Inline na engine: mga uri, device, mga pakinabang at disadvantages

Talaan ng mga Nilalaman:

Inline na engine: mga uri, device, mga pakinabang at disadvantages
Inline na engine: mga uri, device, mga pakinabang at disadvantages
Anonim

Inline na internal combustion engine ay isa sa mga pinakasimpleng engine. Ang mga yunit na ito ay tinatawag na ganoon dahil ang mga cylinder ay nakaayos sa isang hilera. Ang mga piston ay nagpapaikot ng isang crankshaft kapag tumatakbo ang makina. Ang in-line na makina ay isa sa mga unang na-install sa mga kotse. Dinisenyo at itinayo ang mga ito sa madaling araw ng industriya ng sasakyan.

Paano nagsimula ang lahat?

Ang ninuno ng modernong in-line na internal combustion engine ay isang single-cylinder engine. Dinisenyo at itinayo ni Etienne Lenoir noong 1860. Karaniwang tinatanggap na ito ay gayon, bagaman may mga pagtatangka na makakuha ng patent para sa makinang ito bago pa man ang Lenoir. Ngunit tiyak na ang pag-unlad nito ay katulad hangga't maaari sa mga disenyo na kasalukuyang naka-install sa ilalim ng mga hood ng karamihan sa mga serial na pampasaherong sasakyan sa badyet.

Ang motor ay mayroon lamang isang silindro, at ang lakas nito ay katumbas ng 1.23 lakas-kabayo, napakalaki noong panahong iyon. Para sa paghahambing, ang modernong "Oka" 1111 ay may dalawang cylinder at ang lakas nito ay mula 30 hanggang 53 lakas-kabayo.

Mas malaki at mas malakas

Ang ideya ni Lenoir ay naging napakatalino. Maraming mga inhinyero at imbentorgumugol ng mga taon at pagsisikap sa pagsisikap na mapabuti ang makina hangga't maaari (siyempre, sa antas ng mga teknikal na kakayahan na umiiral sa oras na iyon). Ang pangunahing diin ay inilagay sa pagtaas ng kapangyarihan.

Sa simula, ang atensyon ay nakatuon sa isang silindro - sinubukan nilang dagdagan ang laki nito. Pagkatapos ay tila sa lahat na sa pamamagitan ng pagtaas ng laki, maaari kang makakuha ng higit na kapangyarihan. At ang pagtaas ng volume noon ang pinakamadali. Ngunit ang isang silindro ay hindi sapat. Kinailangan kong dagdagan nang husto ang iba pang detalye - connecting rod, piston, block.

lokasyon sa makina
lokasyon sa makina

Lahat ng makinang iyon ay naging napaka-unstable, may malaking masa. Sa panahon ng pagpapatakbo ng naturang motor, nagkaroon ng malaking pagkakaiba sa oras sa pagitan ng mga siklo ng pag-aapoy ng pinaghalong. Literal na ang bawat detalye sa naturang unit ay nanginginig at nanginginig, na nagpilit sa mga inhinyero na mag-isip ng solusyon. At nilagyan nila ng balancer ang system.

Dead end road

Di-nagtagal ay naging malinaw sa lahat na ang pananaliksik ay umabot sa dead end. Ang makina ng Lenoir ay hindi gumana nang normal at tama, dahil ang ratio ng kapangyarihan, timbang at laki ay kakila-kilabot. Maraming karagdagang enerhiya ang kailangan upang madagdagan muli ang volume ng silindro. Marami ang nagsimulang isaalang-alang ang ideya ng paglikha ng isang makina bilang isang pagbagsak. At ang mga tao ay sasakay pa rin ng mga kabayo at kariton, kung hindi para sa isang teknikal na solusyon.

Nagsimulang napagtanto ng mga taga-disenyo na posibleng paikutin ang crankshaft hindi lamang sa isang piston, ngunit sa ilang sabay-sabay. Ang pinakasimple ay ang paggawa ng in-line na makina - nagdagdag sila ng ilan pang mga cylinder.

pag-aayos ng mga cylinder sa makina
pag-aayos ng mga cylinder sa makina

Makikita ng mundo ang unang four-cylinder unit sa pagtatapos ng ika-19 na siglo. Imposibleng ihambing ang kapangyarihan nito sa isang modernong makina. Gayunpaman, sa mga tuntunin ng kahusayan, ito ay mas mataas kaysa sa lahat ng iba pang mga nauna nito. Ang kapangyarihan ay nadagdagan dahil sa tumaas na dami ng pagtatrabaho, iyon ay, sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga cylinder. Medyo mabilis, ang mga espesyalista mula sa iba't ibang kumpanya ay nakagawa ng mga multi-cylinder engine hanggang sa 12-cylinder monster.

Prinsipyo ng operasyon

Paano gumagana ang ICE? Bukod sa katotohanan na ang bawat makina ay may iba't ibang bilang ng mga cylinder, ang isang inline na makina na may anim o apat na silindro ay gumagana sa parehong paraan. Nakabatay ang prinsipyo sa mga tradisyonal na katangian ng anumang internal combustion engine.

Lahat ng mga cylinder sa block ay nakaayos sa isang row. Ang crankshaft, na hinimok ng mga piston dahil sa enerhiya ng pagkasunog ng gasolina, ay ang isa lamang para sa lahat ng bahagi ng cylinder-piston group. Ang parehong naaangkop sa ulo ng silindro. Ito ay isa lamang para sa lahat ng mga silindro. Sa lahat ng umiiral na in-line na makina, ang balanse at hindi balanseng mga disenyo ay maaaring makilala. Isasaalang-alang namin ang parehong mga opsyon sa ibaba.

