Mnoho ľudí jazdí celé roky bez toho, aby presne vedeli, prečo sa auto s benzínovým{0}pohonom pohybuje.
Dnes si to raz a navždy vyjasnime.
I. Štyri akcie, opakujúce sa v cykle
Sila benzínového auta pochádza z jeho motora a jadro motora pozostáva zo štyroch zdvihov: nasávanie, kompresia, výkon a výfuk.
Tieto štyri ťahy si môžete predstaviť ako osobu, ktorá vykonáva kompletnú sekvenciu pohybov: nádych, vzpruženie, vynaloženie sily a výdych.
Prvá akcia: Príjem. Piest sa pohybuje smerom nadol; sací ventil sa otvára, zatiaľ čo výfukový ventil sa zatvára. To vytvára podtlak vo vnútri valca a nasáva „vzduch-zmes paliva“ (zmes vzduchu a benzínu). Funguje to rovnako ako potiahnutie piestu injekčnej striekačky, aby ste niečo natiahli.
Druhá akcia: Kompresia. Sacie aj výfukové ventily sú tesne uzavreté a piest sa pohybuje nahor. Zmes je stlačená pevnejšie a pevnejšie; jeho objem sa zmenšuje, zatiaľ čo jeho teplota a tlak stúpajú. Kompresný pomer štandardných rodinných áut je zvyčajne medzi 10:1 a 12:1. Vyšší kompresný pomer poskytuje viac výbušnej sily počas spaľovania. Nemôže však byť *príliš*; ak je, benzín sa môže spontánne vznietiť ešte pred zapálením zapaľovacej sviečky-jav známy ako „klepanie“ alebo pred{9}}zápal. To je dôvod, prečo oktánové číslo benzínu, ktorý používate, závisí od kompresného pomeru motora.
Tretia akcia: Sila. Toto je jediný zdvih, ktorý generuje energiu. Len čo sa piest blíži k vrcholu, zapaľovacia sviečka sa odpáli. Zmes okamžite horí a vytvára plyn vysokej-teploty a-tlaku, ktorý prudko tlačí piest nadol. Lineárny pohyb piestu sa prenáša cez ojnicu na kľukový hriadeľ, čím sa mení na rotačný pohyb-, vďaka čomu sa kolesá otáčajú.
Štvrtá akcia: Výfuk. Výfukový ventil sa otvorí a piest sa posunie nahor a vytlačí vyčerpané výfukové plyny. Potom sa sací ventil opäť otvorí a začne ďalší cyklus.
Na dokončenie tohto štvortaktného-cyklu sú potrebné dve úplné otáčky kľukového hriadeľa. Keď auto jazdí, tieto štyri akcie sa opakujú desiatky krát za sekundu.
Princíp činnosti štvortaktného{0} spaľovacieho motora
II. Dva hlavné mechanizmy: jeden generuje energiu, druhý zabezpečuje výmenu plynu
Štruktúru motora možno rozdeliť na dva hlavné mechanizmy a päť hlavných systémov.
Najprv sa pozrime na dva hlavné mechanizmy. Prvým je **kľukový-mechanizmus ojnice**. Jeho úloha sa dá zhrnúť do jednej vety: previesť lineárny pohyb piestu nahor-a{4}}nadol na rotačný pohyb kľukového hriadeľa. Keď sa piest pohybuje nahor a nadol vo valci, tlačí kľukový hriadeľ, aby sa otáčal cez ojnicu; akonáhle sa kľukový hriadeľ otáča, výkon sa prenáša smerom von. Tento mechanizmus obsahuje komponenty ako piest, ojnica, kľukový hriadeľ a zotrvačník. Zotrvačník slúži na ďalší účel: akumuluje energiu na zabezpečenie hladšej prevádzky motora.
