محرك البنزين: مبدأ التشغيل والجهاز والصورة

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 12:02

محركات البنزين هي واحدة من أكثر المحركات شيوعًا بين جميع المحركات الأخرى المثبتة على السيارات. على الرغم من حقيقة أن وحدة الطاقة الحديثة تتكون من العديد من الأجزاء ، فإن مبدأ تشغيل محرك البنزين بسيط للغاية. كجزء من المقال سنتعرف على الجهاز ومبدأ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي.

الجهاز

محركات البنزين مصنفة كمحركات احتراق داخلي. داخل غرف الاحتراق ، يتم إشعال خليط الوقود والهواء المضغوط مسبقًا بواسطة شرارة. يستخدم الخانق للتحكم في قوة المحرك. يسمح لك بضبط كمية الهواء الداخل إلى غرفة الاحتراق.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على هيكل جميع المكونات الرئيسية لأي محرك احتراق داخلي. تتكون كل وحدة طاقة من كتلة أسطوانة ، وآلية كرنك ، وأجزاء من مجموعة مكبس أسطوانة ، وآلية لتوزيع الغاز ، ونظام تزييت وتبريد ، ونظام طاقة.أيضًا ، لن يتمكن المحرك من العمل بدون معدات كهربائية. تتفاعل كل هذه الأنظمة والمكونات مع بعضها البعض أثناء تشغيل المحرك.

كتلة اسطوانة المحرك

كتلة الأسطوانة هي الجزء الرئيسي لأي محرك. وهي عبارة عن قطعة واحدة من الحديد الزهر أو الألمنيوم المصبوب. تحتوي الكتلة على أسطوانات وكتلة من الثقوب الملولبة المختلفة لتركيب الملحقات والمعدات الأخرى. يحتوي العنصر على طائرات آلية لتركيب رأس الأسطوانة وأجزاء أخرى.

تصميم البلوك يعتمد بشكل كبير على عدد الأسطوانات وموقع غرف الاحتراق وطريقة التبريد. في كتلة واحدة ، يمكن دمج من 1 إلى 16 أسطوانة. في الوقت نفسه ، تكون الكتل التي يكون فيها عدد الأسطوانات فرديًا أقل شيوعًا. من بين تلك النماذج التي يتم إنتاجها الآن ، يمكنك العثور على محركات احتراق داخلي بثلاث أسطوانات. تحتوي معظم الكتل على 2 و 4 و 8 و 12 وأحيانًا 16 أسطوانة.

تختلف المحركات التي تحتوي على عدد من الأسطوانات من 1 إلى 4 في ترتيب غرف الاحتراق على التوالي. يطلق عليهم محركات في الخط. إذا كان هناك المزيد من الأسطوانات ، فإنها تقع في الكتلة في صفين بزاوية معينة. جعل هذا من الممكن تقليل الأبعاد الكلية ، لكن تقنية تصنيع هذه الكتل أكثر تعقيدًا.

يمكن تمييز نوع آخر من الكتل. في نفوسهم ، تقع غرف الاحتراق في صفين بزاوية 180 درجة. هذه هي ما يسمى بمحركات الملاكم. لا يختلف مبدأ تشغيل محرك بنزين من هذا النوع عن محركات الاحتراق الداخلي التقليدية. غالبًا ما توجد على الدراجات النارية ، ولكن هناك أيضًا سيارات مجهزة بها.

أما بالنسبة للتبريد ، فيمكنك ذلكيميز بين نوعين من الأنظمة. هذا سائل وتبريد الهواء. تعتمد ميزات تصميم كتلة الأسطوانة على نظام التبريد الذي يتم اختياره. تعتبر الوحدة المبردة بالهواء أبسط بكثير من الوحدة المبردة بالماء. غرف الاحتراق في هذه الحالة لا تنتمي للكتلة

الوحدة المبردة بالسائل أكثر تعقيدًا. يتضمن التصميم بالفعل غرف الاحتراق. يتم وضع سترة تبريد فوق كتلة الأسطوانات المعدنية ، والتي يتم من خلالها إجبار المبرد على الدوران ، والذي يعمل على إزالة الحرارة من الأجزاء. الكتلة وسترة التبريد في محرك الاحتراق الداخلي واحدة.

الجزء العلوي من كتلة الأسطوانة مغطى برأس. إنه يشكل مساحة مغلقة حيث تتم عملية احتراق الوقود. قد يكون لرأس الأسطوانة تصميم بسيط أو أكثر تعقيدًا.