Balanse

Ito ay mahalaga dahil sa kumplikadong disenyo ng crankshaft. Ang pangangailangan para sa pagbabalanse ay depende sa bilang ng mga cylinder. Kung mas marami sila sa isang partikular na ICE, mas malaki dapat ang balanse.

pag-aayos ng silindro
pag-aayos ng silindro

Ang isang hindi balanseng makina ay maaari lamang maging ganoong disenyo, kung saan mayroong hindi hihigit sa apat na mga cylinder. Kung hindi man, lilitaw ang mga panginginig ng boses sa panahon ng operasyon, ang puwersa nito ay magagawang sirain ang crankshaft. Kahit na murang anim na silindro na makinana may balancer ay magiging mas mahusay kaysa sa mamahaling inline fours na walang balancer shaft. Kaya, para mapahusay ang balanse, ang isang inline na four-piston engine ay maaaring mangailangan din minsan ng pag-install ng mga stilling shaft.

Posisyon ng motor

Ang mga tradisyonal na apat na silindro na unit ay karaniwang naka-mount nang pahaba o nakahalang sa ilalim ng hood ng isang kotse. Ngunit ang six-cylinder unit ay maaari lamang i-install nang longitudinal at wala nang iba pa (maliban sa ilang modelo ng Volvo at Chevrolet Epica na sasakyan).

mga silindro sa makina
mga silindro sa makina

Ang in-line na internal combustion engine, na may asymmetric na disenyo na may kinalaman sa crankshaft, ay mayroon ding mga feature. Kadalasan ang shaft ay ginawa gamit ang compensating castings - ang mga casting na ito ay dapat magbasa ng inertia force na nagreresulta mula sa pagpapatakbo ng piston system.

Ang Inline-six ngayon ay hindi gaanong popular - lahat ng kasalanan ng makabuluhang pagkonsumo ng gasolina at malalaking pangkalahatang dimensyon. Ngunit kahit na sa kabila ng mahabang cylinder block, ang makina ay ganap na balanse.

Mga kalamangan at kawalan ng unit

Bukod sa ilang mga nuances, ang mga in-line na internal combustion engine ay may parehong mga pakinabang at parehong mga disadvantage gaya ng karamihan sa mga V-engine at motor ng iba pang mga disenyo. Ang apat na silindro na makina ay ang pinakakaraniwan, ang pinakasimple at pinaka maaasahan. Ang masa ay medyo magaan, ang mga gastos sa pagkumpuni ay medyo mababa. Ang tanging disbentaha ay ang kakulangan ng balanse shafts sa disenyo. Ito ang pinakamahusay na internal combustion engine para sa mga modernong kotse, kahit na ang middle class. Mayroon ding maliit na kapasidad na in-line na mga makina na may mas kauntiang bilang ng mga silindro. Bilang halimbawa, ang dalawang-silindro na matipid na SeAZ Oka 1111.

Six-cylinder units ay may perpektong balanse at dito ang kakulangan ng "apat" ay nabayaran. Ngunit mayroong isang presyo na babayaran para sa balanse. Samakatuwid, sa kabila ng makabuluhang mas mahusay na mga katangian kumpara sa "apat", ang mga panloob na combustion engine na ito na may in-line na pag-aayos ng mga cylinder sa makina ay hindi gaanong karaniwan. Mahaba ang crankshaft, medyo mataas ang production cost, at medyo malaki ang mga sukat.

pag-aayos ng silindro
pag-aayos ng silindro

Teknikal na limitasyon

Ngayon ay hindi na ang ika-19 na siglo, ngunit ang mga modernong power unit ay malayo pa rin sa teknikal na pagiging perpekto. At dito kahit na ang mga modernong turbine at high-octane fuel ay hindi makakatulong. Ang kahusayan ng internal combustion engine ay humigit-kumulang 20%, at lahat ng iba pang enerhiya ay ginugugol sa friction, inertia at detonation. Ikalimang bahagi lamang ng gasolina o diesel ang mapupunta sa kapaki-pakinabang na trabaho.

Nagawa na ang mga pangunahing katangian ng mga motor na may pinakamalaking kahusayan. Kasabay nito, ang mga combustion chamber at ang piston group ay may mas maliit na volume at sukat. Dahil sa compact size, ang mga bahagi ay may mas kaunting inertia - binabawasan nito ang posibilidad na masira dahil sa pagsabog.

inline anim
inline anim

Ang mga feature ng disenyo ng mga compact piston ay nagpapakilala ng ilang partikular na limitasyon. Sa isang mataas na antas ng compression, dahil sa maliit na sukat, ang paghahatid ng presyon ng piston sa connecting rod ay nabawasan. Kung ang mga piston ay may mas malaking diameter, imposibleng makakuha ng tumpak na balanseng trabaho dahil sa napakalaking kumplikado. Kahit na ang isang modernong makina ng BMW ay mayroon nitomga pagkukulang, bagama't binuo ito ng mga inhinyero ng Aleman.

Konklusyon

Sa kasamaang palad, ang pagbuo ng makina ay umabot na sa teknolohikal na limitasyon nito. Malamang na ang mga siyentipiko ay gagawa ng mga seryosong teknikal na pagtuklas at makamit ang higit na kahusayan mula sa isang panloob na makina ng pagkasunog. Kaya umaasa ang lahat na darating ang panahon ng mga de-kuryenteng sasakyan.

Inirerekumendang: