Kolb-sisepõlemismootorid. Sisepõlemismootorite kolvitüübid

Pöörlev kolbmootor või Wankeli mootor on mootor, mille peamise tööelemendina tehakse planetaarseid ringliikumisi. See on põhimõtteliselt erinevat tüüpi mootor, mis erineb ICE perekonna kolbidest.

Sellise seadme konstruktsioonis kasutatakse kolme tahuga rootorit (kolvi), mis väliselt moodustab Reuleaux’ kolmnurga, teostades ringikujulisi liigutusi spetsiaalse profiiliga silindris. Kõige sagedamini tehakse silindri pind piki epitrohoidi (tasane kõver, mis saadakse punktiga, mis on jäigalt ühendatud ringiga, mis liigub mööda teise ringi väliskülge). Praktikas võib leida muu kujuga silindri ja rootori.

Komponendid ja tööpõhimõte

RPD tüüpi mootori seade on äärmiselt lihtne ja kompaktne. Seadme teljele on paigaldatud rootor, mis on kindlalt käiguga ühendatud. Viimane on ühendatud staatoriga. Rootor, millel on kolm tahku, liigub piki epitrohoidset silindrilist tasapinda. Selle tulemusena katkestatakse silindri töökambrite muutuv maht kolme klapi abil. Tihendusplaadid (ots- ja radiaaltüüpi) surutakse vastu silindrit gaasi toimel ning tsentripetaaljõudude ja lintvedrude toimel. Selgub 3 erineva mahuga isoleeritud kambrit. Siin viiakse läbi sissetuleva kütuse ja õhu segu kokkupressimise, rootori tööpinnale survet avaldavate gaaside paisumise ja põlemiskambri gaasidest puhastamise protsessid. Rootori ringliikumine edastatakse ekstsentrilisele teljele. Telg ise on laagritel ja edastab pöördemomendi ülekandemehhanismidele. Nendes mootorites töötavad samaaegselt kaks mehaanilist paari. Üks, mis koosneb hammasratastest, reguleerib rootori enda liikumist. Teine muudab kolvi pöörleva liikumise ekstsentrilise telje pöörlevaks liikumiseks.

Pöördkolbmootori osad

Wankeli mootori tööpõhimõte

VAZ-i sõidukitele paigaldatud mootorite näitel võib mainida järgmist spetsifikatsioonid:
- 1,308 cm3 - RPD kambri töömaht;
- 103 kW / 6000 min-1 - nimivõimsus;
- 130 kg mootori kaal;
- 125 000 km - mootori eluiga kuni selle esimese täieliku remondini.

segu moodustumine

Teoreetiliselt kasutab RPD mitut tüüpi segude moodustamist: välist ja sisemist, mis põhineb vedelatel, tahkel, gaasilistel kütustel.
Tahkekütuste puhul väärib märkimist, et need gaasistatakse algselt gaasigeneraatorites, kuna need suurendavad tuha moodustumist silindrites. Seetõttu on gaas- ja vedelkütused praktikas laiemalt levinud.
Segu moodustumise mehhanism Wankeli mootorites sõltub kasutatava kütuse tüübist.
Gaaskütuse kasutamisel toimub selle segunemine õhuga spetsiaalses sektsioonis mootori sisselaskeava juures. Põlev segu siseneb silindritesse valmis kujul.

Vedelkütusest valmistatakse segu järgmiselt:

1. Õhk segatakse vedelkütusega enne balloonidesse sisenemist, kuhu põlev segu siseneb.
2. Vedelkütus ja õhk sisenevad mootori silindritesse eraldi ning juba silindri sees segunevad. Töösegu saadakse kokkupuutel jääkgaasidega.

Vastavalt sellele saab kütuse-õhu segu valmistada väljaspool silindreid või nende sees. Sellest tuleneb mootorite eraldamine sisemise või välise segu moodustamisega.

RPD funktsioonid

Eelised

Rootor-kolbmootorite eelised võrreldes tavaliste bensiinimootoritega:

- Madal vibratsioonitase.
RPD tüüpi mootorites ei muudeta edasi-tagasi liikumist pöörlevaks, mis võimaldab seadmel taluda suuri kiirusi väiksema vibratsiooniga.

— head dünaamilised omadused.
Tänu oma disainile võimaldab selline autosse paigaldatud mootor seda kiirendada üle 100 km/h kõrged pöörded ilma ülekoormuseta.

- Hea võimsustihedus väikese kaaluga.
Väntvõlli ja ühendusvarraste puudumise tõttu mootori konstruktsioonis saavutatakse RPD-s väike liikuvate osade mass.

- Seda tüüpi mootorites määrdesüsteem praktiliselt puudub.
Õli lisatakse otse kütusele. Kütuse-õhu segu ise määrib hõõrdepaare.

- Pöördkolb-tüüpi mootoril on väikesed mõõtmed.
Paigaldatud pöörlev kolbmootor võimaldab maksimeerida auto mootoriruumi kasulikku ruumi, jaotada ühtlaselt koormust auto telgedele ning paremini arvutada käigukasti elementide ja sõlmede asukohta. Näiteks on sama võimsusega neljataktiline mootor kaks korda suurem kui rootormootor.

Wankeli mootori puudused

— Mootoriõli kvaliteet.
Seda tüüpi mootorite kasutamisel tuleb pöörata piisavalt tähelepanu Wankeli mootorites kasutatava õli kvaliteedi koostisele. Rootor ja sees olev mootorikamber on vastavalt suure kontaktpinnaga, mootor kulub kiiremini ja selline mootor kuumeneb pidevalt üle. Ebaregulaarne õlivahetus põhjustab mootorile suuri kahjustusi. Mootori kulumine suureneb mitu korda, kuna kasutatud õlis on abrasiivseid osakesi.

— süüteküünalde kvaliteet.
Selliste mootorite operaatorid peavad olema eriti nõudlikud süüteküünalde koostise kvaliteedi suhtes. Põlemiskambris on selle väikese mahu, pikendatud kuju ja kõrge temperatuuri tõttu segu süttimisprotsess keeruline. Selle tagajärjeks on töötemperatuuri tõus ja põlemiskambri perioodiline detonatsioon.

— Tihenduselementide materjalid.
RPD-tüüpi mootori oluliseks veaks võib nimetada tihendite ebausaldusväärset korraldust kambri, kus kütus põleb, ja rootori vaheliste pilude vahel. Sellise mootori rootori seade on üsna keeruline, seetõttu on vaja tihendeid nii piki rootori servi kui ka piki mootorikatetega kokkupuutuvat külgpinda. Hõõrdumisele alluvaid pindu tuleb pidevalt määrida, mille tulemuseks on suurenenud tarbimineõlid. Praktika näitab, et RPD-tüüpi mootor võib kulutada 400 g kuni 1 kg õli iga 1000 km kohta. Mootori keskkonnasõbralik jõudlus väheneb, kuna kütus põleb koos õliga, mille tulemusena satub keskkonda suur hulk kahjulikke aineid.

