Vid bränning av bränsle skiljer sig termisk energi. Motorn i vilken bränslet kombineras direkt inuti arbetscylindern och energin hos de erhållna gaserna samtidigt uppfattas av kolven som rör sig i cylindern, hänvisar till kolven.
Så, som redan nämnts tidigare, är motorn av denna typ den viktigaste för moderna bilar.
I sådana motorer placeras förbränningskammaren i en cylinder, i vilken värmeledningen från förbränningen av bränsle- och luftblandningen omvandlas till kolvens mekaniska energi som rör sig progressivt och därefter kallas en speciell mekanism den vevanslutande rullningen. vevaxel.
På platsen för bildandet av en blandning bestående av luft och bränsle (förbränning) är kolvingenjörerna uppdelade i motorer med en extern och intern konvertering.
Samtidigt är motorerna med extern blandning bildning av det använda bränslet som används i förgasare och injektion, som arbetar med lätt flytande bränsle (bensin) och gasdrivande gas (gasgenerator, lysande, naturgas etc.) . Motorer med kompressionständning är dieselmotorer (dieselmotorer). De arbetar på tungt flytande bränsle (dieselbränsle). I allmänhet är designen av motorerna själva nästan densamma.
Operationscykeln för fyrtaktsmotorer i kolvprestandan utförs när vevaxeln gör två varv. Enligt definition består den av fyra separata processer (eller klockor): inlopp (1 takt), komprimering av bränsle- och luftblandningen (2 takt), arbetslag (3 takt) och avgaser (4 takt).
Förändringen av motorarbetsklockor är försedd med en gasdistributionsmekanism som består av distributionsvala, överföringssystem av pushers och ventiler, isolering av cylinderns arbetsutrymme från den yttre miljön och i huvudsak säkerställer skiftet av faserna av gasfördelning. På grund av trögheterna i gaser (singulariteter av gasdynamikprocesser) intag och frigör takt för verklig motor överlappa, vilket innebär deras gemensamma åtgärd. På höga revolutioner Överlappningen av faserna påverkar motorns funktion. Tvärtom, än det är mer på låga varvtal, desto mindre motorns vridmoment. I arbetet moderna motorer Detta fenomen beaktas. Skapa enheter för att ändra faserna av gasfördelning under drift. Det finns olika utföranden av sådana anordningar som är mest lämpliga, varav elektromagnetiska anordningar justeras för att justera faserna av gasdistributionsmekanismer (BMW, MAZDA).
Carburetor DVS
I förgasarmotorer framställs bränsle-luftblandningen innan dess ingång i motorcylindrarna, i en speciell anordning i förgasaren. I sådana motorer kom en brännbar blandning (en blandning av bränsle och luft) in i cylindrarna och blandades med rester av avgaserna (arbetsblandning) som brandifierar från en extern energikälla - tändsystemets elektriska gnista.
Injektor DVS
I sådana motorer, på grund av närvaron av sprutmunstycken, utföra bensininjektion i inloppsröret, blandas med luft.
Gasekonomi
I dessa motorer reduceras gastrycket efter att ha avslutat gasväxeln kraftigt och bringas till nära atmosfär, varefter luftgasblandaren absorberas med hjälp av elektriska injektorer (på liknande sätt injektormotorer) I inloppsrörmotorn.
Tändningen, som i de tidigare typerna av motorer, utförs från gnistan av ljuset som glider mellan dess elektroder.
Diesel DVS
I dieselmotorer sker blandningsbildningen direkt inuti motorns cylindrar. Luft och bränsle registreras i cylindrar separat.
Samtidigt, först kommer endast luften in i cylindrarna, den är komprimerad och vid tidpunkten för sin maximala kompression injiceras strålen med fint bränsle genom ett speciellt munstycke i cylindern (trycket inuti cylindrarna av Sådana motorer når mycket större värden än i de tidigare typmotorerna), inflammation i de bildade blandningarna.
I detta fall uppstår tändningen av blandningen som ett resultat av en ökning av lufttemperaturen i sin starka kompression i cylindern.
Bland bristerna dieselmotorer Det är möjligt att markera högre, jämfört med tidigare typer av kolvmotorer - den mekaniska spänningen av dess delar, speciellt vevanslutningsmekanismen, vilket kräver förbättrade hållfasthetskvaliteter och, som ett resultat, stora dimensioner, vikt och kostnad. Den ökar på grund av den komplicerade konstruktionen av motorerna och användningen av bättre material.
Dessutom kännetecknas sådana motorer av oundvikliga sotutsläpp och ett ökat innehåll av kväveoxider i avgaser på grund av heterogen förbränning av arbetsblandningen inuti cylindrarna.
Gasiodialistik
Principen om drift av en sådan motor liknar driften av någon av sorterna av gasmotorer.
Bränsle- och luftblandningen framställs enligt en liknande princip genom att tillföra gas till en luftgasblandare eller i inloppsröret.
Blandningen antänds emellertid av ersättningsdelen av dieselbränsle injicerat i cylindern analogt med driften av dieselmotorer och inte använda ett elektriskt ljus.
Rotary-Piston DVS
Förutom det etablerade namnet har denna motor namnet med namnet på uppfinnaren som skapade sin uppfinnare och kallas vankelmotorn. Erbjuds i början av 1900-talet. För närvarande är tillverkare av Mazda RX-8 engagerade i sådana motorer.
