Inline motor: vrste, naprava, prednosti in slabosti

2024 Avtor: Erin Ralphs | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-19 18:24

Inline motor z notranjim zgorevanjem je eden najpreprostejših motorjev. Te enote se imenujejo takšne, ker so cilindri razporejeni v vrsti. Bati povzročijo vrtenje ene ročične gredi, ko motor deluje. Vrtni motor je bil eden prvih, ki so ga vgradili na avtomobile. Zasnovani in izdelani so bili na zori avtomobilske industrije.

Kako se je vse začelo?

Prednik sodobnega linijskega motorja z notranjim zgorevanjem je bil enovaljni motor. Zasnoval in zgradil Etienne Lenoir leta 1860. Splošno sprejeto je, da je tako, čeprav so bili poskusi pridobitve patenta za ta motor že pred Lenoirjem. Toda prav njegov razvoj je čim bolj podoben tistim dizajnom, ki so trenutno nameščeni pod pokrovi večine nizkih serijskih osebnih avtomobilov.

Motor je imel samo en cilinder, njegova moč pa je bila 1,23 konjskih moči, kar je bilo takrat ogromno. Za primerjavo, sodobna "Oka" 1111 ima dva cilindra in njena moč je od 30 do 53 konjskih moči.

Večji in močnejši

Lenoirova ideja se je izkazala za briljantno. Številni inženirji in izumiteljileta in truda poskušal čim bolj izboljšati motor (seveda na ravni takratnih tehničnih zmogljivosti). Glavni poudarek je bil na povečanju moči.

Na začetku je bila pozornost osredotočena na en sam valj – skušali so povečati njegovo velikost. Potem se je vsem zdelo, da lahko s povečanjem velikosti dobite več moči. In povečanje obsega je bilo takrat najlažje. Toda en cilinder ni bil dovolj. Preostale podrobnosti sem moral močno povečati - ojnica, bat, blok.

Vsi ti motorji so se izkazali za zelo nestabilne, imeli so veliko maso. Med delovanjem takšnega motorja je bila med cikli vžiga mešanice velika razlika v času. Dobesedno vsaka podrobnost v takšni enoti je ropotala in se tresla, kar je inženirje prisililo v razmišljanje o rešitvi. In opremili so sistem z balansirjem.

slepa cesta

Kmalu je vsem postalo jasno, da je raziskava zašla v slepo ulico. Motor Lenoir ni mogel normalno in pravilno delovati, saj je bilo razmerje moči, teže in velikosti grozno. Za ponovno povečanje prostornine cilindra je bilo potrebno veliko dodatne energije. Mnogi so idejo o ustvarjanju motorja začeli šteti za propad. In ljudje bi še vedno vozili konje in vozove, če ne bi bila ena tehnična rešitev.

Oblikovalci so se začeli zavedati, da je mogoče vrteti ročično gred ne samo z enim batom, ampak z več naenkrat. Najenostavnejša je bila izdelava linijskega motorja - dodali so še nekaj valjev.

Prvi štirivaljni agregat je svet lahko videl konec 19. stoletja. Njegovo moč je nemogoče primerjati s sodobnim motorjem. Vendar pa je bil glede učinkovitosti višji od vseh svojih predhodnikov. Moč je bila povečana zaradi povečane delovne prostornine, torej z dodajanjem cilindrov. Precej hitro so strokovnjaki iz različnih podjetij uspeli ustvariti večvaljne motorje do 12-valjnih pošasti.

Načelo delovanja

Kako deluje ICE? Razen tega, da ima vsak motor različno število valjev, deluje tudi linijski motor s šestimi ali štirimi valji. Načelo temelji na tradicionalnih značilnostih katerega koli motorja z notranjim zgorevanjem.

Vsi cilindri v bloku so razporejeni v eni vrsti. Motorna gred, ki jo poganjajo bati zaradi energije zgorevanja goriva, je edina za vse dele cilindrično-batne skupine. Enako velja za glavo cilindra. Je edini za vse cilindre. Od vseh obstoječih linijskih motorjev lahko ločimo uravnoteženo in neuravnoteženo zasnovo. Spodaj bomo upoštevali obe možnosti.

