الغرض وجهاز محرك الاحتراق الداخلي

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 11:53

لأكثر من مائة عام ، تم استخدام محركات الاحتراق الداخلي كمحطات طاقة لمعظم الآلات والآليات. في بداية القرن العشرين ، حلوا محل محرك الاحتراق البخاري الخارجي. يعد محرك الاحتراق الداخلي الآن الأكثر اقتصادا وفعالية من بين المحركات الأخرى. لنلق نظرة على جهاز محرك الاحتراق الداخلي

تاريخ الخلق

بدأ تاريخ هذه الوحدات منذ حوالي 300 عام. عندها طور ليوناردو دافنشي الرسم الأول لمحرك بدائي. أعطى تطوير هذه الوحدة دفعة لتجميع واختبار وتحسين مستمر لمحرك الاحتراق الداخلي.

في عام 1861 ، وفقًا للرسومات التي تركها دافنشي للعالم ، قاموا بإنشاء أول محرك ثنائي الأشواط. في ذلك الوقت ، لم يكن أحد يعتقد أن جميع السيارات والمعدات الأخرى ستكون مجهزة بمثل هذه التركيبات ، على الرغم من استخدام الوحدات البخارية في معدات السكك الحديدية.

أول من استخدم محركات الاحتراق الداخلي في السيارات ،كان هنري فورد. كان أول من كتب كتابًا عن تصميم وتشغيل محرك الاحتراق الداخلي. كانت فورد أول من حسب كفاءة هذه المحركات.

تصنيف محركات الاحتراق الداخلي

في عملية التطوير ، أصبح جهاز محرك الاحتراق الداخلي أكثر تعقيدًا. غرضه ، ومع ذلك ، بقي كما هو. هناك عدة أنواع رئيسية من محركات الاحتراق الداخلي هي الأكثر كفاءة اليوم.

أولاً من حيث الكفاءة والاقتصاد - الوحدات التبادلية. في هذه الوحدات ، يتم تحويل الطاقة المتولدة من احتراق خليط الوقود إلى حركة من خلال نظام من قضبان التوصيل والعمود المرفقي.

الترتيب العام لمحرك الاحتراق الداخلي المكربن لا يختلف عن المحركات الأخرى. لكن الخليط القابل للاحتراق يتم تحضيره مباشرة في المكربن. يتم الحقن في مشعب مشترك ، من حيث ، تحت تأثير الفراغ ، يدخل الخليط إلى الأسطوانات ، حيث يضيء بعد ذلك من تفريغ كهربائي على شمعة.

يختلف محرك الحقن عن محرك المكربن في ذلك الوقود الذي يتم توفيره لكل أسطوانة مباشرة من خلال فتحات منفصلة. ثم بعد خلط الجازولين بالهواء يشتعل الوقود بواسطة شرارة شمعة

محرك ديزل يختلف عن البنزين. ضع في اعتبارك لفترة وجيزة جهاز محرك الاحتراق الداخلي للديزل. لا توجد شموع تستخدم للاشتعال. يشتعل هذا الوقود تحت ضغط مرتفع. نتيجة لذلك ، يسخن محرك الديزل. درجة الحرارة أعلى من درجة حرارة الاحتراق. يتم الحقن بواسطة فوهات

تنتمي المحركات الدوارة ذات المكبس أيضًا إلى محركات الاحتراق الداخلي. في هذه الوحدات ، الطاقة الحرارية منيؤثر احتراق الوقود على الدوار. لها شكل خاص وملف شخصي خاص. يكون مسار حركة الدوار كوكبيًا (يوجد العنصر داخل غرفة خاصة). يؤدي الدوار في نفس الوقت عددًا كبيرًا من الوظائف - وهذا هو توزيع الغاز ، وظيفة العمود المرفقي والمكبس.

هناك أيضًا محركات احتراق داخلي لتوربينات الغاز. في هذه الوحدات ، يتم تحويل الطاقة الحرارية من خلال دوار ذي شفرات إسفينية الشكل. ثم تجعل هذه الآليات التوربين يدور.