آلية كرنك

هذا التجميع ، وهو أيضًا جزء لا يتجزأ من المحرك ، ضروري لتحويل الحركات الترددية للمكابس إلى حركات دورانية للعمود المرفقي. الجزء الرئيسي هنا هو العمود المرفقي. وهي متصلة بشكل متحرك بكتلة المحرك. بسبب هذا التنقل ، يمكن أن يدور العمود حول محوره.

يتم توصيل دولاب الموازنة بأحد طرفي العمود المرفقي. من الضروري نقل عزم الدوران من العمود المرفقي إلى ناقل الحركة. يوفر مبدأ تشغيل محرك البنزين رباعي الأشواط دورتين للعمود المرفقي لمدة نصف دورة مع فائدةالشغل. تتطلب الدورات المتبقية إجراءً عكسيًا - وهذا ما توفره دولاب الموازنة. نظرًا لوزنه الكبير نسبيًا ، فعند تدويره بسبب الطاقة الحركية ، فإنه يدير العمود المرفقي خلال مراحل الدورات التحضيرية.

يوجد ترس حلقي خاص حول محيط دولاب الموازنة. بمساعدة هذه العقدة ، يمكنك بدء تشغيل المحرك ببادئ تشغيل. يوجد على الجانب الآخر من العمود المرفقي ترس مضخة زيت وجهاز توقيت. يوجد أيضًا على الجانب الخلفي شفة متصلة بالبكرة.

يشمل التجميع أيضًا قضبان التوصيل. إنها تسمح لك بنقل القوة من المكابس إلى العمود المرفقي والعكس صحيح. يتم أيضًا تثبيت قضبان التوصيل بشكل متحرك في العمود المرفقي. لا يوجد اتصال مباشر بين أسطح كتلة الأسطوانة والعمود المرفقي وقضبان التوصيل - تعمل هذه الأجزاء من خلال محامل عادية.

جزء مكبس الاسطوانة

هذا الجزء عبارة عن أسطوانات أو بطانات ومكابس وحلقات مكبس ودبابيس. بناءً على هذه التفاصيل ، يعتمد مبدأ تشغيل محرك البنزين. هذا هو المكان الذي يتم فيه كل العمل. يتم حرق الوقود في الاسطوانات ، ويتم تحويل الطاقة المنبعثة إلى دوران العمود المرفقي. يحدث الاحتراق داخل الاسطوانات ، والتي يتم إغلاقها من ناحية بواسطة رأس الأسطوانة ، ومن ناحية أخرى - بواسطة المكابس. يتحرك المكبس بحرية داخل الاسطوانة.

يعتمد مبدأ تشغيل محرك البنزين ليس فقط على احتراق الوقود ، ولكن أيضًا على ضغط خليط الهواء والوقود. لضمان ذلك ، هناك حاجة إلى إحكام. يتم توفيره بواسطة حلقات المكبس. يمنع هذا الأخير خليط الوقود ونواتج الاحتراق من الدخول بين المكبس واسطوانة

GRM (آلية توزيع الغاز)

الوظيفة الرئيسية لهذه الآلية هي تزويد الأسطوانات في الوقت المناسب بخليط الوقود أو الوقود. التوقيت ضروري أيضًا لإزالة غازات العادم.

حزام توقيت ثنائي الأشواط

إذا أخذنا في الاعتبار مبدأ تشغيل محرك بنزين ثنائي الأشواط ، فلا توجد آلية توقيت فيه على هذا النحو. هنا ، يتم حقن خليط الوقود وإطلاق غازات العادم من خلال النوافذ التكنولوجية في الأسطوانة. هناك ثلاث نوافذ - مدخل ، مخرج ، تجاوز.

عندما يتحرك المكبس ، فإنه يفتح أو يغلق هذه النافذة أو تلك. الاسطوانة مملوءة بالوقود ، كما يتم تفريغ الغازات. مع آلية توزيع الغاز هذه ، لا حاجة لأجزاء إضافية. لذلك ، فإن رأس الأسطوانة في المحركات ثنائية الشوط بسيط. وظائفه فقط لضمان أقصى إحكام.

حزام توقيت رباعي الأشواط

محرك رباعي الأشواط مجهز بآلية توقيت كاملة. يتم حقن الوقود في هذه الحالة من خلال الفتحات الموجودة في رأس الأسطوانة المرتبطة بالصمامات. عندما يكون من الضروري توفير غازات العادم أو إزالتها ، تفتح الصمامات المقابلة وتغلق. هذا الأخير يمكن فتحه وإغلاقه عن طريق عمود الحدبات. بها كاميرات خاصة

نظام الطاقة

المهمة الرئيسية لهذا النظام هي تحضير خليط الوقود وضمان تزويده بغرف الاحتراق. يعتمد التصميم بشكل كبير على مبدأ تشغيل محرك البنزين للسيارة.

