Поргональді іштен жанатын қозғалтқыш: анықтамасы, классификациясы және жұмыс принципі

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-02-19 17:10

Әлемде жүз жылдан астам уақыт бойы барлық доңғалақты көліктердегі негізгі қуат блогы поршенді іштен жанатын қозғалтқыш болып табылады. 20 ғасырдың басында пайда болған және бу қозғалтқышын алмастыратын ішкі жану қозғалтқышы 21 ғасырда үнемділігі мен тиімділігі бойынша қозғалтқыштың ең тиімді түрі болып қала береді. Ішкі жану қозғалтқышының бұл түрі қалай жұмыс істейтінін, оның қалай жұмыс істейтінін егжей-тегжейлі қарастырайық, басқа поршенді қозғалтқыштардың қандай екенін білейік.

Анықтама, ICE мүмкіндіктері

Ғылым мен техниканың даму процесінде іштен жанатын қозғалтқыштардың конструкциясы үнемі жетілдірілуде. Қозғалтқыштар өздерінің тиімділігін дәлелдей алды. Осылайша поршеньді іштен жанатын қозғалтқыштар пайда болды және кіші түр ретінде карбюраторлық және инжекторлық қозғалтқыштар пайда болды. Дизельді қозғалтқыштарды, айналмалы поршеньді және газ турбиналы қондырғыларды ажыратуға болады.

Бензиндік мұздар

Дәстүрлі поршенді қозғалтқыш ішкі жану камерасымен жабдықталған. Бұл қозғалтқыш блогының ішіндегі цилиндр. Жанармай жанған кезде энергия бөлінеді, содан кейін ол иінді біліктің механикалық қозғалысына айналады. Шатундар жүйесіне және иінді біліктің жұмысына әсер ететін поршеньдердің трансляциялық қозғалысының арқасында маховик айналады. Дизайн туралы қосымша ақпаратты сәйкес ГОСТ поршеньді іштен жанатын қозғалтқыштан білуге болады.

Карбюраторлы іштен жанатын қозғалтқыш отын мен ауаның жұмыс қоспасы арнайы құрылғыда – карбюраторда дайындалуымен ерекшеленеді. Қоспа цилиндрлерге вакуум арқылы енгізіледі. Содан кейін ол оталдыру шамы арқылы тұтанады.

Инъекциялық ICE заманауи дизайнға ие. Мұнда дәстүрлі механикалық құрылғының орнына қуат жүйесінде электронды саптамалар бар. Олар жанармайдың нақты мөлшерін қозғалтқыш цилиндрлеріне тікелей айдауға жауапты.

Дизельдік мұздар

Дизельді поршенді іштен жанатын қозғалтқыштың бензинді іштен жану қозғалтқыштарынан белгілі құрылымдық және негізгі айырмашылықтары бар.

Егер бензин қондырғысында от жағу үшін шамның ұшқыны пайдаланылса, дизельдік қозғалтқыштарда басқа принцип жұмыс істейді және жарқыраудан басқа шамдар болмайды. Дизельдік отын инжекторлар арқылы цилиндрлерге түседі, ауамен араласады, содан кейін бүкіл қоспасы сығылады, нәтижесінде жану температурасына дейін қызады.

Роторлы поршень

Айналмалы поршеньді қозғалтқыш өте маңыздыдәстүрлі ICE-ден ерекшеленеді. Газдар арнайы бөлшектер мен элементтерге әсер етеді. Сонымен, газдардың әсерінен жылжымалы ротор сегіздік фигура түрінде арнайы камерада қозғалады. Камера поршеньдердің, уақыттың және иінді біліктің функцияларын орындайды. Камера сегіздік фигура тәрізді.

Біріктірілген бірліктер

Газ турбиналы іштен жанатын қозғалтқыштарда жылу энергиясы арнайы қалақшалары бар арнайы ротордың айналуы есебінен механикалық энергияға айналады. Бұл ротор турбина білігін басқарады.

Арнайы поршеньді және аралас іштен жанатын қозғалтқыштарды (және бұл газтурбиналық қозғалтқыштар мен айналмалы қозғалтқыштар) қызыл кітапқа қауіпсіз түрде енгізуге болады. Бүгінгі күні тек жапондық Mazda ғана айналмалы поршеньді қозғалтқышты жасайды. Crysler бір кездері газ турбиналы іштен жанатын қозғалтқыштардың тәжірибелік сериясын шығарды, бірақ бұл 60-жылдары болды және бірде-бір автокөлік өндіруші осы күнге дейін бұл мәселеге оралған жоқ.

Кеңес Одағында цистерналар мен десанттық кемелерге газтурбиналық іштен жанатын қозғалтқыштар орнатылды, дегенмен сол жерде де кейінірек бұл дизайндағы қондырғылардан бас тарту туралы шешім қабылданды.

ICE құрылғысы

Қозғалтқыш бір механизм. Ол цилиндр блогынан, иінді механизм бөліктерінен, уақыт механизмінен, бүрку және шығару жүйелерінен тұрады.

Жану камерасы цилиндрлер блогының ішінде орналасқан, онда отын-ауа қоспасы тікелей тұтанады және жану өнімдері поршеньдерді іске қосады. Иінді арқылымеханизм, отынның жану энергиясы иінді білікке беріледі. Уақыт механизмі қабылдау және шығару клапандарының уақтылы ашылуы мен жабылуын қамтамасыз ету үшін қажет.

