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Ad oggi motore a combustione interna (ICE) o come viene anche chiamato "aspirato", il principale tipo di motore ampiamente utilizzato nell'industria automobilistica. Cos'è DVS? Questa è un'unità di riscaldamento multifunzionale, che, con l'aiuto di reazioni chimiche e le leggi della fisica converte l'energia chimica della miscela di carburante in forza meccanica (lavoro).

I motori a combustione interna si dividono in:

1. Motore a pistoni.
2. Motore a pistoni rotanti.
3. Motore a turbina a gas.

Il motore a combustione interna a pistoni è il più popolare tra i motori di cui sopra, ha ottenuto riconoscimenti in tutto il mondo ed è stato leader nel settore automobilistico per molti anni. Propongo di considerare il dispositivo in modo più dettagliato GHIACCIO, così come il principio del suo lavoro.

I vantaggi di un motore a combustione interna a pistoni includono:

1. Universalità (applicazione su vari veicoli).
2. Alto livello di durata della batteria.
3. Dimensioni compatte.
4. Prezzo accettabile.
5. Capacità di iniziare rapidamente.
6. Peso leggero.
7. Capacità di lavorare con vari tipi carburante.

Oltre ai "vantaggi", ha un motore a combustione interna e una serie di gravi svantaggi, tra cui:

1. Alta velocità dell'albero motore.
2. Ottimo livello di rumore.
3. Troppa tossicità nei gas di scarico.
4. Bassa efficienza (coefficiente di prestazione).
5. Una piccola risorsa di servizio.

Motori a combustione interna differiscono per tipo di carburante, sono:

1. Benzina.
2. Diesel.
3. Oltre a gas e alcol.

Gli ultimi due possono essere definiti alternativi, perché oggi non sono molto utilizzati.

Il motore a combustione interna a base di alcol alimentato a idrogeno è il più promettente ed ecologico, non emette nell'atmosfera la dannosa "CO2", che è contenuta nei gas di scarico dei motori a combustione interna alternativi.

Il motore a combustione interna a pistoni è costituito dai seguenti sottosistemi:

1. Meccanismo a manovella (KShM).
2. sistema di aspirazione.
3. Sistema di alimentazione carburante.
4. Sistema di lubrificazione.
5. Sistema di accensione (nei motori a benzina).
6. Sistema di graduazione.
7. Sistema di raffreddamento.
8. Sistema di controllo.

L'alloggiamento del motore è costituito da più parti, tra cui: un blocco cilindri e una testata (testata). Il compito dell'albero a gomiti è convertire i movimenti alternativi del pistone in movimenti di rotazione dell'albero a gomiti. Il meccanismo di distribuzione del gas è necessario affinché il motore a combustione interna assicuri l'aspirazione tempestiva della miscela aria-carburante nei cilindri e lo stesso rilascio tempestivo dei gas di scarico.

Il sistema di aspirazione serve a fornire tempestivamente aria al motore, necessaria per la formazione di una miscela aria-carburante. Il sistema di alimentazione fornisce carburante al motore, in tandem questi due sistemi lavorano per formare una miscela aria-carburante, dopodiché viene immessa attraverso il sistema di iniezione nella camera di combustione.

L'accensione della miscela aria-carburante avviene per effetto del sistema di accensione (negli ICE a benzina), nei motori diesel l'accensione avviene per compressione della miscela e delle candelette.

Il sistema di lubrificazione, come suggerisce il nome, viene utilizzato per lubrificare le parti di sfregamento, riducendo così la loro usura, aumentandone la durata e quindi rimuovendo la temperatura dalle loro superfici. Il raffreddamento delle superfici e delle parti riscaldate è fornito dal sistema di raffreddamento, rimuove la temperatura con l'ausilio del liquido di raffreddamento attraverso i suoi canali, che, passando attraverso il radiatore, si raffredda e ripete il ciclo. Il sistema di scarico garantisce la rimozione dei gas di scarico dai cilindri ICE per mezzo del quale fa parte di questo sistema, riduce il rumore accompagnato dall'emissione di gas e la loro tossicità.

Il sistema di gestione del motore (nei modelli moderni, l'unità di controllo elettronica (ECU) o il computer di bordo ne è responsabile) è necessario per il controllo elettronico di tutti i sistemi di cui sopra e per garantirne la sincronizzazione.

Come funziona un motore a combustione interna?

Il principio di funzionamento del motore a combustione interna si basa sull'effetto dell'espansione termica dei gas, che si verifica durante la combustione della miscela aria-carburante, a causa della quale il pistone si muove nel cilindro. Il ciclo di lavoro di un motore a combustione interna avviene in due giri dell'albero motore ed è composto da quattro cicli, da cui il nome: un motore a quattro tempi.

1. Il primo colpo è l'ingresso.
2. Il secondo è la compressione.
3. Il terzo è il flusso di lavoro.
4. Quarta uscita.

Durante le prime due corse - aspirazione e corsa di lavoro, si abbassa, per le altre due compressione e scarico - il pistone sale. Il ciclo di lavoro di ciascuno dei cilindri è configurato in modo tale da non coincidere in fase, ciò è necessario per garantire il funzionamento uniforme del motore a combustione interna. Esistono altri motori al mondo, il cui ciclo di lavoro si verifica in soli due cicli: compressione e corsa di potenza, questo motore è chiamato due tempi.

