اشرح الغرض من الجهاز ومبدأ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي. مبدأ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي. ICE: الجهاز والعمل والكفاءة

المحرك حاليا الاحتراق الداخليهو النوع الرئيسي لمحركات السيارات. محرك الاحتراق الداخلي (الاسم المختصر - ICE) هو محرك حراري يحول الطاقة الكيميائية للوقود إلى عمل ميكانيكي.

هناك الأنواع الرئيسية التالية لمحركات الاحتراق الداخلي: المكبس ، المكبس الدوار ، التوربينات الغازية. من بين أنواع المحركات المعروضة ، الأكثر شيوعًا هو محرك الاحتراق الداخلي المكبس ، لذلك يتم اعتبار الجهاز ومبدأ التشغيل باستخدام مثاله.

مزايامحرك الاحتراق الداخلي للمكبس ، والذي يضمن استخدامه على نطاق واسع ، هو: الاستقلالية ، والتنوع (مع مجموعة متنوعة من المستهلكين) ، والتكلفة المنخفضة ، والاكتناز ، والوزن المنخفض ، والقدرة على البدء السريع ، والوقود المتعدد.

ومع ذلك ، فإن محركات الاحتراق الداخلي لديها عدد كبير من نقائص، التي تشمل: مستوى عالالضوضاء ، سرعة العمود المرفقي العالية ، سمية غاز العادم ، الموارد المنخفضة ، الكفاءة المنخفضة.

اعتمادًا على نوع الوقود المستخدم ، تتميز محركات البنزين والديزل. أنواع الوقود البديلة المستخدمة في محركات الاحتراق الداخلي هي غاز طبيعيوالوقود الكحولي - الميثانول والإيثانول والهيدروجين.

من وجهة نظر علم البيئة ، فإن محرك الهيدروجين واعد ، لأنه. لا تخلق انبعاثات ضارة. جنبا إلى جنب مع محركات الاحتراق الداخلي ، يستخدم الهيدروجين في التكوين طاقة كهربائيةفي خلايا وقود السيارة.

جهاز محرك الاحتراق الداخلي

يشتمل محرك الاحتراق الداخلي للمكبس على غلاف وآليتين (توزيع الكرنك والغاز) وعدد من الأنظمة (المدخل والوقود والإشعال والتشحيم والتبريد والعادم ونظام التحكم).

يدمج غلاف المحرك كتلة الأسطوانة ورأس الأسطوانة. تعمل آلية الكرنك على تحويل الحركة الترددية للمكبس إلى حركة دورانية للعمود المرفقي. تضمن آلية توزيع الغاز إمداد الأسطوانات في الوقت المناسب بالهواء أو خليط الوقود والهواء وإطلاق غازات العادم.

يوفر نظام إدارة المحرك تحكم إلكترونيتشغيل أنظمة محرك الاحتراق الداخلي.

تشغيل محرك الاحتراق الداخلي

مبدأ عملية ICEيعتمد على تأثير التمدد الحراري للغازات الذي يحدث أثناء احتراق خليط الوقود والهواء ويضمن حركة المكبس في الأسطوانة.

يتم تشغيل محرك الاحتراق الداخلي للمكبس بشكل دوري. تحدث كل دورة عمل في دورتين للعمود المرفقي وتتضمن أربع دورات (محرك رباعي الأشواط): السحب ، والضغط ، وشوط الطاقة ، والعادم.

أثناء ضغطات السحب والطاقة ، يتحرك المكبس لأسفل ، بينما تتحرك ضغطات الانضغاط والعادم لأعلى. لا تتطابق دورات التشغيل في كل من أسطوانات المحرك في الطور ، مما يضمن التشغيل المنتظم لمحرك الاحتراق الداخلي. في بعض تصميمات محركات الاحتراق الداخلي ، يتم تنفيذ دورة التشغيل في دورتين - ضغط وسكتة دماغية (محرك ثنائي الشوط).

على السكتة الدماغية المدخولتوفر أنظمة السحب والوقود تكوين خليط من الوقود والهواء. اعتمادًا على التصميم ، يتم تكوين الخليط في مشعب السحب (الحقن المركزي ومتعدد النقاط لمحركات البنزين) أو مباشرة في غرفة الاحتراق (الحقن المباشر لمحركات البنزين ، وحقن محركات الديزل). عندما يتم فتح صمامات السحب الخاصة بآلية توزيع الغاز ، يتم توفير الهواء أو خليط الوقود والهواء في غرفة الاحتراق بسبب الفراغ الذي يحدث عندما يتحرك المكبس لأسفل.

على ضغط الضغطتغلق صمامات السحب ويتم ضغط خليط الهواء والوقود في أسطوانات المحرك.

السكتة الدماغيةمصحوبة باشتعال خليط الوقود والهواء (قسري أو اشتعال ذاتي). نتيجة الاحتراق عدد كبير منالغازات التي تضغط على المكبس وتتسبب في تحركه لأسفل. يتم تحويل حركة المكبس عبر آلية الكرنك إلى حركة دورانية للعمود المرفقي ، والتي تُستخدم بعد ذلك لدفع السيارة.

عند إطلاق اللباقةتفتح صمامات العادم الخاصة بآلية توزيع الغاز ، ويتم إزالة غازات العادم من الأسطوانات إلى نظام العادم ، حيث يتم تنظيفها وتبريدها وتقليل الضوضاء. ثم يتم إطلاق الغازات في الغلاف الجوي.

إن مبدأ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي المدروس يجعل من الممكن فهم سبب انخفاض كفاءة محرك الاحتراق الداخلي - حوالي 40٪. في لحظة معينة من الزمن ، كقاعدة عامة ، يتم تنفيذ العمل المفيد في أسطوانة واحدة فقط ، بينما في الباقي - توفير دورات: السحب ، والضغط ، والعادم.

الاحتراق الداخلي هو نوع من المحركات يتم فيه إشعال الوقود في حجرة العمل بالداخل ، وليس في وسائط خارجية إضافية. جليد يحول الضغط منالإحتراق الوقود في الأعمال الميكانيكية.

من التاريخ

كان أول محرك احتراق داخلي هو وحدة الطاقة De Rivaz ، التي سميت على اسم مبتكرها François de Rivaz ، وهو في الأصل من فرنسا ، والذي صممه في عام 1807.

كان هذا المحرك بالفعل اشتعال شرارة ، وكان قضيب توصيل ، مع نظام مكبس ، أي أنه نوع من النموذج الأولي للمحركات الحديثة.

بعد 57 عامًا ، اخترع مواطن دي ريفاز إيتيين لينوار الوحدة ثنائية الأشواط. كان لهذه الوحدة ترتيب أفقي لأسطوانتها الوحيدة ، وكان هناك اشتعال بالشرارة وعملت على مزيج من غاز الإضاءة مع الهواء. كان عمل محرك الاحتراق الداخلي في ذلك الوقت كافياً بالفعل للقوارب الصغيرة.

بعد 3 سنوات أخرى ، أصبح الألماني نيكولاس أوتو منافسًا ، وكانت من بنات أفكاره بالفعل محركًا رباعي الأشواط يستنشق بشكل طبيعي مع أسطوانة عمودية. زادت الكفاءة في هذه الحالة بنسبة 11٪ ، على عكس كفاءة محرك الاحتراق الداخلي Rivaz ، فقد أصبحت 15٪.

