מנוע בנזין: עקרון הפעולה, מכשיר ותמונה

2024 מְחַבֵּר: Erin Ralphs | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-19 16:08

מנועי בנזין הם אחד מהמנועים הנפוצים ביותר מבין כל האחרים המותקנים על מכוניות. למרות העובדה שיחידת כוח מודרנית מורכבת מחלקים רבים, עקרון הפעולה של מנוע בנזין הוא פשוט מאוד. במסגרת המאמר נכיר את המכשיר ואת עקרון הפעולה של מנוע הבעירה הפנימית

Device

מנועי בנזין מסווגים כמנועי בעירה פנימית. בתוך תאי הבעירה, תערובת הדלק-אוויר הדחוסה מראש נדלקת באמצעות ניצוץ. המצערת משמשת לשליטה בעוצמת המנוע. זה מאפשר לך להתאים את כמות האוויר הנכנסת לתא הבעירה.

בואו נסתכל מקרוב על המבנה של כל המרכיבים העיקריים של כל מנוע בעירה פנימית. כל יחידת כוח מורכבת מבלוק צילינדר, מנגנון ארכובה, חלקים מקבוצת צילינדר-בוכנה, מנגנון חלוקת גז, מערכת שימון וקירור ומערכת חשמל.כמו כן, המנוע לא יוכל לעבוד ללא ציוד חשמלי. כל המערכות והרכיבים הללו מקיימים אינטראקציה זה עם זה במהלך פעולת המנוע.

בלוק צילינדר מנוע

בלוק הצילינדר הוא החלק העיקרי של כל מנוע. זהו ברזל יצוק או אלומיניום יצוק מקשה אחת. לבלוק יש צילינדרים ומסה של חורי הברגה שונים להרכבת אביזרים וציוד אחר. לאלמנט יש מישורים מעובדים להרכבת ראש הצילינדר וחלקים אחרים.

עיצוב הבלוק תלוי מאוד במספר הצילינדרים, מיקום תאי הבעירה ושיטת הקירור. בבלוק אחד ניתן לשלב בין 1 ל-16 צילינדרים. יחד עם זאת, בלוקים שבהם מספר הצילינדרים הוא אי זוגי נפוצים פחות. מבין הדגמים המיוצרים כעת, ניתן למצוא מנועי בעירה פנימית 3 צילינדרים. לרוב הבלוקים יש 2, 4, 8, 12 ולפעמים אפילו 16 צילינדרים.

מנועים עם מספר צילינדרים מ-1 עד 4 שונים בסידור תאי הבעירה בשורה. הם נקראים מנועים מקוונים. אם יש יותר צילינדרים, אז הם ממוקמים בבלוק בשתי שורות בזווית מסוימת. זה איפשר להקטין את הממדים הכוללים, אבל הטכנולוגיה לייצור בלוקים כאלה מסובכת יותר.

ניתן להבחין בסוג אחד נוסף של בלוקים. בהם, תאי הבעירה ממוקמים בשתי שורות בזווית של 180 מעלות. אלו הם מה שנקרא מנועי בוקסר. עקרון הפעולה של מנוע בנזין מסוג זה אינו שונה ממנועי בעירה פנימית מסורתיים. הם נמצאים לעתים קרובות יותר על אופנועים, אבל יש גם מכוניות המצוידות בהם.

באשר לקירור, אתה יכוללהבחין בין שני סוגי מערכות. זהו קירור נוזל ואוויר. תכונות העיצוב של בלוק הצילינדר תלויות באיזו מערכת קירור נבחרת. יחידה מקוררת אוויר היא הרבה יותר פשוטה מיחידה מקוררת מים. תאי הבעירה במקרה זה אינם שייכים לבלוק.

יחידה מקוררת נוזל היא הרבה יותר מסובכת. העיצוב כבר כולל תאי בעירה. מעיל קירור מונח על בלוק המתכת של הצילינדרים, שבתוכו נאלץ נוזל קירור להסתובב, המשמש להסרת חום מחלקים. הבלוק ומעיל הקירור במנוע הבעירה הפנימית הם אחד.

החלק העליון של בלוק הצילינדר מכוסה בראש. הוא יוצר חלל סגור שבו מתרחש תהליך שריפת הדלק. ראש הצילינדר עשוי להיות בעל עיצוב פשוט או מורכב יותר.

