2024 Autore: Erin Ralphs | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-19 17:04
Per più di cento anni, i motori a combustione interna sono stati utilizzati come centrali elettriche per la maggior parte delle macchine e dei meccanismi. All'inizio del 20° secolo sostituirono il motore a vapore a combustione esterna. Il motore a combustione interna è ora il più economico ed efficiente tra gli altri motori. Diamo un'occhiata al dispositivo del motore a combustione interna.
Storia della creazione
La storia di queste unità iniziò circa 300 anni fa. Fu allora che Leonardo Da Vinci sviluppò il primo disegno di un motore primitivo. Lo sviluppo di questa unità ha dato impulso all'assemblaggio, al collaudo e al miglioramento continuo del motore a combustione interna.
Nel 1861, secondo i disegni che Da Vinci lasciò al mondo, crearono il primo motore a due tempi. A quel tempo, nessuno pensava che tutte le auto e le altre apparecchiature sarebbero state dotate di tali installazioni, sebbene le unità a vapore fossero utilizzate sulle apparecchiature ferroviarie.
Il primo ad utilizzare motori a combustione interna nelle automobili,era Henry Ford. Fu il primo a scrivere un libro sulla progettazione e il funzionamento del motore a combustione interna. Ford è stata la prima a calcolare l'efficienza di questi motori.
Classificazione dei motori a combustione interna
Nel processo di sviluppo, il dispositivo del motore a combustione interna è diventato più complicato. Il suo scopo, tuttavia, è rimasto lo stesso. Esistono diversi tipi principali di motori a combustione interna che sono i più efficienti oggi.
Prima in termini di efficienza ed economia: unità alternative. In queste unità, l'energia generata dalla combustione della miscela di carburante viene convertita in moto attraverso un sistema di bielle e un albero a gomiti.
La disposizione generale di un motore a combustione interna a carburatore non è diversa dagli altri motori. Ma la miscela combustibile viene preparata direttamente nel carburatore. L'iniezione avviene in un collettore comune, da dove, sotto l'influenza del vuoto, la miscela entra nei cilindri, dove poi si accende da una scarica elettrica su una candela.
Un motore a iniezione differisce da un motore a carburatore in quanto il carburante viene fornito a ciascun cilindro direttamente attraverso ugelli separati. Quindi, dopo che la benzina è stata miscelata con l'aria, il carburante viene acceso dalla scintilla di una candela.
Il motore diesel è diverso dalla benzina. Consideriamo brevemente il dispositivo di un motore a combustione interna diesel. Non ci sono candele usate per l'accensione. Questo carburante si accende ad alta pressione. Di conseguenza, il motore diesel si riscalda. La temperatura è superiore alla temperatura di combustione. L'iniezione avviene tramite ugelli.
Anche i motori rotore-pistone appartengono ai motori a combustione interna. In queste unità, l'energia termica dala combustione del carburante colpisce il rotore. Ha una forma speciale e un profilo speciale. La traiettoria del movimento del rotore è planetaria (l'elemento si trova all'interno di un'apposita camera). Il rotore svolge contemporaneamente un numero enorme di funzioni: questa è la distribuzione del gas, la funzione dell'albero motore e del pistone.
Ci sono anche motori a combustione interna con turbina a gas. In queste unità, l'energia termica viene convertita attraverso un rotore con lame a forma di cuneo. Questi meccanismi fanno quindi girare la turbina.
I motori a pistoni sono considerati i più affidabili, a bassa manutenzione ed economici. Quelli rotanti non sono praticamente utilizzati nella tecnologia automobilistica di massa. Ora solo la giapponese Mazda produce modelli di auto dotate di motori a pistoni rotanti. Auto esperte con motori a turbina a gas furono prodotte da Chrysler negli anni '60, dopodiché nessuna casa automobilistica tornò a queste installazioni. In Unione Sovietica, alcuni modelli di carri armati e navi da sbarco furono dotati per un breve periodo di motori a turbina a gas. Ma poi si è deciso di abbandonare tali unità di potenza. Ecco perché stiamo considerando il dispositivo del motore a combustione interna: sono i più popolari ed efficienti.
Dispositivo ICE
Diversi sistemi sono combinati nell'alloggiamento del motore. Questo è il blocco cilindri in cui si trovano le stesse camere di combustione. In quest'ultimo, la miscela di carburante brucia. Inoltre, il motore è costituito da un meccanismo a manovella progettato per convertire l'energia dei pistoni in rotazione dell'albero motore. Nell'edificio del potereL'unità dispone anche di un meccanismo di distribuzione del gas. Il suo compito è garantire la tempestiva apertura e chiusura delle valvole di aspirazione e scarico. Il motore non sarà in grado di funzionare senza iniezione, accensione e sistema di scarico.
Quando si avvia il propulsore, una miscela di carburante e aria viene fornita ai cilindri attraverso le valvole di aspirazione aperte. Viene quindi acceso da una scarica elettrica alla candela. Quando la miscela si accende e i gas iniziano ad espandersi, la pressione sul pistone aumenterà. Quest'ultimo verrà messo in moto e farà ruotare l'albero motore.
Il design e il funzionamento del motore a combustione interna sono tali che il motore funziona in determinati cicli. Questi cicli sono costantemente ripetuti ad alta frequenza. Ciò garantisce una rotazione continua dell'albero motore.