بعد ذلك بقليل ، في الثمانينيات من القرن نفسه ، أطلق المصمم الروسي Ogneslav Kostovich لأول مرة وحدة من نوع المكربن ​​، وقام المهندسون الألمان Daimler و Maybach بتحسينها إلى شكل خفيف الوزن ، بدأ تركيبه على الدراجات النارية والمركبات.

في عام 1897 ، أدخل رودولف ديزل محركات الاحتراق الداخلي بالضغط والاشتعال باستخدام الزيت كوقود. أصبح هذا النوع من المحركات سلفًا لمحركات الديزل المستخدمة حاليًا.

أنواع المحركات

• تعمل محركات البنزين من نوع المكربن ​​\ u200b \ u200b بوقود ممزوج بالهواء. يتم تحضير هذا الخليط مسبقًا في المكربن ​​، ثم يدخل الأسطوانة. في ذلك ، يتم ضغط الخليط ، ويتم إشعاله بواسطة شرارة من شمعة احتراق.
• تختلف محركات ناي في أن الخليط يتم توفيره مباشرة من الفتحات إلى مشعب السحب. يحتوي هذا النوع على نظامين للحقن - الحقن الفردي والحقن الموزع.
• في محرك الديزل ، يحدث الاشتعال بدون شمعات إشعال. تحتوي أسطوانة هذا النظام على هواء مسخن لدرجة حرارة تتجاوز درجة حرارة اشتعال الوقود. يتم توفير الوقود لهذا الهواء من خلال الفوهة ، ويتم إشعال الخليط بأكمله على شكل شعلة.
• يعتمد محرك الاحتراق الداخلي للغاز على مبدأ الدورة الحرارية ؛ يمكن استخدام كل من الغاز الطبيعي والغاز الهيدروكربوني كوقود. يدخل الغاز إلى المخفض ، حيث يستقر ضغطه على المخفض العامل. ثم يدخل الخلاط ، وفي النهاية يشتعل في الاسطوانة.
• تعمل محركات الاحتراق الداخلي للغاز والديزل وفقًا لمبدأ المحركات الغازية ، على عكسها فقط ، لا يتم إشعال الخليط بواسطة شمعة ، ولكن بواسطة وقود الديزل ، حيث يتم حقنه بنفس الطريقة كما في محرك الديزل التقليدي.
• تختلف أنواع المكابس الدوارة لمحركات الاحتراق الداخلي اختلافًا جوهريًا عن البقية من خلال وجود دوار يدور في غرفة على شكل ثمانية. لفهم ماهية الدوار ، عليك أن تتعلم أنه في هذه الحالة يلعب الدوار دور المكبس والعمود المرفقي ، أي أن آلية التوقيت الخاصة غائبة تمامًا هنا. مع دورة واحدة ، تحدث ثلاث دورات عمل في وقت واحد ، وهو ما يمكن مقارنته بتشغيل محرك سداسي الأسطوانات.

مبدأ التشغيل

حاليًا ، يسود مبدأ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي رباعي الأشواط. هذا يرجع إلى حقيقة أن المكبس الموجود في الأسطوانة يمر أربع مرات - لأعلى ولأسفل بالتساوي مرتين.

كيف يعمل محرك الاحتراق الداخلي:

1. السكتة الدماغية الأولى - المكبس ، عندما يتحرك لأسفل ، يسحب خليط الوقود. في هذه الحالة ، يكون صمام السحب مفتوحًا.
2. بعد أن يصل المكبس إلى المستوى السفلي ، يتحرك لأعلى ، ويضغط الخليط القابل للاحتراق ، والذي بدوره يأخذ حجم غرفة الاحتراق. هذه المرحلة ، المدرجة في مبدأ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي ، هي الثانية على التوالي. يتم إغلاق الصمامات في نفس الوقت ، وكلما كان الضغط أكثر كثافة ، كان الضغط أفضل.
3. في الشوط الثالث ، يتم تشغيل نظام الإشعال ، حيث يتم إشعال خليط الوقود هنا. لغرض تشغيل المحرك ، يطلق عليه "العمل" ، حيث تبدأ في نفس الوقت عملية تشغيل الوحدة. يبدأ المكبس الناتج عن انفجار الوقود في التحرك لأسفل. كما في الشوط الثاني ، تكون الصمامات في حالة مغلقة.
4. الدورة النهائية هي الرابعة ، التخرج ، والتي توضح معنى إتمام دورة كاملة. يتخلص المكبس عبر صمام العادم من غازات العادم للأسطوانة. ثم يتكرر كل شيء دوريًا مرة أخرى ، لفهم كيفية عمل محرك الاحتراق الداخلي ، يمكنك تخيل الطبيعة الدورية للساعة.

جهاز ICE

من المنطقي اعتبار جهاز محرك الاحتراق الداخلي من المكبس ، لأنه عنصر العمل الرئيسي. إنه نوع من "الزجاج" بداخله تجويف فارغ.

يحتوي المكبس على فتحات يتم فيها إصلاح الحلقات. هذه الحلقات نفسها مسؤولة عن ضمان عدم دخول الخليط القابل للاحتراق تحت المكبس (الضغط) ، وكذلك ضمان عدم دخول الزيت إلى الفراغ الموجود فوق المكبس نفسه (مكشطة الزيت).

إجراءات التشغيل

• عندما يدخل خليط الوقود إلى الأسطوانة ، يمر المكبس بالضربات الأربع الموضحة أعلاه ، وتدفع الحركة الترددية للمكبس العمود.
• تكون العملية الإضافية للمحرك كما يلي: الجزء العلوي من قضيب التوصيل مثبت بالمسمار الموجود داخل حافة المكبس. يؤمن كرنك العمود المرفقي قضيب التوصيل. يقوم المكبس ، عند التحرك ، بتدوير العمود المرفقي ، ويقوم الأخير ، في الوقت المناسب ، بنقل عزم الدوران إلى نظام النقل ، ومن هناك إلى نظام التروس ثم إلى عجلات القيادة. في ترتيب محركات السيارات ذات الدفع بالعجلات الخلفية ، يعمل عمود الكردان أيضًا كوسيط للعجلات.

تصميم ICE

آلية توزيع الغاز (التوقيت) في جهاز محرك الاحتراق الداخلي هي المسؤولة عن حقن الوقود ، وكذلك عن إطلاق الغازات.

تتكون آلية التوقيت من صمام علوي وصمام سفلي ، ويمكن أن يكون من نوعين - حزام أو سلسلة.

غالبًا ما يكون قضيب التوصيل مصنوعًا من الفولاذ عن طريق الختم أو التزوير. هناك أنواع من قضبان التوصيل المصنوعة من التيتانيوم. ينقل قضيب التوصيل قوى المكبس إلى العمود المرفقي.

العمود المرفقي المصنوع من الحديد الزهر أو الصلب عبارة عن مجموعة من مجلات قضبان التوصيل الرئيسية. يوجد داخل هذه الأعناق ثقوب مسؤولة عن إمداد الزيت تحت الضغط.

مبدأ تشغيل آلية الكرنك في محركات الاحتراق الداخلي هو تحويل حركات الكباس إلى حركات العمود المرفقي.