Druhým je **ventilový rozvod** (alebo ventilový rozvod). Jeho funkciou je ovládanie otvárania a časovania sacích a výfukových ventilov. Otváranie príliš skoro alebo príliš neskoro je problematické; časovanie ventilov musí byť dokonale synchronizované s pohybom piestu. Hlavnou súčasťou ventilového rozvodu je **vačkový hriadeľ**. Vačkový hriadeľ pripomína valček posiaty niekoľkými lalokmi „broskyňového{4}}tvaru“. keď sa otáča, tieto laloky tlačia na ventily, čo spôsobuje ich otvorenie.
Existujú dva typy konfigurácií vačkového hriadeľa:
Jedným z nich je **Single Overhead Camshaft (SOHC)**, kde jediný vačkový hriadeľ ovláda sacie aj výfukové ventily. Tento dizajn je jednoduchý, ľahko sa udržiava a je nákladovo-efektívny a ponúka dobrý krútiaci moment pri nízkych otáčkach motora. Pri vysokých rýchlostiach však môžu mať nasávacie a výfukové procesy problém udržať krok.
Druhým je **Dvojitý vačkový hriadeľ (DOHC)**, kde samostatné vačkové hriadele ovládajú sacie a výfukové ventily. Táto technológia je pokročilejšia, čo vedie k plynulejšiemu dodávaniu energie a vynikajúcemu-rýchlostnému výkonu. Prevažná väčšina moderných rodinných áut využíva systémy DOHC.
Základy automobilového motora: Technický pohľad na DOHC – Yiche
III. Päť hlavných systémov, z ktorých každý má svoju vlastnú úlohu
Samotné dva mechanizmy sú nedostatočné; Aby motor správne fungoval, spolieha sa na päť hlavných systémov, ktoré spolupracujú.
**Systém prívodu paliva** je zodpovedný za miešanie benzínu a vzduchu v správnom pomere a dodávanie zmesi do valcov. Presné množstvo vstrekovaného paliva a zmiešaného vzduchu sa vypočítava na základe hĺbky vstupu plynového pedálu.
**Systém zapaľovania** je zodpovedný za zapálenie zmesi vzduchu-paliva v presnom okamihu. Jeho hlavnými komponentmi sú zapaľovacia sviečka a zapaľovacia cievka. Zapaľovacia cievka premieňa 12-napájací zdroj vozidla na vysokonapäťovú elektrickú energiu- (presahujúcu 20 000 voltov), ktorú zapaľovacia sviečka používa na generovanie iskry, ktorá zapáli zmes vo valci. Mazací systém je zodpovedný za dodávku motorového oleja do všetkých pohyblivých častí motora. Mnohé súčasti motora-ako rozhrania medzi kľukovým hriadeľom a ložiskami alebo medzi piestami a stenami valcov pracujú pri vysokých rýchlostiach s extrémne malými vôľami; bez olejového mazania by sa opotrebovali a zlyhali v priebehu niekoľkých minút. Olejové čerpadlo čerpá olej z olejovej vane a dodáva ho pod tlakom na rôzne miesta vyžadujúce mazanie.
Chladiaci systém je zodpovedný za zníženie teploty motora. Motory generujú počas prevádzky obrovské teplo-teploty vo valci môžu počas zdvihu dosiahnuť 2 200 až 2 800 K. Bez chladenia by sa kovové komponenty zdeformovali alebo roztavili. Chladiaci systém využíva vodné čerpadlo na cirkuláciu chladiacej kvapaliny medzi motorom a chladičom, pričom odvádza a odvádza teplo.
Štartovací systém je zodpovedný za "prebudenie" stojaceho motora. Keď otočíte kľúčom alebo stlačíte tlačidlo štart, motor štartéra poháňa zotrvačník, aby sa otáčal kľukový hriadeľ a piesty sa dali do pohybu, čo umožňuje dokončenie počiatočného cyklu nasávania, kompresie, výkonu a výfuku. Akonáhle k tomu dôjde, motor môže pokračovať v chode sám.
