Povratni motor z notranjim zgorevanjem: definicija, razvrstitev in načelo delovanja

2024 Avtor: Erin Ralphs | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-19 18:25

Več kot sto let na svetu je glavni pogonski agregat pri vseh kolesnih vozilih batni motor z notranjim zgorevanjem. Motor z notranjim zgorevanjem, ki se je pojavil na začetku 20. stoletja in je nadomestil parni stroj, v 21. stoletju ostaja najbolj donosna vrsta motorja v smislu ekonomičnosti in učinkovitosti. Oglejmo si podrobneje, kako deluje ta tip motorja z notranjim zgorevanjem, kako deluje, ugotovimo, kaj so drugi batni motorji.

Definicija, funkcije ICE

V procesu razvoja znanosti in tehnologije se zasnova motorjev z notranjim zgorevanjem nenehno izboljšuje. Motorji so uspeli dokazati svojo učinkovitost. Tako so se pojavili batni motorji z notranjim zgorevanjem in kot podvrsta uplinjač in motorji z vbrizgavanjem. Razlikujemo lahko dizelske motorje, rotacijske bate in plinske turbine.

bencinski ICE

Tradicionalni batni motor je opremljen s komoro z notranjim zgorevanjem. To je cilinder v bloku motorja. Ko gorivo zgori, se sprosti energija, ki se nato pretvori v mehansko gibanje ročične gredi. Zaradi translacijskega premikanja batov, ki delujejo na sistem ojnic in ročične gredi, se vztrajnik vrti. Več o zasnovi lahko izveste v ustreznem GOST batnem motorju z notranjim zgorevanjem.

Motor z notranjim zgorevanjem uplinjača se razlikuje po tem, da je delovna mešanica goriva in zraka pripravljena v posebni napravi - uplinjač. Zmes se vbrizga v valje z vakuumom. Nato se vžge s svečko.

Injection ICE ima sodobnejši dizajn. Tu ima namesto tradicionalne mehanske naprave elektroenergetski sistem elektronske šobe. Odgovorni so za vbrizgavanje natančnih količin goriva neposredno v cilindre motorja.

Diesel ICEs

Dizelski batni motor z notranjim zgorevanjem ima določene strukturne in temeljne razlike od bencinskih motorjev z notranjim zgorevanjem.

Če se za vžig v bencinski enoti uporabi iskra iz sveče, potem pri dizelskih motorjih deluje drugačen princip in ni sveč, razen sijanja. Dizelsko gorivo vstopi v jeklenke skozi injektorje, se meša z zrakom, nato pa se celotna mešanica stisne, zaradi česar se segreje do temperature zgorevanja.

Rotorski bat

Pomembni rotacijski batni motorrazlikuje od tradicionalnega ICE. Plini delujejo na posebne dele in elemente. Torej, pod vplivom plinov se premični rotor premika v posebni komori v obliki osmice. Komora opravlja funkcije batov, krmiljenja in ročične gredi. Kamera je oblikovana kot osmica.

Kombinirane enote

Pri plinskoturbinskih motorjih z notranjim zgorevanjem se toplotna energija pretvarja v mehansko energijo zaradi vrtenja posebnega rotorja s posebnimi lopaticami. Ta rotor poganja turbinsko gred.

Posebni batni in kombinirani motorji z notranjim zgorevanjem (in to so plinskoturbinski motorji in rotacijski motorji) se lahko varno vpišejo v rdečo knjigo. Danes samo japonska Mazda izdeluje rotacijski batni motor. Crysler je nekoč izdelal eksperimentalno serijo plinskoturbinskih motorjev z notranjim zgorevanjem, vendar je bilo to v 60. letih in nihče od avtomobilskih proizvajalcev se do danes ni vrnil k tej problematiki.

V Sovjetski zvezi so bili plinskoturbinski motorji z notranjim zgorevanjem nameščeni na tanke in pristajalne ladje, vendar je bilo tudi tam pozneje odločeno, da se enote te zasnove opustijo.

naprava ICE

Motor je en sam mehanizem. Sestavljen je iz bloka cilindrov, delov ročičnega mehanizma, krmilnega mehanizma, sistema za vbrizgavanje in izpušnih plinov.

Zgorevalna komora se nahaja znotraj bloka cilindrov, kjer se mešanica goriva in zraka neposredno vžge, produkti izgorevanja pa poganjajo bate. S pomočjo ročicemehanizma, se energija zgorevanja goriva prenese na ročično gred. Časovni mehanizem je potreben za zagotovitev pravočasnega odpiranja in zapiranja sesalnih in izpušnih ventilov.