غالبًا ما يكون رأس الأسطوانة (رأس الأسطوانة) ، ومعظم محركات الاحتراق الداخلي ، مثل كتلة الأسطوانة ، مصنوعًا من الحديد الزهر وقليلًا من سبائك الألومنيوم المختلفة. يحتوي رأس الأسطوانة على غرف الاحتراق وقنوات العادم وفتحات شمعة الاحتراق. يوجد بين كتلة الأسطوانة ورأس الأسطوانة حشية تضمن إحكام التوصيل الكامل.

يشتمل نظام التزييت ، الذي يشتمل على محرك احتراق داخلي ، على حوض زيت ، ومدخل زيت ، ومضخة زيت ، وفلتر زيت ومبرد زيت. كل هذا مرتبط بالقنوات والطرق السريعة المعقدة. نظام التشحيم مسؤول ليس فقط عن تقليل الاحتكاك بين أجزاء المحرك ، ولكن أيضًا عن تبريدها ، وكذلك عن تقليل التآكل والتآكل ، وزيادة عمر محرك الاحتراق الداخلي.

قد يتم استكمال جهاز المحرك ، حسب نوعه ، ونوعه ، وبلد الصنع بشيء ما أو ، على العكس من ذلك ، قد تكون بعض العناصر مفقودة بسبب تقادم النماذج الفردية ، ولكن الجهاز العاميظل المحرك دون تغيير بنفس الطريقة التي يتبعها المبدأ القياسي لتشغيل محرك الاحتراق الداخلي.

وحدات إضافية

بالطبع ، لا يمكن أن يوجد محرك الاحتراق الداخلي كعضو منفصل بدون وحدات إضافية تضمن تشغيله. يقوم نظام التشغيل بتدوير المحرك ، وجعله في حالة صالحة للعمل. هناك مبادئ مختلفة لبدء التشغيل حسب نوع المحرك: بادئ ، هوائي ، عضلي.

يسمح لك ناقل الحركة بتطوير الطاقة في نطاق دوران ضيق. يوفر نظام الإمداد بالطاقة لمحرك الاحتراق الداخلي القليل من الكهرباء. ويشمل بطارية المجمعومولد يوفر تدفقاً مستمراً للكهرباء وشحن البطارية.

يوفر نظام العادم إطلاق الغازات. يتضمن أي جهاز محرك سيارة: مشعب عادم يجمع الغازات في أنبوب واحد ، محول حفاز يقلل من سمية الغازات عن طريق تقليل أكسيد النيتروجين واستخدام الأكسجين الناتج لحرق المواد الضارة.

يعمل كاتم الصوت في هذا النظام على تقليل الضوضاء الصادرة من المحرك. يجب أن تمتثل محركات الاحتراق الداخلي للمركبات الحديثة للمعايير القانونية.

نوع الوقود

يجب أيضًا تذكر عدد الأوكتان للوقود ، والذي تستخدمه أنواع مختلفة من محركات الاحتراق الداخلي.

كلما زاد رقم أوكتان الوقود ، زادت نسبة الضغط مما يؤدي إلى زيادة كفاءة محرك الاحتراق الداخلي.

ولكن هناك أيضًا مثل هذه المحركات التي تؤدي زيادة رقم الأوكتان فوق ذلك الذي حددته الشركة المصنعة إلى حدوث عطل سابق لأوانه. يمكن أن يحدث هذا عن طريق حرق المكابس ، وتدمير الحلقات ، وغرف الاحتراق السخامي.

يوفر المصنع الحد الأدنى والحد الأقصى من رقم الأوكتان ، الأمر الذي يتطلب محرك احتراق داخلي.

ضبط

غالبًا ما تقوم مراوح زيادة قوة محركات الاحتراق الداخلي بتثبيت أنواع مختلفة من التوربينات أو الضواغط (إذا لم توفرها الشركة المصنعة).

ينتج الضاغط في وضع الخمول كمية صغيرة من الطاقة ، مع الحفاظ على سرعة ثابتة. على العكس من ذلك ، فإن التوربين يضغط على أقصى قدر من الطاقة عند تشغيله.

يتطلب تركيب وحدات معينة التشاور مع الحرفيين ذوي الخبرة في اتجاه ضيق ، حيث أن إصلاح أو استبدال الوحدات أو إضافة محرك احتراق داخلي مع خيارات إضافية يعد انحرافًا عن الغرض من المحرك ويقلل من عمر المحرك الداخلي محرك الاحتراق ، والإجراءات غير الصحيحة يمكن أن تؤدي إلى عواقب لا رجعة فيها ، أي أنه يمكن إنهاء عمل محرك الاحتراق الداخلي بشكل دائم.

مبادئ تشغيل أبسط محرك احتراق داخلي

تناقش هذه المقالة مبادئ تشغيل أبسط محرك احتراق داخلي أحادي الأسطوانة. تم استخدام هذا المحرك من أجل بساطة مفهوم العمليات الفيزيائية ، من أجل فهم كيفية عمل كل هذه المحركات. في الواقع ، كل شيء أكثر تعقيدًا ؛ كل عملية لها العديد من الميزات التي حتى المتخصصين الذين يعرفون تشغيل المحرك جيدًا غالبًا ما يكون لديهم خلافات حول العديد من القضايا. لكن جميع محركات البنزين (محركات الاشتعال الإيجابي) تعمل على أساس المبادئ التي وصفها لأول مرة المهندس الألماني أوتو.

المحرك ضروري لتزويد السيارة (إذا لم تكن محركًا ثابتًا) بالطاقة الميكانيكية. المحرك يخلق هذه الطاقة. لكن من خلال مقرر الفيزياء المدرسية ، من المعروف أن الطاقة لا تنشأ من لا شيء ولا تختفي بدون أثر. ما هو مصدر الطاقة الميكانيكية التي ينتجها المحرك ، ما هي الطاقة التي يحولها إلى ميكانيكية؟ مصدر الطاقة لمحرك الاحتراق الداخلي هو طاقة الروابط الجزيئية لأنواع الوقود الهيدروكربوني التي تحترق في أسطوانات المحرك. أثناء احتراق الوقود الهيدروكربوني ، تنكسر هذه الروابط بإطلاق كبير للطاقة الحرارية ، والتي يحولها المحرك إلى طاقة ميكانيكية في شكل حركة دورانية.

تتطلب التفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء احتراق الوقود عامل مؤكسد. لهذا ، يتم استخدام الأكسجين الموجود في الهواء المحيط. الهواء عبارة عن مزيج من الغازات ، والأكسجين في هذا الخليط يقارب 21٪. خليط من الوقود والهواء يحترق في اسطوانات المحرك. في الحالة المثالية ، تتحد جميع جزيئات الهيدروكربون التي يتم توفيرها للأسطوانة ، عند الاحتراق ، مع جميع جزيئات الأكسجين التي يتم توفيرها للأسطوانة خلال دورة تشغيل واحدة. أي بعد عملية الاحتراق ، لا ينبغي أن يبقى جزيء وقود واحد ولا جزيء أكسجين واحد حر في أسطوانة المحرك.