تعتبر المحركات المكبسية الأكثر موثوقية وأقل صيانة واقتصادية. لا يتم استخدام الروتاري عمليا في تكنولوجيا السيارات الجماعية. الآن فقط مازدا اليابانية تنتج نماذج من السيارات المجهزة بمحركات مكبس دوارة. أنتجت شركة كرايسلر سيارات ذات خبرة بمحركات توربينية غازية في الستينيات ، وبعد ذلك لم يعد صانع سيارات واحد إلى هذه التركيبات. في الاتحاد السوفيتي ، تم تجهيز بعض نماذج الدبابات وسفن الإنزال بمحركات توربينية غازية لفترة قصيرة. ولكن بعد ذلك تقرر التخلي عن وحدات الطاقة هذه. هذا هو السبب في أننا نفكر في جهاز محرك الاحتراق الداخلي - فهو الأكثر شهرة وكفاءة.

جهاز ICE

يتم دمج العديد من الأنظمة في مبيت المحرك. هذه هي كتلة الأسطوانة التي توجد بها غرف الاحتراق. في الأخير ، يحترق خليط الوقود. أيضًا ، يتكون المحرك من آلية كرنك مصممة لتحويل طاقة المكابس إلى دوران للعمود المرفقي. في بناء القوةتحتوي الوحدة أيضًا على آلية توزيع الغاز. وتتمثل مهمتها في ضمان فتح وإغلاق صمامات السحب والعادم في الوقت المناسب. لن يتمكن المحرك من العمل بدون الحقن والاشتعال ونظام العادم.

عند بدء تشغيل وحدة الطاقة ، يتم تزويد الأسطوانات بخليط من الوقود والهواء من خلال صمامات السحب المفتوحة. ثم يتم إشعاله بواسطة تفريغ كهربائي عند شمعة الإشعال. عندما يشتعل الخليط وتبدأ الغازات في التمدد ، سيزداد الضغط على المكبس. سيتم تشغيل الأخير وسيؤدي إلى تدوير العمود المرفقي.

تصميم وتشغيل محرك الاحتراق الداخلي بحيث يعمل المحرك في دورات معينة. تتكرر هذه الدورات باستمرار بتردد عالٍ. هذا يضمن الدوران المستمر للعمود المرفقي.

مبدأ تشغيل محركات الاحتراق الداخلي ثنائية الشوط

عند بدء تشغيل المحرك ، يبدأ المكبس ، الذي يحركه دوران العمود المرفقي ، في التحرك. عندما تصل إلى أدنى نقطة لها وتبدأ في التحرك لأعلى ، يتم توفير الوقود للأسطوانة.

عند التحرك لأعلى ، يقوم المكبس بضغط الخليط. عندما تصل إلى أعلى مركز ميت ، تقوم شمعة الإشعال بإشعال الخليط بسبب تفريغ كهربائي. تتوسع الغازات على الفور وتدفع المكبس للأسفل.

بعد ذلك ، ينفتح صمام العادم للأسطوانة ، وتخرج منتجات الاحتراق من الأسطوانات إلى نظام العادم. ثم ، مرة أخرى ، عند الوصول إلى النقطة السفلية ، سيبدأ المكبس في التحرك لأعلى. سيصنع العمود المرفقي ثورة واحدة.

عندما يبدأ الجديدحركة المكبس ، سيتم فتح صمامات السحب مرة أخرى وسيتم توفير خليط الوقود. سوف تشغل الحجم الكامل الذي تشغله منتجات الاحتراق ، وستتكرر الدورة مرة أخرى. نظرًا لحقيقة أن المكابس الموجودة في هذه المحركات تعمل في دورتين فقط ، يتم إجراء حركات أقل ، على عكس محرك الاحتراق الداخلي رباعي الأشواط. تقليل خسائر الاحتكاك. لكن هذه المحركات تزداد سخونة

في وحدات الطاقة ثنائية الأشواط ، يلعب المكبس أيضًا دور آلية توزيع الغاز. في عملية الحركة ، يتم فتح وإغلاق فتحات مدخل خليط الوقود وإطلاق غازات العادم. يعتبر أسوأ تبادل للغازات مقارنة بالمحركات رباعية الأشواط هو العيب الرئيسي لهذه المحركات. في وقت غازات العادم ، يتم فقدان الطاقة بشكل كبير.