Puuduste tõttu ei kasutata selliseid mootoreid autotööstuses ja mootorrataste valmistamisel laialdaselt. Kuid RPD alusel valmistatakse kompressoreid ja pumpasid. Aeromodellerid kasutavad neid mootoreid sageli oma mudelite ehitamiseks. Tõhususe ja töökindluse madalate nõuete tõttu ei kasuta disainerid sellistes mootorites keerulist tihendussüsteemi, mis vähendab oluliselt selle maksumust. Selle disaini lihtsus võimaldab selle probleemideta integreerida lennukimudelisse.

Pöördkolvi konstruktsiooni efektiivsus

Vaatamata mitmetele puudustele on uuringud näidanud, et Wankeli mootori üldine kasutegur on tänapäevaste standardite järgi üsna kõrge. Selle väärtus on 40-45%. Võrdluseks kolbmootorid sisepõlemine Kasutegur on 25%, kaasaegsete turbodiislite puhul - umbes 40%. Kolvi kõrgeim efektiivsus diiselmootorid on 50%. Siiani jätkavad teadlased tööd mootorite efektiivsuse parandamiseks vajalike reservide leidmiseks.

lõplik töö efektiivsus Mootor koosneb kolmest põhiosast:

1. Kütusesäästlikkus (indikaator, mis iseloomustab kütuse ratsionaalset kasutamist mootoris).

Selle valdkonna uuringud näitavad, et ainult 75% kütusest põleb täielikult ära. On arvamus, et see probleem lahendatakse gaaside põlemis- ja paisumisprotsesside eraldamisega. On vaja ette näha spetsiaalsete kambrite paigutus optimaalsetes tingimustes. Põlemine peaks toimuma suletud mahus, temperatuuri ja rõhu tõustes, paisumisprotsess peaks toimuma madalatel temperatuuridel.

1. Mehaaniline efektiivsus (iseloomustab tööd, mille tulemuseks oli tarbijale edastatud peatelje pöördemomendi kujunemine).

Umbes 10% mootori tööst kulub abisõlmede ja mehhanismide liikuma panemisele. Seda defekti saab parandada mootoriseadmes muudatuste tegemisega: kui peamine liikuv tööelement ei puuduta statsionaarset korpust. Konstantne pöördemomendi õlg peab olema kogu põhitööelemendi teekonnal.

1. Soojusefektiivsus (näitaja, mis kajastab kütuse põletamisel tekkiva soojusenergia hulka, mis muudetakse kasulikuks tööks).

Praktikas väljub 65% saadud soojusenergiast koos heitgaasidega väliskeskkonda. Mitmed uuringud on näidanud, et soojusliku kasuteguri tõusu on võimalik saavutada juhul, kui mootori konstruktsioon võimaldaks kütuse põletamist soojusisolatsiooniga kambris nii, et maksimaalsed temperatuurid saavutatakse algusest peale ning lõpuks langeb see temperatuur kuni minimaalsed väärtused aurufaasi sisselülitamisega.

Pöörleva kolbmootori hetkeseis

Mootori massilisel kasutamisel tekkisid olulised tehnilised raskused:
– kvaliteetse tööprotsessi arendamine ebasoodsas kambris;
- töömahtude tiheduse tagamine;
– kereosade konstruktsiooni projekteerimine ja loomine, mis teenindab usaldusväärselt kogu mootori elutsüklit, ilma nende osade ebaühtlase kuumenemise tõttu väändumiseta.
Suure uurimis- ja arendustöö tulemusena suutsid need ettevõtted lahendada peaaegu kõik kõige keerulisemad tehnilised probleemid teel RPD-de loomiseni ja siseneda oma tööstusliku tootmise etappi.

Esimese RPD-ga masstoodanguna toodetud NSU Spider tootis NSU Motorenwerke. Mootorite sagedaste kapitaalremontide tõttu ülaltoodud tehniliste probleemide tõttu Wankeli mootori konstruktsiooni väljatöötamise varajases staadiumis viisid NSU võetud garantiid selle rahalise hävingu ja pankrotini ning sellele järgnenud ühinemise Audiga 1969. aastal.
Aastatel 1964–1967 toodeti 2375 autot. 1967. aastal lõpetati Spider tootmine ja see asendati teise põlvkonna rootormootoriga NSU Ro80-ga; kümne Ro80 tootmisaasta jooksul toodeti 37 398 autot.

Mazda insenerid on nende probleemidega kõige edukamalt hakkama saanud. See on ainus pöörleva kolbmootoriga masinate masstootja. Modifitseeritud mootor on Mazda RX-7-le seeriaviisiliselt paigaldatud alates 1978. aastast. Alates 2003. aastast on järgnev Mazda RX-8 mudel ning see on praegu Wankeli mootoriga auto mass- ja ainus versioon.

Venemaa RPD-d

Esimene mainimine rootormootorist Nõukogude Liidus pärineb 60ndatest aastatest. Rotor-kolbmootorite uurimistööd algasid 1961. aastal NSV Liidu Autotööstuse Ministeeriumi ja Põllumajandusministeeriumi vastava määrusega. Tööstuslik uuring koos täiendava järeldusega selle disainilahenduse tootmise kohta algas 1974. aastal VAZis. spetsiaalselt selleks loodi pöördkolbmootorite projekteerimisbüroo (SKB RPD). Kuna litsentsi ei olnud võimalik osta, võeti NSU Ro80 seeria Wankel lahti ja kopeeriti. Selle põhjal töötati välja ja monteeriti mootor VAZ-311 ning see märkimisväärne sündmus leidis aset 1976. aastal. VAZ-is töötasid nad välja terve rea RPD-sid vahemikus 40 kuni 200 tugevad mootorid. Disaini viimistlemine venis peaaegu kuus aastat. Õnnestus lahendada terve rida tehnilised probleemid, mis on seotud gaasi- ja õlitihendite, laagrite toimimisega, et siluda tõhusat töövoogu ebasoodsas kambris. VAZ esitles oma esimest kapoti all oleva pöörleva mootoriga seeriaautot avalikkusele 1982. aastal, selleks oli VAZ-21018. Auto oli väliselt ja ülesehituselt nagu kõik selle sarja mudelid, välja arvatud üks erand, nimelt oli kapoti all ühes sektsioonis pöörlev mootor võimsusega 70 hj. Arengu kestus ei takistanud piinlikkust: kõigil 50 katsemasinal tekkis töö ajal mootori rikkeid, mis sundisid tehast oma asemele paigaldama tavapärase kolbmootori.

VAZ 21018 pöörleva kolbmootoriga

Olles kindlaks teinud, et rikke põhjuseks oli mehhanismide vibratsioon ja tihendite ebausaldusväärsus, võtsid disainerid kohustuse projekti päästa. Juba 83. aastal ilmusid kaheosalised VAZ-411 ja VAZ-413 (võimsusega vastavalt 120 ja 140 hj). Vaatamata madalale efektiivsusele ja vähesele ressursile leiti pöördmootori ulatus siiski üles - liikluspolitsei, KGB ja siseministeerium vajasid võimsaid ja silmapaistmatuid sõidukeid. Rootormootoritega varustatud Žiguli ja Volga edestasid kergesti võõraid autosid.