يمكن أن تحتوي محركات البنزين على نوعين من أنظمة الوقود - المكربن والحاقن. في الحالة الأولى ، يتم استخدام المكربن لتحضير الخليط. إنه يمزج ويجرعات ويوصل خليطًا من الوقود والهواء إلى غرف الاحتراق. يقوم الحاقن بحقن الوقود تحت الضغط في سكة الوقود ، حيث يدخل البنزين إلى الأسطوانات عبر الفتحات.

في سيارات الحقن ، يختلف مبدأ تشغيل نظام طاقة محرك البنزين ، حيث تكون الجرعة أكثر دقة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم خلط الهواء الموجود في الحاقن بالبنزين في مشعب السحب. الفوهة ، على عكس المكربن ، ترش الوقود بشكل أفضل.

نظام الوقود لمحركات الديزل مختلف. هنا يتم الحقن بشكل منفصل لكل اسطوانة. يقوم حزام التوقيت بتزويد غرف الاحتراق بالهواء فقط. يشتمل النظام على خزان وفلاتر ومضخات وقود وخطوط

نظام تزييت

يتضمن مبدأ تشغيل محرك الاحتراق الداخلي للبنزين احتكاك الأجزاء. بفضل نظام التشحيم ، يتم تقليل الأشواك بين أسطح الاحتكاك. يتم إنشاء فيلم زيت على الأجزاء ، مما يحمي الأسطح من الاتصال المباشر. يتكون النظام من مضخة وعلبة مرافق لتخزين الزيت وفلتر وقنوات تشحيم في كتلة المحرك.

شاحن توربيني

السيارات الحديثة مجهزة بمحركات صغيرة ومنخفضة الحجم ، لكن لدى الكثير منها طاقة كافية. يتم الحصول عليها من خلال استخدام التوربينات. يعتمد مبدأ تشغيل التوربين على محرك البنزين على استخدام غازات العادم. تدور الغازاتالمكره التوربيني ، الذي يضغط الهواء في غرف الاحتراق. كلما زاد الهواء ، زاد توفير الوقود ، ومن هنا جاءت القوة.

نظام التبريد

أثناء تشغيل المحرك ، ترتفع درجة حرارته بشكل ملحوظ. في الأسطوانات ، يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 800 درجة. يلزم وجود نظام تبريد للحفاظ على درجة حرارة التشغيل المثلى. المهمة الرئيسية هي إزالة الحرارة الزائدة من الاسطوانات والمكابس والأجزاء الأخرى.

يتكون نظام الهواء من أسطح خاصة على الكتلة ، يتم تبريدها بنفخ الهواء فوقها. يوفر نظام السوائل سترة تبريد يدور فيها مانع التجمد. إنه على اتصال مباشر بالسطح الخارجي للأسطوانات. يتكون النظام من مضخة ، وثرموستات ، وأنابيب لتوصيل الخطوط ، وخزان تمدد ، وثرموستات.

معدات كهربائية

بسبب هذه المعدات ، يتم توفير الكهرباء للشبكة الموجودة على متن المركبة. الكهرباء ضرورية لتشغيل نظام الإشعال والبادئ والأجهزة الأخرى. المعدات الكهربائية عبارة عن بطارية ، ومولد ، وبادئ ، وأجهزة استشعار. على الرغم من اختلاف مبادئ تشغيل محرك البنزين والديزل ، إلا أن المعدات الكهربائية متوفرة أيضًا في محرك الديزل.

نظام الإشعال

هذا النظام متاح فقط في محركات البنزين. في وحدة طاقة ديزل ، يشتعل خليط الوقود بالضغط. في محرك البنزين ، يتم إشعال الوقود والهواءشرارة تقفز في الوقت المناسب بين أقطاب الشمعة. النظام يشمل ملف الإشعال ، وموزع ، وأسلاك الجهد العالي ، وشمعات الإشعال ، والأجهزة الإلكترونية.

الخلاصة

هذا كل شيء عن الجهاز ومبدأ تشغيل محرك البنزين. كما ترى ، كل شيء بسيط للغاية ، ما عليك سوى فهم قوانين الفيزياء قليلاً.