Načelo delovanja

Ko se motor zažene, se mešanica goriva in zraka vbrizga v cilindre skozi sesalni ventil in se vžge s iskrom na svečki, ki jo ustvari sistem za vžig. Med zgorevanjem nastajajo plini. Ko pride do toplotnega raztezanja, presežek tlaka povzroči, da se bat premakne in s tem zavrti ročično gred.

Delovanje batnih motorjev je ciklično. V ciklu batnega motorja z notranjim zgorevanjem je lahko od dveh do štirih ciklov. Cikli med delovanjem motorja se v eni minuti ponovijo več stokrat. Tako se lahko ročična gred neprekinjeno vrti.

Dvotaktni ICE

Ko se motor zažene, bat poganja vrtenje ročične gredi. Ko bat doseže spodnjo mrtvo točko in se začne premikati navzgor, bo cilinder oskrbovan z mešanico goriva in zraka.

Pri premikanju navzgor bo bat začel stiskati mešanico. Ko bat doseže svoj zgornji položaj, se pojavi iskra. Mešanica goriva in zraka se bo vžgala. Če se razširijo, bodo plini potisnili bat navzdol.

V tem trenutku se odpre izpušni ventil, skozi katerega lahko produkti zgorevanja izstopijo iz komore. Nato spet doseže spodnjo mrtvo točko, bo bat začel svojo pot do TDC. Vsi ti procesi potekajo v enem obratu ročične gredi.

Kobat bo začel novo gibanje, sesalni ventil se bo odprl in nov del mešanice goriva in zraka bo nadomestil izpušne pline. Celoten postopek se bo začel znova. Dvotaktni batni motor z notranjim zgorevanjem naredi manj gibov kot štiritaktni. Zmanjšana izguba zaradi trenja, vendar ustvarja več toplote.

Mehanizem za distribucijo plina zamenja bat. Ko se bat premika, se sesalni in izpušni priključki v bloku cilindrov odpirajo in zapirajo. V primerjavi s štiritaktnim motorjem je izmenjava plina pri dvotaktnem motorju velika pomanjkljivost. Učinkovitost in moč se izgubita, ko se sprostijo izpušni plini.

Kljub tej pomanjkljivosti dvotaktnih batnih motorjev z notranjim zgorevanjem se uporabljajo v mopedih, skuterjih, kot izvenkrmni motorji, v motornih žagah.

Štiritaktni motor z notranjim zgorevanjem

Štiritaktni ICE nima nobenih pomanjkljivosti kot dvotaktni motor. Takšni motorji so nameščeni na večini avtomobilov in druge opreme. Sesanje in odvajanje izpušnih plinov je ločen proces in ni kombiniran s kompresijo, čeprav batni motor z notranjim zgorevanjem deluje od vžiga mešanice. Delovanje motorja je sinhronizirano z mehanizmom za distribucijo plina - ventili se odpirajo in zapirajo sinhrono s hitrostjo ročične gredi. Vnos mešanice goriva se izvede šele po popolnem izstopu izpušnih plinov.

Prednosti motorjev z notranjim zgorevanjem

Vredno je začeti z najbolj priljubljenimi motorji – v linijištirivaljne enote. Med prednostmi so kompaktnost, majhna teža, ena glava cilindra, visoka vzdržljivost.

Med vsemi vrstami motorjev z notranjim zgorevanjem lahko ločimo tudi bokser motorje. Niso zelo priljubljeni zaradi bolj zapletene zasnove. Uporabljajo se predvsem v dirkalnih avtomobilih. Med prednostmi - odlično primarno in sekundarno uravnoteženje in s tem mehko delo. Manjša je obremenitev ročične gredi. Posledično je izguba moči majhna. Motor ima nizko težišče in avto se bolje obnese.

Vrtni šestvaljni motorji so popolnoma uravnoteženi, sama enota pa deluje zelo gladko. Kljub velikemu številu jeklenk proizvodni stroški niso zelo visoki. Poudarite lahko tudi vzdržljivost.

Slabosti motorjev z notranjim zgorevanjem

Glavna pomanjkljivost batnih motorjev z notranjim zgorevanjem še vedno ni strupenost in hrup, ampak slab izkoristek. Pri motorju z notranjim zgorevanjem se le 20 % energije porabi za dejansko mehansko delo. Vse ostalo se porabi za ogrevanje in druge postopke. Motorji v ozračje sproščajo tudi škodljive snovi, kot so dušikovi oksidi, ogljikov monoksid in različni aldehidi.