تفاعلات كيميائية فيها كل شيء المواد الفعالةتسمى متكافئ. أثناء عملية القياس المتكافئ ، يجب استخدام ما يقرب من 14.7 كجم من الهواء لحرق جميع جزيئات كيلوغرام واحد من الوقود بالكامل. هذه عملية مثالية ، ولكن في الواقع ، عندما يعمل المحرك في أوضاع مختلفة ، من الصعب جدًا ضمان ذلك ، خاصة أنه في بعض الأوضاع ، سيعمل المحرك بثبات فقط إذا كان الخليط يختلف عن الخليط المتكافئ.

بعد أن اكتشفنا من أين تأتي الطاقة الميكانيكية ، فلنبدأ في دراسة مبادئ تشغيل المحرك. كما ذكرنا سابقًا ، سيتم النظر هنا في عمل محرك احتراق داخلي رباعي الأشواط يعمل على دورة أوتو. يمكن تسمية السمة الرئيسية لدورة أوتو بحقيقة أنه قبل الاشتعال ، يتم ضغط خليط الهواء والوقود مسبقًا ، ويتم إشعال الخليط من مصدر خارجي - في المحركات الحديثة فقط بمساعدة شرارة كهربائية.

أثناء تشكيل وتطوير محرك الاحتراق الداخلي ، تم اختراع الكثير من التصميمات المختلفة ، وبالطبع كان المحرك الذي يعمل وفقًا لمبادئ دورة أوتو بعيدًا عن المحرك الوحيد. من بين المحركات ذات حركة المكبس الترددية ، يمكن استدعاء محرك دورة Atkinson ، ومن المحركات ذات حركة المكبس الدائرية ، فإن محرك Wankel الدوار ذو المكبس الدوار هو الأكثر شهرة. هناك عدد كبير من التصاميم الغريبة بشكل عام. لكنهم جميعًا لم يتلقوا تطبيقًا عمليًا واسعًا. أكثر من 99.9٪ من محركات الاحتراق الداخلي المستخدمة حاليًا تعمل على دورة أوتو (في هذه المقالة سيتم تضمين محركات الديزل هنا) ، والتي بدورها تنقسم إلى محركات ذات مزيج كهربائي الإشعال ومحركات ديزل مع اشتعال انضغاطي للخليط.

ستتم مناقشة مبادئ تشغيل هذه المحركات في هذه المقالة.

لا يمكن أن يكون كل من محركات البنزين والديزل رباعي الأشواط فحسب ، بل يمكن أن يكون أيضًا ثنائي الأشواط. حالياً محركات ثنائية الشوطلا يتم استخدامها على مركبة ، لذلك لن يتم أخذها في الاعتبار في هذا الفصل.

قبل النظر في مبادئ تشغيل المحرك ، دعنا نفكر في الأجزاء الرئيسية التي يتكون منها.

التفاصيل الرئيسية لأبسط محرك احتراق داخلي

1. اسطوانة.
2. مكبس.
3. غرفة الاحتراق.
4. ربط قضيب.
5. العمود المرفقي.
6. قناة مدخل.
7. مدخل الصمام.
8. مدخل عمود الحدبات.
9. قناة منفذ.
10. صمام العادم.
11. العادم عمود الحدبات.
12. ولاعة.
13. حاقن الوقود (غير موضح).
14. حذافة المحرك (غير معروضة).

1. اسطوانة - أساس المحرك ، حيث تتم عملية احتراق الوقود ، والأسطوانة هي العنصر التوجيهي لحركة المكبس.

2. مكبس - جزء يتحرك في أسطوانة تحت تأثير الغازات المتوسعة أو تحت تأثير آلية كرنك. نحن نفترض بشكل مشروط أن المفصل المنزلق بين المكبس وجدران الأسطوانة محكم تمامًا ، أي أنه لا يمكن لأي غازات أن تتسرب عبر هذا المفصل.

3. غرفة الاحتراق - الفراغ فوق المكبس عندما يكون المكبس في أعلى نقطة في شوطه (TDC).

4. ربط قضيب - هذا قضيب ينقل القوة من المكبس إلى كرنك العمود المرفقي ، وعلى العكس من العمود المرفقي إلى المكبس.

5. العمود المرفقي - يعمل على تحويل الحركة الترددية للمكبس إلى دوران ، وهذه الحركة هي الأكثر ملاءمة للاستخدام.

6. مدخل - القناة التي من خلالها يدخل خليط الهواء والوقود إلى أسطوانة المحرك.

7. مدخل الصمام - يربط قناة المدخل بأسطوانة المحرك. نفترض بشكل مشروط أنه في الحالة المغلقة يكون الصمام مغلقًا تمامًا ، وفي الحالة المفتوحة لا يقاوم مرور خليط وقود الهواء إلى أسطوانة المحرك.

8. سحب عمود الحدبات - يفتح ويغلق صمام المدخل في الوقت المناسب.

9. قناة منفذ - القناة التي يتم من خلالها إخراج غازات العادم من المحرك إلى الغلاف الجوي.

10. صمام العادم - يربط قناة العادم بأسطوانة المحرك. نفترض بشكل مشروط أنه في الحالة المغلقة يكون الصمام مغلقًا تمامًا ، وفي الحالة المفتوحة لا يقاوم مرور غازات العادم من أسطوانة المحرك.

11. العادم عمود الحدبات - يفتح ويغلق صمام العادم في الوقت المناسب.

12. ولاعة - يعمل على إشعال خليط الهواء والوقود المضغوط في الوقت المطلوب.

13. موقد الوقود - يعمل على رش الوقود في الهواء الداخل الى اسطوانة المحرك.

14. حذافة المحرك - يعمل على الحركة الضرورية للمكبس بسبب قوى القصور الذاتي أثناء جميع الأشواط ، باستثناء الضربات العاملة.

- النقطة التي يتوقف عندها المكبس عندما يتغير اتجاه حركته الصعودية للأسطوانة إلى حركة هبوطية.

2 - مركز الموتى السفلي (BDC) - النقطة التي يتوقف عندها المكبس عندما يتغير اتجاه حركته لأسفل الأسطوانة إلى حركة صعودية.

3 - تعطل المكبس - المسافة التي يقطعها المكبس عند الانتقال من TDC إلى BDC أو العكس.

4 - شوط المحرك - حركة المكبس من مركز ميت إلى آخر. أثناء كل شوط ، يقوم العمود المرفقي للمحرك بنصف دورة (180 درجة).

5 - دورة - التكرار الدوري لأربع دورات للمحرك أثناء التشغيل. تتكون دورة المحرك الكاملة من أربع دورات وتكتمل في دورتين كاملتين للعمود المرفقي (720 درجة).

مبادئ تشغيل أبسط محرك رباعي الأشواط ذو أسطوانة واحدة:

1- شوط الشفط
(استلام خليط الهواء والوقود في الاسطوانة).

صمام المدخل مفتوح.
صمام العادم مغلق.

تحت تأثير قوة خارجية (قصور بادئ المحرك أو كرنك أو حذافة) تنتقل إلى المكبس بواسطة قضيب توصيل ، يتحرك المكبس من TDC إلى BDC. نظرًا لأن الاتصال بين المكبس والأسطوانة مغلق تمامًا ، يتم تكوين ضغط مخفض (فراغ) في الفراغ فوق المكبس. تحت تأثير الضغط الجوي ، يبدأ الهواء عبر قناة السحب وصمام السحب المفتوح بالتدفق إلى أسطوانة المحرك. في هذا الوقت ، يقوم حاقن الوقود بتفتيت الكمية المطلوبة من الوقود في الهواء الداخل ، ونتيجة لذلك يدخل خليط وقود الهواء القابل للاحتراق إلى الأسطوانة.

