Какво е двигател с вътрешно горене в автомобил?

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-19 12:27

Двигателят с вътрешно горене в автомобилите е най-важният компонент. Ако двигателят с вътрешно горене не беше изобретен, тогава автомобилната индустрия най-вероятно щеше да спре на волана и да не се развие до съвременните размери. Двигателят направи истинска революция. Нека поговорим за това какво е двигател с вътрешно горене, за неговата история, устройство и принцип на работа.

Първите опити за създаване на агрегат, подобен на двигател с вътрешно горене, започват през 18-ти век. Много изобретатели от цял свят се опитват дълго време да създадат механизъм, при който енергията от изгарянето на горивото може да се преобразува в механична енергия.

Първи двигател

Братята Niepce от Франция първи се замислиха какво е двигател с вътрешно горене и как да го изградят. Те изобретили и сглобили устройство, което нарекли пираеолофор. Горивото в този двигател беше въглищен прах, но при цялата си ефективност този механизъм не получи голямо признание в науката и остана само под формата на чертежи. "Piraeophorus" имаше много несъвършен дизайн. Тойхарактеризиращ се с високи работни температури и огромен разход на гориво при относително ниска ефективност. Освен това този агрегат изразходва много масло. Но дори тогава този двигател беше инсталиран на първите, все още несъвършени триколесни превозни средства.

Втори опит

През 1864 г. Зигфрид Маркус, който се занимава с различни изобретения, показва на света първия едноцилиндров карбураторен двигател.

Той се захранва от енергията на изгаряне на петролни продукти. Този ICE беше способен на значителна тогава скорост от 10 мили в час.

Двуцилиндров двигател на Брайтън

През 1873 г. инженерът Джордж Брайтън, въз основа на съществуващите разработки, създава двуцилиндров двигател с вътрешно горене. В самото начало двигателят работеше на керосин, а след това беше прехвърлен на бензин. Сред недостатъците на това устройство бяха отделени твърде големи размери.

Двигател Ото

През 1876 г. беше направена голяма крачка в историята на двигателя с вътрешно горене. Николас Ото успя да създаде технически сложен агрегат, който най-ефективно преобразува енергията на изгаряне на петролни продукти в механична енергия. През 1883 г. френският инженер Деламар създава двигател, който може да използва природен газ като гориво. Това изобретение обаче също не намери отговор и съществува само на хартия под формата на чертежи.

Голямо име в автомобилната история

През 1815 г. Готлиб Даймлер мисли за това какво е двигател с вътрешно горене и как може да се използва. Той не само създаде ефективен двигател, но и създаде производствопрототип на модерен агрегат с вертикално разположение на цилиндрите и впръскване на карбуратора.

Това беше първият компактен механизъм по това време, който след това допринесе за развитието на автомобилната индустрия.

Общи дефиниции на ICE

Вероятно всеки знае какво е двигател с вътрешно горене в колата. Но основната характеристика на всеки механизъм с вътрешно горене е, че горивната смес се запалва директно в работната камера, а не във всяка външна среда. По време на работа на двигателя се отделя химическа и топлинна енергия, която се превръща в механична енергия. За това какво е двигател с вътрешно горене, те говорят в училищен курс по физика, а принципът на действие се основава на ефекта на топлинното разширение на газовете, образувани по време на изгарянето на горивна смес под налягане в горивна камера.

Видове двигатели с вътрешно горене

Възможно е да се разграничат буталните двигатели с вътрешно горене. Те са най-ефективни. Това ще бъде потвърдено от лице, което има умения за поддръжка и ремонт на двигатели - шофьор на двигател с вътрешно горене. Какво е? Устройството на този двигател е както следва: горивната камера е разположена вътре в цилиндъра, топлинната енергия се преобразува в механична енергия с помощта на колянов механизъм биел-бутало, енергията се прехвърля към коляновия вал..

Има няколко вида бутални двигатели. Първо, отбелязваме карбураторните двигатели с вътрешно горене. Тук горивната смес се приготвя в карбуратора и след това се инжектира в горивната камера чрез електрическа искра. Това е добра възможност да научите какво е двигател с вътрешно горене в автомобил. инжектордвигателят подава сместа директно към всмукателния колектор с помощта на специални дюзи. Всички процеси в такъв двигател се управляват от електроника. Запалването идва от свещ.

