Произход и развитие на двигателите с вътрешно горене с цикъл на Ото

Произход и развитие на двигателите с вътрешно горене с цикъл на Ото
Произход и развитие на двигателите с вътрешно горене с цикъл на Ото
Anonim
Образ

Всъщност автомобилите направиха революция в градската мобилност, позволявайки по-дълги пътувания за много по-кратък период от време в сравнение с конната езда от по-ранни времена. Но все пак кой е изобретил този двигател преди много години, има същия принцип на приложение? През 18-ти век има индустриална революция, период на много промени по това време, голяма революция в производствения процес и през 1860 г. Алфонс Бо дьо Роша има идеята да построи машина, която работи с бензен като гориво, съставен органичен химикал с молекулярна форма C6H6, има 6 въглеродни атома, днес е петият най-използван продукт в света.

Образ

Но идеята на Алфонс не продължи и 16 години по-късно Николаус Август Ото продължи проекта, който сега познаваме като двигатели с вътрешно горене с цикъл на Ото. След това Николаус стартира своята фабрика в Кьолн „Кьолн“в Германия и след това фабрика в САЩ във Филаделфия, с производството на двигатели „Manufactured Columbian Ottos“между 1893 и 1915 г., тази компания, основана от Николаус Ото, все още съществува и до днес.от днес, но под името Deutz A.G, произвеждащ автомобилни, морски и стационарни двигатели.

Образ

Как работи двигател с вътрешно горене

Обяснявайки по прост начин, двигателят с вътрешно горене за своята работа се нуждае от някои основни компоненти за своя процес като кислород, гориво и топлина, химическата реакция вътре в цилиндъра причинява експоненциално увеличение на енергията, като по този начин причинява движението на механични елементи на двигателя и прехвърляне на енергията на двигателя към тяговите механизми на превозното средство, тоест колелата.Настоящите двигатели OTTO имат четири такта, тези тактове се наричат ​​всмукателен, компресионен, експлозивен и изпускателен.

Образ

1- Всмукване: Етап на двигателя, който изтегля атмосферния въздух в цилиндъра, заедно с горивото.

2- Компресия: Етап на двигателя, в който входящият въздух се компресира заедно с горивото.

3- Експлозия: Фаза на двигателя, в която се прилага топлина към сгъстения въздух/гориво и по този начин възниква химическа реакция, генерираща енергия.

4- Изгорели газове: Фаза на двигателя, в която газовете от експлозията се отстраняват от двигателя, за да започне нов цикъл.

Синхронизирането на двигателя се извършва на фази и тези фази се случват в пълен цикъл от 720º, така че при едно завъртане на коляновия вал имаме 360º, така че при два завъртания имаме само 2 фази на двигателя, така че двигателят трябва да се завърти два пъти за пълно изгаряне.

В известен смисъл сме много прости в коментирането на работата на двигателя, така че е нещо много сложно да се контролира горенето, да има най-нисък разход на гориво с максимална ефективност на двигателя, в допълнение към намаляването на замърсяващи газове, нещо много сложно, което екипът за калибриране на двигателя в днешно време трябва да реши. Калибрирането на двигателя е научна област, която изучава поведението на двигателите във връзка с физическите и химичните явления на нашата планета, днес разчитайки на много технологии в сравнение с 18-ти век, област, която изучава с двигатели на стенд, провеждайки тестове в различни видове климати, както и програмирането на софтуера на електронната централа за управление на сензорите и изпълнителните механизми, с отличен софтуер ще имаме страхотен резултат в ефективността на двигателя. (Фиг.3)

Вид двигатели OTTO

Двигателите могат да бъдат изградени само от един цилиндър, както и с няколко други цилиндъра, като могат да бъдат подредени във V или W и т.н.

Образ

Редов двигател: Този модел е най-популярният у нас, с 3, 4, 5 и 6 бутала, най-модерните автомобили с двигатели с намален размер като HB20, Ford Ka, вече има тези 3-цилиндрови конфигурации, двигатели с по-малко тегло, повечето на нашия пазар са 4-цилиндрови, хоризонтални или вертикални, имаме и някои модели като Fiat Marea, който има 5 цилиндъра и Omega 3.0 6 цилиндъра.

V двигател: Известни като V6, V8 и V12 са двигатели, чиято позиция между цилиндрите образува буквата V, широко използвана в американски превозни средства с тези конфигурации.

