A belső égésű motorok alapelvei

A benzin és a dízel eltérő jellemzői miatt eltérések vannak a benzin- és dízelmotorok működési elvében és felépítésében.
A benzinmotor működési elve
A négyütemű benzinmotor levegő és benzin keveréke bizonyos arányban, hogy jó keveréket képezzen. A szívólöketnél a keveréket beszívja a hengerbe. A keveréket összenyomják, meggyújtják és elégetik, hogy hőenergiát termeljenek. A magas hőmérsékletű és nagynyomású gáz a dugattyú tetejére hat, oda-vissza mozgatva egyenes vonalban mozgatja, és a hajtórúdon, a főtengelyen és a lendkerék-mechanizmuson keresztül mechanikai energiát ad ki kifelé. A négyütemű benzinmotor egy munkaciklust hajt végre a szívólöketen, a kompressziós ütemen, a teljesítménylöketen és a kipufogólöketen belül.
(1) Szívólöket
A dugattyú a felső holtpontból az alsó holtpontba mozog a főtengely által hajtva. Ekkor a szívószelep kinyílik, a kipufogószelep bezáródik, és a főtengely 180 fokkal elfordul. A dugattyú mozgása során a hengertérfogat fokozatosan növekszik, a hengeren belüli gáznyomás pr-ről pa-ra csökken. A henger belsejében bizonyos fokú vákuum képződik, és a levegő és a benzin keverékét a szívószelepen keresztül szívják be a hengerbe, és tovább keverik, hogy éghető keveréket képezzenek a henger belsejében. A szívórendszerben fennálló ellenállás miatt a hengerben lévő gáznyomás kisebb, mint a p0 légköri nyomás a szívóoldali végponton, azaz pa=(0.8{ {7}}~0,90) p0. A hengerbe belépő éghető keverék hőmérséklete 340-400K-ra emelkedik a magas hőmérsékletű alkatrészek, mint a szívócső, a hengerfal, a dugattyúfej, a szelepek és az égéstér fala, valamint a keveredés miatt. maradék kipufogógázzal.
⑵ Kompressziós löket
A kompressziós löket alatt a szívó- és kipufogószelepek egyszerre zárnak. A dugattyú az alsó holtpontból a felső holtpontba mozog, és a főtengely 180 fokkal elfordul. Amikor a dugattyú felfelé mozog, a munkatérfogat fokozatosan csökken, és a hengerben lévő kevert gáz nyomása és hőmérséklete az összenyomás után tovább növekszik. Amikor eléri a kompresszió végpontját, a pc nyomás elérheti a 800-2 000kPa-t, a hőmérséklet pedig a 600-750K-t.
⑶ Erőlöket
Amikor a dugattyú megközelíti a felső holtpontot, a gyújtógyertya meggyújtja az éghető keveréket, amely az égés során nagy mennyiségű hőenergiát szabadít fel, gyorsan növelve a hengerben lévő gáz nyomását és hőmérsékletét. A pZ maximális égési nyomás eléri a 3000-6000 kPa-t, a TZ hőmérséklet pedig a 2200-2800 K-t. A magas hőmérsékletű és nagynyomású gáz a dugattyút a felső holtpontból az alsó holtpontba mozgatja, és a hajtókar hajtórúd-mechanizmusán keresztül mechanikai energiát ad ki kifelé. Ahogy a dugattyú lefelé mozog, a hengertérfogat növekszik, a gáznyomás és a hőmérséklet fokozatosan csökken. A b pont elérésekor a nyomás 300-500kPa-ra, a hőmérséklet pedig 1200-1 500K-ra csökken. Az erőlöket során a szívó- és kipufogószelepek zárva vannak, és a főtengely 180 fokkal elfordul.
(4) Kipufogólöket
A kipufogólöket alatt a kipufogószelep kinyílik, míg a szívószelep zárva marad. A dugattyú az alsó holtpontból a felső holtpontba mozog, a főtengely pedig 180 fokkal elfordul. A kipufogószelep kinyitásakor az égés utáni kipufogógáz a henger belsejében és külseje közötti nyomáskülönbség hatására kiürül a hengerből, másrészt a henger összenyomó hatására távozik a hengerből. dugattyú. A kipufogórendszer ellenállási hatása miatt a kipufogó végpontjának r pontjában a nyomás valamivel nagyobb, mint a légköri nyomás, azaz pr=(1.05-1.20) p0. A kipufogógáz végponti hőmérséklete Tr=900-1100K. Amikor a dugattyú eléri a felső holtpontot, az égéstérben még mindig van egy bizonyos mennyiségű kipufogógáz, amelyet nem lehet kiüríteni, ezt nevezzük maradék kipufogógáznak.
A négyütemű dízelmotor működési elve
A négyütemű dízelmotor működési elve megegyezik a benzinmotorokéval. Minden munkaciklus a szívólöketből, a kompressziós löketből, a teljesítménylöketből és a kipufogólöketből is áll. A benzinhez képest a dízelnek alacsony az öngyulladási hőmérséklete, magas a viszkozitása, és nem könnyű elpárologni. Ezért a kompressziós gyújtású gyújtást (kompressziós gyújtású gyújtást) alkalmazzák a dízelmotorokhoz, míg a gyújtógyertya gyújtást a benzinmotorokhoz.
⑴ Szívólöket
A hengerbe belépő munkafolyadék tiszta levegő. A dízelmotorok szívórendszerének kis ellenállása miatt a szívó végponti nyomás pa{{0}}(0.85-0.95) p0 nagyobb, mint a benzinmotoroké . A szívó végponti hőmérséklete Ta=300~340 K, ami alacsonyabb, mint a benzinmotoroké.
⑵ Kompressziós löket
Mivel a sűrített munkafolyadék tiszta levegő, a dízelmotorok kompressziós aránya magasabb, mint a benzinmotoroké (általában ε= 16-22). A nyomás a sűrítés végén 3000 - 5000 kPa, a sűrítés végén a hőmérséklet 750 - 1000 K, ami sokkal magasabb, mint a dízel öngyulladási hőmérséklete (kb. 520 K).
⑶ Erőlöket
Amikor a kompressziós löket a végéhez közeledik, a nagynyomású olajszivattyú hatására dízelt fecskendeznek be a henger égésterébe az üzemanyag-befecskendező szelepen keresztül, körülbelül 100 MPa nagy nyomással. Rövid ideig tartó levegővel való keveredés után azonnal meggyullad és magától megég. A hengerben lévő gáz nyomása gyorsan emelkedik, eléri az 5000-9000 kPa-t, a maximális hőmérséklet pedig az 1800-2000 K-t. Mivel a dízelmotorok öngyulladnak és kompresszió hatására égnek, kompressziós gyújtású motoroknak nevezik őket.
(4) Kipufogólöket
A dízelmotor kipufogógáza alapvetően megegyezik a benzinmotorokéval, azzal a különbséggel, hogy a kipufogógáz hőmérséklete alacsonyabb, mint a benzinmotoroké. Általában Tr{0}}K. Egyhengeres motornál a forgási sebessége egyenetlen, a motor egyenetlenül működik, és a vibráció magas. Ennek az az oka, hogy a négy ütés közül csak az egyik működik, míg a másik három ütés energiát fogyaszt a munkára való felkészüléshez. A probléma megoldásához a lendkeréknek elég nagy tehetetlenségi nyomatékkal kell rendelkeznie, ami a motor teljes tömegének és méretének növekedéséhez vezet. A többhengeres motorok használata kompenzálhatja a fent említett hiányosságokat. A Hyundai Motor Company többnyire négy-, hathengeres és nyolchengeres motorokat használ.