מנגנון ארכובה

מכלול זה, שהוא גם חלק בלתי נפרד מהמנוע, הכרחי כדי להמיר את התנועות ההדדיות של הבוכנות לתנועות סיבוביות של גל הארכובה. החלק העיקרי כאן הוא גל הארכובה. הוא מחובר בצורה נעה לבלוק המנוע. בשל ניידות זו, הפיר יכול להסתובב סביב צירו.

גלגל תנופה מחובר לקצה אחד של גל הארכובה. זה הכרחי על מנת להעביר מומנט מגל הארכובה לתיבת ההילוכים. עקרון הפעולה של מנוע בנזין ארבע פעימות מספק שתי סיבובים של גל הארכובה למשך חצי סיבוב אחד עם שימושיעֲבוֹדָה. המחזורים הנותרים דורשים פעולה הפוכה - זה מה שגלגל התנופה מספק. מכיוון שיש לו משקל די גדול, כאשר הוא מסובב עקב אנרגיה קינטית, הוא מסובב את גל הארכובה בשלבי מחזורי ההכנה.

יש גלגל שיניים מיוחד סביב היקף גלגל התנופה. בעזרת צומת זה, אתה יכול להפעיל את המנוע עם מתנע. בצד השני של גל הארכובה יש גיר משאבת שמן וגיר תזמון. גם בצד ההפוך יש אוגן עליו מחוברת הגלגלת.

ההרכבה כוללת גם מוטות חיבור. הם מאפשרים לך להעביר כוח מהבוכנות לגל הארכובה ולהיפך. מוטות החיבור גם מקובעים בצורה נעה לגל הארכובה. אין מגע ישיר בין המשטחים של בלוק הצילינדר, גל הארכובה והמוטות המחברים - חלקים אלו פועלים דרך מיסבים פשוטים.

חלק של צילינדר-בוכנה

חלק זה הוא צילינדרים או ספינות, בוכנות, טבעות בוכנה וסיכות. על הפרטים הללו מבוסס עקרון הפעולה של מנוע בנזין. כאן מתבצעת כל העבודה. דלק נשרף בצילינדרים, והאנרגיה המשתחררת מומרת לסיבוב של גל הארכובה. בעירה מתרחשת בתוך הצילינדרים, שנסגרים מצד אחד על ידי ראש הצילינדר, ומצד שני - על ידי בוכנות. הבוכנה נעה בחופשיות בתוך הגליל.

עקרון הפעולה של מנוע בנזין מבוסס לא רק על שריפה של דלק, אלא גם על דחיסה של תערובת האוויר והדלק. כדי להבטיח זאת, יש צורך בחוזקה. זה מסופק על ידי טבעות בוכנה. האחרונים מונעים מתערובת הדלק ומוצרי הבעירה להיכנס בין הבוכנה לצילינדר.

GRM (מנגנון הפצת גז)

הפונקציה העיקרית של מנגנון זה היא אספקה בזמן של תערובת הדלק או הדלק לצילינדרים. יש צורך גם בתזמון כדי להסיר גזי פליטה.

רצועת טיימינג דו-פעימות

אם ניקח בחשבון את עקרון הפעולה של מנוע בנזין שתי פעימות, אז אין בו מנגנון תזמון ככזה. כאן, הזרקת תערובת הדלק ושחרור גזי הפליטה מתבצעים דרך חלונות טכנולוגיים בצילינדר. ישנם שלושה חלונות - כניסה, יציאה, עוקף.

כשהבוכנה זזה, היא פותחת או סוגרת חלון זה או אחר. הצילינדר מלא בדלק, גזים נפלטים גם. עם מנגנון חלוקת גז כזה, אין צורך בחלקים נוספים. לכן, ראש הצילינדר במנועי שתי פעימות הוא פשוט. הפונקציות שלו הן רק כדי להבטיח אטימות מקסימלית.

רצועת טיימינג עם 4 פעימות

מנוע 4 פעימות מצויד במנגנון תזמון מלא. דלק במקרה זה מוזרק דרך החורים בראש הצילינדר הקשורים לשסתומים. כאשר יש צורך לספק או להסיר גזי פליטה, השסתומים המתאימים נפתחים ונסגרים. את האחרון ניתן לפתוח ולסגור באמצעות גל זיזים. יש לו מצלמות מיוחדות.

