Doel en apparaat van de verbrandingsmotor

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-19 18:13

Al meer dan honderd jaar worden verbrandingsmotoren gebruikt als krachtcentrales voor de meeste machines en mechanismen. Aan het begin van de 20e eeuw vervingen ze de stoommachine met externe verbrandingsmotor. De verbrandingsmotor is nu de meest zuinige en efficiënte onder andere motoren. Laten we eens kijken naar het apparaat van de verbrandingsmotor.

Geschiedenis van de schepping

De geschiedenis van deze eenheden begon ongeveer 300 jaar geleden. Het was toen dat Leonardo Da Vinci de eerste tekening van een primitieve motor ontwikkelde. De ontwikkeling van deze unit gaf een impuls aan de montage, het testen en de continue verbetering van de verbrandingsmotor.

In 1861 creëerden ze, volgens de tekeningen die Da Vinci aan de wereld naliet, de eerste tweetaktmotor. In die tijd dacht niemand dat alle auto's en ander materieel met dergelijke installaties zouden worden uitgerust, hoewel toen stoommachines op spoorwegmaterieel werden gebruikt.

De eerste die verbrandingsmotoren in auto's gebruikte,was Hendrik Ford. Hij was de eerste die een boek schreef over het ontwerp en de werking van de verbrandingsmotor. Ford was de eerste die de efficiëntie van deze motoren berekende.

Classificatie van verbrandingsmotoren

Tijdens het ontwikkelingsproces werd het apparaat van de verbrandingsmotor ingewikkelder. Zijn doel bleef echter hetzelfde. Er zijn verschillende hoofdtypen verbrandingsmotoren die tegenwoordig het meest efficiënt zijn.

Eerste in termen van efficiëntie en economie - heen en weer bewegende eenheden. In deze units wordt de energie die wordt gegenereerd door de verbranding van het brandstofmengsel omgezet in beweging via een systeem van drijfstangen en een krukas.

De algemene opstelling van een verbrandingsmotor met carburateur verschilt niet van andere motoren. Maar het brandbare mengsel wordt direct in de carburateur bereid. De injectie wordt uitgevoerd in een gemeenschappelijk verdeelstuk, van waaruit het mengsel onder invloed van een vacuüm de cilinders binnengaat, waar het vervolgens oplicht door een elektrische ontlading op een kaars.

Een injectiemotor verschilt van een carburateurmotor doordat brandstof rechtstreeks via afzonderlijke sproeiers aan elke cilinder wordt toegevoerd. Vervolgens, nadat de benzine met lucht is vermengd, wordt de brandstof ontstoken door de vonk van een kaars.

Dieselmotor is anders dan benzine. Beschouw kort het apparaat van een dieselverbrandingsmotor. Er worden geen kaarsen gebruikt voor het aansteken. Deze brandstof ontbrandt onder hoge druk. Hierdoor warmt de dieselmotor op. De temperatuur is hoger dan de verbrandingstemperatuur. Injectie wordt uitgevoerd door middel van sproeiers.

Rotor-zuigermotoren behoren ook tot verbrandingsmotoren. In deze eenheden wordt thermische energie vanbrandstofverbranding beïnvloedt de rotor. Het heeft een speciale vorm en een speciaal profiel. Het traject van de rotorbeweging is planetair (het element bevindt zich in een speciale kamer). De rotor vervult tegelijkertijd een groot aantal functies - dit is de gasverdeling, de functie van de krukas en de zuiger.

Er zijn ook verbrandingsmotoren met gasturbines. In deze units wordt thermische energie omgezet via een rotor met wigvormige bladen. Deze mechanismen laten vervolgens de turbine draaien.

Zuigermotoren worden als de meest betrouwbare, onderhoudsarme en zuinigste beschouwd. Roterende worden praktisch niet gebruikt in massale autotechnologie. Nu produceert alleen de Japanse Mazda modellen van auto's die zijn uitgerust met draaizuigermotoren. In de jaren 60 werden door Chrysler ervaren auto's met gasturbinemotoren geproduceerd en daarna keerde geen enkele autofabrikant terug naar deze installaties. In de Sovjet-Unie waren sommige modellen tanks en landingsschepen korte tijd uitgerust met gasturbinemotoren. Maar toen werd besloten om dergelijke krachtbronnen te verlaten. Dat is de reden waarom we het apparaat van de verbrandingsmotor overwegen - ze zijn het populairst en meest efficiënt.

ICE-apparaat

In het motorhuis zijn meerdere systemen gecombineerd. Dit is het cilinderblok waarin de verbrandingskamers zich bevinden. In de laatste brandt het brandstofmengsel. De motor bestaat ook uit een krukmechanisme dat is ontworpen om de energie van de zuigers om te zetten in rotatie van de krukas. In het energiegebouwDe unit heeft ook een gasdistributiemechanisme. Haar taak is het tijdig openen en sluiten van de in- en uitlaatkleppen te waarborgen. De motor kan niet draaien zonder injectie-, ontstekings- en uitlaatsysteem.

Bij het starten van de aandrijfeenheid wordt een mengsel van brandstof en lucht naar de cilinders gevoerd via de geopende inlaatkleppen. Het wordt dan ontstoken door een elektrische ontlading bij de bougie. Wanneer het mengsel ontbrandt en de gassen beginnen uit te zetten, zal de druk op de zuiger toenemen. Deze laatste wordt in beweging gebracht en zorgt ervoor dat de krukas gaat draaien.

Het ontwerp en de werking van de verbrandingsmotor zijn zodanig dat de motor in bepaalde cycli draait. Deze cycli worden constant herhaald met een hoge frequentie. Dit zorgt voor een continue rotatie van de krukas.