عندما يصل المكبس إلى BDC ، يتم إغلاق صمام السحب.

2 - شوط الانضغاط.

كلا الصمامين مغلقان.

تحت تأثير قوة خارجية ، يتحرك المكبس من BDC إلى TDC. في هذه الحالة ، يتم ضغط خليط الوقود والهواء في الاسطوانة. في نهاية شوط الانضغاط ، عندما يرتفع المكبس إلى موضع TDC ، يكون خليط وقود الهواء بالكامل في حالة مضغوطة في غرفة الاحتراق.
في هذا الوقت ، تقوم شمعة الإشعال بإشعال خليط الوقود والهواء المضغوط باستخدام شرارة كهربائية. في محرك الديزل ، يتم حقن الوقود الدقيق في غرفة الاحتراق باستخدام حاقن الوقود. نتيجة لذلك ، في كلتا الحالتين ، يشتعل الخليط.

3 - دورة العمل.

كلا الصمامين مغلقان.

أثناء احتراق خليط وقود الهواء في الأسطوانة ، ترتفع درجة الحرارة ، والأهم من ذلك ، الضغط بشكل حاد. يضغط هذا الضغط بالتساوي في جميع الاتجاهات ، لكن جدران غرفة الاحتراق والأسطوانة مصممة لهذا الضغط. كما أن ضغط الماء الناتج عن تمدد الغازات على المكبس ، والذي يكون الجزء السفلي منه هو الجزء السفلي من غرفة الاحتراق ، يتسبب في تحرك المكبس لأسفل من TDC إلى BDC. تنتقل هذه القوة من خلال قضيب التوصيل إلى كرنك العمود المرفقي ، والذي يحول حركة المكبس للأمام إلى حركة دورانية.

عندما يصل المكبس إلى BDC ، ينفتح صمام العادم.

4 - تحرير السكتة الدماغية.

صمام المدخل مغلق.
صمام المخرج مغلق.

تحت تأثير قوة خارجية تنتقل إلى المكبس من خلال قضيب التوصيل ، يتحرك المكبس من موضع BDC إلى موضع TDC. أثناء هذه الحركة ، يدفع المكبس غازات العادم للخروج من الأسطوانة من خلال صمام العادم المفتوح إلى منفذ العادم ثم في الغلاف الجوي.

وهكذا ، فقد أخذنا في الاعتبار الدورة الكاملة للمحرك ، والتي تتكون من أربع دورات. علاوة على ذلك ، تتكرر هذه الدورة إلى أجل غير مسمى حتى يتم إيقاف تشغيل المحرك أو نفاد البنزين في خزان السيارة.

ربما لاحظت أن دورة واحدة فقط من الدورات الأربع مفيدة - دورة العمل. خلال هذه الدورة يتم توليد الطاقة اللازمة. جميع التدابير الأخرى هي مساعدة. ربما يبدو مثل هذا التصميم غير فعال ، لكن الأفضل ، من جميع النواحي ، لم يتم اختراعه بعد. نعم ، هناك محركات ثنائية الشوط يتم فيها تنفيذ دورة كاملة في دورة واحدة للعمود المرفقي. يوجد محرك Wankel ذو مكبس دوار ، حيث لا توجد أجزاء ترددية على الإطلاق ، ولكن هذه التصميمات ، مع بعض المزايا ، لها عيوبها الخاصة ، لذا فإن المحركات التي تعمل على دورة أوتو رباعية الأشواط لها حاليًا توزيع احتكاري تقريبًا في العالم. وأي بديل لهم ، في المستقبل المنظور ، ليس متوقعًا حقًا.

محرك ديزل.

المحرك ، الذي اخترعه المخترع الألماني رودولف ديزل ، مشابه جدًا في التصميم والتشغيل لمحرك البنزين الموصوف سابقًا. لكن هناك اختلاف واحد مهم. في هذا المحرك ، لا يحدث اشتعال خليط الهواء والوقود بمساعدة شرارة كهربائية ، ولكن بسبب ملامسة الوقود مع الهواء الساخن في الاسطوانة. يسمى هذا الاشتعال لمزيج العمل اشتعال الانضغاط. ومن أين أتى الهواء الساخن في الأسطوانة ، ومن أين تم تسخينه؟ بالطبع ، لم يقم أحد بتسخينه عن عمد. إذا اضطررت إلى نفخ إطار دراجة أو سيارة بمضخة يدوية ، فربما لاحظت أن المضخة تبدأ في التسخين بسرعة كبيرة. وبشكل عام ، من المعروف من دورة مدرسية في الفيزياء أنه عند الضغط ، تسخن جميع الغازات ، والهواء ليس سوى مزيج من الغازات. يحدث ضغط الهواء في المحرك بسرعة كبيرة ، لذلك ، بنهاية شوط الانضغاط ، يكون الهواء في أسطوانة محرك الديزل بدرجة حرارة عالية جدًا (700 درجة مئوية 900 درجة مئوية).

نظرًا لأن العملية الفيزيائية تختلف قليلاً عن محرك البنزين الموصوف سابقًا ، فهناك بعض الاختلافات في تصميم محرك الديزل. الاختلاف الرئيسي هو ارتفاع نسبة الضغط. لا يحتوي محرك الديزل على شمعة احتراق ، وبدلاً من ذلك يتم إدخال حاقن الوقود مباشرة في رأس الأسطوانة ، بالطبع ، لا يوجد حاقن وقود في قناة السحب. على عكس محرك البنزين ، الذي يستقبل مزيجًا من البنزين والهواء أثناء شوط السحب ، يدخل الهواء النظيف إلى أسطوانات هواء الديزل. عندما يصل المكبس إلى TDC أثناء شوط الانضغاط ، تحتوي غرفة الاحتراق في محرك الديزل على هواء مضغوط عند درجة حرارة عالية. وبينما يتم إشعال الخليط في محرك بنزين باستخدام شمعة كهربائية ، يتم حقن وقود الديزل ذي الذرات الدقيقة في غرفة الاحتراق لمحرك الديزل تحت ضغط عالٍ. عند ملامسته للهواء الساخن في غرفة الاحتراق ، يشتعل الوقود.

تذكر الاختلافات الرئيسية بين محرك الديزل ومحرك البنزين.

1 - لا يشتعل الوقود في محرك الديزل بواسطة شرارة كهربائية ، ولكن بملامسة الوقود بهواء عالي الحرارة.

2 - يتم تعديل عزم دوران المحرك وقوته عن طريق تغيير نوعية خليط وقود الهواء وليس كميته ، وبالتالي لا يحتوي محرك الديزل على صمام خانق ينظم كمية الهواء التي تدخل أسطوانات المحرك. أي أن عزم الدوران يتغير بمقدار حقن الوقود دون تغيير كمية هواء السحب.