Il principio di funzionamento dei motori a combustione interna a due tempi
Quando il motore si avvia, il pistone, azionato dalla rotazione dell'albero motore, inizia a muoversi. Quando raggiunge il punto più basso e inizia a salire, il carburante viene fornito al cilindro.
Quando si sale, il pistone comprime la miscela. Quando raggiunge il punto morto superiore, la candela accende la miscela a causa di una scarica elettrica. I gas si espandono istantaneamente e spingono il pistone verso il basso.
Quindi, la valvola di scarico del cilindro si apre ei prodotti della combustione escono dai cilindri nel sistema di scarico. Quindi, raggiungendo nuovamente il punto più basso, il pistone inizierà a salire. L'albero a gomiti farà un giro.
Quando inizia il nuovomovimento del pistone, le valvole di aspirazione si riapriranno e verrà erogata la miscela di carburante. Occupa l'intero volume occupato dai prodotti della combustione e il ciclo si ripeterà di nuovo. A causa del fatto che i pistoni di tali motori funzionano solo in due cicli, vengono effettuati meno movimenti, a differenza di un motore a combustione interna a quattro tempi. Perdite per attrito ridotte. Ma questi motori si surriscaldano.
Nelle unità di potenza a due tempi, il pistone svolge anche il ruolo di meccanismo di distribuzione del gas. Durante il movimento, le aperture per l'ingresso della miscela di carburante e il rilascio dei gas di scarico si aprono e si chiudono. Il peggior scambio di gas rispetto ai motori a quattro tempi è il principale svantaggio di tali motori. Al momento dei gas di scarico, la potenza viene notevolmente persa.
Attualmente, i motori a due tempi sono utilizzati in ciclomotori, scooter, barche, motoseghe a benzina e altri veicoli a bassa potenza.
Quattro tempi
Il dispositivo di questo tipo di motore a combustione interna è leggermente diverso da un due tempi. Anche il principio di funzionamento è leggermente diverso. Ci sono quattro tempi per rotazione dell'albero a gomiti.
Il primo passo è fornire una miscela combustibile al cilindro del motore. Il motore, sotto l'influenza del vuoto, aspira la miscela nel cilindro. Il pistone nel cilindro in questo momento si abbassa. La valvola di ingresso è aperta e la benzina atomizzata e l'aria entreranno nella camera di combustione.
Successivamente arriva la corsa di compressione. La valvola di aspirazione si chiude e il pistone si sposta verso l' alto. In questo caso, la miscela nel cilindro viene notevolmente compressa. A causa della pressione, la miscelasi riscalda. La pressione aumenta la concentrazione.
Segue il terzo ciclo di lavoro. Quando il pistone raggiunge quasi la sua posizione più alta, il sistema di accensione si attiva. Una scintilla s alta sulla candela e la miscela si accende. A causa dell'espansione istantanea dei gas e della diffusione dell'energia dell'esplosione, il pistone sotto pressione si abbassa. Questo ciclo nel funzionamento di un motore a quattro tempi è il principale. Le altre tre misure non influiscono sulla creazione dell'opera e sono ausiliari.
Nel quarto ciclo, inizia la fase di rilascio. Quando il pistone raggiunge il fondo della camera di combustione, la valvola di scarico si apre ei gas di scarico escono prima nel sistema di scarico e poi nell'atmosfera.
Ecco il dispositivo e il principio di funzionamento del motore a combustione interna a quattro tempi, installato sotto il cofano della maggior parte delle auto.
Sistemi ausiliari
Abbiamo esaminato il dispositivo del motore a combustione interna. Ma qualsiasi motore non potrebbe funzionare se non fosse dotato di sistemi aggiuntivi. Ne parleremo di seguito.
Accensione
Questo sistema fa parte dell'equipaggiamento elettrico. È progettato per formare scintille che accendono la miscela di carburante.
Il sistema include una batteria e un generatore, un blocchetto di accensione, una bobina e un dispositivo speciale: un distributore di accensione.
Sistema di aspirazione
È necessario affinché il motore entri senza interruzioniaria. L'ossigeno è necessario per formare la miscela. Di per sé, la benzina non brucerà. Va notato che nei carburatori l'aspirazione è solo un filtro e condotti dell'aria. Il sistema di aspirazione delle auto moderne è più complesso. Include una presa d'aria sotto forma di tubi, un filtro, una valvola a farfalla e un collettore di aspirazione.
Sistema di alimentazione
Dal principio del motore a combustione interna, sappiamo che il motore deve bruciare qualcosa. È benzina o gasolio. Il sistema di alimentazione fornisce carburante durante il funzionamento del motore.
Nel caso più primitivo, questo sistema è costituito da un serbatoio, oltre a una linea del carburante, un filtro e una pompa, che forniscono carburante al carburatore. Nelle auto a iniezione, il sistema di alimentazione è controllato dalla ECU.
Sistema di lubrificazione
Il sistema di lubrificazione comprende una pompa dell'olio, una coppa, un filtro dell'olio. I motori diesel e i potenti motori a benzina hanno anche un dispositivo di raffreddamento per pulire il lubrificante. La pompa è azionata dall'albero a gomiti.
Conclusione
Questo è un motore a combustione interna. Abbiamo esaminato il dispositivo e il principio del suo funzionamento, e ora è chiaro come funziona un'auto, una motosega o un generatore diesel.
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