Layunin at device ng internal combustion engine

2024 May -akda: Erin Ralphs | [email protected]. Huling binago: 2024-02-19 19:28

Sa mahigit isang daang taon, ang mga internal combustion engine ay ginamit bilang mga power plant para sa karamihan ng mga makina at mekanismo. Sa simula ng ika-20 siglo, pinalitan nila ang panlabas na combustion steam engine. Ang panloob na combustion engine ay ngayon ang pinaka-ekonomiko at mahusay sa iba pang mga motor. Tingnan natin ang device ng internal combustion engine.

Kasaysayan ng Paglikha

Ang kasaysayan ng mga unit na ito ay nagsimula mga 300 taon na ang nakakaraan. Noon ay binuo ni Leonardo Da Vinci ang unang pagguhit ng isang primitive na makina. Ang pagbuo ng yunit na ito ay nagbigay ng lakas sa pagpupulong, pagsubok at patuloy na pagpapahusay ng panloob na combustion engine.

Noong 1861, ayon sa mga guhit na iniwan ni Da Vinci sa mundo, nilikha nila ang unang two-stroke na makina. Noong panahong iyon, walang nag-akala na lahat ng sasakyan at iba pang kagamitan ay magkakaroon ng ganoong mga pag-install, bagama't ang mga steam unit noon ay ginamit sa mga kagamitan sa riles.

Ang unang gumamit ng internal combustion engine sa mga sasakyan,ay si Henry Ford. Siya ang unang nagsulat ng libro tungkol sa disenyo at pagpapatakbo ng internal combustion engine. Ang Ford ang unang nagkalkula ng kahusayan ng mga makinang ito.

Pag-uuri ng mga internal combustion engine

Sa proseso ng pag-develop, naging mas kumplikado ang device ng internal combustion engine. Gayunpaman, ang kanyang layunin ay nanatiling pareho. Mayroong ilang mga pangunahing uri ng mga internal combustion engine na pinakamabisa ngayon.

Una sa mga tuntunin ng kahusayan at ekonomiya - mga reciprocating unit. Sa mga unit na ito, ang enerhiya na nabuo mula sa pagkasunog ng pinaghalong gasolina ay na-convert sa paggalaw sa pamamagitan ng isang sistema ng mga connecting rod at isang crankshaft.

Ang pangkalahatang pagsasaayos ng isang carbureted internal combustion engine ay walang pinagkaiba sa ibang mga makina. Ngunit ang nasusunog na timpla ay inihanda nang direkta sa karburetor. Ang iniksyon ay isinasagawa sa isang karaniwang manifold, mula sa kung saan, sa ilalim ng impluwensya ng vacuum, ang timpla ay pumapasok sa mga cylinder, kung saan ito ay nagsisindi mula sa isang electric discharge sa isang kandila.

Ang isang injection engine ay naiiba sa isang carburetor engine dahil ang gasolina ay direktang ibinibigay sa bawat cylinder sa pamamagitan ng magkahiwalay na mga nozzle. Pagkatapos, pagkatapos na ihalo ang gasolina sa hangin, ang gasolina ay sinisiklab ng kislap ng kandila.

Diesel engine ay iba sa gasolina. Isaalang-alang sa madaling sabi ang aparato ng isang diesel internal combustion engine. Walang mga kandila na ginagamit para sa pag-aapoy. Ang gasolina na ito ay nagniningas sa ilalim ng mataas na presyon. Dahil dito, umiinit ang makina ng diesel. Ang temperatura ay mas mataas kaysa sa temperatura ng pagkasunog. Isinasagawa ang iniksyon sa pamamagitan ng mga nozzle.

Ang Rotor-piston engine ay nabibilang din sa mga internal combustion engine. Sa mga yunit na ito, ang thermal energy mula saAng pagkasunog ng gasolina ay nakakaapekto sa rotor. Mayroon itong espesyal na hugis at isang espesyal na profile. Ang tilapon ng paggalaw ng rotor ay planetary (ang elemento ay matatagpuan sa loob ng isang espesyal na silid). Ang rotor ay sabay-sabay na gumaganap ng malaking bilang ng mga function - ito ay pamamahagi ng gas, ang function ng crankshaft at piston.

Mayroon ding mga gas turbine na internal combustion engine. Sa mga yunit na ito, ang thermal energy ay na-convert sa pamamagitan ng rotor na may mga blades na hugis wedge. Ang mga mekanismong ito ay nagpapaikot sa turbine.