Stanje

Pomembna je zaradi kompleksne zasnove ročične gredi. Potreba po uravnoteženju je odvisna od števila valjev. Več kot jih je v določenem ICE, večje bi moralo biti ravnotežje.

Neuravnotežen motor je lahko le tista zasnova, kjer ni več kot štirje valji. V nasprotnem primeru se bodo med delovanjem pojavile vibracije, katerih sila bo lahko uničila ročično gred. Tudi poceni šestvaljni motorjiz balansirjem bo boljši od dragih linijskih štirih brez balansirnih gredi. Torej, da bi izboljšali ravnotežje, lahko linijski štiribatni motor včasih zahteva tudi namestitev umirjevalnih gredi.

Položaj motorja

Tradicionalne štirivaljne enote so običajno nameščene vzdolžno ali prečno pod pokrovom avtomobila. Toda šestvaljni agregat je mogoče namestiti samo vzdolžno in nič več (z izjemo nekaterih modelov Volvo in avtomobilov Chevrolet Epica).

Lastnosti ima tudi linijski motor z notranjim zgorevanjem, ki ima asimetrično zasnovo glede na ročično gred. Pogosto je gred izdelana z izravnalnimi ulitki - ti ulitki morajo blažiti vztrajnostno silo, ki je posledica delovanja batnega sistema.

Inline-six je danes že manj priljubljen - vsega je krivda znatna poraba goriva in velike skupne dimenzije. Toda kljub dolgemu bloku cilindrov je motor popolnoma uravnotežen.

Prednosti in slabosti enote

Razen nekaj odtenkov imajo linijski motorji z notranjim zgorevanjem enake prednosti in enake slabosti kot večina V-motorjev in motorjev drugih izvedb. Štirivaljni motor je najpogostejši, najpreprostejši in najbolj zanesljiv. Masa je relativno lahka, stroški popravil so relativno nizki. Edina pomanjkljivost je pomanjkanje ravnotežnih gredi v zasnovi. To je najboljši motor z notranjim zgorevanjem za sodobne avtomobile, tudi srednji razred. Obstajajo tudi linijski motorji majhne zmogljivosti z manjštevilo valjev. Kot primer, dvovaljni ekonomični SeAZ Oka 1111.

Šestvaljni agregati imajo popolno ravnotežje in tukaj je pomanjkanje "štirke" kompenzirano. Toda za ravnovesje je treba plačati ceno. Zato so ti motorji z notranjim zgorevanjem z linijsko razporeditvijo valjev v motorju kljub bistveno boljšim karakteristikam v primerjavi s »štiriko« manj pogosti. Motorna gred je dolga, proizvodni stroški so precej visoki, dimenzije pa sorazmerno velike.

Tehnična omejitev

Zdaj ni 19. stoletje, vendar so sodobni pogonski agregati še daleč od tehnične popolnosti. In tu tudi sodobne turbine in visokooktansko gorivo ne bodo pomagali. Učinkovitost motorja z notranjim zgorevanjem je približno 20 %, vsa ostala energija pa se porabi za trenje, vztrajnost in detonacijo. Le petina bencina ali dizla bo šla v koristno delo.

Že razvite osnovne lastnosti motorjev z največjim izkoristkom. Hkrati imajo zgorevalne komore in batna skupina bistveno manjše prostornine in dimenzije. Zaradi kompaktne velikosti imajo deli manjšo vztrajnost - to zmanjša verjetnost poškodb zaradi detonacije.

Konstrukcijske značilnosti kompaktnih batov uvajajo določene omejitve. Z visoko stopnjo stiskanja se zaradi majhne velikosti zmanjša prenos tlaka bata na ojnico. Če imajo bati večji premer, je zaradi ogromne zapletenosti nemogoče doseči natančno uravnoteženo delo. Te ima celo sodoben motor BMWpomanjkljivosti, čeprav so ga razvili nemški inženirji.

Sklep

Na žalost je strojegradnja dosegla svojo tehnološko mejo. Malo verjetno je, da bodo znanstveniki naredili resna tehnična odkritja in dosegli večjo učinkovitost motorja z notranjim zgorevanjem. Vsi torej upajo, da bo prišla doba električnih vozil.