מהו מנוע בעירה פנימית במכונית?

2024 מְחַבֵּר: Erin Ralphs | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-19 16:07

מנוע הבעירה הפנימית במכוניות הוא המרכיב החשוב ביותר. אם מנוע הבעירה הפנימית לא היה מומצא, סביר להניח שתעשיית הרכב הייתה עוצרת ליד ההגה ולא מתפתחת הלאה לממדים מודרניים. המנוע עשה מהפכה של ממש. בואו נדבר על מה זה מנוע בעירה פנימית, על ההיסטוריה שלו, המכשיר ועקרון הפעולה שלו.

הניסיונות הראשונים ליצור יחידה הדומה למנוע בעירה פנימית החלו במאה ה-18. ממציאים רבים מכל העולם מנסים במשך זמן רב ליצור מנגנון שבו ניתן להמיר אנרגיה משריפת דלק לאנרגיה מכנית.

מנוע ראשון

האחים ניפס מצרפת היו הראשונים שחשבו מהו מנוע בעירה פנימית וכיצד בונים אותו. הם המציאו והרכיבו מכשיר שהם כינו פיראוופור. הדלק במנוע הזה היה אבק פחם, אבל עם כל היעילות שלו, מנגנון זה לא זכה להכרה רבה במדע ונשאר רק בצורה של שרטוטים. ל"פיראופורוס" היה עיצוב מאוד לא מושלם. הואמאופיין בטמפרטורות עבודה גבוהות וצריכת דלק עצומה עם יעילות נמוכה יחסית. כמו כן, יחידה זו צרכה הרבה שמן. אבל גם אז, המנוע הזה הותקן על כלי הרכב התלת-גלגליים הראשונים, שעדיין לא מושלמים.

ניסיון שני

בשנת 1864, זיגפריד מרקוס, שעסק בהמצאות שונות, הראה לעולם את מנוע הקרבורטור חד-צילינדר הראשון.

הוא הופעל על ידי אנרגיית הבעירה של מוצרי נפט. ICE זה היה מסוגל להגיע למהירות משמעותית אז של 10 מייל לשעה.

מנוע כפול צילינדר ברייטון

בשנת 1873, המהנדס ג'ורג' ברייטון, בהתבסס על פיתוחים קיימים, יצר מנוע בעירה פנימית דו-צילינדרית. בהתחלה המנוע פעל על נפט, ואז הוא הועבר לבנזין. בין החסרונות של מכשיר זה, צוינו גדלים גדולים מדי.

מנוע אוטו

בשנת 1876 נעשה צעד גדול בהיסטוריה של מנוע הבעירה הפנימית. ניקולס אוטו הצליח ליצור יחידה מורכבת מבחינה טכנית שהמירה בצורה היעילה ביותר את אנרגיית הבעירה של מוצרי נפט לאנרגיה מכנית. בשנת 1883, המהנדס הצרפתי דלאמאר יצר מנוע שיכול להשתמש בגז טבעי כדלק. אולם גם המצאה זו לא מצאה מענה וקיימת רק על נייר בצורת ציורים.

שם גדול בהיסטוריית הרכב

בשנת 1815, גוטליב דיימלר חשב מהו מנוע בעירה פנימית וכיצד ניתן להשתמש בו. הוא לא רק יצר מנוע יעיל, אלא הקים ייצוראב טיפוס של יחידה מודרנית עם סידור אנכי של צילינדרים והזרקת קרבורטור.

זה היה המנגנון הקומפקטי הראשון באותה תקופה, שתרם אז לפיתוח תעשיית הרכב.

הגדרות כלליות של ICE

כנראה שכולם יודעים מה זה מנוע בעירה פנימית במכונית. אבל המאפיין העיקרי של כל מנגנון בעירה פנימית הוא שתערובת הדלק נדלקת ישירות בתא העבודה, ולא בשום מדיה חיצונית.במהלך פעולת המנוע משתחררת אנרגיה כימית ותרמית, המומרת לאנרגיה מכנית. על מה זה מנוע בעירה פנימית, מדברים בקורס פיזיקה בבית הספר, ועיקרון הפעולה מבוסס על השפעת ההתפשטות התרמית של גזים הנוצרים במהלך בעירה של תערובת בעירה בלחץ בתא בעירה.

סוגי מנועי בעירה פנימית

אפשר להבחין במנועי בעירה פנימית של בוכנה. הם הכי יעילים. זה יאושר על ידי אדם שיש לו את הכישורים לתחזק ולתקן מנועים - נהג מנוע בעירה פנימית. מה זה? ההתקן של מנוע זה הוא כדלקמן: תא הבעירה ממוקם בתוך הגליל, האנרגיה התרמית מומרת לאנרגיה מכנית באמצעות מנגנון ארכובה מוט חיבור-בוכנה, האנרגיה מועברת לגל הארכובה.

ישנם מספר סוגים של מנועי בוכנה. ראשית, נציין את מנועי הבעירה הפנימית של הקרבורטור. כאן מכינים את תערובת הדלק בקרבורטור ואז מוזרקת לתא הבעירה על ידי ניצוץ חשמלי. זו הזדמנות טובה ללמוד מהו מנוע בעירה פנימית במכונית. מַזרֵקהמנוע מספק את התערובת ישירות לסעפת היניקה באמצעות חרירים מיוחדים. כל התהליכים במנוע כזה נשלטים על ידי אלקטרוניקה. ההצתה מגיעה מנר.