لا تخلط بين محرك ديزل ومحركات البنزين الحديثة ذات الحقن المباشر. في هذه المحركات ، يتم نقل حاقن الوقود من منفذ السحب إلى رأس المحرك ، ولكن ليس بدلاً من شمعة الإشعال ، ولكن يتم تثبيته معًا. في هذه الحالة ، يقوم حاقن الوقود بحقن الوقود مباشرة في الأسطوانة. لا يتم اشتعال خليط الهواء والوقود في مثل هذا المحرك عن طريق الاشتعال بالضغط ، ولكن بواسطة شرارة كهربائية. ويتحكم الصمام الخانق في قناة السحب في كمية الهواء الداخل إلى الأسطوانة.

درسنا مبادئ تشغيل أبسط محرك أحادي الأسطوانة ، وفهمنا كيف تنشأ الطاقة الميكانيكية التي نحتاجها ، ولكن من أجل بساطة التفسير ، كان علينا اللجوء إلى الكثير من التبسيط. على سبيل المثال ، لا تفتح الصمامات أو تغلق بالضبط عند TDC أو BDC. تعمل شمعة الإشعال الخاصة بمحرك البنزين على إشعال الخليط أو أن حاقن الوقود لمحرك الديزل لا يضخ الوقود في الأسطوانة عندما يكون المكبس عند TDC. نعم ، وغالبًا ما لا يحتوي المحرك على أسطوانة واحدة ، ولكن عدة أسطوانات ، من 1 إلى 16 ، في صناعة السيارات ، وفي الطيران أو في البحرية ، كانت هناك محركات بها 64 أسطوانة. لكن جوهر أي محرك هو الاسطوانة.

في السابق ، تم النظر في بعض المصطلحات المتعلقة بأسطوانة المحرك ، والآن يتعين علينا النظر فيها بمزيد من التفصيل والتعرف على بعض المصطلحات الجديدة.

1. نصف قطر الكرنك.
المسافة بين محاور المجلات الرئيسية وموصلات العمود المرفقي.
أهمها هي مجلات العمود المرفقي ، حيث يدور العمود في كتلة المحرك.
مجلات قضيب التوصيل هي المجلات التي تتصل بها قضبان التوصيل للمكابس.
لتشكيل كرنك ، يتم تعويض محور المجلات الرئيسية بالنسبة إلى محور مجلات قضيب التوصيل.
يعتبر نصف قطر الكرنك معلمة مهمة جدًا لتصميم المحرك. من خلال تغيير نصف قطر الكرنك ، يمكنك اختيار النسبة المطلوبة بين عزم الدوران وأقصى سرعة للمحرك ، مع حجم أسطوانة ثابت.

2. السكتة الدماغية:
شوط المكبس ، أي المسافة بين BDC و TDC ، يساوي ضعف نصف قطر الكرنك.

3. قطر الاسطوانة:
هذا هو قطر تجويف الاسطوانة. نفترض بشكل مشروط أن قطر المكبس يساوي قطر الأسطوانة.
(يقاس عادةً بالمليمترات)

4. إزاحة الاسطوانة:
حجم عمل الأسطوانة هو الحجم المزاح بواسطة المكبس عند الانتقال من BDC إلى TDC.
(يقاس عادة بالسنتيمتر المكعب (سم مكعب) أو اللترات.)
حجم عمل الأسطوانة يساوي ناتج ضربة المكبس ومساحة قاع المكبس.

5. حجم غرفة الاحتراق.
هذا هو مقدار المساحة فوق المكبس عندما يكون المكبس عند TDC.
(يقاس عادة بالسنتيمتر المكعب.)
غرفة الاحتراق لمعظم المحركات لها شكل معقد ، لذلك من الصعب تحديد حجمها بدقة من خلال طريقة الحساب. يتم استخدام طرق مختلفة للقياس المباشر لتحديد حجم غرفة الاحتراق.

6. الحجم الكلياسطوانة.
هذا هو مجموع حجم غرفة الاحتراق وحجم عمل الأسطوانة.
(يقاس عادة بالسنتيمتر المكعب أو اللترات.)
الحجم الإجمالي لمحرك متعدد الأسطوانات يساوي الحجم الكلي لأسطوانة واحدة مضروبًا في عدد أسطوانات المحرك.

7. نسبة الضغط.
هذه هي نسبة الحجم الكلي للأسطوانة إلى حجم غرفة الاحتراق. بمعنى آخر ، إنها نسبة حجم الأسطوانة بالإضافة إلى حجم غرفة الاحتراق عندما يكون المكبس عند BDC إلى حجم المساحة فوق المكبس عندما يكون المكبس عند TDC.
(وحدة بلا أبعاد)

8. نسبة قطر الأسطوانة إلى ضربة المكبس:
إنها معلمة مهمة جدًا في تصميم محرك الاحتراق الداخلي. تسمى المحركات التي يكون فيها شوط المكبس أكبر من قطر الأسطوانة محركات طويلة الشوط ، حيث تكون شوط المكبس أقل من قطر الأسطوانة ، تسمى محركات الشوط القصير.

قيمة نسبة الضغط.

تعد نسبة الضغط أحد المؤشرات الفنية المهمة جدًا لمحرك الاحتراق الداخلي ، لذلك دعونا نلقي نظرة عليها بمزيد من التفصيل. بشكل عام ، تؤدي زيادة نسبة الضغط إلى زيادة كفاءة محرك الاحتراق الداخلي ، أي عن طريق حرق كمية متساوية من الوقود ، ينتج المحرك المزيد من الطاقة الميكانيكية. مع زيادة نسبة الانضغاط ، تقترب جزيئات الوقود فعليًا من بعضها البعض. في الوقت نفسه ، يكون لخليط الوقود والهواء درجة حرارة أعلى ، مما يؤدي إلى تبخر أفضل لجزيئات الوقود وخلطها بشكل أكثر اتساقًا مع الهواء. لكل نوع من أنواع البنزين هناك قيمة حدية لنسبة الضغط. كلما زاد رقم أوكتان البنزين ، زادت نسبة الضغط التي يمكن للمحرك أن يعمل بها. عندما يتم تجاوز نسبة الضغط المسموح بها ، وبالتالي درجة الحرارة في غرفة الاحتراق ، يبدأ المحرك في العمل مع التفجير (الاشتعال التلقائي للخليط). عملية التفجير معقدة للغاية ، لذلك ، في هذه المرحلة ، سنقتصر على فهم أن سبب التفجير هو الاحتراق غير السليم لخليط وقود الهواء. عندما يعمل المحرك بالتفجير ، تقل كفاءة المحرك بشكل حاد ، وعلاوة على ذلك ، يمكن أن تؤدي أحمال الصدمات المتزايدة إلى تدمير المحرك. الطرق بصوت عالٍ أثناء تشغيل المحرك علامة على حدوث انفجار. يعتبر وضع التشغيل هذا ضارًا جدًا بالمحرك.

لقد قضت أنظمة إدارة المحرك الإلكترونية الحديثة على تشغيل المحرك تقريبًا ، ولكن أولئك الذين اضطروا إلى قيادة سيارات بمحركات لا تحتوي على أنظمة تحكم إلكترونية يتذكرون أن وضع الضرب يحدث كثيرًا.

