Pistonlu içten yanmalı motor: tanımı, sınıflandırılması ve çalışma prensibi

2024 Yazar: Erin Ralphs | [email protected]. Son düzenleme: 2024-02-19 19:56

Dünyada yüz yılı aşkın bir süredir tüm tekerlekli araçların ana güç ünitesi pistonlu içten yanmalı motor olmuştur. 20. yüzyılın başında ortaya çıkan ve buhar motorunun yerini alan içten yanmalı motor, 21. yüzyılda ekonomi ve verimlilik açısından en karlı motor türü olmaya devam ediyor. Gelin bu tip içten yanmalı motorların nasıl çalıştığına, nasıl çalıştığına yakından bakalım, diğer pistonlu motorların neler olduğunu öğrenelim.

Tanım, ICE özellikleri

Bilim ve teknolojinin gelişme sürecinde içten yanmalı motorların tasarımı sürekli olarak geliştirildi. Motorlar etkinliklerini kanıtlamayı başardı. Pistonlu içten yanmalı motorlar ve bir alt tür olarak karbüratör ve enjeksiyon motorları bu şekilde ortaya çıktı. Dizel motorlar, döner pistonlu ve gaz türbini üniteleri ayırt edilebilir.

Benzinli ICE'ler

Geleneksel pistonlu motor, bir içten yanmalı oda ile donatılmıştır. Bu, motor bloğunun içindeki silindirdir. Yakıt yandığında, enerji açığa çıkar ve bu daha sonra krank milinin mekanik hareketine dönüştürülür. Bağlantı çubukları ve krank mili sistemine etki eden pistonların öteleme hareketi nedeniyle volan döndürülür. İlgili GOST pistonlu içten yanmalı motorda tasarım hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Karbüratörlü içten yanmalı motor, yakıt ve havanın çalışma karışımının özel bir cihazda - bir karbüratörde hazırlanması bakımından farklıdır. Karışım, vakumla silindirlere enjekte edilir. Daha sonra buji tarafından ateşlenir.

Injection ICE daha modern bir tasarıma sahiptir. Burada, geleneksel mekanik cihaz yerine, güç sistemi elektronik nozullara sahiptir. Kesin miktarlarda yakıtı doğrudan motorun silindirlerine enjekte etmekten sorumludurlar.

Dizel ICE'ler

Dizel pistonlu içten yanmalı motor, benzinli içten yanmalı motorlardan belirli yapısal ve temel farklılıklara sahiptir.

Bir benzin ünitesinde ateşleme için bir mum kıvılcımı kullanılıyorsa, dizel motorlarda farklı bir prensip çalışır ve kızdırma dışında mum yoktur. Dizel yakıt enjektörler vasıtasıyla silindirlere girer, hava ile karışır ve daha sonra tüm karışım sıkıştırılır ve bunun sonucunda yanma sıcaklığına kadar ısınır.

Rotor pistonu

Döner pistonlu motor gerekligeleneksel ICE'den farklıdır. Gazlar özel parçalar ve elementler üzerinde hareket eder. Böylece, gazların etkisi altında, hareketli rotor, sekiz rakamı şeklinde özel bir odada hareket eder. Oda, pistonların, zamanlamanın ve krank milinin işlevlerini yerine getirir. Kamera sekiz rakamı şeklindedir.

Birleşik birimler

Gaz türbinli içten yanmalı motorlarda termal enerji, özel kanatlı özel bir rotorun dönmesi nedeniyle mekanik enerjiye dönüştürülür. Bu rotor türbin şaftını çalıştırır.

Özel pistonlu ve kombine içten yanmalı motorlar (ve bunlar gaz türbinli motorlar ve döner motorlardır) kırmızı kitaba güvenle girilebilir. Bugün sadece Japon Mazda döner pistonlu motor üretiyor. Crysler bir zamanlar deneysel bir dizi gaz türbini içten yanmalı motor üretti, ancak bu 60'lardaydı ve otomobil üreticilerinin hiçbiri bu konuya bu güne geri dönmedi.

Sovyetler Birliği'nde, gaz türbini içten yanmalı motorlar tanklara ve çıkarma gemilerine kuruldu, ancak orada bile daha sonra bu tasarımın birimlerinin terk edilmesine karar verildi.

ICE cihazı

Motor tek bir mekanizmadır. Silindir bloğu, krank mekanizması parçaları, zamanlama mekanizması, enjeksiyon ve egzoz sistemlerinden oluşur.

Yanma odası, yakıt-hava karışımının doğrudan ateşlendiği ve yanma ürünlerinin pistonları harekete geçirdiği silindir bloğunun içinde bulunur. Bir krank vasıtasıylamekanizma, yakıtın yanma enerjisi krank miline aktarılır. Emme ve egzoz valflerinin zamanında açılıp kapanmasını sağlamak için zamanlama mekanizması gereklidir.