حاليًا ، تُستخدم المحركات ثنائية الأشواط في الدراجات البخارية والدراجات البخارية والقوارب ومناشير البنزين وغيرها من المركبات منخفضة الطاقة.

رباعي الأشواط

يختلف جهاز هذا النوع من محركات الاحتراق الداخلي قليلاً عن محرك ثنائي الشوط. مبدأ العملية يختلف قليلاً أيضًا. هناك أربع ضربات لكل دوران للعمود المرفقي.

الخطوة الأولى هي تزويد أسطوانة المحرك بخليط قابل للاحتراق. المحرك ، تحت تأثير الفراغ ، يمتص الخليط في الاسطوانة. ينخفض المكبس الموجود في الأسطوانة في هذه اللحظة. صمام المدخل مفتوح وسيدخل البنزين والهواء المُذَذّر إلى غرفة الاحتراق.

بعد ذلك تأتي ضربة الضغط. ينغلق صمام السحب ويتحرك المكبس لأعلى. في هذه الحالة ، يتم ضغط الخليط الموجود في الأسطوانة بشكل كبير. بسبب ضغط الخليطيسخن. الضغط يزيد التركيز.

يتبع دورة العمل الثالثة. عندما يصل المكبس إلى موضعه الأعلى تقريبًا ، يتم تنشيط نظام الإشعال. شرارة تقفز على الشمعة ويشتعل الخليط. بسبب التمدد الفوري للغازات وانتشار طاقة الانفجار ، يتحرك المكبس تحت الضغط لأسفل. هذه الدورة في تشغيل محرك رباعي الأشواط هي الدورة الرئيسية. لا تؤثر الإجراءات الثلاثة الأخرى على إنشاء العمل وهي مساعدة.

في الدورة الرابعة ، تبدأ مرحلة الإصدار. عندما يصل المكبس إلى قاع غرفة الاحتراق ، ينفتح صمام العادم وتخرج غازات العادم أولاً إلى نظام العادم ثم إلى الغلاف الجوي.

هنا هو الجهاز ومبدأ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي رباعي الأشواط والمثبت تحت أغطية معظم السيارات.

الأنظمة المساعدة

فحصنا جهاز محرك الاحتراق الداخلي. لكن أي محرك لا يمكن أن يعمل إذا لم يكن مزودًا بأنظمة إضافية. سنتحدث عنها أدناه.

اشتعال

هذا النظام جزء من المعدات الكهربائية. وهي مصممة لتكوين شرارات تشعل خليط الوقود.

يشتمل النظام على بطارية ومولد وقفل إشعال وملف وجهاز خاص - موزع إشعال.

نظام المدخول

من الضروري أن يدخل المحرك دون أي انقطاعهواء. الأكسجين ضروري لتكوين الخليط. في حد ذاته ، لن يحترق البنزين. وتجدر الإشارة إلى أنه في المكربن ، يكون المدخول مجرد مرشح ومجاري هواء. نظام سحب السيارات الحديثة أكثر تعقيدًا. يتضمن مدخل هواء على شكل أنابيب ، وفلتر ، وصمام خانق ، ومشعب سحب.

نظام الطاقة

من مبدأ محرك الاحتراق الداخلي ، نعلم أن المحرك يحتاج إلى حرق شيء ما. إنه بنزين أو وقود ديزل. يوفر نظام الطاقة إمدادات الوقود أثناء تشغيل المحرك.

في أكثر الحالات بدائية ، يتكون هذا النظام من خزان ، بالإضافة إلى خط وقود وفلتر ومضخة ، والتي توفر الوقود للمكربن. في سيارات الحقن ، يتم التحكم في نظام الطاقة بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية

نظام تزييت

يشتمل نظام التزييت على مضخة زيت ، وحوض ، وفلتر زيت. تحتوي وحدات الطاقة التي تعمل بالديزل والبنزين القوي أيضًا على مبرد لتنظيف زيت التشحيم. يتم تشغيل المضخة بواسطة العمود المرفقي.

الخلاصة

هذا هو محرك الاحتراق الداخلي. فحصنا الجهاز ومبدأ تشغيله ، والآن يتضح كيف تعمل السيارة أو المنشار أو مولد الديزل.