Akých je päť hlavných systémov motora? - Youjia
IV. Usporiadanie troch valcov, z ktorých každý má svoje vlastné charakteristiky
Usporiadanie valcov motora je vecou špecifických konštrukčných úvah.
Pocta modelu N52: Najlepší svetový radový-šesťmotor s prirodzeným nasávaním! _ Chejiahao _ Objavovanie života v aute _ Autohome
Najbežnejším typom je radový motor, kde sú všetky valce usporiadané v priamke. Vyznačuje sa jednoduchou konštrukciou, nízkou cenou a jednoduchou údržbou. Väčšina rodinných áut s motorom do 2,5 litra používa radovú-štyri konfiguráciu. Radový-šesť motor BMW je výraznou výnimkou, ktorá predstavuje vysoko prepracovaný dizajn.
Inline, V{0}}typ alebo vodorovne protiľahlé: ktoré usporiadanie valcov motora je najlepšie? _ Yiche
Druhým typom je motor typu V-, kde sú valce rozdelené do dvoch radov usporiadaných do tvaru V-. Toto usporiadanie sa všeobecne používa pre motory s viac ako šiestimi valcami. Medzi jeho výhody patrí kratší a nižší profil, ktorý uľahčuje balenie v motorovom priestore; protiľahlé rady valcov navyše pomáhajú eliminovať niektoré vibrácie. Nevýhodou je zložitá konštrukcia a náročnejšia údržba.
Aké sú typy usporiadania valcov? _ Motor _ Podrobné špecifikácie _ Encyklopédia automobilov _ Autohome
Tretím typom je motor typu W-, ktorý možno vizualizovať ako dve menšie konfigurácie V-spojené do väčšieho tvaru V-. Motor je kratší a širší, no jeho konštrukcia je mimoriadne zložitá; zvyčajne sa vyskytuje v-výkonných vozidlách vyššej triedy. Volkswagen W12 a Bugatti W16 sú klasickými príkladmi.
Horizontally Opposed Engine (Boxer Engine) – Pacific Auto Encyclopedia
Existuje aj vodorovne protiľahlý motor-alebo „boxerový“ motor-, kde valce ležia naplocho a zvierajú 180-stupňový uhol. Jeho nízke ťažisko a symetrické usporiadanie prospievajú ovládateľnosti. Implementácia technológie je však náročná a v súčasnosti ju využívajú predovšetkým Porsche a Subaru.
V. Viac ako storočie technológie venovanej jednému cieľu
Od zrodu prvého benzínového motora v roku 1886 uplynulo viac ako storočie.
Počas tejto doby sa inžinieri snažili zvýšiť výkon, znížiť spotrebu paliva a znížiť emisie. Kompresné pomery vzrástli z menej ako 5 v prvých dňoch na viac ako 10-alebo dokonca vyššie-dnes. Ventilové rozvody sa vyvinuli z vačkových hriadeľov namontovaných na bokoch{8}}na vačkové hriadele nad hlavou, pričom postupovali od SOHC k DOHC. Systémy dodávky paliva pokročili od karburátorov k elektronickému vstrekovaniu paliva a nakoniec k priamemu vstrekovaniu. Zapaľovacie systémy sa vyvinuli z typov kontaktných bodov na elektronické systémy a teraz k presnému počítačovému riadeniu.
Základná logika sa však nikdy nezmenila: premena chemickej energie benzínu na tepelnú energiu a potom premena tejto tepelnej energie na mechanickú energiu. Štyri ťahy, dva hlavné mechanizmy a päť kľúčových systémov-tento rámec zostal konštantný už viac ako storočie.
Každá iskra zo zapaľovacej sviečky spustí mikro-výbuch. Každý zdvih piesta smerom nadol predstavuje premenu energie. Každé otočenie kľukového hriadeľa dodáva výkon.
Je to výnimočne presná mechanická koordinácia, ktorá umožňuje jazdiť benzínovým-vozidlám.