Има и дизелови агрегати. Тези, които не са знаели какво е двигател с вътрешно горене в колата, трябва да се запознаят по-подробно с този тип двигател. Тук горивната смес се запалва без използването на свещи. Възпламенява се поради компресия на въздух, който в резултат се нагрява до температури, надвишаващи горивните стойности на сместа. Горивото се впръсква с помощта на специални инжектори.

Роторно-буталният двигател е доста интересен агрегат. Какво е двигател с вътрешно горене в автомобил от този тип? Сега такова устройство е доста рядко. При този механизъм топлинната енергия от горенето се преобразува в механична енергия с помощта на работни газове, които въртят ротора в работната камера. Механизмът има специална форма, профил и се движи по "планетарна" траектория директно вътре в работната камера. Последният също има специална конфигурация - "8", а функциите му са синхронизация, бутална група и колянов вал. Сега всеки знае какво е двигател с вътрешно горене в колата, почти никога не се използва.

Има и газотурбинни двигатели. Тук енергията се преобразува в механична чрез въртене на ротора, което кара вала на турбината да се движи. В хода на подобрения и експерименти учени и инженери от цял свят установиха, че най-ефективният, надежден, непретенциозен, а също и икономичен по отношение на горивото и маслото е буталния двигател с вътрешно горене.

Други видоведвигателите, с изключение на буталото, останаха далеч в историята. Имайки предвид въпроса какво е двигател с вътрешно горене в автомобил, заслужава да се отбележи, че сега само концернът Mazda произвежда ротационно-бутален двигател. Chrysler сглоби няколко газови турбо двигателя, но това беше много отдавна и никой от сериозните автомобилни производители не оцени тези агрегати. В СССР газовите турбинни двигатели са използвани на някои танкове и военни кораби. Тогава обаче технологията беше напълно изоставена.

Как работи двигател с вътрешно горене

За тези, които не знаят какво е двигател с вътрешно горене, нека разгледаме устройството на този механизъм. Няколко важни компонента са комбинирани в корпуса на двигателя наведнъж. Това е цилиндров блок - вътре се запалва смес от бензин и въздух, а след това газовете карат буталата да се движат. Коляновата група прехвърля енергия към коляновия вал.

Механизмът за синхронизация се използва за осигуряване на отваряне или затваряне на всмукателните и изпускателните клапани в точното време. Той е необходим, за да пусне сместа в цилиндрите и да освободи отработените газове. Двигателят с вътрешно горене е оборудван и със система за подаване на гориво, запалване на сместа и отстраняване на отработените газове.

Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене

Всеки, който се събира с кола, трябва да знае какво е двигател с вътрешно горене и как работи. Когато собственикът на колата завърти ключа в запалването, стартерът завърта коляновия вал. Буталото се задвижва от коляновия вал. Когато достигне долната си позиция, се премества в TDC. След това в горивната камера се подава смес от гориво и въздух. Когабуталото се движи нагоре, сместа се компресира. В момента, когато достигне горното си крайно положение, искрата, генерирана от свещите, ще запали горимата смес. Възниква експлозия и освободените газове избутват буталото обратно надолу с голяма сила. В този момент изпускателният клапан ще се отвори. През него горещите отработени газове излизат от цилиндъра в атмосферата. Когато буталото отново премине през долната мъртва точка, то отново ще отиде до горната. През това време коляновият вал ще направи един оборот.

Когато буталото започне ново движение, всмукателният клапан ще се отвори и ще пусне следващата порция от горимата смес в цилиндъра. Последният ще заема целия обем на отработените газове. След това целият процес, описан по-горе, ще започне отново. Тъй като работата на буталото в тези примитивни двигатели е ограничена само до два такта, то прави по-малко движения от четиритактов двигател. Загубите на енергия от триене също се намаляват. Но по време на работа се генерира много топлина и такива двигатели се нагряват повече.

Трябва да използвате двигателно масло. Какво е? Това е специална маслена течност, произведена от въглеводороди, която намалява триенето в повърхностите. При двутактов двигател буталото действа и като механизъм за синхронизация, отваряне и затваряне на клапани. Основният недостатък на тази система е неефективен газообмен в сравнение с четиритактов агрегат.

Заключение

Ето какво представлява двигателят с вътрешно горене в колата. Това е механизмът, който кара тежка кола. Днес това се приема за даденост, но едно време двигателят с вътрешно горене се смяташе за най-великияпробив.