Nella corsa di aspirazione, il sistema di alimentazione e l'aspirazione formano una miscela aria-carburante, che si forma nel collettore di aspirazione o direttamente nella camera di combustione (tutto dipende dal tipo di progetto). Nel collettore di aspirazione nel caso di iniezione centrale e distribuita di motori a combustione interna a benzina. Nella camera di combustione in caso di iniezione diretta nei motori a benzina e diesel. La miscela aria-carburante o aria durante l'apertura delle valvole di fasatura di ingresso viene fornita alla camera di combustione a causa del vuoto che si verifica durante il movimento verso il basso del pistone.

Le valvole di aspirazione si chiudono durante la corsa di compressione, dopodiché la miscela aria-carburante nei cilindri del motore viene compressa. Durante la corsa "power stroke", la miscela si accende forzatamente o si accende spontaneamente. Dopo l'accensione, nella camera si genera una grande pressione, creata dai gas, questa pressione agisce sul pistone, che non ha altra scelta che iniziare a scendere. Questo movimento del pistone, a stretto contatto con il manovellismo, aziona l'albero motore, che a sua volta genera una coppia che mette in moto le ruote dell'auto.

La corsa di "scarico", dopo la quale i gas di scarico rilasciano la camera di combustione, e quindi l'impianto di scarico, lasciandosi raffreddare e parzialmente depurati nell'atmosfera.

Breve riassunto

Dopo aver considerato principio di funzionamento di un motore a combustione interna si può capire perché il motore a combustione interna ha un basso rendimento, che è di circa il 40%. Mentre in un cilindro azione utile, il resto dei cilindri, grosso modo, è inattivo, fornendo cicli al lavoro del primo: aspirazione, compressione, scarico.

Questo è tutto per me, spero che tu capisca tutto, dopo aver letto questo articolo puoi facilmente rispondere alla domanda su cosa sia un motore a combustione interna e come funziona un motore a combustione interna. Grazie per l'attenzione!

Il motore a combustione interna è oggi il tipo principale di propulsori automobilistici. Il principio di funzionamento di un motore a combustione interna si basa sull'effetto dell'espansione termica dei gas che si verifica durante la combustione nel cilindro della miscela aria-carburante.

I tipi più comuni di motori

Esistono tre tipi di motori a combustione interna: pistone, unità di potenza a pistoni rotanti del sistema Wankel e turbina a gas. Con rare eccezioni, i motori a pistoni a quattro tempi sono installati sulle auto moderne. Il motivo risiede nel prezzo basso, nella compattezza, nel peso ridotto, nella capacità multi-carburante e nella possibilità di installazione su quasi tutti i veicoli.

Il motore stesso dell'auto è un meccanismo che converte l'energia termica della combustione del carburante in energia meccanica, il cui funzionamento è fornito da molti sistemi, componenti e assiemi. I motori a combustione interna a pistoni sono a due e quattro tempi. È più facile comprendere il principio di funzionamento di un motore di un'auto usando l'esempio di un propulsore monocilindrico a quattro tempi.

Si chiama motore a quattro tempi perché un ciclo di lavoro è costituito da quattro movimenti del pistone (corse) o due giri dell'albero motore:

• ingresso;
• compressione;
• colpo di lavoro;
• pubblicazione.

Dispositivo ICE generale

Per comprendere il principio di funzionamento del motore, è necessario in in termini generali immagina il suo dispositivo. Le parti principali sono:

1. monoblocco (nel nostro caso c'è un solo cilindro);
2. meccanismo a manovella, costituito da un albero motore, bielle e pistoni;
3. testa del blocco con un meccanismo di distribuzione del gas (fasatura).

Il manovellismo fornisce la conversione del moto alternativo dei pistoni nella rotazione dell'albero motore. I pistoni vengono messi in moto grazie all'energia del carburante che brucia nei cilindri.


Lavoro questo meccanismoè impossibile senza il funzionamento del meccanismo di distribuzione del gas, che garantisce l'apertura tempestiva delle valvole di aspirazione e scarico per l'aspirazione della miscela di lavoro e dei gas di scarico. La distribuzione è costituita da uno o più alberi a camme, dotati di camme che spingono valvole (almeno due per ogni cilindro), valvole e molle di richiamo.

Un motore a combustione interna può funzionare solo quando lavoro ben coordinato sistemi ausiliari, che includono:

• sistema di accensione responsabile dell'accensione della miscela combustibile nei cilindri;
• un sistema di aspirazione che fornisce l'alimentazione d'aria per la formazione di una miscela di lavoro;
• un sistema di alimentazione che fornisce una fornitura continua di carburante e l'ottenimento di una miscela di carburante con aria;
• sistema di lubrificazione progettato per lubrificare le parti di sfregamento e rimuovere i prodotti di usura;
• sistema di scarico, che garantisce la rimozione dei gas di scarico dai cilindri del motore a combustione interna e la riduzione della loro tossicità;
• il sistema di raffreddamento necessario per mantenere la temperatura ottimale per il funzionamento dell'unità di potenza.

Ciclo di lavoro del motore

Come accennato in precedenza, il ciclo è composto da quattro misure. Durante la prima corsa, la camma dell'albero a camme spinge la valvola di aspirazione, aprendola, il pistone inizia a muoversi dalla sua posizione più alta verso il basso. Allo stesso tempo, nel cilindro viene creato un vuoto, grazie al quale la miscela di lavoro finita entra nel cilindro, o aria, se il motore a combustione interna è dotato di un sistema di iniezione diretta del carburante (in questo caso, il carburante viene miscelato con aria direttamente in camera di combustione).