Alates 20. sajandi 80ndatest on SKB-d paelunud uus teema – rootormootorite kasutamine seotud tööstusharus – lennundus. RPD-de kasutamise põhitööstusest lahkumine tõi kaasa asjaolu, et esiveoliste sõidukite jaoks loodi VAZ-414 pöörlev mootor alles 1992. aastal ja seda hakati kasutama veel kolm aastat. 1995. aastal esitati VAZ-415 sertifitseerimisele. Erinevalt eelkäijatest on see universaalne ja seda saab paigaldada nii tagaveoliste (klassikaline ja GAZ) kui ka esiveoliste autode (VAZ, Moskvich) kapoti alla. Kaheosalise "Wankel" töömaht on 1308 cm 3 ja see arendab võimsust 135 hj. kiirusel 6000 pööret minutis. "Üheksakümne üheksandaks" kiirendab ta sadadeni 9 sekundiga.

Pöördkolbmootor VAZ-414

Hetkel on kodumaise RPD väljatöötamise ja rakendamise projekt külmutatud.

Allpool on video seadmest ja Wankeli mootori tööst.

Enamikku autosid sunnib liikuma vändamehhanismiga kolb-sisepõlemismootor (lühendatult sisepõlemismootor). See disain on laialt levinud tänu toodangu madalale maksumusele ja valmistatavusele, suhteliselt väikestele mõõtmetele ja kaalule.

Kasutatava kütuse tüübi järgi võib sisepõlemismootorid jagada bensiini- ja diislikütuseks. Seda peab ütlema bensiinimootorid töötavad suurepäraselt. See jaotus mõjutab otseselt mootori konstruktsiooni.

Kuidas kolb-sisepõlemismootor töötab?

Selle disaini aluseks on silindriplokk. See on malmist, alumiiniumist või mõnikord magneesiumisulamist valatud korpus. Enamik mehhanisme ja muude mootorisüsteemide osi on kinnitatud spetsiaalselt silindriploki külge või asuvad selle sees.

Teine oluline osa mootorist on selle pea. See asub silindriploki ülaosas. Peas asuvad ka osad mootorisüsteemidest.

Altpoolt kinnitatakse silindriploki külge kaubaalus. Kui see osa võtab mootori töötamise ajal koormuse, nimetatakse seda sageli õlivanniks või karteriks.

Kõik mootorisüsteemid

1. vända mehhanism;
2. gaasijaotusmehhanism;
3. toitesüsteem;
4. jahutussüsteem;
5. Määrimissüsteem;
6. süütesüsteem;
7. mootori juhtimissüsteem.

vända mehhanism koosneb kolvist, silindri vooderdist, ühendusvardast ja väntvõllist.

Vända mehhanism:
1. Õli kaabitsarõnga laiendaja. 2. Kolviõli kaabitsa rõngas. 3. Surverõngas, kolmas. 4. Surverõngas, teine. 5. Surverõngas, ülemine. 6. Kolb. 7. Kinnitusrõngas. 8. Kolvi tihvt. 9. Ühendusvarda puks. 10. Ühendusvarras. 11. Ühendusvarda kork. 12. Ühendusvarda alumise pea sisestamine. 13. Ühendusvarda korgi polt, lühike. 14. Ühendusvarda korgi polt, pikk. 15. Ajami käik. 16. Vänttihvti õlikanali pistik. 17. Väntvõlli laagri kest, ülemine. 18. Hammasratas. 19. Poldid. 20. Hooratas. 21. Pins. 22. Poldid. 23. Õlisuunaja, tagumine. 24. Väntvõlli tagumine laagrikate. 25. Pins. 26. Tõukelaagri poolrõngas. 27. Väntvõlli laagri kest, alumine. 28. Väntvõlli vastukaal. 29. Kruvi. 30. Väntvõlli laagrikate. 31. Ühenduspolt. 32. Laagri kaane kinnituspolt. 33. Väntvõll. 34. Vastukaal, ees. 35. Õlitõstuk, ees. 36. Lukustusmutter. 37. Rihmaratas. 38. Poldid.

Kolb asub silindri voodri sees. Kolvitihvti abil ühendatakse see kepsuga, mille alumine pea on kinnitatud väntvõlli ühendusvarda tihvti külge. Silindri vooder on ploki auk või plokki sisestatud malmhülss.

Silindri vooder koos plokiga

Silindri vooder on suletud peal oleva peaga. Väntvõll on ka allosas ploki külge kinnitatud. Mehhanism muudab kolvi sirgjoonelise liikumise väntvõlli pöörlevaks liikumiseks. Sama pöörlemine, mis lõpuks paneb auto rattad pöörlema.

Gaasi jaotusmehhanism vastutab kütuse ja õhuaurude segu varustamise eest kolvi kohal olevasse ruumi ja põlemisproduktide eemaldamise eest läbi ventiilide, mis avanevad rangelt teatud ajahetkel.

Elektrisüsteem vastutab eelkõige soovitud koostisega põleva segu valmistamise eest. Süsteemi seadmed salvestavad kütust, puhastavad seda, segavad õhuga selliselt, et oleks tagatud soovitud koostise ja koguse segu valmistamine. Süsteem vastutab ka kütuse põlemisproduktide eemaldamise eest mootorist.

Kui mootor töötab, tekib soojusenergiat rohkem, kui mootor suudab mehaaniliseks energiaks muuta. Kahjuks ka parimate proovide nn termiline kasutegur kaasaegsed mootorid ei ületa 40%. Seetõttu tuleb suur hulk "lisasoojust" ümbritsevasse ruumi hajutada. See on täpselt see, mida see teeb, eemaldab soojust ja hoiab mootori stabiilse töötemperatuuri.

Määrimissüsteem. See on lihtsalt nii: "Kui sa ei määri, siis sa ei lähe." Sisepõlemismootoritel on suur hulk hõõrdeagregaate ja nn liugelaagrid: seal on auk, selles pöörleb võll. Määrimist ei toimu, koost ebaõnnestub hõõrdumise ja ülekuumenemise tõttu.

Süütesüsteem ette nähtud kütuse ja õhu segu süütamiseks rangelt teatud ajahetkel kolvi kohal olevas ruumis. sellist süsteemi pole. Seal süttib kütus teatud tingimustel spontaanselt.

Video:

Mootori juhtimissüsteem, kasutades elektroonilist juhtseadet (ECU), juhib mootorisüsteeme ja koordineerib nende tööd. Esiteks on see soovitud koostisega segu valmistamine ja selle õigeaegne süütamine mootori silindrites.

Silinder-kolb rühmas (CPG) toimub üks peamisi protsesse, tänu millele töötab sisepõlemismootor: õhu-kütuse segu põlemise tulemusena vabaneb energia, mis seejärel muundatakse mehaaniliseks. tegevus - väntvõlli pöörlemine. CPG peamine töökomponent on kolb. Tänu temale luuakse segu põlemiseks vajalikud tingimused. Kolb on esimene komponent, mis osaleb vastuvõetud energia muundamises.

Mootori kolb on silindrilise kujuga. See asub mootori silindri vooderdis, see on liikuv element - tööprotsessis teeb see edasi-tagasi liigutusi ja täidab kahte funktsiooni.

