Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене. ICE: устройство, работа, ефективност

В по-голямата част от автомобилите се използват като гориво за двигатели, получени от нефт. Изгарянето на тези вещества произвежда газове. В затворено пространство те създават натиск. Сложният механизъм възприема тези натоварвания и ги трансформира първо в движение напред и след това в ротационния. Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене се основава на това. Освен това въртенето вече се предава към задвижващите колела.

Бутало на двигателя

Какво е предимството на такъв механизъм? Какво даде новия принцип на работа на двигателя с вътрешно горене? В момента те са оборудвани не само с автомобили, но и със селскостопански и товарни превозни средства, влакови локомотиви, мотоциклети, мотопеди и скутери. Двигатели от този тип са монтирани на военно оборудване: танкове, бронирани кадрови носители, хеликоптери, лодки. Можете също така да си припомните верижни триони, косачки, моторни помпи, генераторни подстанции и друго мобилно оборудване, което използва дизелово гориво, бензин или газова смес.

Преди изобретяването на принципа на вътрешно горене, гориво, често твърдо (въглища, дърва за огрев), се изгаря в отделна камера. За тази цел е използван котел, който затопля водата. Като основен източник на движещата сила се използва пара. Подобни механизми бяха масивни и като цяло. Те бяха оборудвани с локомотиви, локомотиви и кораби. Изобретението на двигателя с вътрешно горене направи възможно значително намаляване на размерите на механизмите.

система

Когато двигателят постоянно изпълнява серия от циклични процеси. Те трябва да бъдат стабилни и да се провеждат в строго определен период от време. Това условие осигурява непрекъсната работа на всички системи.

При дизеловите двигатели горивото не е предварително подготвено. Системата за подаване на гориво го доставя от резервоара и се подава под високо налягане към цилиндрите. Бензин по пътя предварително смесен с въздух.

Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене е такъв, че запалителната система запалва тази смес и механизмът на манивелата приема, трансформира и предава енергията на газовете към трансмисията. Газоразпределителната система освобождава горивните продукти от цилиндрите и ги извежда извън превозното средство. По този начин се намалява звука на отработените газове.

Системата за смазване осигурява възможност за завъртане на движещите се части. Въпреки това, триещите се повърхности се нагряват. Охладителна система гарантира, че температурата не превишава допустимите стойности. Въпреки че всички процеси се извършват в автоматичен режим, те все още трябва да бъдат наблюдавани. Това се осигурява от системата за управление. Той предава данни към конзолата в кабината на водача.

Устройство с двигател с вътрешно горене

Един доста сложен механизъм трябва да има тяло. В него са монтирани основните възли и възли. Допълнително оборудване за системи, осигуряващи нормалната му работа, се намира наблизо и е монтирано на сменяеми крепежни елементи.

В цилиндровия блок е разположен колянов механизъм. Основният товар от изгореното газово гориво се прехвърля към буталото. Той е свързан с коляновия вал с колянов вал, който преобразува постъпващото движение в ротационен.

Също така в блока е поставен цилиндъра. На неговата вътрешна равнина се движи буталото. На него се режат канали, в които са разположени уплътнителни пръстени. Това е необходимо, за да се сведе до минимум разстоянието между равнините и да се създаде компресия.

От горе до случая цилиндровата глава се закрепва. Монтира се механизъм за разпределение на газ. Състои се от вал с ексцентрици, кобилици и клапани. Тяхното алтернативно отваряне и затваряне осигурява всмукване на гориво в цилиндъра и след това освобождаване на продуктите от отработеното гориво.

До дъното на корпуса е монтиран палет на цилиндровия блок. Маслото се влива там, след като смазва триещите се съединения на компонентите и възлите. Вътре в двигателя все още са разположени каналите, през които циркулира охлаждащата течност.

Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене

Същността на процеса е да се превърне един вид енергия в друг. Това се случва при изгаряне на гориво в затвореното пространство на цилиндъра на двигателя. Газовете, освободени по време на този процес, се разширяват и се създава свръхналягане в работното пространство. Той се възприема от буталото. Той може да се движи нагоре и надолу. Буталото е свързано с коляновия вал чрез свързваща щанга. По същество това са основните части на коляновия механизъм - основната единица, отговорна за преобразуването на химическата енергия на горивото в въртеливо движение вал.

Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене се основава на променливи промени в цикъла. При движение надолу на буталото надолу работата се извършва - коляновият вал се върти под определен ъгъл. Към единия му край е прикрепен масивен маховик. След като е получил ускорение, той продължава да се движи поради инерцията и това също обръща коляновия вал. Сега пръчката бута буталото нагоре. Той заема работна позиция и отново е готов да поеме енергията на запаленото гориво.

Специални функции

Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене на пътническите автомобили често се основава на преобразуването на енергия от горими бензини. Камиони, трактори и специални превозни средства са основно оборудвани с дизелови двигатели. Дори като гориво може да се използва втечнен газ. Дизеловите двигатели нямат запалителни системи. възпаление горивото идва от налягането, генерирано в работната камера на цилиндъра.

Работният цикъл може да се извърши в един или два оборота на коляновия вал. В първия случай се случват четири цикъла: вход за гориво и неговото запалване, работен ход, компресия и отработени газове. Двутактовият двигател с вътрешно горене изпълнява пълен цикъл при един оборот на коляновия вал. В този случай при един ход настъпва всмукване на гориво и неговото сгъстяване, а на втория - запалване, работен ход и изходящ газ. Ролята на газоразпределителния механизъм в двигатели от този тип се изпълнява от бутало. Придвижвайки се нагоре и надолу, той последователно отваря прозорците за всмукване и изпускане на гориво.

В допълнение към възвратно-постъпателните двигатели с вътрешно горене има и турбинни, реактивни и комбинирани двигатели с вътрешно горене. Превръщането на горивната енергия в тях при движение напред на превозното средство се извършва съгласно други принципи. Двигателят на устройството и спомагателните системи също са значително различни.

загуба

Въпреки факта, че двигателят с вътрешно горене се характеризира с надеждност и стабилност на работата, неговата ефективност не е достатъчно висока, както изглежда на пръв поглед. При математическите измервания ефективността на двигателя с вътрешно горене е средно 30-45%. Това предполага, че по-голямата част от енергията на горивното гориво е неактивна.

Ефективността на най-добрите бензинови двигатели може да бъде само 30%. И само масивни икономични дизелови двигатели, които имат много допълнителни механизми и системи, могат ефективно да преобразуват до 45% от енергията на горивото по отношение на мощност и полезна работа.

Устройството на двигателя с вътрешно горене не може да елиминира загубите. Част от горивото няма време за изгаряне и напускане с изгорелите газове. Друга загуба е консумацията на енергия за преодоляване на различни видове съпротивления при триене на свързващите повърхности на части от компоненти и механизми. А част от него се изразходва за задействане на двигателните системи, като осигурява нормална и непрекъсната работа.