Il pistone comunica il movimento all'albero motore attraverso la biella, ruotandolo di 180 gradi quando raggiunge la sua posizione più bassa.

Durante la seconda corsa - compressione - la valvola (o le valvole) di aspirazione si chiude, il pistone inverte il senso di movimento, comprimendo e riscaldando la miscela o l'aria di lavoro. Alla fine della corsa, una scarica elettrica viene applicata alla candela dal sistema di accensione e si forma una scintilla che accende la miscela aria-carburante compressa.

Il principio di accensione del carburante per un motore a combustione interna diesel è diverso: alla fine della corsa di compressione, il gasolio finemente atomizzato viene iniettato attraverso l'ugello nella camera di combustione, dove si mescola con l'aria riscaldata e la miscela risultante si accende spontaneamente. Va notato che per questo motivo il rapporto di compressione di un motore diesel è molto più alto.

L'albero motore, nel frattempo, ha ruotato di altri 180 gradi, compiendo un giro completo.

Il terzo ciclo è chiamato il colpo di lavoro. I gas formati durante la combustione del carburante, espandendosi, spingono il pistone nella posizione più bassa. Il pistone trasferisce energia all'albero motore attraverso la biella e lo fa ruotare di un altro mezzo giro.

Dopo aver raggiunto il punto morto inferiore, inizia il ciclo finale: il rilascio. All'inizio di questa corsa, la camma dell'albero a camme spinge e apre la valvola di scarico, il pistone si alza e spinge i gas di scarico fuori dal cilindro.

I motori a combustione interna installati sulle auto moderne non hanno un cilindro, ma diversi. Per un funzionamento uniforme del motore contemporaneamente, vengono eseguiti cicli diversi in cilindri diversi e ogni mezzo giro dell'albero motore si verifica una corsa di lavoro in almeno un cilindro (ad eccezione dei motori a 2 e 3 cilindri). Grazie a ciò, è possibile eliminare le vibrazioni inutili, bilanciare le forze che agiscono sull'albero motore e fornire lavoro regolare GHIACCIO. I perni di biella si trovano sull'albero ad angoli uguali l'uno rispetto all'altro.

Per ragioni di compattezza, i motori pluricilindrici non sono realizzati in linea, ma a V o boxer ( biglietto da visita di Subaru). Ciò consente di risparmiare molto spazio sotto il cofano.

Motori a due tempi

Oltre ai motori a combustione interna a pistoni a quattro tempi, ce ne sono di due tempi. Il principio del loro lavoro è in qualche modo diverso da quello sopra descritto. Il dispositivo di un tale motore è più semplice. Il cilindro ha per la finestra - ingresso e uscita, situato sopra. Il pistone, trovandosi al PMI, chiude la finestra di ingresso, quindi, salendo, chiude l'uscita e comprime la miscela di lavoro. Quando raggiunge il PMS, una scintilla si forma sulla candela e accende la miscela. In questo momento, la finestra di ingresso è aperta e attraverso di essa la dose successiva della miscela aria-carburante entra nella camera di manovella.

Durante la seconda corsa, scendendo sotto l'influenza dei gas, il pistone apre la finestra di uscita, attraverso la quale i gas di scarico vengono espulsi dal cilindro con una nuova porzione della miscela di lavoro, che entra nel cilindro attraverso il canale di spurgo. Allo stesso tempo, parte della miscela di lavoro entra anche nella finestra di scarico, il che spiega la voracità di un motore a combustione interna a due tempi.

Questo principio di funzionamento consente di ottenere una maggiore potenza del motore con una cilindrata inferiore, ma questo deve essere pagato con un elevato consumo di carburante. I vantaggi di tali motori includono un funzionamento più uniforme, un design semplice, un peso ridotto e un'elevata densità di potenza. Tra le carenze da segnalare uno scarico più sporco, la mancanza di sistemi di lubrificazione e raffreddamento, che rischiano di surriscaldarsi e causare guasti all'unità.

Per un vero appassionato di auto, l'auto non è solo un mezzo di trasporto, ma anche uno strumento di libertà. Con l'aiuto di un'auto, puoi arrivare ovunque in città, paese o continente. Ma avere una patente non è sufficiente per un vero viaggiatore. Dopotutto, ci sono ancora molti posti in cui il cellulare non si aggancia e dove i carri attrezzi non possono arrivare. In tali casi, in caso di guasto, l'intera responsabilità ricade sulle spalle dell'automobilista.

Pertanto, ogni guidatore dovrebbe comprendere almeno un po 'il dispositivo della sua auto e devi iniziare con il motore. Naturalmente, le moderne case automobilistiche producono molte auto con diversi tipi di motori, ma molto spesso i produttori utilizzano motori a combustione interna nei loro progetti. Hanno un'elevata efficienza e allo stesso tempo forniscono un'elevata affidabilità dell'intero sistema.

Attenzione! Nella maggior parte degli articoli scientifici, i motori a combustione interna sono abbreviati come motori a combustione interna.

