Zweck und Einrichtung des Verbrennungsmotors

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-02-19 13:33

Seit mehr als hundert Jahren werden Verbrennungsmotoren als Antriebsaggregate für die meisten Maschinen und Mechanismen verwendet. Anfang des 20. Jahrhunderts lösten sie die Dampfmaschine mit äußerer Verbrennung ab. Der Verbrennungsmotor ist heute unter anderen Motoren der sparsamste und effizienteste. Schauen wir uns das Gerät des Verbrennungsmotors an.

Schöpfungsgeschichte

Die Geschichte dieser Einheiten begann vor etwa 300 Jahren. Damals entwickelte Leonardo Da Vinci die erste Zeichnung eines primitiven Motors. Die Entwicklung dieses Aggregats gab Impulse für die Montage, Erprobung und kontinuierliche Verbesserung des Verbrennungsmotors.

Im Jahr 1861 schufen sie nach den Zeichnungen, die Da Vinci der Welt hinterließ, den ersten Zweitaktmotor. Zu dieser Zeit dachte niemand, dass alle Autos und andere Geräte mit solchen Einrichtungen ausgestattet werden würden, obwohl damals Dampfmaschinen für Eisenbahngeräte verwendet wurden.

Der erste, der Verbrennungsmotoren in Autos einsetzte,war Henry Ford. Er war der erste, der ein Buch über die Konstruktion und Funktionsweise des Verbrennungsmotors schrieb. Ford hat als erster die Effizienz dieser Motoren berechnet.

Klassifizierung von Verbrennungsmotoren

Im Laufe der Entwicklung wurde das Gerät des Verbrennungsmotors immer komplizierter. Sein Zweck blieb jedoch derselbe. Es gibt mehrere Haupttypen von Verbrennungsmotoren, die heute am effizientesten sind.

Erster in puncto Effizienz und Wirtschaftlichkeit - Hubkolbeneinheiten. In diesen Einheiten wird die aus der Verbrennung des Kraftstoffgemisches erzeugte Energie durch ein System aus Pleuelstangen und einer Kurbelwelle in Bewegung umgewandelt.

Die allgemeine Anordnung eines Vergaser-Verbrennungsmotors unterscheidet sich nicht von anderen Motoren. Das brennbare Gemisch wird jedoch direkt im Vergaser hergestellt. Die Einspritzung erfolgt in einen gemeinsamen Verteiler, von wo aus das Gemisch unter dem Einfluss eines Vakuums in die Zylinder eintritt, wo es dann durch eine elektrische Entladung an einer Kerze aufleuchtet.

Ein Einspritzmotor unterscheidet sich von einem Vergasermotor dadurch, dass der Kraftstoff jedem Zylinder direkt durch separate Düsen zugeführt wird. Nachdem das Benzin mit Luft vermischt wurde, wird der Kraftstoff durch den Funken einer Kerze entzündet.

Dieselmotoren unterscheiden sich von Benzinmotoren. Betrachten Sie kurz die Vorrichtung eines Diesel-Verbrennungsmotors. Es werden keine Kerzen zum Zünden verwendet. Dieser Kraftstoff entzündet sich unter hohem Druck. Dadurch erwärmt sich der Dieselmotor. Die Temperatur ist höher als die Verbrennungstemperatur. Die Injektion erfolgt über Düsen.

Rotorkolbenmotoren gehören ebenfalls zu den Verbrennungsmotoren. In diesen Einheiten wird thermische Energie abDie Kraftstoffverbrennung beeinflusst den Rotor. Es hat eine besondere Form und ein besonderes Profil. Die Flugbahn der Rotorbewegung ist planetarisch (das Element befindet sich in einer speziellen Kammer). Der Rotor erfüllt gleichzeitig eine Vielzahl von Funktionen - dies ist die Gasverteilung, die Funktion der Kurbelwelle und des Kolbens.

Es gibt auch Gasturbinen-Verbrennungsmotoren. In diesen Einheiten wird thermische Energie durch einen Rotor mit keilförmigen Schaufeln umgewandelt. Diese Mechanismen bringen dann die Turbine zum Drehen.