Жұмыс принципі

Қозғалтқыш іске қосылғанда цилиндрлерге сорғыш клапан арқылы жанармай мен ауа қоспасы айдалады және тұтану жүйесі тудыратын ұшқын шамындағы ұшқыннан тұтанады. Жану кезінде газдар пайда болады. Термиялық кеңею орын алған кезде, артық қысым поршеньді жылжытады, осылайша иінді білікті айналдырады.

Поршенді қозғалтқыштардың жұмысы циклдік. Поршеньді іштен жану қозғалтқышының циклінде екіден төртке дейін цикл болуы мүмкін. Қозғалтқыштың жұмысындағы циклдар бір минут ішінде бірнеше жүз рет қайталанады. Осылайша иінді білік үздіксіз айнала алады.

Екі тактілі ICE

Қозғалтқыш іске қосылғанда поршень иінді біліктің айналуымен қозғалады. Поршень төменгі өлі нүктеге жетіп, жоғары қозғала бастағанда, цилиндрге отын-ауа қоспасы беріледі.

Жоғары жылжытқанда поршень қоспаны қыса бастайды. Поршень өзінің жоғарғы орнына жеткенде ұшқын пайда болады. Отын-ауа қоспасы тұтанады. Кеңейген кезде газдар поршеньді төмен итереді.

Осы сәтте сору клапаны ашылады, ол арқылы жану өнімдері камерадан шыға алады. Содан кейін қайтадан төменгі өлі нүктеге жеткенде, поршень TDC-ге саяхатын бастайды. Бұл процестердің барлығы иінді біліктің бір айналымында орын алады.

Қашанпоршень жаңа қозғалысты бастайды, қабылдау клапаны ашылады және отын-ауа қоспасының жаңа бөлігі пайдаланылған газдарды ауыстырады. Бүкіл процесс басынан басталады. Екі тактілі поршенді ішкі жану қозғалтқышы төрт тактіліге қарағанда аз қозғалыс жасайды. Үйкеліс жоғалуы азайтылды, бірақ көбірек жылу шығарады.

Газ тарату механизмі поршеньге ауыстырылды. Поршень қозғалған кезде цилиндрлер блогындағы қабылдау және шығару порттары ашылады және жабылады. Төрт тактілі қуат блогымен салыстырғанда екі тактілі қозғалтқыштағы газ алмасу негізгі кемшілік болып табылады. Пайдаланылған газдар шығарылған кезде тиімділік пен қуат жоғалады.

Екі тактілі поршеньді іштен жанатын қозғалтқыштардың бұл кемшілігіне қарамастан, олар мопедтерде, мотороллерлерде, борттық қозғалтқыштар ретінде, шынжырлы араларда қолданылады.

Төрт тактілі іштен жанатын қозғалтқыш

Төрт тактілі ICE екі тактілі қозғалтқыштың кемшіліктері жоқ. Мұндай қозғалтқыштар көптеген автомобильдерге және басқа жабдықтарға орнатылады. Пайдаланылған газдарды қабылдау және шығару жеке процесс болып табылады және ол сығымдаумен біріктірілмейді, дегенмен поршеньді іштен жанатын қозғалтқыш қоспаның тұтануынан жұмыс істейді. Қозғалтқыштың жұмысы газ тарату механизмі арқылы синхрондалады - клапандар иінді біліктің айналу жиілігімен синхронды түрде ашылады және жабылады. Жанармай қоспасын қабылдау тек пайдаланылған газдар толығымен шыққаннан кейін жүзеге асырылады.

Іштен жанатын қозғалтқыштардың артықшылықтары

Ең танымал қозғалтқыштардан бастаған жөн - желідегітөрт цилиндрлі қондырғылар. Артықшылықтардың қатарында жинақылық, жеңіл салмақ, бір цилиндр басы, жоғары техникалық қызмет көрсету мүмкіндігі бар.

Іштен жанатын қозғалтқыштардың барлық түрлерінің ішінде боксер қозғалтқыштарын да ерекшелеуге болады. Олар күрделі дизайнға байланысты өте танымал емес. Олар негізінен жарыс автомобильдерінде қолданылады. Артықшылықтардың арасында - тамаша бастапқы және қайталама теңдестіру, демек, жұмсақ жұмыс. Иінді біліктің кернеуі азырақ болады. Нәтижесінде қуат аз шығын болады. Қозғалтқыштың ауырлық орталығы төмен және көлік жақсырақ ұстайды.

Кірістірілген алты цилиндрлі қозғалтқыштар тамаша теңдестірілген және құрылғының өзі өте біркелкі жұмыс істейді. Цилиндрлердің көптігіне қарамастан, өндіріс құны өте жоғары емес. Сондай-ақ техникалық қызмет көрсету мүмкіндігін бөлектеуге болады.

Іштен жанатын қозғалтқыштардың кемшіліктері

Поргональды іштен жанатын қозғалтқыштардың негізгі кемшілігі әлі де уыттылық пен шуыл емес, тиімділігі төмен. Іштен жану қозғалтқышында энергияның тек 20% нақты механикалық жұмысқа жұмсалады. Қалғанының бәрі жылытуға және басқа процестерге жұмсалады. Сондай-ақ қозғалтқыштар атмосфераға азот оксидтері, көміртегі тотығы және әртүрлі альдегидтер сияқты зиянды заттарды шығарады.