Cosa sono gli ICE

Prima di procedere a uno studio dettagliato del dispositivo del motore a combustione interna e del loro principio di funzionamento, considereremo cosa sono i motori a combustione interna. Un'osservazione importante deve essere fatta subito. In oltre 100 anni di evoluzione, gli scienziati hanno escogitato molte varietà di design, ognuno dei quali ha i suoi vantaggi. Pertanto, per cominciare, evidenziamo i criteri principali con cui questi meccanismi possono essere distinti:

1. A seconda del metodo di creazione di una miscela combustibile, tutti i motori a combustione interna sono suddivisi in carburatore, gas e dispositivi di iniezione. Inoltre, questa è una classe con missaggio esterno. Se parliamo dell'interno, allora questi sono diesel.
2. A seconda del tipo di carburante, i motori a combustione interna possono essere suddivisi in benzina, gas e diesel.
3. Il raffreddamento del dispositivo del motore può essere di due tipi: liquido e aria.
4. cilindri possono essere posizionati uno di fronte all'altro e nella forma della lettera V.
5. La miscela all'interno dei cilindri può essere incendiata da una scintilla. Ciò accade nei motori a combustione interna a carburatore e iniezione o per autoaccensione.

Nella maggior parte delle riviste automobilistiche e tra gli esportatori di auto professionali, è consuetudine classificare i motori a combustione interna nei seguenti tipi:

1. Motore a benzina. Questo dispositivo funziona a benzina. L'accensione è forzata da una scintilla generata da una candela. Il carburatore e i sistemi di iniezione sono responsabili del dosaggio della miscela aria-carburante. L'accensione avviene per compressione.
2. Diesel . I motori con questo tipo di dispositivo funzionano bruciando gasolio. Differenza principale rispetto alle unità a benzina è che il carburante esplode a causa di un aumento della temperatura dell'aria. Quest'ultimo diventa possibile a causa dell'aumento della pressione all'interno del cilindro.
3. Gli impianti a gas funzionano con propano-butano. L'accensione è forzata. Il gas con aria viene fornito al cilindro. Altrimenti, il dispositivo di un tale motore a combustione interna è simile a un motore a benzina.

È questa classificazione che viene utilizzata più spesso, indicando caratteristiche specifiche sistemi.

Dispositivo e principio di funzionamento

Dispositivo motore a combustione interna

È meglio considerare il dispositivo del motore a combustione interna utilizzando l'esempio di un motore monocilindrico. La parte principale del meccanismo è il cilindro. Contiene un pistone che si muove su e giù. In questo caso, ci sono due punti di controllo per il suo movimento: superiore e inferiore. Nella letteratura professionale, sono indicati come TDC e BDC. La decodifica è la seguente: punto morto superiore e inferiore.

Attenzione! Anche il pistone è collegato all'albero. L'anello di collegamento è la biella.

Compito principale biella - questa è la conversione dell'energia, che si forma come risultato del movimento del pistone su e giù in rotazione. Il risultato di tale trasformazione è il movimento dell'auto nella direzione di cui hai bisogno. Questo è ciò di cui è responsabile il dispositivo ICE. Inoltre, non dimenticare la rete di bordo, il cui funzionamento diventa possibile grazie all'energia generata dal motore.

Il volano è fissato all'estremità dell'albero motore. Garantisce la stabilità della rotazione dell'albero motore. Le valvole di aspirazione e scarico si trovano nella parte superiore del cilindro, che a sua volta è coperto da un'apposita testata.

Attenzione! Le valvole aprono e chiudono i canali corrispondenti momento giusto.

Affinché le valvole del motore a combustione interna si aprano, vengono azionate dalle camme dell'albero a camme. Questo avviene attraverso gli organi di trasmissione. L'albero stesso si muove con l'aiuto degli ingranaggi dell'albero motore.

Attenzione! Il pistone si muove liberamente all'interno del cilindro, congelandosi per un momento nel punto morto superiore o inferiore.

Affinché il dispositivo ICE funzioni modalità normale, la miscela combustibile deve essere fornita in una proporzione chiaramente calibrata. In caso contrario, potrebbe non verificarsi un incendio. Un ruolo enorme è svolto anche dal momento in cui avviene il deposito.

L'olio è necessario per prevenire l'usura prematura delle parti del motore a combustione interna. In generale, l'intero dispositivo di un motore a combustione interna è costituito dai seguenti elementi principali:

• candele di accensione,
• valvole,
• pistoni
• fasce elastiche,
• bielle,
• albero motore,
• carter.

L'interazione di questi elementi del sistema consente al dispositivo del motore a combustione interna di generare l'energia necessaria al movimento della vettura.

Principio di funzionamento

Considera come funziona un motore a combustione interna a quattro tempi. Per capire come funziona, devi conoscere il significato del concetto di tatto. Si tratta di un certo periodo di tempo durante il quale all'interno del cilindro viene svolta l'azione necessaria al funzionamento del dispositivo. Potrebbe essere la compressione o l'accensione.

I cicli del motore a combustione interna formano un ciclo di lavoro che, a sua volta, garantisce il funzionamento dell'intero sistema. Durante questo ciclo, l'energia termica viene convertita in energia meccanica. A causa di ciò, si verifica il movimento dell'albero motore.

Attenzione! Il ciclo di lavoro è considerato completato dopo che l'albero motore ha compiuto un giro. Ma questa affermazione funziona solo per un motore a due tempi.

C'è una spiegazione importante da fare qui. Ora nelle auto viene utilizzato principalmente il dispositivo di un motore a quattro tempi. Tali sistemi sono caratterizzati da maggiore affidabilità e migliori prestazioni.

Sono necessari due giri dell'albero motore per completare un ciclo a quattro tempi. Questi sono quattro movimenti del pistone su e giù. Ogni misura esegue azioni nella sequenza esatta:

• ingresso,
• compressione,
• estensione,
• pubblicazione.

