her iki seçeneği de ele alacağız.

Denge

Krank milinin karmaşık tasarımı nedeniyle önemlidir. Dengeleme ihtiyacı silindir sayısına bağlıdır. Belirli bir ICE'de ne kadar çok olursa, denge o kadar büyük olmalıdır.

Dengesiz bir motor, ancak dörtten fazla silindirin olmadığı tasarım olabilir. Aksi takdirde, çalışma sırasında gücü krank milini tahrip edebilecek titreşimler ortaya çıkacaktır. Hatta ucuz altı silindirli motorlarBir dengeleyici ile, dengeleyici milleri olmayan pahalı sıralı dörtlülerden daha iyi olacaktır. Bu nedenle, dengeyi iyileştirmek için, sıralı dört pistonlu bir motor bazen hareketsiz millerin takılmasını da gerektirebilir.

Motor pozisyonu

Geleneksel dört silindirli üniteler genellikle bir arabanın kaputunun altına boyuna veya enlemesine monte edilir. Ancak altı silindirli ünite yalnızca boylamasına monte edilebilir ve daha fazlası değil (bazı Volvo modelleri ve Chevrolet Epica otomobilleri hariç).

Krank miline göre asimetrik bir tasarıma sahip sıralı içten yanmalı motor da özelliklere sahiptir. Mil genellikle dengeleyici dökümlerle yapılır - bu dökümler, piston sisteminin çalışmasından kaynaklanan atalet kuvvetini sönümlemelidir.

Inline-six bugün zaten daha az popülerliğe sahip - tüm kusuru önemli yakıt tüketimi ve büyük genel boyutlar. Ancak uzun silindir bloğuna rağmen motor mükemmel bir şekilde dengelidir.

Birimin avantajları ve dezavantajları

Birkaç nüans dışında, sıralı içten yanmalı motorlar, diğer tasarımların çoğu V motorları ve motorlarıyla aynı avantajlara ve aynı dezavantajlara sahiptir. Dört silindirli motor en yaygın olanıdır, en basit ve en güvenilir olanıdır. Kütle nispeten hafiftir, onarım maliyetleri nispeten düşüktür. Tek dezavantajı tasarımda balans millerinin olmamasıdır. Bu, modern otomobiller, hatta orta sınıf için en iyi içten yanmalı motordur. Daha az kapasiteye sahip küçük kapasiteli sıralı motorlar da vardır.silindir sayısı. Örnek olarak iki silindirli ekonomik SeAZ Oka 1111.

Altı silindirli üniteler mükemmel bir dengeye sahiptir ve burada "dört" eksikliği telafi edilir. Ama denge için ödenmesi gereken bir bedel var. Bu nedenle, "dört" ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha iyi özelliklere rağmen, motorda sıralı bir silindir düzenine sahip bu içten yanmalı motorlar daha az yaygındır. Krank mili uzun, üretim maliyeti oldukça yüksek ve boyutları nispeten büyük.

Teknik sınır

Artık 19. yüzyıl değil, ancak modern güç üniteleri hala teknik mükemmellikten uzak. Ve burada modern türbinler ve yüksek oktanlı yakıt bile yardımcı olmayacak. Bir içten yanmalı motorun verimliliği yaklaşık %20'dir ve diğer tüm enerji sürtünme, atalet ve patlama için harcanır. Benzin veya dizelin sadece beşte biri faydalı işe gidecek.

En yüksek verimliliğe sahip motorların temel özelliklerini zaten geliştirdi. Aynı zamanda yanma odaları ve piston grubu önemli ölçüde daha küçük hacimlere ve boyutlara sahiptir. Kompakt boyut nedeniyle, parçaların ataleti daha azdır - bu, patlama nedeniyle hasar görme olasılığını az altır.

Kompakt pistonların tasarım özellikleri belirli sınırlamalar getirir. Yüksek sıkıştırma derecesi ile, küçük boyut nedeniyle, piston basıncının biyel koluna iletimi azalır. Pistonlar daha büyük bir çapa sahipse, muazzam karmaşıklık nedeniyle doğru ve dengeli bir çalışma elde etmek imkansızdır. Modern bir BMW motorunda bile bunlar vardırAlman mühendisler tarafından geliştirilmiş olmasına rağmen eksiklikler.

Sonuç

Maalesef motor yapımı teknolojik sınırına ulaştı. Bilim adamlarının ciddi teknik keşifler yapması ve içten yanmalı bir motordan daha fazla verim elde etmesi pek olası değildir. Bu yüzden herkes elektrikli araç çağının geleceğini umuyor.