1. Kui kolb liigub edasi, vähendab see kokkusurumise teel põlemiskambri mahtu kütuse segu, mis on vajalik põlemisprotsessiks (in diiselmootorid segu süttimine toimub selle tugevast kokkusurumisest).
2. Pärast õhu-kütuse segu süttimist põlemiskambris tõuseb rõhk järsult. Helitugevuse suurendamiseks surub see kolvi tagasi ja teeb tagasiliikumise, mis edastatakse ühendusvarda kaudu väntvõllile.

Mis on auto sisepõlemismootori kolb?

Osa seade sisaldab kolme komponenti:

1. Altpoolt.
2. Tihendusosa.
3. Seelik.

Need komponendid on saadaval nii tahkete kolbidena (kõige tavalisem variant) kui ka komposiitdetailidena.

Altpoolt

Põhi on peamine tööpind, kuna see, hülsi seinad ja ploki pea moodustavad põlemiskambri, milles põletatakse kütusesegu.

Põhja põhiparameeter on kuju, mis sõltub sisepõlemismootori (ICE) tüübist ja selle konstruktsiooniomadustest.

Kahetaktilistes mootorites kasutatakse kolbe, mille sfäärilise kujuga põhi on põhja eend, see suurendab põlemiskambri segu ja heitgaasidega täitmise efektiivsust.

Neljataktilistel bensiinimootoritel on põhi tasane või nõgus. Lisaks tehakse pinnale tehnilised süvendid - süvendid klapiplaatide jaoks (välistavad kolvi ja klapi kokkupõrke võimaluse), süvendid segu moodustumise parandamiseks.

Diiselmootorites on põhjas olevad süvendid kõige mõõtmelisemad ja erineva kujuga. Selliseid süvendeid nimetatakse kolbpõlemiskambriteks ja need on loodud turbulentsi tekitamiseks, kui silindrisse suunatakse õhku ja kütust, et tagada parem segunemine.

Tihendusosa on ette nähtud spetsiaalsete rõngaste (kompressioon- ja õlikaabits) paigaldamiseks, mille ülesandeks on kolvi ja voodri seina vahelise pilu kõrvaldamine, vältides töögaaside ja määrdeainete tungimist kolvialusesse ruumi. kamber (need tegurid vähendavad mootori efektiivsust). See tagab soojuse eemaldamise kolvist hülsile.

Tihendusosa

Tihendusosa sisaldab süvendeid kolvi silindrilises pinnas - põhja taga asuvad sooned ja soontevahelised sillad. Kahetaktilistes mootorites asetatakse soontesse täiendavalt spetsiaalsed sisetükid, mille vastu toetuvad rõngaste lukud. Need sisestused on vajalikud selleks, et välistada võimalus, et rõngad pöörduvad ja satuvad nende lukud sisse- ja väljalaskeakendesse, mis võib põhjustada nende hävimise.


Hüppajat põhja servast esimese rõngani nimetatakse soojustsooniks. See rihm tajub suurimat temperatuurimõju, mistõttu selle kõrgus valitakse põlemiskambris ja kolvi materjalis loodud töötingimuste alusel.

Tihendusosale tehtud soonte arv vastab arvule kolvirõngad(ja neid saab kasutada 2–6). Kõige tavalisem kolme rõngaga disain - kaks kompressiooni ja üks õlikaabits.

all olevas soones õli kaabitsa rõngas tehakse augud õlivirna jaoks, mis eemaldatakse rõnga abil hülsi seinast.

Koos põhjaga moodustab tihendusosa kolvipea.

Teid huvitab ka:

Seelik

Seelik toimib kolvi suunajana, takistades selle asendit silindri suhtes muutmast ja tagades ainult detaili edasi-tagasi liikumise. Tänu sellele komponendile toimub kolvi liigutatav ühendus ühendusvardaga.

Ühendamiseks tehakse seelikusse augud kolvitihvti paigaldamiseks. Tugevuse suurendamiseks sõrme kokkupuutepunktis tehakse seeliku siseküljele spetsiaalsed massiivsed sissevoolud, mida nimetatakse ülemusteks.

Tihvti kinnitamiseks kolvis on selle kinnitusavadesse ette nähtud sooned kinnitusrõngaste jaoks.

Kolvi tüübid

Sisepõlemismootorites kasutatakse kahte tüüpi kolbe, mis erinevad oma konstruktsiooni poolest - ühes tükis ja komposiit.

Ühes tükis osad valmistatakse valamisel, millele järgneb töötlemine. Valamise käigus luuakse metallist toorik, millele antakse detaili üldkuju. Edasi töödeldakse metallitöötlemispinkidel saadud toorikusse tööpindu, lõigatakse rõngaste jaoks sooned, tehakse tehnoloogilised augud ja süvendid.

Komposiitelementides on pea ja seelik eraldatud ning need monteeritakse mootorile paigaldamise ajal üheks struktuuriks. Lisaks toimub ühes tükis kokkupanek, ühendades kolvi ühendusvardaga. Selle jaoks on seelikus lisaks sõrme aukudele peas spetsiaalsed aasad.

Komposiitkolbide eeliseks on tootmismaterjalide kombineerimise võimalus, mis suurendab detaili jõudlust.

Tootmismaterjalid

Tahkete kolbide valmistamise materjalina kasutatakse alumiiniumisulameid. Sellistest sulamitest valmistatud osi iseloomustab väike kaal ja hea soojusjuhtivus. Kuid samal ajal pole alumiinium ülitugev ja kuumakindel materjal, mis piirab sellest valmistatud kolbide kasutamist.

Valatud kolvid on samuti malmist. See materjal on vastupidav ja talub kõrgeid temperatuure. Nende puuduseks on märkimisväärne mass ja halb soojusjuhtivus, mis põhjustab mootori töötamise ajal kolbide tugevat kuumenemist. Seetõttu ei kasutata neid bensiinimootorites, kuna kõrged temperatuurid põhjustavad hõõguvat süttimist (õhu-kütuse segu süttib kokkupuutel kuumutatud pindadega, mitte süüteküünla sädemest).

Komposiitkolbide disain võimaldab neid materjale omavahel kombineerida. Sellistes elementides on seelik valmistatud alumiiniumisulamitest, mis tagab hea soojusjuhtivuse, ja pea on valmistatud kuumakindlast terasest või malmist.

Kuid komposiittüüpi elementidel on ka puudusi, sealhulgas:

• saab kasutada ainult diiselmootorites;
• suurem kaal võrreldes valatud alumiiniumiga;
• vajadus kasutada kuumakindlatest materjalidest valmistatud kolvirõngaid;
• kõrgem hind;

Nende omaduste tõttu on komposiitkolbide kasutusala piiratud, neid kasutatakse ainult suuremõõtmelistel diiselmootoritel.

Video: mootori kolvi tööpõhimõte. Seade

Peamised sisepõlemismootorite tüübid ja aurumootorid neil on üks ühine puudus. See seisneb selles, et edasi-tagasi liikumine nõuab ümberkujundamist pöörlevaks liikumiseks. See omakorda põhjustab madalat tootlikkust, aga ka erinevat tüüpi mootorites sisalduvate mehhanismide osade üsna suurt kulumist.