מערכת חשמל

המשימה העיקרית של מערכת זו היא להכין את תערובת הדלק ולהבטיח אספקה נוספת שלה לתאי הבעירה. העיצוב תלוי מאוד בעיקרון הפעולה של מנוע הבנזין של המכונית.

מנועי בנזין יכולים להיות בעלי שני סוגים של מערכות דלק - קרבורטור ומזרק. במקרה הראשון, קרבורטור משמש להכנת התערובת. הוא מערבב, נותן מינון ומספק תערובת של דלק ואוויר לתאי הבעירה. המזרק מזריק דלק בלחץ למסילת הדלק, משם בנזין נכנס לצילינדרים דרך החרירים.

במכוניות הזרקה, עקרון הפעולה של מערכת הכוח של מנוע הבנזין שונה, ובגלל זה המינון מדויק יותר. בנוסף, האוויר במזרק מעורבב עם בנזין בסעפת היניקה. הזרבובית, בניגוד לקרבורטור, מרססת דלק טוב יותר.

מערכת הדלק של מנועי דיזל שונה. כאן ההזרקה מתבצעת בנפרד עבור כל צילינדר. רצועת הטיימינג מספקת רק אוויר לתאי הבעירה. המערכת כוללת מיכל, מסננים, משאבות דלק, קווים.

מערכת סיכה

עקרון הפעולה של מנוע בעירה פנימית בנזין כרוך בחיכוך של חלקים. הודות למערכת הסיכה, קוצים בין משטחי השפשוף מצטמצמים. על החלקים נוצר סרט שמן המגן על המשטחים ממגע ישיר. המערכת מורכבת ממשאבה, ארכובה לאחסון שמן, מסנן וכן תעלות שימון בבלוק המנוע.

טעינת טורבו

מכוניות מודרניות מצוידות במנועים קטנים ובעלי נפח נמוך, אך לרבות מהן יש כוח מספיק. הוא מתקבל באמצעות שימוש בטורבינות. עקרון הפעולה של הטורבינה על מנוע בנזין מבוסס על שימוש בגזי פליטה. הגזים מסתובביםאימפלר טורבינה, הלוחץ אוויר לתוך תאי הבעירה. ככל שיותר אוויר, כך יסופק יותר דלק, ומכאן ההספק.

מערכת קירור

במהלך פעולת המנוע, הוא מתחמם באופן משמעותי. בגלילים, הטמפרטורה יכולה להגיע ל-800 מעלות. נדרשת מערכת קירור כדי לשמור על טמפרטורת פעולה אופטימלית. המשימה העיקרית היא להסיר עודפי חום מצילינדרים, בוכנות וחלקים אחרים.

מערכת האוויר מורכבת ממשטחים מיוחדים על הבלוק, אשר מקוררים על ידי נשיפת אוויר מעליהם. מערכת הנוזלים מספקת מעיל קירור בו מסתובב חומר מונע קפיאה. הוא נמצא במגע ישיר עם המשטח החיצוני של הצילינדרים. המערכת מורכבת ממשאבה, תרמוסטט, צינורות לחיבור קווים, מיכל הרחבה ותרמוסטט.

ציוד חשמלי

בשל ציוד זה, החשמל מסופק לרשת המובנת של הרכב. חשמל נחוץ להפעלת מערכת ההצתה, המתנע והתקנים אחרים. ציוד חשמלי הוא סוללה, גנרטור, סטרטר, חיישנים. למרות שעקרונות הפעולה של מנוע בנזין ודיזל שונים, ציוד חשמלי זמין גם במנוע דיזל.

מערכת הצתה

מערכת זו זמינה רק במנועי בנזין. ביחידת כוח דיזל, תערובת הדלק נדלקת על ידי דחיסה. במנוע בנזין דלק ואוויר נדלקיםניצוץ שקופץ בזמן הנכון בין האלקטרודות של הנר. המערכת כוללת את סליל ההצתה, מפיץ, חוטי מתח גבוה, מצתים, מכשירים אלקטרוניים.

מסקנה

זה הכל על המכשיר ועקרון הפעולה של מנוע בנזין. כפי שאתה יכול לראות, הכל מאוד פשוט, אתה רק צריך להבין קצת את חוקי הפיזיקה.