Двигател в W: Това е конфигурация, при която цилиндрите на двигателя образуват уплътнен ъгъл от 72º, а техните позиции в конструкцията на двигателя образуват буквата W.

Основни елементи на цикъла на Ото

Цилиндр: Този компонент се намира в блока на двигателя, характеристиките на цилиндрите са дадени чрез диаметър и ход, там буталото ще изпълнява своята работа от PMI до PMS и обратното, конструкцията му е изключително издръжлива, за да издържи на вътрешната сила на триене.

Образ

Бутало: Буталото не е нищо повече от бутало, което се движи нагоре и надолу, съдържа пръстени от пръстени, за да уплътни натиска, упражняван върху него, и да изстърже смазочното масло от мотора. Буталата обикновено са с конусовидна форма, като горната част на буталото има по-малък диаметър от долната му част, тъй като горната част получава много топлина от изгарянето, като по този начин разширява горния диаметър, предотвратявайки блокирането на буталото поради разширение.

Образ

Билка: Компонент, който свързва буталата с вала на коляновия вал, това помага при прехода от праволинейно движение към ъглово ротационно движение, горната му част е фиксирана към буталото чрез щифтово бутало, като долната му част е свързана с вала чрез лагери, а между тях втулките за намаляване на износването при триене.Този компонент е произведен предимно от кована стомана с висока степен на прецизност.

Образ

Колянов вал: Тази ос допринася за трансформирането на праволинейното движение на буталото в ъглово движение. Валът е разположен в долната част на двигателя, а буталата са закрепени към него чрез свързващите пръти. Изгарянето на всеки цилиндър на двигателя причинява неравномерно въртене, тоест всяко изгаряне причинява различно въртене на другия цилиндър и това причинява вибрации в двигателя, а валът на коляновия вал съдържа противотежести за контролиране и омекотяване на тези вибрации в двигателя. При 3-цилиндровите двигатели е по-лесно да възприемете тези вибрации, отколкото при други двигатели с повече цилиндри.

Образ

Глава: Този елемент е в горната част на двигателя, съдържащ механични или хидравлични тласкачи, кобилици, разпределителни валове, зъбни колела, клапани, конструкцията му е от чугун и алуминиева сплав, в която също са приложени всмукателният и изпускателният колектор, както и запалителните свещи, неговата геометрична конструкция на каналите е отговорна за провеждането на газове в и извън двигателя и е от съществено значение за мощността на двигателя.

Разпределителен вал: От съществено значение за контролиране на потока въздух в цилиндъра и извън цилиндъра, свързан с главата на цилиндъра и синхронизиран с коляновия вал чрез зъбен ремък или верига. Управлението има гърбици, тези гърбици поддържат времето за отваряне на клапана и през това време ще имаме пропускане на въздух и изпускане на изгорелите газове.

Клапани: Този елемент е отговорен за уплътняването на цилиндрите в момента на компресия и експлозия на двигателя, както и освобождаването на входящия въздух и изгорелите газове, които се задвижват директно от управлението на клапаните. Можем да видим, че изпускателните клапани са по-малки от всмукателните клапани, това е така, защото изпускателните клапани получават много топлина по време на изпускане и стъблото им може да се разшири и да го увисне.

Колан/Верига: Елемент, който синхронизира горната част на двигателя с долната част, синхронизирането му трябва да е, за да работи двигателят правилно, разместването му може да повлияе цялата работа на двигателя, със загуба на мощност и висок разход на гориво, липсата на синхрон е много забележима при промяна на параметрите на MAP сензора.

Рокер: Той играе важна роля, предава задействането на командите на клапаните към клапаните. Изработен от щампована стомана за леки двигатели.

Образ

Повечето съвременни двигатели все още са изградени предимно на същите принципи като OTTO, но режимът им на работа се управлява от електронни центрове с много добре разработен софтуер, с прилагане на сензори и изпълнителни механизми, имащи страхотна технология, приложена към двигателите да има най-добра производителност с най-нисък разход на гориво и по-ниски емисии на замърсители.

От създаването на двигателите преминахме през карбураторни двигатели, двигатели с индиректно електронно впръскване, директно впръскване, с турбо и без турбо, хибриди и скоро ще намерим още превозни средства с приложение на електрически двигатели в градски условия мобилност и в работилници, разбира се.

Популярна тема