Motorns huvuddel bildar en triangulär rotor (kolvanalog), roterande i en specifik formkammare, enligt designen av den inre ytan, som liknar numret "8". Denna rotor utför funktion av vevaxelns kolv och gasfördelningsmekanismen, vilket eliminerar gasdistributionssystemet, obligatoriskt för kolvmotorer. Det utför tre fulla arbetscykler för en av dess omsättning, vilket gör det möjligt för en sådan motor att byta ut sexcylindren kolvmotor. Trots många positiva egenskaper, bland annat också en grundläggande enkelhet av sin design, har nackdelar som hindrar sin utbredd användning. De är förknippade med skapandet av hållbar pålitlig kammareförseglingar med en rotor och konstruktionen av det nödvändiga motorsmörjningssystemet. Arbetscykeln för roterande kolvmotorer består av fyra klockor: intaget av bränsle-luftblandningen (1 takt), kompression av blandningen (2 takt), expansion av förbränningsblandningen (3 takt), frisättning (4 takt) .
Rotary-Bad DVS
Detta är samma motor som tillämpas i e-mobil.
Gas Turbine DVS
Redan idag kan dessa motorer framgångsrikt ersätta kolvmotorn i bilar. Och även om graden av perfektion utformning av dessa motorer bara nådde under de senaste åren, har tanken på att tillämpa gasturbinmotorer i bilar uppstått för länge sedan. Den verkliga möjligheten att skapa pålitliga gasturbinmotorer tillhandahålls nu av teorin om bladmotorer, som har nått en hög utveckling, metallurgi och deras produktionsteknik.
Vad representerar gasturbinmotorn? För att göra detta, låt oss titta på sitt huvudprogram.
Kompressor (post9) och gasturbin (pos 7) är på samma axel (pos.8). Gasturbinens axel roterar i lager (pos.10). Kompressorn tar luften från atmosfären, komprimerar den och skickar till förbränningskammaren (pos.3). Bensinpump (Pos.1) drivs också av en turbasaxel. Det tjänar bränsle till munstycket (pos.2), som är installerat i förbränningskammaren. Gasformiga förbränningsprodukter kommer genom gasturbinens styrapparat (pos.4) på \u200b\u200bpumphjulets blad (pos.5) och orsaka att den roterar i en given riktning. De förbrukade gaserna produceras i atmosfären genom munstycket (pos.6).
Och även om den här motorn är full av brister, elimineras de gradvis av design. Samtidigt, jämfört med Piston DVS, har gasturbine DVS ett antal betydande fördelar. Först och främst bör det noteras att som en ångturbin kan gas utveckla stora varvtal. Som låter dig få hög effekt från mindre i storlek och ljusare (nästan 10 gånger). Dessutom är den enda typen av rörelse i gasturbinen roterande. Vid kolvmotorn, utöver det roterande, finns det fram- och återgående rörelser av kolvar och komplexa rörelser av stavar. Även gasturbinmotorer kräver inte speciella kylsystem, smörjmedel. Frånvaron av signifikanta friktionsytor med en minimal mängd lager ger långsiktig drift och hög tillförlitlighet hos gasturbinmotorn. Slutligen är det viktigt att notera att kraften utförs med användning av fotogen eller dieselbränsle, dvs. Billigare arter än bensin. Att hålla utvecklingen av bilgasturbinmotorer Orden är behovet av artificiell begränsning av gasturbinens temperatur som kommer in i knivarna, eftersom det fortfarande finns mycket vägar med hög statiska metaller. Som ett resultat minskar användbar användning (Effektivitet) av motorn och ökar den specifika bränsleförbrukningen (mängden bränsle per 1 hk). För passagerar- och fraktmotorer måste gastemperaturen begränsas till gränserna på 700 ° C, och i flygplanmotorer upp till 900 ° C. Modako finns det redan några sätt att öka effektiviteten hos dessa motorer genom att ta bort värmen av Avgaserna för att läka luftförbränningskammaren. Lösningen på problemet med att skapa en mycket ekonomisk bilgasturbinmotor beror i stor utsträckning på framgången med arbetet på detta område.
Kombinerade DVS
Ett stort bidrag till de teoretiska aspekterna av arbetet och skapandet av kombinerade motorer introducerades av en ingenjör från Sovjetunionen, professor A.n. Schest.
Alexey Nesterovich Rustle
Dessa motorer är en kombination av två maskiner: kolv och spade, som kan fungera som turbin eller kompressor. Båda dessa maskiner är viktiga element arbetsflöde. Som ett exempel på en sådan motor med gasturbin överlägsen. I det här fallet, i den vanliga kolvmotorn, med hjälp av en turboladdare, uppträder en tvångslufttillförsel till cylindrarna, vilket gör att du kan öka motorns kraft. Den är baserad på användningen av avgasflödesenergi. Det påverkar turbinens pumphjul, fixerat på axeln å ena sidan. Och snurrar det. På samma axel, å andra sidan, är kompressorns blad. Med hjälp av kompressorn injiceras luften i motorcylindrarna på grund av vakuumet i kammaren på ena sidan och tvingad lufttillförsel, å andra sidan, en stor mängd luft- och bränsleblandning kommer in i motorn. Som ett resultat ökar volymen av brännbara bränsle och den gas som bildas som ett resultat av denna förbränning tar längre volymer, vilket skapar större ström på kolven.
Två slag
Detta kallas OI med ett ovanligt gasdistributionssystem. Den implementeras i färd med att passera kolven som gör fram och tillbaka rörelser, två rör: intag och examen. Du kan träffa sin utländska beteckning "RCV".
Motorarbeten utförs under en vevaxelomsättning och två kolvslag. Arbetsprincipen är som följer. Först är cylindern purnad, vilket innebär inloppet för en brännbar blandning med samtidig intag av avgaser. Därefter finns en komprimering av arbetsblandningen vid tidpunkten för vevaxelns rotation med 20-30 grader från positionen av motsvarande NMT när den flyttas till VMT. Och arbetsslaget, längden på kolvslaget från den övre döda punkten (VTT) utan att nå den nedre döda punkten (NMT) med 20-30 grader på vevaxelns revolutioner.
