Piranti mesin pembakaran internal

Mesin pembakaran internal wis digunakake ing motor, mobil lan truk wiwit satus taun. Nganti saiki, isih dadi jinis motor sing paling ekonomis. Nanging kanggo akeh, prinsip operasi lan piranti mesin pembakaran internal isih durung jelas. Ayo nyoba ngerti rumit lan spesifikasi struktur motor.

📌Definisi lan fitur umum

Fitur utama mesin pembakaran internal yaiku ignition campuran sing bisa diobong langsung ing ruang kerjane, lan ora ing media eksternal. Ing wektu pembakaran bahan bakar, energi termal sing ditampa nyebabake operasi komponen mekanik mesin.

📌Gawe riwayat

Sadurunge ana mesin pembakaran internal, kendharaan nganggo kendaraan mandhiri dilengkapi mesin pembakaran eksternal. Unit kaya ngono dioperasikake saka tekanan uap sing digawe dening banyu panas ing tank sing kapisah.

Desain mesin kasebut gedhe banget lan ora efektif - saliyane bobot instalasi sing gedhe, kanggo ngatasi jarak sing adoh, transportasi uga kudu narik bahan bakar (batubara utawa kayu bakar) sing layak.

Amarga kekurangan iki, para insinyur lan panemu nyoba ngrampungake pitakon penting: cara nggabungake bahan bakar karo awak unit daya. Kanthi mbusak unsur kayata ketel, tank banyu, kondensor, penguap, pompa, lsp. Saka sistem. bisa nyuda bobot motor kanthi signifikan.

Penciptaan mesin pembakaran internal kanthi bentuk sing akrab karo pengendara modern ditindakake kanthi bertahap. Mangkene tonggak penting sing nyebabake munculnya mesin pembakaran internal modern:

• 1791 John Barber nyipta turbin gas sing dienggo nyuling minyak, batu bara lan kayu ing retort. Gas sing diasilake, uga hawa, dipompa menyang ruangan pembakaran dening kompresor. Gas panas sing dibentuk kanthi tekanan diwenehake menyang impeller impeller lan diputer.
• 1794 Robert Street paten mesin bahan bakar cair.
• 1799 Philippe Le Bon minangka asil saka pirolisis minyak nampa gas luminecent. Ing taun 1801, dheweke ngusulake nggunakake bahan bakar kanggo mesin bensin.
• 1807 François Isaac de Rivaz - paten kanggo "panggunaan bahan peledak minangka sumber energi ing mesin." Nggawe kru kanthi otomatis adhedhasar pangembangan.
• 1860 Etienne Lenoir ngrintis panemuan awal kanthi nggawe motor sing bisa digunakake kanthi campuran gas cahya lan udara. Mekanisme kasebut diatur kanthi narik saka sumber daya eksternal. Penemuan kasebut digunakake ing kapal, nanging ora dipasang ing kendharaan mandhiri.
• 1861 Alphonse Bo De Rocha ngandhakake pentinge kompres bahan bakar sadurunge dinyalakan, sing nggawe teori operasi mesin pembakaran internal papat-stroke (asupan, kompresi, pembakaran kanthi ekspansi lan pelepasan).
• 1877 Nikolaus Otto nggawe mesin pembakaran internal 12-stroke internal pertama.
• 1879 Karl Benz paten karo motor loro-stroke.
• 1880an Ogneslav Kostrovich, Wilhelm Maybach lan Gottlieb Daimler bebarengan nggawe modifikasi karburator saka mesin pembakaran internal, kanggo nyiapake produksi massal.

Saliyane mesin bensin, Trinkler Motor muncul ing taun 1899. Penemuan iki minangka jinis mesin pembakaran internal (mesin minyak tekanan tinggi non-kompresor), sing dioperasikake karo prinsip panemuan Rudolf Diesel. Pirang-pirang taun, unit tenaga listrik, bensin lan solar uga saya apik, dadi nambah efisiensi.

📌Jenis mesin pembakaran internal

Miturut jinis desain lan spesifik operasi mesin pembakaran internal, diklasifikasikake miturut sawetara kritéria:

• Miturut jinis bahan bakar sing digunakake - solar, bensin, bensin.
• Miturut prinsip pendinginan - cairan lan udara.
• Gumantung saka susunan silinder - sejajar lan bentuk V.
• Miturut cara nyiyapake campuran bahan bakar - karburator, gas lan injeksi (campuran digawe ing sisih njaba mesin pembakaran internal) lan solar (ing sisih njero).
• Miturut prinsip pengapian campuran bahan bakar - kanthi kontak kobong lan nganggo kobong (khas kanggo unit solar).