AngPiston engine ay itinuturing na pinaka-maaasahan, mababa ang pagpapanatili at matipid. Ang mga rotary ay halos hindi ginagamit sa mass automotive na teknolohiya. Ngayon lamang ang Japanese Mazda ang gumagawa ng mga modelo ng mga kotse na nilagyan ng mga rotary piston engine. Ang mga bihasang sasakyan na may mga gas turbine engine ay ginawa ng Chrysler noong 60s, at pagkatapos noon ay wala ni isang automaker ang bumalik sa mga pag-install na ito. Sa Unyong Sobyet, ang ilang mga modelo ng mga tangke at landing ship ay nilagyan ng mga gas-turbine engine sa maikling panahon. Ngunit pagkatapos ay napagpasyahan na iwanan ang mga naturang yunit ng kuryente. Iyon ang dahilan kung bakit isinasaalang-alang namin ang device ng internal combustion engine - sila ang pinakasikat at mahusay.

ICE device

Maraming mga sistema ang pinagsama sa housing ng motor. Ito ang cylinder block kung saan matatagpuan ang mismong mga combustion chamber. Sa huli, ang pinaghalong gasolina ay nasusunog. Gayundin, ang makina ay binubuo ng isang mekanismo ng crank na idinisenyo upang i-convert ang enerhiya ng mga piston sa pag-ikot ng crankshaft. Sa gusali ng kapangyarihanAng yunit ay mayroon ding mekanismo ng pamamahagi ng gas. Ang gawain nito ay upang matiyak ang napapanahong pagbubukas at pagsasara ng mga intake at exhaust valve. Hindi makakatakbo ang makina nang walang injection, ignition, at exhaust system.

Kapag sinimulan ang power unit, ang pinaghalong gasolina at hangin ay ibinibigay sa mga cylinder sa pamamagitan ng mga bukas na intake valve. Pagkatapos ay sinisindi ito ng isang naglalabas na kuryente sa spark plug. Kapag nag-aapoy ang pinaghalong at nagsimulang lumaki ang mga gas, tataas ang presyon sa piston. Ang huli ay itatakda sa paggalaw at magiging sanhi ng pag-ikot ng crankshaft.

Ang disenyo at pagpapatakbo ng internal combustion engine ay tulad na ang makina ay tumatakbo sa ilang partikular na cycle. Ang mga cycle na ito ay patuloy na inuulit sa isang mataas na dalas. Tinitiyak nito ang tuluy-tuloy na pag-ikot ng crankshaft.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng two-stroke internal combustion engine

Kapag nagsimula ang makina, ang piston, na itinutulak ng pag-ikot ng crankshaft, ay nagsisimulang gumalaw. Kapag naabot nito ang pinakamababang punto nito at nagsimulang umakyat, ibinibigay ang gasolina sa silindro.

Kapag umaangat, pinipiga ng piston ang timpla. Kapag umabot ito sa tuktok na patay na gitna, ang spark plug ay nag-aapoy sa pinaghalong dahil sa isang paglabas ng kuryente. Agad na lumawak ang mga gas at itinulak ang piston pababa.

Pagkatapos, bumukas ang exhaust valve ng cylinder, at ang mga produkto ng combustion ay lumalabas sa mga cylinder patungo sa exhaust system. Pagkatapos, muling maabot ang ilalim na punto, ang piston ay magsisimulang umakyat. Ang crankshaft ay gagawa ng isang rebolusyon.

Kapag nagsimula ang bagongpaggalaw ng piston, magbubukas muli ang mga intake valve at ibibigay ang pinaghalong gasolina. Aabutin nito ang buong volume na inookupahan ng mga produkto ng pagkasunog, at uulit muli ang cycle. Dahil sa ang katunayan na ang mga piston sa naturang mga makina ay gumagana lamang sa dalawang cycle, mas kaunting mga paggalaw ang ginawa, hindi katulad ng isang four-stroke internal combustion engine. Nabawasan ang frictional loss. Ngunit mas umiinit ang mga motor na ito.

Sa two-stroke power units, gumaganap din ang piston bilang isang mekanismo ng pamamahagi ng gas. Sa proseso ng paggalaw, ang mga pagbubukas para sa pasukan ng pinaghalong gasolina at ang paglabas ng mga maubos na gas ay bubukas at sumasara. Ang pinakamasamang palitan ng gas kumpara sa mga four-stroke na makina ay ang pangunahing disbentaha ng naturang mga makina. Sa oras ng mga gas na tambutso, malaki ang pagkawala ng kuryente.