Il penultimo ciclo è anche chiamato corsa di lavoro. Conosci già i punti morti superiore e inferiore. Ma la distanza tra loro indica un altro parametro importante. Vale a dire, il volume del motore a combustione interna. Può oscillare in media da 1,5 a 2,5 litri. L'indicatore è misurato da più i dati di ciascun cilindro.

Durante la prima metà del giro, il pistone si sposta dal PMS al PMI. La valvola di aspirazione rimane aperta mentre la valvola di scarico è ben chiusa. Di conseguenza questo processo nel cilindro si forma il vuoto.

Una miscela combustibile di benzina e aria entra nel gasdotto del motore a combustione interna. Lì è mescolato con i gas di scarico. Di conseguenza, si forma una sostanza ideale per l'accensione, che può essere compressa nel secondo atto.

La compressione si verifica quando il cilindro è completamente riempito con la miscela di lavoro. L'albero motore continua la sua rotazione e il pistone si sposta dal punto morto inferiore verso l'alto.

Attenzione! Al diminuire del volume, la temperatura della miscela all'interno del cilindro del motore a combustione interna aumenta.

Al terzo ciclo avviene l'espansione. Quando la compressione giunge alla sua logica conclusione, la candela genera una scintilla e si verifica l'accensione. In un motore diesel, le cose sono leggermente diverse.

In primo luogo, invece di una candela, viene installato un ugello speciale che inietta carburante nel sistema al terzo ciclo. In secondo luogo, l'aria viene pompata nel cilindro e non una miscela di gas.

Il principio di funzionamento di un motore a combustione interna diesel è interessante in quanto il carburante in esso contenuto si accende da solo. Ciò accade a causa di un aumento della temperatura dell'aria all'interno del cilindro. Un risultato simile può essere ottenuto grazie alla compressione, a seguito della quale la pressione aumenta e la temperatura aumenta.

Quando il carburante entra nel cilindro del motore a combustione interna attraverso l'ugello, la temperatura all'interno è così alta che l'accensione avviene da sola. Quando si utilizza la benzina, questo risultato non può essere raggiunto. Questo perché si accende molto di più alta temperatura.

Attenzione! Nel processo di movimento del pistone dalla microesplosione che si è verificata all'interno, la parte ICE fa uno scatto inverso e l'albero motore scorre.

L'ultima corsa in un motore a combustione interna a quattro tempi è chiamata aspirazione. Avviene al quarto mezzo giro. Il principio del suo funzionamento è abbastanza semplice. La valvola di scarico si apre e tutti i prodotti della combustione vi entrano, da dove entra nel gasdotto di scarico.

Prima di essere rilasciati nell'atmosfera, i gas di scarico da di solito passano attraverso un sistema di filtri. Ciò consente di ridurre al minimo i danni all'ambiente. Tuttavia, il design dei motori diesel è ancora molto più rispettoso dell'ambiente rispetto a quelli a benzina.

Dispositivi per aumentare le prestazioni dei motori a combustione interna

Dall'invenzione del primo motore a combustione interna, il sistema è stato costantemente migliorato. Se ricordiamo i primi motori delle auto di serie, potevano accelerare fino a un massimo di 50 miglia all'ora. Le moderne supercar superano facilmente la soglia dei 390 chilometri. Gli scienziati sono riusciti a ottenere tali risultati integrando sistemi aggiuntivi nel dispositivo del motore e alcuni cambiamenti strutturali.

Un grande aumento di potenza in una volta è stato dato dal meccanismo della valvola introdotto nel motore a combustione interna. Un altro passo nell'evoluzione è stata la posizione dell'albero a camme nella parte superiore della struttura. Ciò ha permesso di ridurre il numero di elementi mobili e aumentare la produttività.

Inoltre, l'utilità non può essere negata. sistema moderno accensione del motore. Fornisce la massima stabilità possibile. Innanzitutto, viene generata una carica che entra nel distributore e da essa a una delle candele.

Attenzione! Ovviamente non bisogna dimenticare il sistema di raffreddamento, costituito da un radiatore e una pompa. Grazie ad esso, è possibile prevenire il surriscaldamento tempestivo del dispositivo del motore a combustione interna.

Risultati

Come puoi vedere, il dispositivo del motore a combustione interna non è particolarmente difficile. Per capirlo, non ne occorre conoscenza speciale- basta un semplice desiderio. Tuttavia, la conoscenza dei principi di funzionamento del motore a combustione interna non sarà sicuramente superflua per ogni guidatore.

Tuttavia, il gas per l'illuminazione era adatto non solo per l'illuminazione.

Il merito di aver creato un motore a combustione interna di successo commerciale appartiene al meccanico belga Jean Étienne Lenoir. Mentre lavorava in un impianto di galvanica, Lenoir ebbe l'idea che la miscela aria-carburante in un motore a gas potesse essere accesa da una scintilla elettrica e decise di costruire un motore basato su questa idea. Dopo aver risolto i problemi sorti lungo il percorso (corsa stretta e surriscaldamento del pistone, con conseguente inceppamento), dopo aver pensato al sistema di raffreddamento e lubrificazione del motore, Lenoir ha creato un motore a combustione interna funzionante. Nel 1864 furono prodotti più di trecento di questi motori di varie capacità. Essendosi arricchita, Lenoir smise di lavorare per un ulteriore miglioramento della sua auto, e questo predeterminò il suo destino: fu costretta a uscire dal mercato da un motore più avanzato creato dall'inventore tedesco August Otto e che ricevette un brevetto per l'invenzione del suo gas modello di motore nel 1864.