Motor uga dibedakake karo desain lan efisiensi kerja:

• Piston, ing endi ruang kerja ana ing silinder. Perlu dimangerteni manawa mesin pembakaran internal kasebut dipérang dadi pirang-pirang subspesies:
  • karburator (karburator tanggung jawab nggawe campuran kerja sing diperkaya);
  • injeksi (campuran diwenehake langsung menyang macem-macem asupan liwat nozel);
  • solar (kobongan campuran ana amarga ana tekanan dhuwur ing njero ruangan).
  • Rotary-piston, ditondoi kanthi konversi energi termal dadi energi mekanik amarga puteran rotor bebarengan karo profil kasebut. Pakaryan rotor, gerakane meh padha karo bentuk 8-ku, ngganti fungsi piston, wektu lan crankshaft.
  • Turbin gas, ing endi motor didhukung energi termal sing dipikolehi kanthi muter rotor kanthi agul-agul kaya agul-agul. Dheweke nyetir poros turbin.

Teori kasebut, ing sepisanan, katon jelas. Saiki ayo goleki komponen utama powertrain.

📌 piranti ICE

Desain awak kalebu komponen ing ngisor iki:

• blok silinder;
• mekanisme engkol;
• mekanisme distribusi gas;
• sistem pasokan lan pengapian campuran sing bisa dibakar lan ngilangi produk pembakaran (gas buang).

Kanggo ngerti lokasi saben komponen, coba pikirake diagram struktur motor:

Nomer 6 nuduhake endi silinder kasebut. Iki minangka salah sawijining komponen utama mesin pembakaran internal. Ing njero silinder ana piston, sing ditunjuk nomer 7. Ditempelake ing batang penghubung lan crankshaft (ing diagram, sing ditunjuk nomer 9 lan 12). Pindhah piston munggah lan mudhun ing njero silinder nyebabake pembentukan gerakan puteran crankshaft. Ing pungkasan petani ana flywheel, ditampilake ing diagram ing nomer 10. Sampeyan kudu muter poros seragam. Sisih ndhuwur silinder dilengkapi sirah sing kandhel kanthi asupan campuran lan katup pembuangan. Dituduhake ing nomer 5.

Bukaan saka klep bisa amarga camshaft, ditetepake nomer 14, utawa rodo, unsur transmisi (nomer 15). Rotasi camshaft diwenehake dening gears crankshaft, dituduhake dening nomer 13. Nalika piston gerakane bebas ing silinder, iku bisa kanggo njupuk rong posisi nemen.

Operasi normal mesin pembakaran internal mung bisa dipesthekake kanthi pasokan campuran bahan bakar sing padha ing wektu sing tepat. Kanggo nyuda biaya operasi motor kanggo disipasi panas lan kanggo nyegah komponen nyopir sing durung wayahe, dheweke diisi minyak.

📌Prinsip mesin pembakaran internal

Mesin pembakaran internal modern mlaku ing bahan bakar sing diobong ing njero silinder lan energi sing asale. Campuran bensin lan udara disedhiyakake liwat katup asupan (ing pirang-pirang mesin ana rong silinder). Ing papan sing padha, bisa nyalaake amarga ana sing nyebabake busi... Ing wayahe mini-bledosan, gas ing ruang kerja berkembang, nggawe tekanan. Nyetel piston sing dipasang ing KShM.

Mesin diesel bisa digunakake kanthi prinsip sing padha, mung proses pembakaran sing diwiwiti kanthi cara sing beda. Wiwitane, udhara ing silinder kasebut dikompres, mula dadi panas. Sadurunge piston tekan TDC ing stroke kompresi, injektor ngiseni bahan bakar. Amarga hawa panas, bahan bakar murup dhewe tanpa ana percikan. Salajengipun, proses kasebut identik karo modifikasi bensin mesin pembakaran internal.

KShM ngowahi gerakan timbal balik saka grup piston dadi rotasi crankshaft... Torsi menyang flywheel, banjur menyang kothak gir mekanik utawa otomatis lan pungkasane - ing rodha nyopir.

Proses nalika piston gerakane munggah utawa mudhun diarani stroke. Kabeh langkah nganti diulang diarani siklus.

Siji siklus kalebu proses nyedhot, kompresi, kontak, lan ekspansi gas sing dibentuk, rilis.

Ana rong modifikasi motor:

1. Ing siklus rong stroke, poros engkol dadi siji saben siklus, lan piston mudhun lan munggah.
2. Ing siklus papat-stroke, poros engkol bakal tikel kaping pindho saben siklus, lan piston bakal nggawe patang gerakan - bakal mudhun, munggah, tiba, mundhak.