Det finns uppenbara brister av tvåtaktsmotorer. För det första är det svimma av tvåtaktscykeln blåser motorn (igen med t. Gasdynamik). Detta händer å ena sidan på grund av det faktum att separation av fräsch laddning från avgaser Det är omöjligt att säkerställa, d.v.s. Oundvikliga förluster som väsentligen flyger in avgasrör Färsk blandning, (eller luft om vi pratar om diesel). Å andra sidan varar arbetets rörelse mindre än hälften av omsättningen, som redan talar om minskningen av motorns effektivitet. Slutligen kan varaktigheten av en extremt viktig gasutbyte, i en fyrtaktsmotor som upptar hälften av arbetscykeln, inte ökas.
Tvåtaktsmotorer är mer komplicerade och dyrare på bekostnad av den obligatoriska användningen av rensningssystemet eller övervakningssystemet. Utan tvekan den ökade värmspänningen hos cylinderdelarna kolvgrupp Kräver användningen av dyrare material av enskilda delar: kolvar, ringar, cylinderbussningar. Också, utför kolven av gasdistributionsfunktioner en gräns på dess höjdstorlek bestående av kolvslagets höjd och höjden på fönstren för rening. Det är inte så kritiskt i moped, men väsentligt vikter kolven när den installerar den på fordon som kräver betydande kraftkostnader. Således, när strömmen mäts med tiotals, och till och med hundratals hästkraftÖkningen i kolvens massa är mycket märkbar.
Ändå genomfördes vissa verk för att förbättra sådana motorer. I Ricardo-motorerna introducerades speciella fördelningshylsor med ett vertikalt drag, vilket var ett visst försök att göra en eventuell minskning av kolvens dimensioner och vikt. Systemet visade sig vara ganska komplicerat och mycket dyrt i prestanda, så sådana motorer användes endast i luftfart. Det är nödvändigt att dessutom märka att det är dubbelt så hög värmespänningsavloppsventiler (med en styrventilpurge) i jämförelse med de fyrtaktsmotorventilerna. Dessutom finns det en längre direkt kontakt med de förbrukade gaserna, och därför den värsta kylflänsen.
Sex-kontakt ekonomi
Grunden för arbetet är baserat på principen om drift av fyrtaktsmotorn. Dessutom har dess konstruktioner element som å ena sidan ökar sin effektivitet, medan å andra sidan minska förlusten. Det finns två av olika typer sådana motorer.
I motorer som arbetar på grundval av OTO-cykler och diesel är det betydande värmeförluster under bränsleförbränning. Dessa förluster används i motorn i den första designen som en extra kraft. I konstruktionerna av sådana motorer används bränsle-luftblandning, par eller luft som ett arbetsmedium för en extra kolv som kör, vilket varucerar kraften. I sådana motorer, efter varje bränsleinsprutning, rör sig kolvarna tre gånger i båda riktningarna. I det här fallet finns det två arbetssträngar - en med bränsle, och den andra med ånga eller luft.
Följande motorer har skapats i detta område:
motor Bayulas (från engelska. Bajulaz). Baulas (Schweiz) skapades;
motor CrawerA (från engelsk cower). Uppfunnit av Bruce Croweer (USA);
Bruce Croweer
Motormotorn (från engelska. Velozeta) byggdes i en ingenjörskollegium (Indien).
Principen om drift av den andra typen av motor är baserad på användningen av en ytterligare kolv i sin design på varje cylinder och belägen mitt emot den huvudsakliga. Den extra kolven rör sig med en reducerad två gånger med avseende på huvudkolvfrekvensen, som åstadkommer varje cykel sex kolvar. Ytterligare kolv i sitt primära syfte ersätter den traditionella gasdistributionsmekanismen hos motorn. Den andra funktionen består i att öka graden av kompression.
De viktigaste, oberoende skapade konstruktioner av sådana motorer två:
motorbjörn hed (från engelska Beare Head). Uppfann Malcolm Bir (Australien);
motor med namnet "laddad pump" (från engelska. Tyska laddningspumpen). Invented Helmut Kotman (Tyskland).
Vad kommer att vara inom en snar framtid med motorn förbränning?
Förutom de brister som anges i början av artikeln finns det en annan huvudsaklig nackdel med att inte tillåta användning av DVS separat från bilöverföringen. Kraftaggregat Bilen bildas av motorn tillsammans med en fordonsöverföring. Det låter dig flytta bilen vid alla nödvändiga hastigheter. Men separat tas i DVS utvecklar den högsta effekten endast i det smala varvtalet. Detta är det faktiskt varför överföringen är nödvändig. Endast i undantagsfall kostar utan överföring. Till exempel i vissa flygstrukturer.
De viktigaste typerna av förbränningsmotorer och ångmaskiner har en gemensam nackdel. Det är att den fram och återgående rörelsen kräver en omvandling i en rotationsrörelse. Detta orsakar i sin tur låg produktivitet, liksom ett tillräckligt högt slitage av detaljerna i mekanismen som ingår i olika typer motorer.
Ganska många människor tänkte på att skapa en sådan motor där de rörliga elementen bara roterades. Det var dock möjligt att endast lösa denna uppgift till en person. Felix Vankel - självlärd mekaniker - blev uppfinnaren av en roterande kolvmotor. För ditt liv fick den här personen ingen specialitet eller högre utbildning. Tänk på ytterligare detaljer rotary-kolvmotor Vankel.