Sa kasalukuyan, ang mga two-stroke na makina ay ginagamit sa mga moped, scooter, bangka, gasoline saw at iba pang mababang-power na sasakyan.

Four-stroke

Ang device ng ganitong uri ng internal combustion engine ay bahagyang naiiba sa two-stroke. Ang prinsipyo ng operasyon ay bahagyang naiiba din. Mayroong apat na stroke sa bawat pag-ikot ng crankshaft.

Ang unang hakbang ay ang pagbibigay ng nasusunog na timpla sa silindro ng makina. Ang motor, sa ilalim ng impluwensya ng vacuum, ay sinisipsip ang halo sa silindro. Ang piston sa silindro sa sandaling ito ay bumababa. Bukas ang inlet valve at ang atomized na gasolina at hangin ay papasok sa combustion chamber.

Sunod ay ang compression stroke. Ang intake valve ay nagsasara at ang piston ay gumagalaw paitaas. Sa kasong ito, ang halo sa silindro ay makabuluhang naka-compress. Dahil sa presyon, ang timplanagpapainit. Pinapataas ng presyon ang konsentrasyon.

Susunod ang ikatlong working cycle. Kapag ang piston ay halos umabot sa pinakamataas na posisyon nito, ang sistema ng pag-aapoy ay isinaaktibo. Ang isang spark ay tumalon sa kandila, at ang pinaghalong nagniningas. Dahil sa agarang pagpapalawak ng mga gas at pagkalat ng enerhiya ng pagsabog, ang piston sa ilalim ng presyon ay gumagalaw pababa. Ang siklo na ito sa pagpapatakbo ng isang four-stroke na motor ay ang pangunahing. Ang iba pang tatlong hakbang ay hindi nakakaapekto sa paglikha ng gawain at ito ay pantulong.

Sa ikaapat na cycle, magsisimula ang yugto ng paglabas. Kapag naabot na ng piston ang ilalim ng combustion chamber, bubukas ang exhaust valve at ang mga exhaust gas ay lalabas muna sa exhaust system at pagkatapos ay sa atmosphere.

Narito ang device at prinsipyo ng pagpapatakbo ng four-stroke internal combustion engine, na naka-install sa ilalim ng mga hood ng karamihan sa mga kotse.

Mga pantulong na sistema

Sinuri namin ang device ng internal combustion engine. Ngunit ang anumang motor ay hindi maaaring gumana kung hindi ito nilagyan ng mga karagdagang sistema. Pag-uusapan natin sila sa ibaba.

Ignition

Ang sistemang ito ay bahagi ng mga kagamitang elektrikal. Ito ay idinisenyo upang bumuo ng mga spark na nagpapasiklab sa pinaghalong gasolina.

Ang system ay may kasamang baterya at generator, ignition lock, coil, at espesyal na device - isang ignition distributor.

Intake system

Kailangan ito para makapasok ang motor nang walang anumang pagkaantalahangin. Ang oxygen ay kinakailangan upang mabuo ang pinaghalong. Sa sarili nito, hindi masusunog ang gasolina. Dapat pansinin na sa mga carburetor ang paggamit ay isang filter at air duct lamang. Ang sistema ng paggamit ng mga modernong kotse ay mas kumplikado. Kabilang dito ang air intake sa anyo ng mga pipe, filter, throttle valve, at intake manifold.

Power system

Mula sa prinsipyo ng internal combustion engine, alam natin na may kailangang sunugin ang makina. Ito ay gasolina o diesel fuel. Nagbibigay ang power system ng supply ng gasolina sa panahon ng pagpapatakbo ng engine.

Sa pinaka-primitive na kaso, ang sistemang ito ay binubuo ng isang tangke, pati na rin ang linya ng gasolina, filter at bomba, na nagbibigay ng gasolina sa carburetor. Sa mga injection na sasakyan, ang power system ay kinokontrol ng ECU.

Lubrication system

Ang lubrication system ay may kasamang oil pump, sump, oil filter. Ang mga diesel at malalakas na yunit ng kuryente ng gasolina ay mayroon ding isang cooler upang linisin ang pampadulas. Ang pump ay pinapaandar ng crankshaft.

Konklusyon

Ito ang internal combustion engine. Sinuri namin ang device at ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito, at ngayon ay malinaw na kung paano gumagana ang isang kotse, chainsaw o diesel generator.