في السابق ، تم استخدام إضافات خاصة قائمة على الرصاص لزيادة عدد الأوكتان من البنزين. مكّن استخدام هذه المواد المضافة من زيادة نسبة الضغط إلى 12.5: 1 ، ولكن الآن وفقًا لقوانين حماية البيئة ، نظرًا لكون الرصاص ضارًا جدًا بيئة، يحظر استخدام المواد المضافة التي تحتوي على الرصاص.

نسبة الضغط لمحركات البنزين الحديثة هي 10: 1 11: 1. يمكن أن تختلف قيمة نسبة الضغط ليس فقط عن جودة البنزين المعد للاستخدام ، ولكن أيضًا من تصميم المحرك. تسمح المحركات الحديثة المزودة بنظام إدارة محرك مستشعر الخبط برفع نسبة الضغط إلى 13: 1. أنظمة التحكم هذه ، من خلال ضبط توقيت الإشعال في كل أسطوانة على حدة ، بناءً على المعلومات الواردة من مستشعر القرقعة ، تسمح للمحرك بالعمل على وشك الانفجار ، لكن لا تسمح بذلك. يمكن أيضًا أن تعمل المحركات ذات الحقن المباشر للبنزين في غرفة الاحتراق ، نظرًا لطبيعة العمليات التي تحدث في الأسطوانة ، مع زيادة نسبة الانضغاط.

نظرًا لأن اشتعال الوقود في محركات الديزل يحدث بسبب تسخين الهواء في الأسطوانة ، فإن نسبة ضغط محركات الديزل أعلى من تلك الموجودة في محركات البنزين. تتراوح نسبة ضغط محركات الديزل في النطاق 14: 1 23: 1.

تتمتع محركات الهواء القسري داخل الأسطوانة (المشحونة بشاحن توربيني أو فائق الشحن) ، سواء كانت تعمل بالبنزين أو الديزل ، بنسبة ضغط أقل من المحركات التي تعمل بسحب الهواء الطبيعي. هذا بسبب وجود كتلة كبيرة من الهواء (والوقود) في الأسطوانة قبل بدء شوط الانضغاط. يمكن أن يؤدي الضغط المفرط في الأسطوانة في نهاية شوط الانضغاط إلى تدمير المحرك.

لقد لوحظ سابقًا أن زيادة نسبة الضغط هي ، بشكل عام ، ظاهرة مرغوبة للغاية ، ولكن في الواقع ، كل شيء أكثر تعقيدًا إلى حد ما. يعمل محرك الاحتراق الداخلي ، وخاصة محرك السيارة ، باستمرار بسرعات وأحمال مختلفة. أظهر البحث العلمي في هذا المجال أنه في بعض الظروف يعمل المحرك بكفاءة أكبر مع نسبة ضغط أقل ، بينما في حالات أخرى يمكن زيادة نسبة الضغط دون التسبب في تلف المحرك. حاولت بعض الشركات المصنعة إنشاء محرك بنسبة ضغط متغيرة أثناء التشغيل. وكانت الشركة السويدية لصناعة السيارات رائدة في هذا المجال ، وحققت نتائج ملحوظةصعب . تم تنفيذ العمل في هذا الاتجاه أيضًا من قبل شركات تصنيع السيارات الأخرى. ولكن حتى الآن ، لا توجد سيارات منتجة بكميات كبيرة مع نسبة ضغط متغيرة في السوق. من الواضح أن هذا سيكون الاتجاه التالي لتحسين كفاءة محرك الاحتراق الداخلي.

تم النظر مسبقًا في بعض المصطلحات التي تحدد المعلمات الهندسية للمحرك. بعد ذلك ، لنتذكر بعض المصطلحات التي تحدد عمل محرك الاحتراق الداخلي ، سواء أبسط محركات أحادية الأسطوانة أو محركات أكثر تعقيدًا.

1. قوة المحرك.
   يقاس بالكيلوواط (kW) أو القديم ، لبعض وحدات القياس الأكثر شيوعًا ، القدرة بالحصان (hp)
2. عزم الدوران.
   يقاس بالنيوتن لكل متر (N · m).
3. سعة لتر محددة.
   يقاس بنسبة أقصى قوة للمحرك إلى حجم عمل أسطوانات المحرك (kW / لتر)
4. قوة وزن محددة.
   يقاس بنسبة أقصى قوة للمحرك إلى وزن المحرك (kW / Kg).
5. كفاءة الوقود.
   يقاس بكتلة الوقود التي يجب إنفاقها لتوليد طاقة تبلغ كيلوواط واحد في الساعة (جم / كيلوواط ساعة)
6. سرعة الدوران.
   في صناعة السيارات ، كما هو الحال في العديد من مجالات التكنولوجيا الأخرى ، تُقاس سرعة (تردد) دوران العمود المرفقي بالدورات في الدقيقة (RPM).

على مدى أكثر من مائة عام منذ اختراع محرك الاحتراق الداخلي (ICE) ، كان عدد تصميماته كبيرًا لدرجة أنه ليس من المستحيل وصفها فقط ، ببساطة لا يمكن لأحد حتى سردها ، وهناك لا توجد مثل هذه المهمة بشكل عام. فهم واضح مبادئ عامةتشغيل محرك الاحتراق الداخلي (موصوف بإيجاز في هذه المقالة) ، يمكنك فهم أي تصميم.

إن. زارتسوف

لقد ابتعد محرك الاحتراق الداخلي الحديث عن أسلافه. لقد أصبح أكبر وأكثر قوة وأكثر ملاءمة للبيئة ، ولكن في نفس الوقت ، ظل مبدأ التشغيل وهيكل محرك السيارة وعناصره الرئيسية دون تغيير.

محركات الاحتراق الداخلي ، المستخدمة على نطاق واسع في السيارات ، من نوع المكبس. حصل هذا النوع من محركات الاحتراق الداخلي على اسمه بسبب مبدأ التشغيل. يوجد داخل المحرك حجرة عمل تسمى الأسطوانة. يحرق خليط العمل. عندما يتم حرق خليط الوقود والهواء في الغرفة ، يزداد الضغط الذي يدركه المكبس. أثناء الحركة ، يقوم المكبس بتحويل الطاقة المستلمة إلى عمل ميكانيكي.

كيف هو محرك الاحتراق الداخلي

كان لمحركات المكبس الأولى أسطوانة واحدة بقطر صغير. في عملية التطوير ، لزيادة الطاقة ، تمت زيادة قطر الأسطوانة أولاً ، ثم زيادة عددها. تدريجيا ، اتخذت محركات الاحتراق الداخلي الشكل المألوف لنا. محرك سيارة حديثةيمكن أن تحتوي على ما يصل إلى 12 اسطوانة.

يتكون ICE الحديث من عدة آليات وأنظمة مساعدة ، والتي ، لسهولة الإدراك ، يتم تجميعها على النحو التالي:

1. KShM - آلية الكرنك.
2. التوقيت - آلية لضبط توقيت الصمام.
3. نظام تشحيم.
4. نظام التبريد.
5. نظام تزويد الوقود.
6. نظام العادم.

تشمل أنظمة ICE أيضًا أنظمة التشغيل الكهربائي والتحكم في المحرك.

