Benzininis variklis: veikimo principas, įrenginys ir nuotrauka

2024 Autorius: Erin Ralphs | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-19 17:42

Benzininiai varikliai yra vieni iš labiausiai paplitusių tarp visų kitų, montuojamų automobiliuose. Nepaisant to, kad šiuolaikinis jėgos agregatas susideda iš daugybės dalių, benzininio variklio veikimo principas yra labai paprastas. Straipsnyje susipažinsime su prietaisu ir vidaus degimo variklio veikimo principu.

Įrenginys

Benzininiai varikliai priskiriami vidaus degimo varikliams. Degimo kamerų viduje iš anksto suspaustas kuro ir oro mišinys uždegamas kibirkštimi. Droselis naudojamas variklio galiai valdyti. Tai leidžia reguliuoti į degimo kamerą patenkančio oro kiekį.

Pažvelkime atidžiau į visų pagrindinių bet kurio vidaus degimo variklio komponentų struktūrą. Kiekvienas jėgos agregatas susideda iš cilindrų bloko, alkūninio mechanizmo, cilindro-stūmoklio grupės dalių, dujų paskirstymo mechanizmo, tepimo ir aušinimo sistemos bei maitinimo sistemos. Taip pat variklis neveiks be elektros įrangos. Visos šios sistemos ir komponentai sąveikauja tarpusavyje veikiant varikliui.

Variklio cilindrų blokas

Cilindrų blokas yra pagrindinė bet kurio variklio dalis. Tai yra ketaus arba aliuminio liejimas iš vieno gabalo. Blokas turi cilindrus ir masę įvairių srieginių angų priedams ir kitai įrangai tvirtinti. Elemente yra apdirbtos plokštumos cilindro galvutei ir kitoms dalims montuoti.

Bloko konstrukcija labai priklauso nuo cilindrų skaičiaus, degimo kamerų vietos ir aušinimo būdo. Viename bloke galima sujungti nuo 1 iki 16 cilindrų. Tuo pačiu metu blokai, kuriuose cilindrų skaičius yra nelyginis, yra mažiau paplitę. Iš tų dabar gaminamų modelių galima rasti 3 cilindrų vidaus degimo variklių. Dauguma blokų turi 2, 4, 8, 12 ir kartais net 16 cilindrų.

Varikliai, kurių cilindrų skaičius yra nuo 1 iki 4, skiriasi degimo kamerų išdėstymu iš eilės. Jie vadinami linijiniais varikliais. Jei cilindrų yra daugiau, tada jie yra bloke dviem eilėmis tam tikru kampu. Tai leido sumažinti bendrus matmenis, tačiau tokių blokelių gamybos technologija yra sudėtingesnė.

Galima išskirti dar vieną blokų tipą. Juose degimo kameros išdėstytos dviem eilėmis 180 laipsnių kampu. Tai vadinamieji bokserio varikliai. Šio tipo benzininio variklio veikimo principas nesiskiria nuo tradicinių vidaus degimo variklių. Jie dažniau randami ant motociklų, tačiau yra ir su jais įrengtų automobilių.

Kalbant apie aušinimą, galiteatskirti dviejų tipų sistemas. Tai aušinimas skysčiu ir oru. Cilindrų bloko konstrukcijos ypatybės priklauso nuo to, kokia aušinimo sistema pasirenkama. Oru aušinamas įrenginys yra daug paprastesnis nei vandeniu aušinamas įrenginys. Degimo kameros šiuo atveju nepriklauso blokui.

Skysčiu aušinamas įrenginys yra daug sudėtingesnis. Projekte jau yra degimo kameros. Virš metalinio cilindrų bloko klojamas aušinimo apvalkalas, kurio viduje priverstas cirkuliuoti aušinimo skystis, kuris pašalina šilumą iš dalių. Vidaus degimo variklio blokas ir aušinimo apvalkalas yra vienas.

Cilindrų bloko viršus uždengtas galvute. Tai sudaro uždarą erdvę, kurioje vyksta kuro degimo procesas. Cilindro galvutė gali būti paprastos arba sudėtingesnės konstrukcijos.