Nel 1864, l'inventore tedesco Augusto Otto stipulò un accordo con il ricco ingegnere Langen per attuare la sua invenzione: fu creata la società "Otto and Company". Né Otto né Langen avevano una conoscenza sufficiente dell'ingegneria elettrica e abbandonarono l'accensione elettrica. Si sono accesi con una fiamma libera attraverso un tubo. Il cilindro del motore Otto, a differenza del motore Lenoir, era verticale. L'albero rotante è stato posizionato sopra il cilindro sul lato. Principio di funzionamento: un albero rotante sollevava il pistone di 1/10 dell'altezza del cilindro, per cui sotto il pistone si formava uno spazio rarefatto e veniva aspirata una miscela di aria e gas. La miscela si è quindi incendiata. Durante l'esplosione, la pressione sotto il pistone è aumentata a circa 4 atm. Sotto l'azione di questa pressione, il pistone si è alzato, il volume del gas è aumentato e la pressione è diminuita. Il pistone, prima sotto la pressione del gas, e poi per inerzia, si è alzato fino a creare il vuoto sotto di esso. Pertanto, l'energia del carburante bruciato è stata utilizzata nel motore con la massima completezza. Questa era la principale scoperta originale di Otto. La corsa verso il basso del pistone è iniziata sotto l'azione di pressione atmosferica, e dopo che la pressione nel cilindro ha raggiunto l'atmosfera, la valvola di scarico si è aperta e il pistone ha spostato i gas di scarico con la sua massa. A causa della più completa espansione dei prodotti della combustione, l'efficienza di questo motore era significativamente superiore all'efficienza del motore Lenoir e raggiungeva il 15%, ovvero superava l'efficienza dei migliori motori a vapore dell'epoca. Inoltre, i motori Otto erano quasi cinque volte più economici dei motori Lenoir, iniziarono immediatamente a essere utilizzati molto richiesto. Negli anni successivi ne furono prodotti circa cinquemila. Nonostante ciò, Otto ha lavorato duramente per migliorare il loro design. Presto fu utilizzato un ingranaggio a manovella. Tuttavia, la più significativa delle sue invenzioni risale al 1877, quando Otto ricevette un brevetto per un nuovo motore a quattro tempi. Questo ciclo è ancora alla base del funzionamento della maggior parte dei motori a gas e benzina fino ad oggi.

Tipi di motori a combustione interna

motore a pistoni

motore rotativo a combustione interna

Motore a combustione interna con turbina a gas

• Motori a pistoni: la camera di combustione è contenuta in un cilindro, dove l'energia termica del carburante viene convertita in energia meccanica, che viene convertita dal movimento traslatorio del pistone in movimento rotatorio mediante un meccanismo a manovella.

Gli ICE sono classificati:

a) Per scopo - sono divisi in trasporto, stazionario e speciale.

b) In base al tipo di carburante utilizzato: liquido leggero (benzina, gas), liquido pesante (gasolio, olio combustibile per uso marittimo).

c) Secondo il metodo di formazione di una miscela combustibile - esterna (carburatore, iniettore) e interna (nel cilindro del motore).

d) Secondo il metodo di accensione (con accensione forzata, con accensione spontanea, calorizzante).

e) Secondo la posizione dei cilindri, sono divisi in in linea, verticali, contrapposti con uno e due alberi a gomiti, a forma di V con superiore e posizione inferiore alberi a gomiti, a forma di VR ea forma di W, a stella a fila singola e doppia, a forma di H, a doppia fila con alberi a gomiti paralleli, "a doppia ventola", a forma di diamante, a tre travi e alcuni altri.

Benzina

Carburatore a benzina

Il ciclo di lavoro dei motori a combustione interna a quattro tempi richiede due giri completi della manovella, costituiti da quattro tempi separati:

1. assunzione,
2. compressione della carica,
3. corsa di lavoro e
4. rilascio (scarico).

Il cambio di cicli di lavoro è fornito da uno speciale meccanismo di distribuzione del gas, molto spesso è rappresentato da uno o due alberi a camme, un sistema di pulsanti e valvole che forniscono direttamente un cambio di fase. Alcuni motori a combustione interna hanno utilizzato a tale scopo manicotti di spola (Ricardo), dotati di luci di aspirazione e/o scarico. La comunicazione della cavità del cilindro con i collettori in questo caso è stata fornita dai movimenti radiali e rotazionali del manicotto della bobina, aprendo il canale desiderato con finestre. A causa delle peculiarità della dinamica dei gas: l'inerzia dei gas, il tempo di occorrenza del vento del gas, l'aspirazione, la corsa di potenza e le corse di scarico in un vero ciclo a quattro tempi si sovrappongono, questo è chiamato sovrapposizione fasatura valvole. Maggiore è la velocità di funzionamento del motore, maggiore è la sovrapposizione di fase e maggiore è, minore è la coppia del motore a combustione interna a basse velocità. Pertanto, i moderni motori a combustione interna utilizzano sempre più dispositivi che consentono di modificare la fasatura delle valvole durante il funzionamento. Particolarmente adatti a questo scopo sono i motori con comando ad elettrovalvola (BMW, Mazda). Sono disponibili anche motori a rapporto di compressione variabile (SAAB) per una maggiore flessibilità.