Çalışma prensibi

Motor çalıştırıldığında, emme valfi aracılığıyla silindirlere bir yakıt ve hava karışımı enjekte edilir ve ateşleme sistemi tarafından oluşturulan bujide bir kıvılcım ile ateşlenir. Yanma sırasında gazlar oluşur. Termal genleşme meydana geldiğinde, aşırı basınç pistonun hareket etmesine ve böylece krank milinin dönmesine neden olur.

Pistonlu motorların çalışması döngüseldir. Bir pistonlu içten yanmalı motorun çevriminde, iki ila dört çevrim olabilir. Motorun çalışması sırasındaki döngüler, bir dakikada birkaç yüz kez tekrarlanır. Böylece krank mili sürekli dönebilir.

İki zamanlı ICE

Motor çalıştığında, piston krank milinin dönüşü ile tahrik edilir. Piston alt ölü noktaya ulaştığında ve yukarı hareket etmeye başladığında, silindire bir yakıt-hava karışımı verilir.

Yukarı hareket ederken, piston karışımı sıkıştırmaya başlayacaktır. Piston en üst konumuna ulaştığında bir kıvılcım oluşacaktır. Yakıt-hava karışımı tutuşacaktır. Genişleyen gazlar pistonu aşağı doğru itecektir.

Bu anda, yanma ürünlerinin odadan çıkabileceği egzoz valfi açılacaktır. Daha sonra tekrar alt ölü noktaya ulaşan piston, TDC'ye yolculuğuna başlayacaktır. Tüm bu işlemler krank milinin bir devrinde gerçekleşir.

Ne zamanpiston yeni bir harekete başlayacak, emme valfi açılacak ve yakıt-hava karışımının yeni bir kısmı egzoz gazlarının yerini alacaktır. Tüm süreç baştan başlayacak. İki zamanlı bir pistonlu içten yanmalı motor, dört zamanlı bir motordan daha az hareket yapar. Sürtünme kaybı azalır ancak daha fazla ısı üretilir.

Gaz dağıtım mekanizması bir pistonla değiştirilir. Piston hareket ettikçe silindir bloğundaki emme ve egzoz portları açılır ve kapanır. Dört zamanlı bir güç ünitesi ile karşılaştırıldığında, iki zamanlı bir motorda gaz değişimi büyük bir dezavantajdır. Egzoz gazları salındığında verimlilik ve güç kaybolur.

İki zamanlı pistonlu içten yanmalı motorların bu dezavantajına rağmen mopedlerde, scooterlarda, dıştan takma motorlarda, motorlu testerelerde kullanılırlar.

Dört zamanlı içten yanmalı motor

Dört zamanlı ICE'nin iki zamanlı motorun dezavantajı yoktur. Bu tür motorlar çoğu arabaya ve diğer ekipmanlara kurulur. Egzoz gazlarının alımı ve egzozu ayrı bir işlemdir ve pistonlu içten yanmalı motor karışımın ateşlenmesinden çalışmasına rağmen sıkıştırma ile birleştirilmez. Motorun çalışması gaz dağıtım mekanizması tarafından senkronize edilir - valfler krank mili hızıyla senkronize olarak açılır ve kapanır. Yakıt karışımının alınması ancak egzoz gazlarının tamamen çıkmasından sonra gerçekleştirilir.

İçten yanmalı motorların avantajları

En popüler motorlarla başlamaya değer - sıralıdört silindirli üniteler. Avantajları arasında kompaktlık, hafiflik, tek silindir kapağı, yüksek bakım kolaylığı sayılabilir.

Tüm içten yanmalı motor türleri arasında boxer motorlar da ayırt edilebilir. Daha karmaşık tasarım nedeniyle çok popüler değiller. Esas olarak yarış arabalarında kullanılırlar. Avantajları arasında - mükemmel birincil ve ikincil dengeleme ve dolayısıyla yumuşak çalışma. Krank milinde daha az stres var. Sonuç olarak, çok az güç kaybı vardır. Motorun ağırlık merkezi alçak ve araba daha iyi yol tutuşu sağlıyor.

Sıralı altı silindirli motorlar mükemmel bir şekilde dengelenmiştir ve ünitenin kendisi çok düzgün çalışır. Çok sayıda silindir olmasına rağmen, üretim maliyeti çok yüksek değildir. Ayrıca sürdürülebilirliği vurgulayabilirsiniz.

İçten yanmalı motorların dezavantajları

Pistonlu içten yanmalı motorların ana dezavantajı hala toksisite ve gürültü değil, düşük verimliliktir. Bir içten yanmalı motorda, gerçek mekanik iş için enerjinin sadece %20'si harcanır. Geri kalan her şey ısıtma ve diğer işlemlere harcanır. Motorlar ayrıca nitrojen oksitler, karbon monoksit ve çeşitli aldehitler gibi zararlı maddeleri atmosfere salmaktadır.