Üsna paljud inimesed mõtlesid, kuidas luua selline mootor, milles liikuvad osad ainult pöörlesid. Kuid ainult ühel inimesel õnnestus see probleem lahendada. Rotor-kolbmootori leiutajaks sai iseõppinud mehaanik Felix Wankel. Elu jooksul ei saanud see mees mingit eriala ega kõrgharidust. Vaatleme lähemalt Wankeli pöörlevat kolbmootorit.

Leiutaja lühike elulugu

Felix G. Wankel sündis 1902. aastal 13. augustil Lahri alevikus (Saksamaa). Esimeses maailmasõjas suri tulevase leiutaja isa. Selle tõttu pidi Wankel gümnaasiumiõpingud pooleli jätma ja asuma tööle kirjastuse raamatupoes müügiassistendina. Selle tulemusena tekkis tal lugemiskirg. Felix uuris iseseisvalt mootorite, autotööstuse, mehaanika tehnilisi omadusi. Ta ammutas teadmisi raamatutest, mida poes müüdi. Arvatakse, et hiljem rakendatud Wankeli mootoriskeemi (täpsemalt selle loomise ideed) külastati unenäos. Pole teada, kas see vastab tõele või mitte, kuid võib kindlalt väita, et leiutajal olid erakordsed võimed, iha mehaanika järele ja omapärane.

Eelised ja miinused

Pöörleva mootoriga kabriolett edasi-tagasi liikumine puudub täielikult. Surve moodustumine toimub nendes kambrites, mis luuakse kolmnurkse rootori kumerate pindade ja erinevate kehaosade abil. Rootori pöörlev liikumine toimub põlemise teel. See võib vähendada vibratsiooni ja suurendada pöörlemiskiirust. Tänu sellisel viisil saavutatud efektiivsuse kasvule on rootormootor palju väiksem kui tavaline samaväärse võimsusega kolbmootor.

Rootormootoril on kõigist selle komponentidest üks põhi. Seda olulist komponenti nimetatakse kolmnurkseks rootoriks, mis pöörleb staatori sees. Kõigil kolmel rootori tipul on tänu sellele pöörlemisele püsiühendus korpuse siseseinaga. Selle kontakti abil moodustuvad põlemiskambrid ehk kolm gaasiga suletud tüüpi mahtu. Kui rootori pöörlevad liikumised korpuses toimuvad, muutub kõigi kolme moodustunud põlemiskambri maht kogu aeg, meenutades tavapärase pumba toiminguid. Rootori kõik kolm külgpinda töötavad nagu kolb.

Rootori sees on väike väliste hammastega hammasratas, mis on kinnitatud korpuse külge. Suurema läbimõõduga hammasratas on ühendatud selle fikseeritud käiguga, mis määrab korpuse sees oleva rootori pöörlemisliikumise trajektoori. Suurema hammasratta hambad on sisemised.

Tulenevalt asjaolust, et koos väljundvõlliga on rootor ühendatud ekstsentriliselt, toimub võlli pöörlemine samamoodi nagu käepide pöörab väntvõlli. Väljundvõll pöörleb kolm korda rootori iga pöörde korral.

Rootormootori eeliseks on kerge kaal. Rootormootori kõige elementaarsemal plokkidel on väike suurus ja kaal. Samal ajal on sellise mootori juhitavus ja omadused paremad. Ta saab vähem massi tänu sellele, et väntvõlli, kepsu ja kolbe pole lihtsalt vaja.

Rootormootori mõõtmed on palju väiksemad tavaline mootor sobiv võimsus. Tänu väiksemale mootori suurusele on juhitavus palju parem ja auto ise muutub ruumikamaks nii reisijatele kui ka juhile.

Kõik pöörleva mootori osad teevad pidevaid pöörlemisliigutusi samas suunas. Nende liikumise muutus toimub samamoodi nagu traditsioonilise mootori kolbides. Rootormootorid on sisemiselt tasakaalustatud. See toob kaasa vibratsioonitaseme languse. Rootormootori võimsus tundub olevat palju sujuvam ja ühtlasem.

Wankeli mootoril on kumer kolme tahuga spetsiaalne rootor, mida võib nimetada selle südameks. See rootor teeb pöörlevaid liigutusi staatori silindrilise pinna sees. Mazda pöörlev mootor on maailma esimene spetsiaalselt seeriatootmiseks loodud pöörlev mootor. See areng algas 1963. aastal.

Mis on RPD?

Klassikalises neljataktilises mootoris kasutatakse sama silindrit erinevateks toiminguteks - sissepritse, kompressioon, põlemine ja heitgaas. Rootormootoris viiakse iga protsess läbi kambri eraldi sektsioonis. Efekt ei erine palju silindri jagamisest iga toimingu jaoks neljaks kambriks.
IN kolbmootor Segu põlemisel tekkiv rõhk paneb kolvid silindrites edasi-tagasi liikuma. Ühendusvardad ja väntvõll teisendada see tõukeliikumine auto liikumiseks vajalikuks pöörlevaks liikumiseks.
Pöörlevas mootoris pole sirgjoonelist liikumist, mis tuleks ümber pöörata pöörlemiseks. Rõhk tekib ühes kambrisektsioonis, mis põhjustab rootori pöörlemise, mis vähendab vibratsiooni ja suurendab mootori potentsiaalset pöörlemiskiirust. Tulemuseks on suurem kasutegur ja väiksemad mõõtmed sama võimsuse juures kui tavalisel kolbmootoril.

Kuidas RPD töötab?

Kolvi funktsiooni RPD-s täidab kolme tipuga rootor, mis muundab gaasirõhu jõu ekstsentrilise võlli pöörlevaks liikumiseks. Rootori liikumise staatori (väliskorpuse) suhtes tagab hammasrataste paar, millest üks on jäigalt kinnitatud rootorile ja teine ​​staatori külgkaanele. Käigukast ise on kindlalt mootori korpuse külge kinnitatud. Sellega on rootori hammasratas hammasrattaga ühenduses, justkui veereb selle ümber.
Võll pöörleb korpusele asetatud laagrites ja sellel on silindriline ekstsentrik, millel rootor pöörleb. Nende hammasrataste koostoime tagab rootori otstarbeka liikumise korpuse suhtes, mille tulemusena moodustub kolm eraldiseisvat muutuva mahuga kambrit. ülekandearv käigud 2: 3, nii et ekstsentrilise võlli ühe pöörde korral pöördub rootor 120 kraadi tagasi ja rootori täieliku pöörde korral igas kambris toimub täielik neljataktiline tsükkel.

Gaasivahetust juhib rootori ülaosa, kui see läbib sisse- ja väljalaskeava. See disain võimaldab 4-taktilist tsüklit ilma spetsiaalset gaasijaotusmehhanismi kasutamata.