Kort biografi av uppfinnaren
Felix Vankel föddes 1902, den 13 augusti, i den lilla staden Lar (Tyskland). I den första världens fader av den framtida uppfinnaren dog. På grund av detta måste Vankel kasta sina studier i gymnasiet och göra en säljare assistent i butiken som säljer böcker under utgivaren. Tack vare detta var han beroende av att läsa. Felix studerade specifikationer Motorer, Automotive, Mekanik självständigt. Kunskap han skrek från böcker som såldes i affären. Det antas att systemet för vankielmotorn (mer exakt, tanken på dess skapelse) besökte i en dröm. Det är inte känt, sanningen är eller inte, men det kan sägas att uppfinnaren hade enastående förmågor, en brännare för mekanik och märklig
Fördelar och nackdelar
Den konvertibla rörelsen av ett fram och återgående tecken är helt frånvarande i den roterande motorn. Tryckbildningen sker i de kamrar som skapas med hjälp av de konvexa ytorna på rotorn i den triangulära formen och olika delar av höljet. Rotationsrörrotor ger förbränning. Det kan leda till en minskning av vibrationen och öka rotationshastigheten. På grund av effektiviteten av effektiviteten, vilket beror på den roterande motorn har dimensioner mycket mindre än en konventionell kolvekvivalent effektmotor.
Den roterande motorn har en huvud av alla dess komponenter. Denna viktiga komponent kallas en triangulär rotor som utför rotationsrörelser i statoren. Alla tre toppar av rotorn, tack vare denna rotation, har en permanent anslutning med husets innervägg. Med denna kontakt bildas förbränningskammare eller tre volymer av sluten typ med gas. När rotationsrotorrörelser inträffar i fallet ändras volymen av alla tre bildade förbränningskamrar hela tiden, påminner om verkan av en konventionell pump. Alla tre sidoytor av rotorn arbetar som en kolv.
Inuti rotorn är ett litet redskap med yttre tänder, som är fäst vid huset. Ett redskap som är mer i diameter är anslutet till det här fasta växeln, vilket ställer in rubriken för rotationsrotorrörelser inuti huset. Tänder i större växel interna.
Av den anledningen att, tillsammans med utgångsaxeln, är rotorn associerad excentrisk, sker axelns rotation som handtaget kommer att rotera vevaxeln. Utgångsaxeln kommer att göra omsättningen tre gånger för var och en av rotorns revolutioner.
Den roterande motorn har en sådan fördel som en liten massa. Den roterande motorns mest grundläggande motor har liten storlek och massa. I det här fallet blir hanteringen och egenskaperna hos en sådan motor bättre. Det visar sig mindre vikt på grund av det faktum att behovet av vevaxel, stavar och kolvar är helt enkelt frånvarande.
Den roterande motorn har sådana dimensioner som är mycket mindre konventionell motor lämplig effekt. På grund av den mindre motorstorleken blir hanteringen mycket bättre, liksom att maskinen själv blir rymligare, både för passagerare och för föraren.
Alla delar av rotationsmotorn utförs kontinuerliga rotationsrörelser i samma riktning. Förändringen i deras rörelse uppstår precis som i kolvarna i den traditionella motorn. Roterande motorer är internt balanserade. Detta leder till en minskning av nivån av vibrationer i sig. Den roterande motorns kraft verkar mycket mjukare och jämnt.
Vankelmotorn har en konvex speciell rotor med tre ansikten, som kan kallas sitt hjärta. Denna rotor utför rotationsmotioner inuti statorens cylindriska yta. Mazda Rotary-motorn är världens första roterande motor, som var utformad speciellt för produktion av seriell natur. Denna utveckling gjordes tidigt 1963.
Vad är RPD?
I den klassiska fyrtaktsmotorn används samma cylinder för olika operationer - injektion, kompression, förbränning och frisättning.I rotationsmotorn utförs varje process i ett separat fack i kameran. Effekten är inte mycket annorlunda än cylinderns separation med fyra fack för var och en av operationerna.
I kolvmotorn uppträder trycket under förbränningen av blandningen medför att kolvarna rör sig framåt och bakåt i sina cylindrar. Anslutningsstängerna och vevaxeln omvandlar denna tryckande rörelse till det roterande, som är nödvändigt för bilens rörelse.
I rotormotor Det finns ingen rätlinjig rörelse som det skulle vara nödvändigt att översätta till rotation. Trycket är utformat i ett av kammarens fack som tvingar rotorn rotera, det minskar vibrationen och ökar motorens potentiella storlek. Som ett resultat, stor effektivitet och mindre storlekar vid samma kraft som den konventionella kolvmotorn.
Hur fungerar RPD?
Kolvens funktion i RAP utförs av rotorns stipendier, som omvandlar effekten av trycket i gaserna till den excentriska axelns rotationsrörelse. Rotorrörelsen i förhållande till statorn (ytterväska) är anordnad av ett par kugghjul, varav en är fast fixerad på rotorn och den andra på statorens laterala lock. Växeln är fixerad på motorhuset. Med henne rullar rotorns redskap från kugghjulet runt det.
Axeln roterar i lagren placerade på huset och har en cylindrisk excentrisk på vilken rotorn roterar. Interaktionen av dessa kugghjul säkerställer rotorns ändamålsenlig rörelse i förhållande till huset, vilket resulterar i vilket tre brutna växlande volymkameror bildas. Växelförhållandet mellan kugghjulet 2: 3, så i en omsättning av den excentriska axelrotorn återgår till 120 grader, och för den fullständiga omsättningen hos rotorn i var och en av kamrarna finns en fullständig fyrtaktscykel. 