I motori a due tempi hanno molte opzioni di layout e un'ampia varietà di sistemi strutturali. Il principio di base di qualsiasi motore a due tempi è l'esecuzione da parte del pistone delle funzioni di un elemento di distribuzione del gas. Il ciclo di lavoro consiste, in senso stretto, di tre cicli: la corsa di lavoro, che dura dal punto morto superiore ( PMS) fino a 20-30 gradi dal punto morto inferiore ( NMT), spurgo, che di fatto combina aspirazione e scarico, e compressione, che dura dai 20-30 gradi dopo il PMI al PMS. Lo spurgo, dal punto di vista della gasdinamica, è l'anello debole del ciclo a due tempi. Da un lato, è impossibile garantire la completa separazione della carica fresca e dei gas di scarico, quindi, o la perdita della miscela fresca è inevitabile, volando letteralmente nel tubo di scarico (se il motore a combustione interna è un diesel, noi si parla di perdita d'aria), d'altra parte, la corsa di lavoro non dura metà del giro, ma meno, il che di per sé riduce l'efficienza. Allo stesso tempo, la durata dell'importantissimo processo di scambio gassoso, che in un motore a quattro tempi impiega metà del ciclo di lavoro, non può essere aumentata. I motori a due tempi potrebbero non avere affatto un sistema di distribuzione del gas. Tuttavia, se non si tratta di motori economici semplificati, un motore a due tempi è più complicato e costoso a causa dell'uso obbligatorio di un soffiatore o di un sistema di pressurizzazione, l'aumento dello stress termico del CPG richiede materiali più costosi per pistoni, anelli , canne cilindri. Lo svolgimento da parte del pistone delle funzioni dell'elemento di distribuzione del gas obbliga ad avere la sua altezza non inferiore alla corsa del pistone + l'altezza delle finestre di spurgo, il che è acritico in un ciclomotore, ma appesantisce notevolmente il pistone anche a potenze relativamente basse . Quando la potenza viene misurata in centinaia di cavalli, l'aumento della massa del pistone diventa un fattore molto serio. Introduzione di manicotti di distribuzione con tratto verticale nei motori Ricardo è stato un tentativo di rendere possibile la riduzione delle dimensioni e del peso del pistone. Il sistema si è rivelato complicato e costoso in esecuzione, ad eccezione dell'aviazione, tali motori non sono stati utilizzati da nessun'altra parte. Le valvole di scarico (con lavaggio delle valvole a flusso diretto) hanno una densità di calore doppia rispetto alle valvole di scarico dei motori a quattro tempi e condizioni peggiori per la dissipazione del calore e le loro selle hanno un contatto diretto più lungo con i gas di scarico.

Il più semplice in termini di ordine di funzionamento e il più complesso in termini di progettazione è il sistema Fairbanks-Morse, presentato in URSS e Russia, principalmente da locomotive diesel della serie D100. Tale motore è un sistema simmetrico a due alberi con pistoni divergenti, ciascuno dei quali è collegato al proprio albero motore. Pertanto, questo motore ha due alberi motore sincronizzati meccanicamente; quello collegato ai pistoni di scarico è in anticipo rispetto all'aspirazione di 20-30 gradi. Grazie a questo anticipo viene migliorata la qualità del lavaggio, che in questo caso è a flusso diretto, e viene migliorato il riempimento della bombola, in quanto le finestre di scarico sono già chiuse al termine del lavaggio. Negli anni '30 -'40 del XX secolo furono proposti schemi con coppie di pistoni divergenti: a forma di diamante, triangolari; C'erano motori diesel per aviazione con tre pistoni divergenti radialmente, di cui due erano di aspirazione e uno di scarico. Negli anni '20 Junkers propose un sistema monoalbero con lunghe bielle collegate alle dita dei pistoni superiori con appositi bilancieri; il pistone superiore trasmetteva le forze all'albero motore mediante una coppia di lunghe bielle, e c'erano tre alberi motore per cilindro. C'erano anche pistoni quadrati delle cavità di lavaggio sui bilancieri. I motori a due tempi con pistoni divergenti di qualsiasi sistema presentano, fondamentalmente, due inconvenienti: in primo luogo, sono molto complessi e grandi, e in secondo luogo, i pistoni di scarico e le maniche nell'area delle finestre di scarico hanno una tensione termica significativa e una tendenza surriscaldarsi. Anche le fasce elastiche dei pistoni di scarico sono sollecitate termicamente, soggette a coking e perdita di elasticità. Queste caratteristiche rendono la progettazione di tali motori un compito non banale.

I motori a flusso diretto con valvola di scarico sono dotati di un albero a camme e valvole di scarico. Ciò riduce significativamente i requisiti per i materiali e l'esecuzione del CPG. L'aspirazione avviene attraverso le finestre nella canna del cilindro, aperte dal pistone. Ecco come vengono assemblati i più moderni diesel a due tempi. L'area della finestra e il manicotto nella parte inferiore sono in molti casi raffreddati dall'aria di sovralimentazione.

Nei casi in cui uno dei requisiti principali per il motore è quello di ridurne il costo, vengono utilizzati tipi diversi spurgo finestra-finestra contorno camera manovella - anello, anello alternativo (deflettore) in varie modifiche. Per migliorare i parametri del motore, vengono utilizzate una varietà di tecniche di progettazione: una lunghezza variabile dei canali di aspirazione e scarico, il numero e la posizione dei canali di bypass possono variare, vengono utilizzate bobine, tagliatori di gas rotanti, manicotti e tende che cambiano il altezza delle finestre (e, di conseguenza, i momenti dell'inizio dell'aspirazione e dello scarico). La maggior parte di questi motori è passivamente raffreddata ad aria. I loro svantaggi sono la qualità relativamente bassa dello scambio di gas e la perdita della miscela combustibile durante lo spurgo; in presenza di più cilindri, le sezioni delle camere di manovella devono essere separate e sigillate, il design dell'albero motore diventa più complicato e più costoso.