Kambrite tihendus tagatakse radiaalsete ja otste tihendusplaatidega, mis on surutud vastu silindrit tsentrifugaaljõud, gaasisurve ja lintvedrud. Pöördemoment saadakse gaasijõudude toimel läbi rootori võlli ekstsentrikul

segu moodustumine

Teoreetiliselt kasutab RPD mitut tüüpi segude moodustamist: välist ja sisemist, mis põhineb vedelatel, tahkel, gaasilistel kütustel.
Tahkekütuste puhul väärib märkimist, et need gaasistatakse algselt gaasigeneraatorites, kuna need suurendavad tuha moodustumist silindrites. Seetõttu on gaas- ja vedelkütused praktikas laiemalt levinud.
Segu moodustumise mehhanism Wankeli mootorites sõltub kasutatava kütuse tüübist.
Gaaskütuse kasutamisel toimub selle segunemine õhuga spetsiaalses sektsioonis mootori sisselaskeava juures. Põlev segu siseneb silindritesse valmis kujul.

Vedelkütusest valmistatakse segu järgmiselt:

1. Õhk segatakse vedelkütusega enne balloonidesse sisenemist, kuhu põlev segu siseneb.
2. Vedelkütus ja õhk sisenevad mootori silindritesse eraldi ning juba silindri sees segunevad. Töösegu saadakse kokkupuutel jääkgaasidega.

Vastavalt sellele saab kütuse-õhu segu valmistada väljaspool silindreid või nende sees. Sellest tuleneb mootorite eraldamine sisemise või välise segu moodustamisega.

Pöörleva kolbmootori tehnilised andmed

toodetakse mudeleid

Pöördkolvi konstruktsiooni efektiivsus

Vaatamata mitmetele puudustele on uuringud näidanud, et Wankeli mootori üldine kasutegur on tänapäevaste standardite järgi üsna kõrge. Selle väärtus on 40-45%. Võrdluseks, kolb-sisepõlemismootorites on kasutegur 25%, kaasaegsetes turbodiislites - umbes 40%. Kolb-diiselmootorite kõrgeim kasutegur on 50%. Siiani jätkavad teadlased tööd mootorite efektiivsuse parandamiseks vajalike reservide leidmiseks.

Mootori lõplik efektiivsus koosneb kolmest põhiosast:

Selle valdkonna uuringud näitavad, et ainult 75% kütusest põleb täielikult ära. Arvatakse, et see probleem lahendatakse gaaside põlemis- ja paisumisprotsesside eraldamisega. On vaja ette näha spetsiaalsete kambrite paigutus optimaalsetes tingimustes. Põlemine peaks toimuma suletud mahus, temperatuuri ja rõhu tõustes, paisumisprotsess peaks toimuma madalatel temperatuuridel.

1. Mehaaniline efektiivsus (iseloomustab tööd, mille tulemuseks oli tarbijale edastatud peatelje pöördemomendi kujunemine).

Umbes 10% mootori tööst kulub abisõlmede ja mehhanismide liikuma panemisele. Seda defekti saab parandada mootoriseadmes muudatuste tegemisega: kui peamine liikuv tööelement ei puuduta statsionaarset korpust. Konstantne pöördemomendi õlg peab olema kogu põhitööelemendi teekonnal.

1. Soojusefektiivsus (näitaja, mis kajastab kütuse põletamisel tekkiva soojusenergia hulka, mis muudetakse kasulikuks tööks).

Praktikas väljub 65% saadud soojusenergiast koos heitgaasidega väliskeskkonda. Mitmed uuringud on näidanud, et soojusliku kasuteguri tõusu on võimalik saavutada juhul, kui mootori konstruktsioon võimaldaks kütuse põletamist soojusisolatsiooniga kambris nii, et maksimaalsed temperatuurid saavutatakse algusest peale ning lõpus vähendatakse seda temperatuuri minimaalsete väärtusteni, lülitades sisse aurufaasi.

Wankeli pöörlev kolbmootor

Kütuse põletamisel vabaneb soojusenergia. Mootorit, milles kütus põleb otse töösilindris ja tekkivate gaaside energiat tajub silindris liikuv kolb, nimetatakse kolbmootoriks.

Niisiis, nagu varem mainitud, on seda tüüpi mootor tänapäevaste autode jaoks peamine.

Sellistel mootoritel asub silindris põlemiskamber, milles õhu-kütuse segu põlemisel tekkiv soojusenergia muundatakse edasi liikuva kolvi mehaaniliseks energiaks ja seejärel spetsiaalse mehhanismi abil, mida nimetatakse vändaks. , muundatakse väntvõlli pöörlemisenergiaks.

Õhust ja kütusest (põlev) koosneva segu tekkekoha järgi jaotatakse kolb-sisepõlemismootorid välise ja sisemise konversiooniga mootoriteks.

Samas jaotatakse välise segumoodustusega mootorid vastavalt kasutatavale kütuseliigile karburaator- ja sissepritsemootoriteks, mis töötavad kergel vedelkütusel (bensiin) ning gaasimootoriteks (gaasigeneraator, valgustus, maagaas jne). .). Diiselmootorid on diiselmootorid (diislid). Need töötavad raske vedelkütusega (diisel). Üldiselt on mootorite endi disain peaaegu sama.

Neljataktiliste kolbmootorite töötsükkel on lõppenud, kui väntvõll teeb kaks pööret. Definitsiooni järgi koosneb see neljast eraldi protsessist (või käigust): sisselaske (1. takt), õhu-kütuse segu kokkusurumine (2. takt), jõutakt (3. takt) ja väljalask (4. takt).

Mootori tsüklite muutmise tagab gaasijaotusmehhanism, mis koosneb nukkvõllist, tõukurite ja ventiilide ülekandesüsteemist, mis isoleerivad silindri tööruumi väliskeskkonnast ja tagavad peamiselt klapi ajastuse muutmise. Tänu gaaside inertsile (gaasidünaamika protsesside iseärasused) on sisselaske- ja väljalasketakti päris mootor kattuvad, mis tähendab, et nad töötavad koos. Suurtel kiirustel on faaside kattumisel positiivne mõju mootori tööle. Vastupidi, seda rohkem madalad pöörded, seda väiksem on mootori pöördemoment. Seda nähtust võetakse kaasaegsete mootorite töös arvesse. Looge seadmed, mis võimaldavad teil protsessi käigus klapi ajastust muuta. Selliseid seadmeid on mitmesuguseid, millest sobivaimad on elektromagnetilised seadmed gaasijaotusmehhanismide faaside reguleerimiseks (BMW, Mazda).

Karburaator ICE

IN karburaatoriga mootoridõhu-kütuse segu valmistatakse ette enne selle sisenemist mootori silindritesse, spetsiaalses seadmes - karburaatoris. Sellistes mootorites süttib silindritesse sisenev põlev segu (kütuse ja õhu segu), mis seguneb heitgaaside jääkidega (töösegu), välise energiaallika - süütesüsteemi elektrisädeme - toimel.

Sissepritsega sisepõlemismootorid

Sellistes mootorites bensiini pihustavate pihustusdüüside olemasolu tõttu sisselaskekollektor, tekib õhuga segunemine.

Gaasi sisepõlemismootorid

Nendes mootorites alandatakse gaasirõhku pärast gaasireduktorist väljumist oluliselt ja viiakse see atmosfäärirõhu lähedale, misjärel see imetakse õhk-gaasiseguri abil sisse ja süstitakse (sarnaselt sissepritsega mootoritele) mootori sisselaskekollektor elektriliste düüside abil.