Gasutbyte regleras av rotorns topp när den passerar genom inlopps- och avgasfönstret. Denna design möjliggör en 4-taktscykel utan användning av en speciell gasdistributionsmekanism.
Tätningen av kamrarna tillhandahålls av radiella och ändtätningsplattor, pressade mot cylindern med centrifugalkrafter, gastryck och tejpfjädrar. Vridmomentet erhålles som ett resultat av gaskrafternas funktion genom rotorn på excentriska av axeln av blandningsbildningen, inflammation, smörjning, kylning, lansering - är fundamentalt samma som den konventionella kolvens förbränningsmotor
Motsvarande
I teorin i rap används flera sorter av blandningformation: externt och internt, baserat på flytande, fasta, gasformiga bränslen.
När det gäller fasta bränslen är det värt att notera att de initialt förgasas i gasgeneratorer, eftersom de leder till förhöjd askbildning i cylindrarna. Därför fick gasformiga och flytande bränslen större fördelning i praktiken.
Mekanismen för bildning av blandningen i vankelmotorer kommer att bero på vilken typ av bränsle som används.
Vid användning av gasformigt bränsle uppträder dess blandning med luft i ett speciellt fack vid ingången till motorn. Den brännbara blandningen i cylindrarna går in i den färdiga formen.
Från flytande bränsle framställs blandningen enligt följande:
- Luften blandas med flytande bränsle innan de kommer in i cylindrarna, där den brännbara blandningen kommer.
- I motorcylindrarna kommer det flytande bränslet och luften separat och blanda dem inuti cylindern. Arbetsblandningen erhålles genom att de kontaktar dem med kvarvarande gaser.
Följaktligen kan bränsle- och luftblandningen framställas utanför cylindrarna eller inuti dem. Från detta finns en separation av motorer med intern eller extern bildning av blandningen.
Tekniska egenskaper hos en roterande kolvmotor
| parametrar | VAZ-4132. | VAZ-415. |
| antal avsnitt | 2 | 2 |
| Motorkammare Volym, CCM | 1,308 | 1,308 |
| kompressionsförhållande | 9,4 | 9,4 |
| Nominell effekt, kw (hp) / min-1 | 103 (140) / 6000 | 103 (140) / 6000 |
| Maximalt vridmoment, n * m (kgf * m) / min-1 | 186 (19) / 4500 | 186 (19) / 4500 |
| Den minsta frekvensen av den excentriska axeln på tomgångmin-1 | 1000 | 900 |
|
Motormassa, kg |
||
|
Övergripande dimensioner, mm |
||
|
Oljekonsumtion i% av bränsleförbrukningen |
||
|
Motorns resurs till först översyn, tusen km |
||
|
syfte |
VAZ-21059/21079 |
VAZ-2108/2109/21099/2115/2110 |
modellerna produceras
|
motor RPD |
Accelerationstid 0-100, sek |
Maximal hastighet, km \\ h |
|
Effektivitet av roterande kolvdesign
Trots antalet brister har de studerade studierna visat att den totala KPD-vankelmotorn är ganska hög i moderna standarder. Dess värde är 40-45%. För jämförelse är kolvmotorerna för den interna förbränningen av effektiviteten 25%, i moderna Turbo-dieselmotorer - cirka 40%. Den högsta effektiviteten i kolvdieselmotorer är 50%. Hittills fortsätter forskare att hitta reserver för att förbättra motorens effektivitet.
Den slutliga effektiviteten hos motoroperationen består av tre huvuddelar:
Studier på detta område visar att endast 75% brandfarliga brännskador i sin helhet. Man tror att detta problem löses genom att separera förbränningen och expansionen av gaser. Det är nödvändigt att ge arrangemang av speciella kamrar under optimala förhållanden. Förbränningen bör ske i en sluten volym, med förbehåll för ökande temperaturindikatorer och tryck, expansionsprocessen ska ske vid lågtemperaturindikatorer.
- Effektiviteten är mekanisk (kännetecknar arbetet, vars resultat var bildandet av huvudaxeln som sändes till momentkonsumenten).
Omkring 10% av motoroperationen spenderas på att få hjälpnoderna och mekanismerna. Du kan korrigera denna felning genom att göra ändringar i motordonen: när det huvudsakliga rörliga arbetet inte rör den fasta kroppen. Det permanenta vridmomentet bör vara närvarande i hela arbetsledningen.
- Termisk effekt (indikator som speglar mängden termisk energi som bildas av förbränningsförbränning, omvandla till användbart arbete).
I praktiken förstörs 65% av den resulterande termiska energin med förbrukade gaser i en yttre miljö. Ett antal studier visade att det är möjligt att öka termiska effektivitetsindikatorer när motorns konstruktion kan tillåta förbränning av ett bränsle i den värmeisolerade kammaren så att de maximala temperaturindikatorerna uppnås och i slutet minskade denna temperatur till minimivärdena Genom att slå på ångfasen.
Rotary-kolv vankielmotor
Motorkolven är en detalj som har en cylindrisk form och utför fram och återgående rörelser inuti cylindern. Det tillhör antalet detaljer som är mest karakteristiska för motorn, eftersom genomförandet av den termodynamiska processen som förekommer i DVS inträffar exakt när det är assisterat. Kolv:
- uppfattande gasstryck sänder den framväxande kraften på;
- förseglar förbränningskammaren;
- varning från hennes överväldigande värme.
Bilden ovan visar fyra takt av motorkolven.
Extrema förhållanden bestämmer materialet för tillverkning av kolvar
Kolven drivs under extrema förhållanden, vars karakteristiska särdrag är höga: tryck, tröghetsbelastningar och temperaturer. Det är därför de grundläggande kraven för materialen för tillverkning hänvisas till:
- hög mekanisk styrka;
- god värmeledningsförmåga;
- låg densitet;
- mindre linjär expansionskoefficient, antifriktionsegenskaper;
- bra korrosionsbeständighet.
Kolvar kan vara:
- licenser;
- smidda.
Kolvens konstruktionsdrag bestäms av dess syfte
De huvudsakliga förhållandena som definierar kolvens konstruktion är typen av motor och förbränningskammarens form, de särdrag som förbränningsprocessen passerar i den. Konstruktivt är kolven ett enstaka element bestående av:
- huvuden (bottnar);
- tätningsdel;
- kjolar (Guide del).
Finns det en kolv av en bensinmotor från diesel? Ytan på huvudet på kolvarna av bensin- och dieselmotorer skiljer sig konstruktivt. I bensinmotorn är huvudytan platt eller nära den. Ibland finns det spår som bidrar till den fulla öppningen av ventilerna. För kolvarna av motorer utrustade med ett system direkt injektion Bränsle (start), kännetecken för en mer komplex form. Kolvens huvud i dieselmotorn skiljer sig avsevärt från bensinen, på grund av förbränningskammaren i den angivna formen i den, är en bättre vridnings- och blandningsbildning säkerställd.
På bilden av motorens kolvsystem.
Kolvringar: Typer och komposition
Tätningsdelen av kolven innefattar kolvringar som säkerställer densiteten hos kolvanslutningen med cylindern. Tekniskt tillstånd Motorn bestäms av dess tätningsförmåga. Beroende på typen och syftet med motorn väljs antalet ringar och deras plats. Det vanligaste systemet är ett diagram över två kompression och en kolsyra ringar.
Kolvringar tillverkas huvudsakligen från ett speciellt grått höghållfast gjutjärn med:
- höga stabila styrka och elasticitetsindikatorer i driftstemperaturer under hela ringservärdesperioden;
- hög slitstyrka under intensiv friktion;
- goda antifriktionsegenskaper;
- förmågan med snabb och effektiv bearbetning till cylinderns yta.
Huvudsyftet med kompressionsringen är att hindra gasmotorn från förbränningskammaren. Speciellt stora belastningar finns på den första kompressionsringen. Vid tillverkning av ringar för kolvarna av vissa tvungna bensin och alla dieselmotorer är en infogning av stål installerat, vilket ökar ringarna och möjliggör maximal grad av kompression. I form av kompressionsringar kan vara:
- trapezoidal;
- tbch;
- tconic.
Oljededjan är placerad på avlägsnande av överskott av olja från väggarna i cylindern och obstruktionen av dess penetrering i förbränningskammaren. Det kännetecknas av närvaron av ett flertal dräneringshål. I konstruktionerna av vissa ringar finns vår expansion.
Formen på styrdelen av kolven (annars, kjolar) kan vara en konformad eller fatformadDet låter dig kompensera för sin expansion när höga driftstemperaturer uppnår. Under deras inflytande blir kolvformen cylindrisk. Kolvens sidoyta För att minska tråden som orsakas av friktion är belagd med ett skikt av antifriktionsmaterial, för detta ändamål används grafit eller molybden-disulfid. Tack vare hålen med tidvatten som är gjorda i kolvkjolen är kolvfingeret fixerat.
En nod bestående av en kolv, kompression, olje-kedjade ringar och kolvfingret kallas en kolvgrupp. Funktionen hos anslutningen till anslutningsstången är tilldelad på ett stålkolvfinger med en rörformig form. Kraven presenteras för det:
- minimal deformation vid arbete;
- hög styrka med variabel last och slitstyrka;
- bra slagmotstånd;
- liten massa.
- fixerad i kolvbossarna, men rotera i stångens huvud;
- fixerad i stångens huvud och rotera i kolvbossarna;
- fritt roterande i kolvbussarna och i stånghuvudet.
Fingrarna installerade i det tredje alternativet kallas flytande. De är de mest populära eftersom deras slitage i längd och cirkel är obetydlig och uniform. Vid deras användning minimeras risken för störning. Dessutom är de lämpliga när de monteras.
Distraktion av överskottsvärme från kolven
Tillsammans med signifikanta mekaniska belastningar är kolven också föremål för de negativa effekterna av extremt höga temperaturer. Värmen från kolvgruppen ges:
- kylsystem från cylinderns väggar;
- kolvens inre hålighet, sedan en kolvfinger och anslutningsstång, såväl som olja som cirkulerar i smörjsystemet;
- delvis kallbränsle-luftblandning tillförs cylindrar.
- stänkolja genom ett speciellt munstycke eller ett hål i anslutningsstången;
- oljedimma i cylinderhålan;
- oljeinsprutning i ringen av ringarna, i en speciell kanal;
- cirkulation av olja i kolvhuvudet på en rörformig spole.
Video om fyrtaktsmotorn - Principen om operation:
Det mesta av bilen gör att den flyttar kolvens förbränningsmotor (förkortad ICC) med en vevanslutningsmekanism. Denna design fick en massfördelning på grund av låg kostnad och teknisk produktion, relativt små dimensioner och vikter.
Efter typ som används bränsle dvs Kan delas in i bensin och diesel. Jag måste säga det bensinmotorer Perfekt jobba på. Denna division påverkar direkt motorns mönster.
Hur kolvens förbränningsmotor är ordnad
Grunden för dess design är ett cylindrar. Detta är ett hus, gjutet från gjutjärn, aluminium eller ibland magnesiumlegering. De flesta mekanismer och detaljer om andra motor system är fästa på cylinderblocket, eller är placerade inuti den.
Ett annat stort motorobjekt är hans huvud. Det är i den övre delen av cylinderblocket. Huvudet innehåller också delar av motorns system.
Botten till cylinderblocket bifogad pall. Om det här objektet uppfattar belastningen när motorn är verksam, kallas den ofta som vevhuspall eller en vevhus.
Alla motor system
- vevmekanism;
- gasdistributionsmekanism;
- försörjningssystem;
- kylsystem;
- smörjsystem;
- tändningssystem;
- motorstyrsystem.
vevmekanism Består av en kolv, cylinderhylsa, anslutningsstång och vevaxel.
Vevmekanism:
1. Expander av oljeläge. 2. Ring kolvolja. 3. Ringkomprimering, tredje. 4. Ringkomprimering, andra. 5. Ringkomprimering, topp. 6. Kolv. 7. Ringstopp. 8. Finger kolv. 9. Shutun Sleeve. 10. Shatun. 11. Täckstång. 12. Linjen av stångens nedre huvud. 13. Bolt täcker anslutningsstången, kort. 14. Bolt täcker anslutningsstången, lång. 15. Växelledning. 16. Anslutning av oljekanalen hos den anslutande stången cervikal. 17. Vevaxelbärande fodrar, topp. 18. Crown tandad. 19. Bultar. 20. Svänghjul. 21. PINS. 22. Bultar. 23. Oljeledvare, bak. 24. Vevaxel bakre lagerlock. 25. PINS. 26. Sjöfiskande lager. 27. Vevaxellager, botten. 28. Avancerad vevaxel. 29. Skruva. 30. Vevaxelbärande lock. 31. Kopplingsbult. 32. BOLT MONTERING BOLT. 33. Axel vevaxel. 34. Avancerad, framsida. 35. Oljeindustrin, framsida. 36. Mutterns slott. 37. Remskiva. 38. Bultar.
Kolven är belägen inuti cylinderhylsan. Med hjälp av kolvfingret är den ansluten till anslutningsstången, vars nedre huvud är fäst vid stångvanken. Cylinderhylsan är ett hål i blocket, eller gjutjärnshylsan införs i blocket.
Cylinderhylsa med block
Cylinderhylsan ovanifrån är stängd av huvudet. Vevaxeln är också fäst vid blocket vid sin nedre del. Mekanismen omvandlar kolvens enkla rörelse i vevaxelns rotationsrörelse. Den mycket rotationen, som i slutändan spinner med bilens hjul.
Gasfördelningsmekanism Ansvarig för tillförsel av en blandning av bränsle och luftånga i rymden ovanför kolven och avlägsnande av förbränningsprodukter genom ventilerna som öppnas strikt vid en viss tidpunkt.
Effektsystemet svarar främst för framställning av en brännbar blandning av den önskade kompositionen. Systemenheterna lagrar bränsle, rengör det, blandas med luft för att framställa en blandning av den önskade kompositionen och kvantiteten. Systemet är också ansvarigt för att avlägsna bränsleförbränningsprodukter från motorn.
När motorn är igång bildas termisk energi i en mängd som är större än motorn kan omvandlas till mekanisk energi. Tyvärr, den så kallade värmekoefficienten för effektivitet, även de bästa proverna av moderna motorer, överstiger inte 40%. Därför finns det ett stort antal "extra" värme att sprida sig i det omgivande utrymmet. Detta är det som är förlovat, det tar värme och upprätthåller motorns stabila driftstemperatur.
Smörjsystem. Det här är precis fallet: "Du kommer inte att passa, du kommer inte att gå." I förbränningsmotorerna ett stort antal friktionsnoder och så kallade glidlager: det finns ett hål, axeln roterar i den. Det kommer inte att finnas smörjmedel, från friktion och överhettning av noden kommer att misslyckas.
Tändningssystem Den är utformad för att sätta eld, strängt vid en viss tidpunkt, en blandning av bränsle och luft i utrymmet ovanför kolven. Det finns inget sådant system. Där är bränsle självförslag under vissa förutsättningar.
Video:
Motorstyrsystem med hjälp elektronblock Management (ecu) hanterar motor system och koordinerar sitt arbete. Först och främst är det framställningen av en blandning av den önskade kompositionen och tändes den i motorcylindrarna.
I cylinderkolvgruppen (CPG) uppstår en av de huvudsakliga processerna, på grund av vilken förbränningsmotorn fungerar: utskiljning av energi som ett resultat av att bränna bränsle-luftblandningen, som därefter omvandlas till en mekanisk verkan - Vevaxelns rotation. Den huvudsakliga arbetskomponenten i CPG är en kolv. Tack vare det skapas de villkor som är nödvändiga för förbränningsförhållanden. Kolven är den första komponenten som är involverad i omvandlingen av den resulterande energin.
Cylindrisk formmotorkolv. Det är beläget i motorcylinderhylsan, det här är ett rörligt element - under det arbete det gör fram och återgående rörelser, varför kolven utför två funktioner.
- Med progressiv rörelse reducerar kolven volymen av förbränningskammaren, komprimering bränsleblandningDet är nödvändigt för förbränningsprocessen (i dieselmotorer tändning av blandningen och kommer alls från sin starka kompression).
- Efter tändningen av bränsle- och luftblandningen i förbränningskammaren ökar trycket kraftigt. I ett försök att öka volymen trycker den tillbaka kolven, och det gör returrörelsen, sänder genom vevaxeltesten.
DESIGN
Detaljanordningen innehåller tre komponenter:
- Botten.
- Tätningsdel.
- Kjol.