Unità aggiuntive richieste per i motori a combustione interna

Lo svantaggio di un motore a combustione interna è che sviluppa la massima potenza solo in una gamma di regimi ristretta. Pertanto, un attributo essenziale di un motore a combustione interna è una trasmissione. Solo in alcuni casi (ad esempio negli aeroplani) è possibile rinunciare a una trasmissione complessa. L'idea di un'auto ibrida sta gradualmente conquistando il mondo, in cui il motore funziona sempre nella modalità ottimale.

Inoltre, un motore a combustione interna necessita di un sistema di alimentazione (per fornire carburante e aria - preparare una miscela aria-carburante), un sistema di scarico (per i gas di scarico) e un sistema di lubrificazione (progettato per ridurre le forze di attrito nei meccanismi del motore, proteggere parti del motore dalla corrosione, nonché insieme al sistema di raffreddamento per mantenere condizioni termiche ottimali), sistemi di raffreddamento (per mantenere condizioni termiche ottimali del motore), sistema di avviamento (vengono utilizzati metodi di avviamento: avviamento elettrico, con l'ausilio di un ausiliario motore di avviamento, pneumatico, con l'aiuto della forza muscolare umana ), sistema di accensione (per accendere la miscela aria-carburante, utilizzato nei motori ad accensione comandata).

Guarda anche

• Philippe Lebon - Ingegnere francese che ha ricevuto un brevetto nel 1801 per un motore a combustione interna che comprime una miscela di gas e aria.
• Motore rotativo: design e classificazione
• Motore a pistoni rotanti (motore Wankel)

Appunti

Collegamenti

• Ben Knight "Aumentare il chilometraggio" //Articolo sulle tecnologie che riducono il consumo di carburante dei motori a combustione interna per autoveicoli

Prima di considerare la questione come funziona il motore di un'auto, è necessario almeno in termini generali comprenderne la struttura. In ogni auto è installato un motore a combustione interna, il cui funzionamento si basa sulla conversione dell'energia termica in energia meccanica. Approfondiamo questo meccanismo.

Come funziona il motore di un'auto: studiamo il diagramma del dispositivo

Il classico dispositivo del motore comprende un cilindro e un basamento, chiusi nella parte inferiore da una coppa. All'interno del cilindro si trovano vari anelli, che si muovono in una certa sequenza. Ha la forma di un bicchiere, nella sua parte superiore c'è un fondo. Per capire finalmente come funziona il motore di un'auto, devi sapere che il pistone è collegato all'albero motore con l'aiuto di uno spinotto e di una biella.

Per una rotazione regolare e morbida, vengono utilizzati cuscinetti principali e di biella, che svolgono il ruolo di cuscinetti. La composizione dell'albero motore comprende le guance, nonché i perni principali e di biella. Tutte queste parti, assemblate insieme, sono chiamate meccanismo a manovella, che converte il movimento alternativo del pistone in rotazione circolare.

Parte in alto Il cilindro è chiuso dalla testata, dove si trovano le valvole di aspirazione e scarico. Si aprono e si chiudono in base al movimento del pistone e al movimento dell'albero motore. Per capire con precisione come funziona il motore di un'auto, i video nella nostra libreria dovrebbero essere studiati in modo tanto dettagliato quanto l'articolo. Nel frattempo, cercheremo di esprimere a parole il suo effetto.

Come funziona il motore di un'auto - brevemente su processi complessi

Quindi, il limite del movimento del pistone ha due posizioni estreme: punti morti superiore e inferiore. Nel primo caso, il pistone si trova alla massima distanza dall'albero motore e la seconda opzione è la distanza minima tra il pistone e l'albero motore. Per garantire che il pistone passi attraverso i punti morti senza fermarsi, viene utilizzato un volano realizzato a forma di disco.

Un parametro importante per i motori a combustione interna è il rapporto di compressione, che influisce direttamente sulla sua potenza ed efficienza.

Per comprendere correttamente il principio di funzionamento del motore di un'auto, è necessario sapere che si basa sull'utilizzo del lavoro dei gas espansi durante il processo di riscaldamento, a seguito del quale il pistone si sposta tra i punti morti superiore e inferiore. Quando il pistone è nella posizione superiore, la combustione del carburante entra nel cilindro e si mescola con l'aria. Di conseguenza, la temperatura dei gas e la loro pressione aumentano in modo significativo.

I gas sì lavoro utile, a causa della quale il pistone si abbassa. Inoltre, attraverso il meccanismo a manovella, l'azione viene trasmessa alla trasmissione e quindi alle ruote dell'auto. I prodotti di scarto vengono rimossi dal cilindro attraverso il sistema di scarico e al loro posto viene fornita una nuova porzione di carburante. L'intero processo, dall'iniezione del carburante ai gas di scarico, è chiamato ciclo di lavoro del motore.

Il principio di funzionamento del motore di un'auto: differenze nei modelli

Esistono diversi tipi principali di motori a combustione interna. Il più semplice è un motore in linea. Disposti in una fila, costituiscono un certo volume di lavoro nel suo insieme. Ma gradualmente, alcuni produttori sono passati da questa tecnologia di produzione a una versione più compatta.

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