Het werkingsprincipe van tweetakt verbrandingsmotoren

Wanneer de motor start, begint de zuiger, die wordt aangedreven door de rotatie van de krukas, te bewegen. Wanneer het zijn laagste punt bereikt en omhoog begint te bewegen, wordt er brandstof aan de cilinder toegevoegd.

Bij het omhoog bewegen drukt de zuiger het mengsel samen. Wanneer het het bovenste dode punt bereikt, ontsteekt de bougie het mengsel als gevolg van een elektrische ontlading. De gassen zetten onmiddellijk uit en duwen de zuiger naar beneden.

Dan gaat de uitlaatklep van de cilinder open en verlaten de verbrandingsproducten de cilinders in het uitlaatsysteem. Dan, opnieuw het laagste punt bereikend, begint de zuiger omhoog te bewegen. De krukas maakt één omwenteling.

Als het nieuwe begintzuigerbeweging gaan de inlaatkleppen weer open en wordt het brandstofmengsel toegevoerd. Het zal het volledige volume in beslag nemen dat de verbrandingsproducten in beslag namen, en de cyclus zal zich opnieuw herhalen. Doordat de zuigers in dergelijke motoren slechts in twee cycli werken, worden er minder bewegingen gemaakt, in tegenstelling tot een viertakt verbrandingsmotor. Verminderde wrijvingsverliezen. Maar deze motoren worden heter.

In tweetaktmotoren speelt de zuiger ook de rol van een gasdistributiemechanisme. Tijdens het bewegen gaan openingen voor de inlaat van het brandstofmengsel en het vrijkomen van uitlaatgassen open en dicht. De slechtste gasuitwisseling in vergelijking met viertaktmotoren is het belangrijkste nadeel van dergelijke motoren. Op het moment van uitlaatgassen gaat er aanzienlijk vermogen verloren.

Momenteel worden tweetaktmotoren gebruikt in bromfietsen, scooters, boten, benzinezagen en andere voertuigen met een laag vermogen.

Viertakt

Het apparaat van dit type verbrandingsmotor is iets anders dan een tweetakt. Het werkingsprincipe is ook iets anders. Er zijn vier slagen per krukasomwenteling.

De eerste stap is de toevoer van een brandbaar mengsel naar de motorcilinder. De motor zuigt onder invloed van vacuüm het mengsel de cilinder in. De zuiger in de cilinder gaat op dit moment naar beneden. De inlaatklep is open en de vernevelde benzine en lucht komen de verbrandingskamer binnen.

Vervolgens komt de compressieslag. De inlaatklep sluit en de zuiger gaat omhoog. In dit geval wordt het mengsel in de cilinder aanzienlijk gecomprimeerd. Door de druk wordt het mengselwarmt op. Druk verhoogt de concentratie.

De derde werkcyclus volgt. Wanneer de zuiger bijna zijn bovenste positie bereikt, wordt het ontstekingssysteem geactiveerd. Een vonk springt op de kaars en het mengsel ontsteekt. Door de onmiddellijke uitzetting van de gassen en de verspreiding van de energie van de explosie, beweegt de zuiger onder druk naar beneden. Deze cyclus in de werking van een viertaktmotor is de belangrijkste. De andere drie maatregelen hebben geen invloed op de totstandkoming van het werk en zijn hulpmaatregelen.

Bij de vierde cyclus begint de vrijgavefase. Wanneer de zuiger de bodem van de verbrandingskamer bereikt, gaat de uitlaatklep open en gaan de uitlaatgassen eerst naar het uitlaatsysteem en vervolgens naar de atmosfeer.

Hier is het apparaat en het werkingsprincipe van de viertakt verbrandingsmotor, die onder de motorkappen van de meeste auto's is geïnstalleerd.

Hulpsystemen

We hebben het apparaat van de verbrandingsmotor onderzocht. Maar elke motor zou niet kunnen werken als hij niet was uitgerust met extra systemen. We zullen er hieronder over praten.

Ontsteking

Dit systeem maakt deel uit van de elektrische uitrusting. Het is ontworpen om vonken te vormen die het brandstofmengsel doen ontbranden.

Het systeem omvat een batterij en een generator, een contactslot, een spoel en een speciaal apparaat - een ontstekingsverdeler.

Inlaatsysteem

Het is nodig om de motor zonder onderbrekingen binnen te latenlucht. Zuurstof is nodig om het mengsel te vormen. Op zichzelf zal benzine niet branden. Opgemerkt moet worden dat in carburateurs de inlaat slechts een filter en luchtkanalen is. Het inlaatsysteem van moderne auto's is complexer. Het omvat een luchtinlaat in de vorm van pijpen, een filter, een smoorklep en een inlaatspruitstuk.

Voedingssysteem

Vanuit het principe van de verbrandingsmotor weten we dat de motor iets moet verbranden. Het is benzine of diesel. Het voedingssysteem zorgt voor brandstoftoevoer tijdens de werking van de motor.

In het meest primitieve geval bestaat dit systeem uit een tank, evenals een brandstofleiding, filter en pomp, die de carburateur van brandstof voorzien. In injectieauto's wordt het voedingssysteem geregeld door de ECU.

Smeersysteem

Het smeersysteem omvat een oliepomp, een carter, een oliefilter. Diesel- en krachtige benzinemotoren hebben ook een koeler om het smeermiddel te reinigen. De pomp wordt aangedreven door de krukas.

Conclusie

Dit is wat een verbrandingsmotor is. We hebben het apparaat en het werkingsprincipe onderzocht en nu is duidelijk hoe een auto, een kettingzaag of een dieselgenerator werkt.