KShM - آلية الكرنك

KShM هي الآلية الرئيسية لمحرك المكبس. ينفذ الوظيفة الرئيسية- المتحولون طاقة حراريةفي الميكانيكية. تتكون الآلية من الأجزاء التالية:

• حاجز الاسطوانة.
• الاسطوانة.
• مكابس مع دبابيس وحلقات وقضبان توصيل.
• العمود المرفقي مع دولاب الموازنة.

التوقيت - آلية توزيع الغاز

لدخول الاسطوانة الكمية المناسبةالوقود والهواء ، وأزيلت منتجات الاحتراق من غرفة العمل في الوقت المناسب ، ومحرك الاحتراق الداخلي لديه آلية تسمى توزيع الغاز. وهي مسؤولة عن فتح وإغلاق صمامات السحب والعادم ، والتي من خلالها يدخل خليط الوقود والهواء القابل للاحتراق إلى الأسطوانات ويتم إزالة غازات العادم. تشمل أجزاء التوقيت:

• عمود الحدبات.
• مدخل ومخرج الصمامات مع الينابيع والبطانات التوجيهية.
• أجزاء محرك الصمام.
• عناصر محرك التوقيت.

يتم تشغيل التوقيت من العمود المرفقي لمحرك السيارة. بمساعدة سلسلة أو حزام ، ينتقل الدوران إلى عمود الكامات ، والذي يضغط ، من خلال الكامات أو أذرع الروك ، على صمام السحب أو العادم من خلال الدوافع ويفتحها ويغلقها بدوره

اعتمادًا على التصميم وعدد الصمامات ، يمكن تركيب واحد أو اثنين على المحرك أعمدة الكاماتلكل صف من الاسطوانات. مع نظام ثنائي المحور ، يكون كل عمود مسؤولاً عن تشغيل سلسلة الصمامات الخاصة به - السحب أو العادم. تصميم عمود واحد له عنوان باللغة الإنجليزية SOHC (عمود كامات علوي واحد). يسمى نظام العمود المزدوج DOHC (عمود الحدبات العلوي المزدوج).

أثناء تشغيل المحرك ، تتلامس أجزائه مع الغازات الساخنة التي تتشكل أثناء احتراق خليط الوقود والهواء. لكي لا تنهار أجزاء محرك الاحتراق الداخلي بسبب التمدد المفرط عند تسخينها ، يجب تبريدها. يمكنك تبريد محرك السيارة بالهواء أو السائل. تحتوي المحركات الحديثة ، كقاعدة عامة ، على مخطط تبريد سائل ، يتكون من الأجزاء التالية:

• سترة تبريد المحرك
• مضخة (مضخة)
• منظم الحراره
• المشعاع
• المعجب
• خزان التمدد

يتكون غلاف التبريد لمحركات الاحتراق الداخلي من تجاويف داخل BC ورأس الأسطوانة ، والتي من خلالها يدور المبرد. يزيل الحرارة الزائدة من أجزاء المحرك وينقلها إلى المبرد. يتم توفير الدوران بواسطة مضخة يتم تشغيلها بواسطة حزام من العمود المرفقي.

يوفر منظم الحرارة اللازم نظام درجة الحرارةمحرك السيارة ، وإعادة توجيه تدفق السائل إلى المبرد أو تجاوزه. المبرد ، بدوره ، مصمم لتبريد السائل المسخن. تعمل المروحة على تحسين تدفق الهواء ، وبالتالي زيادة كفاءة التبريد. يعتبر خزان التمدد ضروريًا للمحركات الحديثة ، نظرًا لأن المبردات المستخدمة تتمدد بشكل كبير عند تسخينها وتتطلب حجمًا إضافيًا.

نظام تزييت المحرك

يوجد في أي محرك العديد من الأجزاء المتحركة التي تحتاج إلى التشحيم باستمرار لتقليل فقد الطاقة الاحتكاكية وتجنب زيادة التآكل والتشويش. يوجد نظام تزييت لهذا الغرض. على طول الطريق ، مع مساعدتها ، يتم حل العديد من المهام الأخرى: حماية أجزاء محرك الاحتراق الداخلي من التآكل ، والتبريد الإضافي لأجزاء المحرك ، وإزالة منتجات التآكل من نقاط التلامس مع أجزاء الاحتكاك. يتكون نظام تزييت محرك السيارة من:

• حوض الزيت (مقلاة).
• مضخة إمداد الزيت.
• فلتر الزيت مع.
• خطوط أنابيب النفط.
• مقياس الزيت (مؤشر مستوى الزيت).
• مقياس ضغط النظام.
• عنق حشو الزيت.

تأخذ المضخة الزيت من حوض الزيت وتسلمه إلى خطوط وقنوات النفط الموجودة في BC ورأس الأسطوانة. من خلالها ، يدخل الزيت في نقاط التلامس لأسطح الاحتكاك.

نظام العرض

يختلف نظام الإمداد لمحركات الاحتراق الداخلي ذات الإشعال بالشرارة والاشتعال بالضغط عن بعضها البعض ، على الرغم من أنها تشترك في عدد من العناصر المشتركة. الشائعة هي:

• خزان الوقود.
• مستشعر مستوى الوقود.
• فلاتر الوقود - خشن وغرامة.
• خطوط أنابيب الوقود.
• مشعب السحب.
• أنابيب الهواء.
• مرشح الهواء.

يحتوي كلا النظامين على مضخات وقود ، وقضبان وقود ، وحاقنات وقود ، ولكن بسبب تنوعها الخصائص الفيزيائيةالبنزين ووقود الديزل ، تصميمهما له اختلافات كبيرة. مبدأ التوريد هو نفسه: يتم تغذية الوقود من الخزان من خلال المرشحات من خلال المرشحات إلى سكة الوقود ، والتي يدخل منها الحقن. ولكن إذا كانت الفتحات في معظم محركات الاحتراق الداخلي للبنزين تغذيها في مشعب السحب لمحرك السيارة ، ثم في محركات الديزل يتم تغذيتها مباشرة في الأسطوانة ، وهناك بالفعل تختلط مع الهواء. الأجزاء التي تنظف الهواء وتزوده بالأسطوانات - مرشح الهواء والأنابيب - تنتمي أيضًا إلى نظام الوقود.

نظام العادم

تم تصميم نظام العادم لإزالة غازات العادم من اسطوانات محرك السيارة. التفاصيل الرئيسية ومكوناتها:

• مشعب العادم.
• أنبوب سحب كاتم الصوت.
• مرنان.
• كاتم صوت.
• ماسورة العادم.

في محركات الاحتراق الداخلي الحديثة ، يتم استكمال هيكل العادم بأجهزة لتحييد الانبعاثات الضارة. يتكون من محول حفاز وأجهزة استشعار تتصل بوحدة التحكم في المحرك. تدخل غازات العادم من مشعب العادم عبر أنبوب العادم إلى المحول الحفاز ، ثم من خلال الرنان إلى كاتم الصوت. ثم يتم إطلاقها في الغلاف الجوي من خلال أنبوب العادم.

في الختام ، من الضروري ذكر أنظمة بدء التشغيل والتحكم في المحرك للسيارة. إنها جزء مهم من المحرك ، لكن يجب أخذها في الاعتبار جنبًا إلى جنب مع النظام الكهربائي للسيارة ، وهو ما يتجاوز نطاق هذه المقالة حول الأجزاء الداخلية للمحرك.