📌prinsip kerja mesin loro-stroke

Nalika driver ngoperake mesin, starter nyetel flywheel, poros engsel, KShM mindhah piston. Nalika tekan BDC lan wiwit mundhak, ruang kerja wis diisi campuran sing bisa diobong.

Ing tengah piston sing mati ing ndhuwur, dinyalakake lan dipindhah mudhun. Ventilasi luwih akeh kedadeyan - gas pembuangan digeser dening bagean anyar saka campuran sing bisa digunakake. Pembersihan bisa beda-beda gumantung karo desain motor. Salah sawijining modifikasi nyedhiyakake kanggo ngisi ruangan sub-piston kanthi campuran bahan bakar-hawa nalika mundhak, lan nalika piston mudhun, diperes menyang ruang silinder sing digunakake, ngilangake produk pembakaran.

Ing modifikasi motor kasebut, ora ana sistem wektu katup. Piston kasebut dhewe mbukak / nutup inlet / outlet.

Motor kaya ngono digunakake ing teknologi tenaga rendah, amarga pertukaran gas kasebut ana amarga ganti gas buang karo bagean liyane saka campuran bahan bakar udara. Amarga campuran kerja sebagian dicopot bareng karo knalpot, modifikasi iki ditrapake kanthi nambah konsumsi bahan bakar lan tenaga murah dibandhingake karo analog papat-stroke.

Salah sawijining kaluwihan mesin pembakaran internal yaiku kurang gesekan saben siklus, nanging sekaligus luwih panas.

📌prinsip kerja mesin papat-stroke

Umume mobil lan kendaraan bermotor liyane dilengkapi mesin papat-stroke. Mekanisme distribusi gas digunakake kanggo nyuplai campuran kerja lan ngilangi gas pembuangan. Disedhiyakake liwat drive wektu sing disambungake menyang katrol crankshaft kanthi sabuk, rantai utawa gir.

Puteran camshaft ngundakake / nyuda katup asupan / knalpot sing ana ing ndhuwur silinder. Mekanisme iki njamin katup sinkronis sing cocog kanggo nyediakake campuran sing bisa dibakar lan ngilangi gas pembuangan.

Ing mesin kasebut, siklus kasebut kaya ing ngisor iki (contone, mesin bensin):

1. Ing wektu mesin wis diwiwiti, starter nguripake flywheel, sing ngeterake crankshaft. Katup inlet mbukak Mekanisme engkol nyuda piston, nggawe vakum ing silinder. Ana stroke nyedhot campuran bahan bakar udara.
2. Pindhah munggah saka tengah mati ing ngisor, piston ngompres campuran bahan bakar. Iki minangka langkah kaping loro - kompresi.
3. Nalika piston ana ing tengah mati paling dhuwur, busi kasebut nggawe percikan sing nyala campuran kasebut. Amarga bledosan, gas-gas saya akeh. Tekanan kakehan ing silinder mindhah piston mudhun. Iki minangka siklus kaping telu - pengapian lan ekspansi (utawa stroke kerja).
4. Poros engkol sing muter ngalih piston munggah. Ing jalur iki, camshaft mbukak tutup knalpot ing endi piston sing munggah ngusir gas pembuangan. Iki bar keempat - rilis.

📌Sistem tambahan mesin pembakaran internal

Ora ana mesin pembakaran internal modern sing bisa beroperasi kanthi mandiri. Iki amarga bahan bakar kudu dikirim saka tangki bensin menyang mesin, mula kudu diobong ing wektu sing tepat, lan mesin kasebut supaya "ora sesak" saka gas pembuangan, mula kudu dibuwang ing wektu sing tepat.

Bagian sing muter kudu ndhuk terus. Amarga suhu dhuwur sing digawe nalika pembakaran, mesin kudu digawe adhem. Proses pangiring kasebut ora diwenehake dening motor dhewe, mula mesin pembakaran internal bisa digunakake bebarengan karo sistem tambahan.

📌Sistem kontak

Sistem tambahan iki dirancang kanggo ngobong campuran sing bisa diobong kanthi tepat ing posisi piston (TDC ing stroke kompresi). Iki digunakake ing mesin pembakaran internal bensin lan kalebu unsur ing ngisor iki:

• Sumber kekuwatan. Nalika mesin wis ngaso, fungsi iki ditindakake batere (cara miwiti mobil yen batere wis mati, waca ing kapisah artikel). Sawise miwiti mesin, sumber energi yaiku generator.
• Kunci endhog. Piranti sing nutup sirkuit listrik supaya bisa listrik saka sumber listrik.
• Piranti panyimpenan. Umume kendaraan bensin duwe kumparan kontak. Uga ana model sing ana sawetara elemen - siji kanggo saben busi. Dheweke ngonversi voltase sithik saka batere dadi voltase dhuwur sing dibutuhake kanggo nggawe percikan berkualitas tinggi.
• Distributor-interupter kontak. Ing mobil karburator, iki minangka distributor, umume, proses iki dikontrol dening ECU. Piranti kasebut nyebarake impuls listrik menyang busi sing cocog.