Alkūninis mechanizmas

Šis agregatas, kuris taip pat yra neatskiriama variklio dalis, reikalinga tam, kad stūmoklių atgaliniai judesiai paverstų alkūninio veleno sukimosi judesius. Pagrindinė dalis čia yra alkūninis velenas. Jis judamai sujungtas su variklio bloku. Dėl šio mobilumo velenas gali suktis aplink savo ašį.

Prie vieno alkūninio veleno galo pritvirtintas smagratis. Tai būtina norint perduoti sukimo momentą iš alkūninio veleno į transmisiją. Keturių taktų benzininio variklio veikimo principas numato du alkūninio veleno apsisukimus per pusę apsisukimo su naudingadirbti. Likę ciklai reikalauja atvirkštinio veikimo – tai smagratis suteikia. Kadangi jis turi gana didelį svorį, sukdamas dėl kinetinės energijos, jis sukasi alkūninį veleną parengiamųjų ciklų metu.

Aplink smagračio perimetrą yra speciali žiedinė pavara. Šio mazgo pagalba galite užvesti variklį starteriu. Kitoje alkūninio veleno pusėje yra alyvos siurblio pavara ir paskirstymo pavara. Be to, kitoje pusėje yra flanšas, ant kurio pritvirtintas skriemulys.

Į komplektą taip pat įeina švaistikliai. Jie leidžia perkelti jėgą iš stūmoklių į alkūninį veleną ir atvirkščiai. Švaistikliai taip pat judamai pritvirtinti prie alkūninio veleno. Nėra tiesioginio kontakto tarp cilindrų bloko, alkūninio veleno ir švaistimo strypų paviršių – šios dalys veikia per slydimo guolius.

Cilindro-stūmoklio dalis

Ši dalis yra cilindrai arba įdėklai, stūmokliai, stūmoklių žiedai ir kaiščiai. Būtent šiomis detalėmis grindžiamas benzininio variklio veikimo principas. Čia ir atliekami visi darbai. Degalai deginami cilindruose, o išsiskirianti energija paverčiama alkūninio veleno sukimu. Degimas vyksta cilindrų viduje, kurie, viena vertus, yra uždaryti cilindro galvute, o iš kitos - stūmokliais. Stūmoklis laisvai juda cilindro viduje.

Benzino variklio veikimo principas pagrįstas ne tik degalų degimu, bet ir oro ir kuro mišinio suspaudimu. Norint tai užtikrinti, reikalingas sandarumas. Jį suteikia stūmoklio žiedai. Pastarosios neleidžia kuro mišiniui ir degimo produktams patekti tarp stūmoklio ircilindras.

GRM (dujų paskirstymo mechanizmas)

Pagrindinė šio mechanizmo funkcija – savalaikis kuro mišinio arba degalų tiekimas į cilindrus. Taip pat reikia nustatyti laiką išmetamosioms dujoms pašalinti.

Dviejų taktų paskirstymo diržas

Jei vertintume dvitakčio benzininio variklio veikimo principą, tai jame nėra laiko nustatymo mechanizmo. Čia kuro mišinio įpurškimas ir išmetamųjų dujų išleidimas vyksta per technologinius langus cilindre. Yra trys langai – įvadas, išėjimas, aplinkkelis.

Kai stūmoklis pajuda, jis atidaro arba uždaro tą ar kitą langą. Cilindras pripildytas kuro, taip pat išleidžiamos dujos. Naudojant tokį dujų paskirstymo mechanizmą, papildomų dalių nereikia. Todėl dvitakčių variklių cilindro galvutė yra paprasta. Jo funkcijos yra tik užtikrinti maksimalų sandarumą.

4 taktų paskirstymo diržas

4 taktų variklis turi pilną laiko nustatymo mechanizmą. Degalai šiuo atveju įpurškiami per cilindro galvutės angas, susijusias su vožtuvais. Kai reikia tiekti arba pašalinti išmetamąsias dujas, atsidaro ir užsidaro atitinkami vožtuvai. Pastarasis gali būti atidaromas ir uždaromas paskirstymo velenu. Jame yra specialios kameros.