Süütamine, nagu ka eelmist tüüpi mootorite puhul, toimub küünla sädemest, mis libiseb selle elektroodide vahele.

Diisel sisepõlemismootorid

Diiselmootorites toimub segu moodustumine otse mootori silindrite sees. Õhk ja kütus sisenevad silindritesse eraldi.

Samal ajal siseneb silindritesse algul ainult õhk, see surutakse kokku ja selle maksimaalse kokkusurumise hetkel pihustatakse spetsiaalse düüsi kaudu silindrisse peeneks pihustatud kütuse juga (surve selliste mootorite silindrites). saavutab palju kõrgemad väärtused kui eelmist tüüpi mootorites), moodustuvad segud.

Sel juhul toimub segu süttimine õhutemperatuuri tõusu tagajärjel selle tugeva kokkusurumisega silindris.

Diiselmootorite puudustest võib välja tuua varasemate kolbmootorite tüüpidega võrreldes suurema osade, eriti väntmehhanismi mehaanilise pinge, mis nõuab paremaid tugevusomadusi ja sellest tulenevalt suuri mõõtmeid, kaalu. ja maksumus. See suureneb mootorite keerulise konstruktsiooni ja paremate materjalide kasutamise tõttu.

Lisaks iseloomustavad selliseid mootoreid vältimatu tahmaheide ja suurenenud lämmastikoksiidide sisaldus heitgaasides, mis on tingitud töösegu heterogeensest põlemisest silindrite sees.

Gaas-diisel sisepõlemismootorid

Sellise mootori tööpõhimõte on sarnane mis tahes tüüpi gaasimootori tööga.

Õhk-kütuse segu valmistatakse sarnasel põhimõttel, suunates gaasi õhk-gaasi segistisse või sisselaskekollektorisse.

Segu süttib aga analoogselt diiselmootorite tööga silindrisse süstitava diislikütuse süüteosaga, mitte elektriküünalt kasutades.

Pöördkolbiga sisepõlemismootorid

Lisaks väljakujunenud nimele on see mootor oma nime saanud selle loonud teadlase-leiutaja järgi ja seda nimetatakse Wankeli mootoriks. Pakutud välja 20. sajandi alguses. Praegu tegelevad selliste mootoritega Mazda RX-8 tootjad.

Mootori põhiosa moodustab kolmnurkne rootor (analoogselt kolviga), mis pöörleb kindla kujuga kambris vastavalt sisepinna kujundusele, mis meenutab numbrit "8". See rootor täidab väntvõlli kolvi ja ajastusmehhanismi funktsiooni, välistades seega vajaduse kolbmootoritele kohustusliku gaasijaotussüsteemi järele. See teeb ühe pöördega kolm täielikku töötsüklit, mis võimaldab ühe sellise mootoriga asendada kuuesilindrilist kolbmootorit Vaatamata paljudele positiivseid omadusi, mille hulgas on ka selle disaini põhimõtteline lihtsus, on puudusi, mis takistavad selle laialdast kasutamist. Need on seotud rootoriga kambri vastupidavate usaldusväärsete tihendite loomise ja vajaliku mootori määrimissüsteemi ehitamisega. Rootor-kolbmootorite töötsükkel koosneb neljast tsüklist: õhk-kütuse segu sissevõtt (1 tsükkel), segu kokkusurumine (2 tsüklit), põlemissegu paisutamine (3 tsüklit), heitgaas (4 tsüklit).

Pöördlabaga sisepõlemismootorid

See on sama mootor, mida kasutatakse Yo-mobile'is.

Gaasiturbiiniga sisepõlemismootorid

Ka tänapäeval suudavad need mootorid edukalt asendada autode kolb-sisepõlemismootoreid. Ja kuigi nende mootorite disain on saavutanud selle täiuslikkuse taseme alles viimastel aastatel, tekkis idee kasutada autodes gaasiturbiinmootoreid juba ammu. Tõelise võimaluse töökindlate gaasiturbiinmootorite loomiseks pakuvad nüüd kõrgele arengutasemele jõudnud labamootorite teooria, metallurgia ja nende valmistamise tehnika.

Mis on gaasiturbiinmootor? Selleks vaatame selle skemaatilist diagrammi.

Kompressor (pos.9) ja gaasiturbiin (pos.7) on samal võllil (pos.8). Gaasiturbiini võll pöörleb laagrites (pos.10). Kompressor võtab atmosfäärist õhku, surub selle kokku ja saadab põlemiskambrisse (pos.3). Kütusepumpa (pos.1) käitab samuti turbiini võll. See varustab kütusega düüsi (pos.2), mis on paigaldatud põlemiskambrisse. Gaasilised põlemissaadused sisenevad läbi gaasiturbiini juhtseadme (pos.4) selle tiiviku labadel (pos.5) ja panevad selle etteantud suunas pöörlema. Heitgaasid lastakse atmosfääri läbi harutoru (pos.6).

Ja kuigi see mootor on täis puudusi, kõrvaldatakse need disaini arenedes järk-järgult. Samal ajal on gaasiturbiiniga sisepõlemismootoritel võrreldes kolb-sisepõlemismootoritega mitmeid olulisi eeliseid. Kõigepealt tuleb märkida, et nagu auruturbiin, võib ka gaasiturbiin arendada suuri kiirusi. See võimaldab teil saada rohkem võimsust väiksematelt mootoritelt ja kaalult (peaaegu 10 korda). Lisaks on gaasiturbiini ainus liikumisliik pöörlev. Kolbmootoril on lisaks pöörlemisele edasi-tagasi kolvi liikumine ja keerukad ühendusvarda liikumised. Samuti ei vaja gaasiturbiinmootorid spetsiaalseid jahutussüsteeme, määrimist. Märkimisväärsete hõõrdepindade puudumine minimaalse arvu laagritega tagab pikaajalise töö ja kõrge töökindluse gaasiturbiin mootor. Lõpuks on oluline märkida, et neid söödetakse petrooleumi või diislikütus, st. odavamad tüübid kui bensiin. Autode gaasiturbiinmootorite arengut takistav põhjus on vajadus kunstlikult piirata turbiini labadesse sisenevate gaaside temperatuuri, kuna kõrge tulega metallid on endiselt väga kallid. Selle tulemusena vähendab see mootori kasulikku kasutust (efektiivsust) ja suurendab kütuse erikulu (kütuse kogus 1 hj kohta). Reisijate ja kauba jaoks autode mootorid gaasi temperatuuri tuleb piirata 700 ° C piires ja lennukimootorites kuni 900 ° C. Kuid tänapäeval on mõned võimalused nende mootorite efektiivsuse suurendamiseks, eemaldades heitgaaside soojuse, et soojendada sisenevat õhku. põlemiskambrid. Väga ökonoomse auto gaasiturbiinmootori loomise probleemi lahendus sõltub suuresti selle valdkonna töö edukusest.

Kombineeritud sisepõlemismootorid

Suure panuse töö ja kombineeritud mootorite loomise teoreetilistele aspektidele andis NSV Liidu insener, professor A. N. Shelest.