Dessa komponenter är tillgängliga både i solid kolvar (det vanligaste alternativet) och i kompositdetaljer.
BOTTEN
Botten är den huvudsakliga arbetsytan, eftersom den, murarna i hylsan och hålets huvudform bildar förbränningskammaren, i vilken bränsleblandningen brinner.
Den huvudsakliga bottenparametern är en form som beror på typen av förbränningsmotor (DVS) och dess designfunktioner.
I tvåtaktsmotorerna används kolvar, i vilka botten av den sfäriska formen är utskjutande av botten, ökar effektiviteten att fylla förbränningskammaren med en blandning och avlägsnande av förbrukade gaser.
I fyrtakts bensinmotorer är botten platt eller konkav. Dessutom görs tekniska urtagningar på ytan - urtagningar under ventilplattor (eliminera sannolikheten för en kolvkollision med en ventil), urtag för att förbättra blandningsbildning.
I dieselmotorer av fördjupning i botten är de mest dimensionerna och har olika former. Sådana urtagningar kallas en kolvförbränningskammare och de är avsedda att skapa vridningar när luft och bränsle i cylindern levereras för att säkerställa bättre blandning.
Tätningsdelen är avsedd för installation av speciella ringar (kompression och olja), vars uppgift är att eliminera gapet mellan kolven och muren av hylsan, vilket förhindrar genombrott av arbetsgaserna i det rigorösa utrymmet och smörjningen - till förbränningskammaren (dessa faktorer minskar motorcykeleffektiviteten). Detta säkerställer värmeavledningen från kolven till hylsan.
Tätningsdel
Tätningsdelen innefattar ett spår i kolvens cylindriska yta - spåren som ligger bakom botten och hopparna mellan spåren. I tvåtaktsmotorerna i spåret placeras speciella insatser där de slott på ringarna vilar. Dessa insatser behövs för att utesluta sannolikheten att vrida ringarna och ange sina lås i intag och avgaser, vilket kan orsaka deras förstörelse. 
Jumperen från botten av botten och till de första ringarna kallas ett värmebälte. Detta bälte uppfattar den största temperatureffekten, så höjden väljs, baserat på de arbetsförhållanden som skapas i förbränningskammaren och materialet av tillverkningen av kolven.
Antalet spår som gjorts på tätningsdelen motsvarar antalet kolvringar (och de kan användas 2 - 6). Designen med tre ringar är den vanligaste - två kompression och en skala.
I spåret under oljelyftringen är hålen för oljestaacken gjort, vilket avlägsnas av ringen från hylsans vägg.
Tillsammans med botten bildar tätningsdelen kolvens huvud.
KJOL
Kjolen utför rollen som en guide för kolven, vilket inte tillåter att den ändrar positionen i förhållande till cylindern och ger endast den fram och återgående rörelsen hos delen. Tack vare denna komponent utförs en rörlig kolvanslutning med en anslutningsstång.
För att ansluta i kjolen görs hålen för att installera kolvfingeren. För att öka styrkan vid fingerpunkten, med inre Kjolar gjorde speciella massiva andetag, kallade Bobbies.
För att fixera kolvfingeren i kolven i installationshålen under det tillhandahålls spår för låsningsringar.
Typer av kolvar
Vid förbränningsmotorer skiljer sig två typer av kolvar i en strukturell anordning - fast och komposit.
Endelade delar är gjorda av gjutning följt av mekanisk bearbetning. I processen med gjutning från metall skapas ett arbetsstycke, vilket ges en vanlig form av delen. Vidare på metallbearbetningsmaskiner i det erhållna arbetsstycket behandlas arbetsytor, spår under ringarna skärs, tekniska hål och urtag görs.
I komponentelement Huvudet och kjolen är separerade, och i en enda design samlas de under installationsprocessen på motorn. Vidare utförs aggregatet i en del när kolven är ansluten till anslutningsstången. För detta, förutom hålen under kolvfingret i kjolen, finns det speciellt öga på huvudet.
Fördelen med de sammansatta kolvarna är möjligheten att kombinera tillverkningsmaterial, vilket ökar delens operativa egenskaper.
Materialtillverkning
Aluminiumlegeringar används som tillverkningsmaterial för fasta kolvar. Detaljer från sådana legeringar kännetecknas av låg vikt och god värmeledningsförmåga. Men samtidigt är aluminium inte höghållfast och värmebeständigt material, vilket begränsar användningen av kolvar från den.
Gjutna kolvar är gjorda av gjutjärn. Detta material är slitstarkt och resistent mot höga temperaturer. Nackdelen med dem är en signifikant massa och svag värmeledningsförmåga, vilket leder till en stark uppvärmning av kolvarna under motoroperationen. På grund av detta används de inte på bensinmotorer, eftersom hög temperatur orsakar förekomsten av en livlig tändning (bränsle- och luftblandningen är brandfarlig från kontakten med sönderdelningarna och inte från gnistkroppens gnista).
Konstruktionen av kompositkolvarna möjliggör att kombination av de angivna materialen kombineras. I sådana element är kjolen gjord av aluminiumlegeringar, vilket säkerställer god värmeledningsförmåga, och huvudet är tillverkat av värmebeständigt stål eller gjutjärn.
Men också elementen i komponenttypen har nackdelar, bland annat:
- möjligheten att endast använda i dieselmotorer;
- större vikt jämfört med gjutet aluminium;
- behovet av att använda kolvringar från värmebeständiga material;
- högre pris
På grund av dessa egenskaper är omfattningen av användningen av kompositkolvar begränsad, de används endast på storstora dieselmotorer.
Video: kolv. Principen för motor kolv. ENHET