Maitinimo sistema

Pagrindinis šios sistemos uždavinys – paruošti kuro mišinį ir užtikrinti tolesnį jo tiekimą į degimo kameras. Konstrukcija labai priklauso nuo automobilio benzininio variklio veikimo principo.

Benzino varikliai gali turėti dviejų tipų degalų sistemas – karbiuratorių ir purkštuką. Pirmuoju atveju mišiniui paruošti naudojamas karbiuratorius. Jis maišo, dozuoja ir tiekia kuro ir oro mišinį į degimo kameras. Purkštukas įpurškia kurą veikiant slėgiui į degalų bėgelį, iš kurio per purkštukus benzinas patenka į cilindrus.

Įpurškimo automobiliuose skiriasi benzininio variklio galios sistemos veikimo principas, todėl dozavimas yra tikslesnis. Be to, oras purkštuve sumaišomas su benzinu įsiurbimo kolektoriuje. Antgalis, skirtingai nei karbiuratorius, geriau purškia degalus.

Dyzelinių variklių degalų sistema skiriasi. Čia įpurškimas atliekamas atskirai kiekvienam cilindrui. Paskirstymo diržas tiekia orą tik į degimo kameras. Sistemą sudaro bakas, filtrai, kuro siurbliai, linijos.

Tepimo sistema

Benzino vidaus degimo variklio veikimo principas apima dalių trintį. Dėl tepimo sistemos sumažėja spyglių tarp besitrinančių paviršių. Ant dalių sukuriama alyvos plėvelė, kuri apsaugo paviršius nuo tiesioginio kontakto. Sistemą sudaro siurblys, karteris alyvai laikyti, filtras, taip pat tepimo kanalai variklio bloke.

Turbokompresorius

Šiuolaikiniuose automobiliuose sumontuoti nedideli, mažo tūrio varikliai, tačiau daugelis jų turi pakankamai galios. Jis gaunamas naudojant turbinas. Benzininio variklio turbinos veikimo principas pagrįstas išmetamųjų dujų naudojimu. Dujos sukasiturbinos sparnuotė, kuri spaudžia orą į degimo kameras. Kuo daugiau oro, tuo daugiau degalų bus tiekiama, taigi ir galios.

Aušinimo sistema

Veikiant varikliui jis labai įkaista. Cilindruose temperatūra gali siekti 800 laipsnių. Norint palaikyti optimalią darbinę temperatūrą, reikalinga aušinimo sistema. Pagrindinė užduotis – pašalinti perteklinę šilumą nuo cilindrų, stūmoklių ir kitų dalių.

Oro sistemą sudaro specialūs bloko paviršiai, kurie vėsinami pučiant virš jų orą. Skysčių sistemoje yra aušinimo apvalkalas, kuriame cirkuliuoja antifrizas. Jis tiesiogiai liečiasi su išoriniu cilindrų paviršiumi. Sistemą sudaro siurblys, termostatas, vamzdžiai, skirti prijungti linijas, išsiplėtimo bakas ir termostatas.

Elektros įranga

Dėl šios įrangos elektra tiekiama į transporto priemonės borto tinklą. Elektra reikalinga uždegimo sistemos, starterio ir kitų prietaisų veikimui. Elektros įranga yra akumuliatorius, generatorius, starteris, davikliai. Nors benzininio ir dyzelinio variklio veikimo principai skiriasi, elektros įrangą galima įsigyti ir su dyzeliniu varikliu.

Uždegimo sistema

Ši sistema galima tik su benzininiais varikliais. Dyzeliniame jėgos agregate kuro mišinys užsidega suspaudžiant. Benzininiame variklyje degalai ir oras užsidegakibirkštis, kuri reikiamu metu iššoka tarp žvakės elektrodų. Sistemą sudaro uždegimo ritė, skirstytuvas, aukštos įtampos laidai, uždegimo žvakės, elektroniniai prietaisai.

Išvada

Štai viskas apie įrenginį ir benzininio variklio veikimo principą. Kaip matote, viskas labai paprasta, tereikia šiek tiek perprasti fizikos dėsnius.