Kolbenmotoren gelten als die zuverlässigsten, wartungsärmsten und sparsamsten. Rotierende werden in der Massenautomobiltechnik praktisch nicht verwendet. Jetzt produziert nur der japanische Mazda Modelle von Autos, die mit Rotationskolbenmotoren ausgestattet sind. Erfahrene Autos mit Gasturbinenmotoren wurden in den 60er Jahren von Chrysler hergestellt, und danach kehrte kein einziger Autohersteller zu diesen Installationen zurück. In der Sowjetunion wurden einige Modelle von Panzern und Landungsschiffen für kurze Zeit mit Gasturbinentriebwerken ausgestattet. Aber dann wurde beschlossen, solche Kraftwerke aufzugeben. Deshalb ziehen wir das Gerät des Verbrennungsmotors in Betracht - sie sind die beliebtesten und effizientesten.

ICE-Gerät

Im Motorgehäuse sind mehrere Systeme zusammengefasst. Dies ist der Zylinderblock, in dem sich die eigentlichen Brennräume befinden. In letzterem verbrennt das Kraftstoffgemisch. Außerdem besteht der Motor aus einem Kurbelmechanismus, der dafür ausgelegt ist, die Energie der Kolben in eine Drehung der Kurbelwelle umzuwandeln. Im KrafthausDie Einheit hat auch einen Gasverteilungsmechanismus. Seine Aufgabe ist es, das rechtzeitige Öffnen und Schließen der Ein- und Auslassventile sicherzustellen. Ohne Einspritzung, Zündung und Abgasanlage kann der Motor nicht laufen.

Beim Starten des Triebwerks wird den Zylindern über die geöffneten Einlassventile ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft zugeführt. Es wird dann durch eine elektrische Entladung an der Zündkerze gezündet. Wenn sich das Gemisch entzündet und die Gase sich auszudehnen beginnen, steigt der Druck auf den Kolben. Letztere werden in Bewegung gesetzt und bringen die Kurbelwelle zum Drehen.

Die Konstruktion und der Betrieb des Verbrennungsmotors sind so, dass der Motor in bestimmten Zyklen läuft. Diese Zyklen werden ständig mit hoher Frequenz wiederholt. Dadurch wird eine kontinuierliche Rotation der Kurbelwelle gewährleistet.

Das Funktionsprinzip von Zweitakt-Verbrennungsmotoren

Wenn der Motor anspringt, beginnt sich der Kolben, der durch die Drehung der Kurbelwelle angetrieben wird, zu bewegen. Wenn es seinen niedrigsten Punkt erreicht und beginnt, sich nach oben zu bewegen, wird dem Zylinder Kraftstoff zugeführt.

Beim Hochfahren komprimiert der Kolben das Gemisch. Beim Erreichen des oberen Totpunkts entzündet die Zündkerze das Gemisch durch eine elektrische Entladung. Die Gase dehnen sich sofort aus und drücken den Kolben nach unten.

Dann öffnet sich das Auslassventil des Zylinders und die Verbrennungsprodukte verlassen die Zylinder in das Abgassystem. Wenn der Kolben dann wieder den unteren Punkt erreicht, beginnt er sich nach oben zu bewegen. Die Kurbelwelle macht eine Umdrehung.

Wenn das Neue beginntKolbenbewegung öffnen die Einlassventile wieder und das Kraftstoffgemisch wird zugeführt. Es nimmt das gesamte Volumen ein, das die Verbrennungsprodukte eingenommen haben, und der Zyklus wiederholt sich erneut. Da die Kolben in solchen Motoren nur in zwei Zyklen arbeiten, werden im Gegensatz zu einem Viertakt-Verbrennungsmotor weniger Bewegungen ausgeführt. Reduzierte Reibungsverluste. Aber diese Motoren werden heißer.

Bei Zweitaktmotoren spielt der Kolben auch die Rolle eines Gasverteilungsmechanismus. Während der Bewegung öffnen und schließen sich Öffnungen für den Einlass des Kraftstoffgemisches und die Freisetzung von Abgasen. Der schlechteste Ladungswechsel im Vergleich zu Viertaktmotoren ist der Hauptnachteil solcher Motoren. Zum Zeitpunkt der Abgase geht die Leistung erheblich verloren.