Aleksei Nesterovitš Shelest

Need mootorid on kombinatsioon kahest masinast: kolvist ja labast, mis võib olla turbiin või kompressor. Mõlemad masinad on töövoo olulised elemendid. Sellise ülelaadimisega gaasiturbiinmootori näiteks. Samal ajal surutakse tavalises kolbmootoris turbolaaduri abil silindritesse õhku, mis võimaldab mootori võimsust suurendada. See põhineb heitgaasivoolu energia kasutamisel. See toimib turbiini tiivikule, mis on paigaldatud võllile ühel küljel. Ja keerutab seda. Kompressori labad asuvad samal võllil teisel pool. Nii pumbatakse kompressori abil mootori silindritesse õhku ühelt poolt kambris toimuva harvendamise ja sunnitud õhu juurdevoolu tõttu, teisalt satub mootorisse suur hulk õhu ja kütuse segu. Selle tulemusena suureneb põleva kütuse maht ja sellest põlemisest tekkiv gaas hõivab suurema mahu, mis tekitab kolvile suurema jõu.

Kahetaktilised sisepõlemismootorid

See on ebatavalise gaasijaotussüsteemiga sisepõlemismootori nimi. Seda rakendatakse kolvi läbimise protsessis, mis teeb edasi-tagasi liigutusi, kaks toru: sisselaske- ja väljalaskeava. Leiate selle välismaise nimetuse "RCV".

Mootori tööprotsessid viiakse lõpule ühe väntvõlli pöörde ja kahe kolvilöögi ajal. Toimimispõhimõte on järgmine. Esiteks puhastatakse silinder, mis tähendab põleva segu sissevõtmist koos heitgaaside samaaegse sisselaskega. Seejärel surutakse töösegu kokku, väntvõlli pöörlemise hetkel 20--30 kraadi võrra vastava BDC asendist TDC-le liikumisel. Ja töökäik, mille pikkuseks on kolvikäik ülemisest surnud punktist (TDC), jõudmata väntvõlli pööretega 20–30 kraadi võrra alumisse surnud punkti (BDC).

On selgeid puudusi kahetaktilised mootorid. Esiteks on kahetaktilise tsükli nõrgaks lüliks mootori tühjendamine (gaasidünaamika seisukohalt jällegi). See juhtub ühelt poolt tänu sellele, et värske laengu eraldamine väljaheite gaasid on võimatu pakkuda, s.t. paratamatuid kaotusi sisuliselt sisse lendavad väljalasketoru värske segu (või õhk, kui me räägime diiselmootorist). Seevastu töötakt kestab alla poole pöörde, mis viitab juba mootori kasuteguri langusele. Lõpuks ei saa pikendada äärmiselt olulise gaasivahetuse protsessi kestust, mis neljataktilise mootori puhul võtab poole töötsüklist.

Kahetaktilised mootorid on tühjendus- või võimendussüsteemi kohustusliku kasutamise tõttu keerulisemad ja kallimad. Kahtlemata nõuab silindri-kolvi rühma osade suurenenud termiline pinge üksikute osade jaoks kallimate materjalide kasutamist: kolvid, rõngad, silindri vooderdised. Samuti seab gaasijaotusfunktsioonide täitmine kolvi abil piirangu selle kõrgusele, mis koosneb kolvi käigu kõrgusest ja tühjendusakende kõrgusest. Mopeedi puhul pole see nii kriitiline, kuid muudab kolvi oluliselt raskemaks, kui see on paigaldatud autodele, mis nõuavad märkimisväärset võimsust. Seega, kui võimsust mõõdetakse kümnetes või isegi sadades Hobujõud, on kolvi massi suurenemine väga märgatav.

Sellegipoolest tehti teatud tööd selliste mootorite täiustamise suunas. Ricardo mootorites võeti kasutusele spetsiaalsed vertikaalse käiguga jaotushülsid, mis oli mõningane katse kolvi suuruse ja kaalu vähendamiseks. Süsteem osutus üsna keeruliseks ja selle rakendamine väga kulukaks, nii et selliseid mootoreid kasutati ainult lennunduses. Täiendavalt tuleb märkida, et väljalaskeklappidel on kaks korda suurem kuumuspinge (otsevooluklapi puhastusega) võrreldes neljataktiliste mootorite klappidega. Lisaks on sadulatel pikem otsekontakt heitgaasidega ja seetõttu halvem soojuse hajumine.

Kuuetaktilised sisepõlemismootorid

Töö põhineb neljataktilise mootori tööpõhimõttel. Lisaks sisaldab selle disain elemente, mis ühelt poolt suurendavad selle tõhusust, teisalt aga vähendavad kadusid. On kaks erinevad tüübid sellised mootorid.

Otto ja diisli tsüklite alusel töötavates mootorites on kütuse põlemisel märkimisväärsed soojuskaod. Neid kadusid kasutatakse esimese konstruktsiooni mootoris lisavõimsusena. Selliste mootorite konstruktsioonides kasutatakse täiendava kolvikäigu töökeskkonnana lisaks õhu-kütuse segule auru või õhku, mille tulemusena suureneb võimsus. Sellistes mootorites liiguvad kolvid pärast iga kütuse sissepritse kolm korda mõlemas suunas. Sel juhul on kaks töötakti - üks kütusega ja teine ​​auru või õhuga.

Selles piirkonnas on loodud järgmised mootorid:

Bayulase mootor (inglise keelest Bajulaz). Selle lõi Bayulas (Šveits);

Croweri mootor (inglise keelest Crower). Leiutaja Bruce Crower (USA);

Bruce Crower

Velozeti mootor (inglise keelest Velozeta) See ehitati insenerikõrgkoolis (India).

Teist tüüpi mootorite tööpõhimõte põhineb igal silindril täiendava kolvi kasutamisel, mis asub peamise silindri vastas. Täiendav kolb liigub põhikolvi suhtes poole võrra vähendatud sagedusega, mis annab iga tsükli kohta kuus kolvikäiku. Täiendav kolb asendab oma põhieesmärgil mootori traditsioonilist gaasijaotusmehhanismi. Selle teine ​​funktsioon on tihendusastme suurendamine.

Sellistel mootoritel on kaks peamist, iseseisvalt loodud kujundust:

Karupea mootor. Leiutas Malcolm Beer (Austraalia);

mootor nimega "Laadimispump" (inglise saksa keelest Charge pump). Leiutaja Helmut Kotmann (Saksamaa).

Mis saab lähitulevikus sisepõlemismootoriga?

Lisaks artikli alguses välja toodud sisepõlemismootori puudustele on veel üks põhimõtteline puudus, mis ei võimalda kasutada sisepõlemismootoreid sõiduki jõuülekandest eraldi. jõuseade auto moodustab mootor koos auto jõuülekandega. See võimaldab autol liikuda kogu vajaliku kiirusega. Kuid üksainus sisepõlemismootor arendab suurimat võimsust ainult kitsas kiirusvahemikus. Just sellepärast on ülekanne vajalik. Ainult erandjuhtudel tehke ilma ülekandeta. Näiteks mõnes lennukikonstruktsioonis.