יש גם יחידות דיזל. מי שלא ידע מהו מנוע בעירה פנימית במכונית כדאי שיכיר את סוג המנוע הזה ביתר פירוט. כאן תערובת הדלק נדלקת ללא שימוש בנרות. הוא מתלקח עקב דחיסה של אוויר, שכתוצאה מכך מחומם לטמפרטורות העולות על ערכי הבעירה של התערובת. הדלק מוזרק באמצעות מזרקים מיוחדים.

מנוע רוטור-בוכנה הוא יחידה מעניינת למדי. מהו מנוע בעירה פנימית במכונית מסוג זה? עכשיו מכשיר כזה הוא די נדיר. במנגנון זה, אנרגיה תרמית מבעירה מומרת לאנרגיה מכנית בעזרת גזי עבודה המסובבים את הרוטור בתא העבודה. למנגנון צורה, פרופיל מיוחד והוא נע לאורך מסלול "פלנטרי" ישירות בתוך תא העבודה. לזה האחרון יש גם תצורה מיוחדת - "8", ותפקידיו הם תזמון, קבוצת בוכנה וגל ארכובה. עכשיו כולם יודעים מה זה מנוע בעירה פנימית במכונית כמעט ולא נעשה בו שימוש.

יש גם מנועי טורבינת גז. כאן, אנרגיה מומרת לאנרגיה מכנית על ידי סיבוב הרוטור, מה שגורם לציר הטורבינה לנוע. במהלך שיפורים וניסויים, מדענים ומהנדסים מכל העולם קבעו שהכי יעיל, אמין, לא יומרני וגם חסכוני מבחינת דלק ושמן הוא מנוע בעירה פנימית בוכנה.

מינים אחריםמנועים, למעט הבוכנה, נשארו רחוק בהיסטוריה. בהתחשב בשאלה מהו מנוע בעירה פנימית במכונית, ראוי לציין שרק קונצרן מאזדה מייצר כיום מנוע בוכנה סיבובית. קרייזלר הרכיבה כמה מנועי גז-טורבו, אבל זה היה לפני זמן רב, ואף אחד מיצרני הרכב הרציניים לא העריך את היחידות הללו. בברית המועצות, מנועי טורבינת גז שימשו בכמה טנקים וספינות מלחמה. עם זאת, אז הטכנולוגיה נזנחה לחלוטין.

איך פועל מנוע בעירה פנימית

למי שלא יודע מהו מנוע בעירה פנימית, בואו נבחן את המכשיר של המנגנון הזה. מספר רכיבים חשובים משולבים בבית המנוע בבת אחת. זהו בלוק צילינדר - תערובת של בנזין ואוויר מתלקחת בפנים, ואז הגזים גורמים לבוכנות לנוע. קבוצת הארכובה מעבירה אנרגיה לגל הארכובה.

מנגנון התזמון משמש כדי להבטיח פתיחה או סגירה של שסתומי היניקה והפליטה בזמן הנכון. זה נחוץ על מנת להכניס את התערובת לתוך הצילינדרים ולשחרר את גזי הפליטה. מנוע הבעירה הפנימית מצויד גם במערכת לאספקת דלק, הצתת התערובת וסילוק גזי פליטה.

עקרון הפעולה של מנוע הבעירה הפנימית

כל מי שעורם עם מכונית חייב לדעת מה זה מנוע בעירה פנימית ואיך הוא עובד. כאשר בעל המכונית מסובב את המפתח בהצתה, המתנע מסובב את גל הארכובה. הבוכנה מונעת על ידי גל הארכובה. כאשר הוא מגיע למיקום התחתון שלו, הוא עובר ל-TDC. ואז תערובת של דלק ואוויר מוזנת לתוך תא הבעירה. מתיהבוכנה נעה למעלה, התערובת נדחסת. ברגע שהוא מגיע למצב הקיצוני העליון שלו, הניצוץ שנוצר מהנרות ידליק את התערובת הדליקה. מתרחש פיצוץ, והגזים המשתחררים דוחפים את הבוכנה בחזרה למטה בכוח רב. בשלב זה, שסתום הפליטה ייפתח. דרכו יוצאים גזי פליטה חמים מהגליל לאטמוספירה. כאשר הבוכנה תעבור שוב את מרכז המתים התחתון, היא שוב תלך למעלה. במהלך הזמן הזה, גל הארכובה יבצע מהפכה אחת.

כאשר הבוכנה מתחילה תנועה חדשה, שסתום היניקה ייפתח ויכניס את החלק הבא של התערובת הדליקה לתוך הצילינדר. האחרון יתפוס את כל נפח גזי הפליטה. כל התהליך המתואר לעיל יתחיל שוב. מכיוון שעבודת הבוכנה במנועים פרימיטיביים אלו מוגבלת לשתי פעימות בלבד, היא מבצעת פחות תנועות מאשר מנוע ארבע פעימות. גם הפסדי אנרגיית החיכוך מופחתים. אבל במהלך הפעולה נוצר חום רב, ומנועים כאלה מתחממים יותר.

חייב להשתמש בשמן מנוע. מה זה? זהו נוזל שמן מיוחד העשוי מפחמימנים המפחית חיכוך במשטחים. במנוע שתי פעימות, הבוכנה פועלת גם כמנגנון תזמון, פתיחה וסגירה של שסתומים. החיסרון העיקרי של מערכת זו הוא החלפת גז לא יעילה בהשוואה ליחידת ארבע פעימות.

מסקנה

זה מה זה מנוע בעירה פנימית במכונית. זה המנגנון שמניע מכונית כבדה. היום זה מובן מאליו, אבל פעם מנוע הבעירה הפנימית נחשב לגדול ביותרפריצת דרך.