Derzeit werden Zweitaktmotoren in Mopeds, Motorrollern, Booten, Benzinsägen und anderen Fahrzeugen mit geringer Leistung verwendet.

Viertakt

Das Gerät dieser Art von Verbrennungsmotor unterscheidet sich geringfügig von einem Zweitaktmotor. Auch das Funktionsprinzip ist etwas anders. Es gibt vier Hübe pro Kurbelwellenumdrehung.

Der erste Schritt ist die Zufuhr eines brennbaren Gemisches zum Motorzylinder. Der Motor saugt unter Vakuumeinfluss die Mischung in den Zylinder. Der Kolben im Zylinder geht in diesem Moment nach unten. Das Einlassventil ist geöffnet und das zerstäubte Benzin und die Luft treten in die Brennkammer ein.

Als nächstes kommt der Kompressionshub. Das Einlassventil schließt und der Kolben bewegt sich nach oben. In diesem Fall wird das Gemisch im Zylinder erheblich komprimiert. Aufgrund des Drucks wird die Mischungwärmt auf. Druck erhöht die Konzentration.

Es folgt der dritte Arbeitsgang. Wenn der Kolben fast seine obere Position erreicht, wird das Zündsystem aktiviert. Ein Funke springt auf die Kerze, und die Mischung entzündet sich. Aufgrund der schlagartigen Ausdehnung der Gase und der Ausbreitung der Explosionsenergie bewegt sich der Kolben unter Druck nach unten. Dieser Zyklus im Betrieb eines Viertaktmotors ist der Hauptzyklus. Die anderen drei Maßnahmen wirken sich nicht auf die Erstellung des Werkes aus und sind unterstützend.

Im vierten Zyklus beginnt die Release-Phase. Wenn der Kolben den Boden des Brennraums erreicht, öffnet das Auslassventil und die Abgase treten zuerst in die Abgasanlage und dann in die Atmosphäre aus.

Hier ist die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des Viertakt-Verbrennungsmotors, der unter den Motorhauben der meisten Autos eingebaut ist.

Hilfssysteme

Wir haben das Gerät des Verbrennungsmotors untersucht. Aber jeder Motor könnte nicht funktionieren, wenn er nicht mit zusätzlichen Systemen ausgestattet wäre. Wir werden weiter unten darüber sprechen.

Zündung

Diese Anlage ist Teil der elektrischen Ausrüstung. Es soll Funken bilden, die das Kraftstoffgemisch entzünden.

Das System umfasst eine Batterie und einen Generator, ein Zündschloss, eine Spule und ein spezielles Gerät - einen Zündverteiler.

Ansaugsystem

Es ist notwendig, damit der Motor ohne Unterbrechungen einfahren kannLuft. Sauerstoff wird benötigt, um die Mischung zu bilden. Benzin selbst brennt nicht. Es ist zu beachten, dass bei Vergasern der Einlass nur ein Filter und Luftkanäle sind. Das Ansaugsystem moderner Autos ist komplexer. Es umfasst einen Lufteinlass in Form von Rohren, einen Filter, eine Drosselklappe und einen Ansaugkrümmer.

Energiesystem

Aus dem Prinzip des Verbrennungsmotors wissen wir, dass der Motor etwas verbrennen muss. Es ist Benzin oder Dieselkraftstoff. Das Antriebssystem sorgt für die Kraftstoffversorgung während des Motorbetriebs.

Dieses System besteht im primitivsten Fall aus einem Tank sowie einer Kraftstoffleitung, einem Filter und einer Pumpe, die den Vergaser mit Kraftstoff versorgen. Bei Autos mit Einspritzung wird das Antriebssystem von der ECU gesteuert.

Schmiersystem

Das Schmiersystem umfasst eine Ölpumpe, einen Ölsumpf und einen Ölfilter. Diesel- und leistungsstarke Benzinaggregate verfügen außerdem über einen Kühler zur Reinigung des Schmiermittels. Die Pumpe wird von der Kurbelwelle angetrieben.

Schlussfolgerung

Das ist ein Verbrennungsmotor. Wir haben das Gerät und das Funktionsprinzip untersucht, und jetzt ist klar, wie ein Auto, eine Kettensäge oder ein Dieselgenerator funktioniert.