📌Sistem pambuka

Pembakaran mbutuhake kombinasi telung faktor: bahan bakar, oksigen, lan sumber kontak. Yen ngeculake listrik - tugas sistem pengapian, mula sistem asupan nyedhiyakake oksigen menyang mesin supaya bahan bakar bisa murup.

Sistem iki kalebu:

• Asupan udara - pipa cabang sing njupuk udara sing resik. Proses mlebu gumantung saka modifikasi mesin. Ing mesin atmosfer, hawa disedhot amarga nggawe vakum sing bentuke silinder. Ing model turbocharged, proses iki ditambah kanthi rotasi agul-agul supercharger, sing nambah tenaga mesin.
• Filter udara dirancang kanggo ngresiki aliran saka bledug lan partikel cilik.
• Katup katup yaiku katup sing ngatur jumlah hawa sing mlebu ing motor. Iki diatur kanthi mencet pedal akselerator utawa kanthi elektronik saka unit kontrol.
• Manifold asupan yaiku sistem pipa sing nyambung menyang siji pipa umum. Ing mesin pembakaran internal injeksi, katup throttle dipasang ing sisih ndhuwur lan injeksi bahan bakar kanggo saben silinder. Ing modifikasi karburator, karburator dipasang ing macem-macem asupan, ing endi hawa dicampur karo bensin.

Saliyane hawa, bahan bakar kudu diwenehake menyang silinder. Kanggo tujuan iki, sistem bahan bakar wis dikembangake, kalebu:

• tangki bahan bakar;
• garis bahan bakar - selang lan pipa ing endi bensin utawa bahan bakar solar pindhah saka tank menyang mesin;
• karburator utawa injektor (sistem nozel sing nyemprotake bahan bakar);
• pompa bahan bakarmompa bahan bakar saka tank menyang karburator utawa piranti liyane kanggo campuran bahan bakar lan udara;
• saringan bahan bakar sing ngresiki bensin utawa bahan bakar solar saka lebu.

Saiki ana akeh modifikasi motor sing campuran bisa digunakake menyang silinder kanthi cara sing beda. Antarane sistem kasebut yaiku:

• injeksi tunggal (prinsip karburator, mung nganggo nozel);
• injeksi sing disebar (nozel kapisah dipasang kanggo saben silinder, campuran bahan bakar udara dibentuk ing saluran manifold);
• injeksi langsung (nozel nyemprotake campuran sing digunakake langsung menyang silinder);
• injeksi gabungan (nggabungake prinsip injeksi langsung lan distribusi)

📌Sistem pelumasan

Kabeh permukaan ing bagean logam kudu dilumasi supaya adhem lan nyuda nyandhang. Kanggo nyedhiyakake proteksi kasebut, motor dilengkapi sistem pelumasan. Uga nglindhungi bagean logam saka oksidasi lan mbusak celengan karbon. Sistem pelumasan kalebu:

• sump - waduk sing ngemot minyak mesin;
• pompa minyak sing nggawe tekanan, amarga minyak pelincir diwenehake menyang kabeh bagean motor;
• saringan minyak sing njeblug partikel apa wae sing ana ing pengoperasine motor;
• sawetara mobil dilengkapi adhem minyak kanggo adhem minyak pelumas.

📌Sistem knalpot

Sistem knalpot berkualitas tinggi njamin ngilangi gas buang saka ruang silinder sing digunakake. Mobil modern dilengkapi sistem knalpot sing kalebu unsur-unsur ing ngisor iki:

• macem-macem knalpot sing nyuda getaran gas pembuangan panas;
• pipa ngarep, sing gas buang saka manifold (kaya manifold, digawe saka logam tahan panas);
• katalis sing ngresiki gas buang saka unsur sing mbebayani, sing ngidini kendaraan tundhuk karo standar lingkungan;
• resonator - kapasitas sing luwih cilik tinimbang muffler utama, dirancang kanggo nyuda kacepetan knalpot;
• muffler utama, ing njerone ana partisi sing ngowahi arah gas buang kanggo nyuda kacepetan lan swara.

📌Sistem pendinginan

Sistem tambahan iki ngidini motor bisa mlaku tanpa panas banget. Dheweke ndhukung suhu operasi mesinnalika lagi lara. Supaya indikator iki ora ngluwihi watesan kritis sanajan mobil tetep, sistem kalebu bagean ing ngisor iki:

• radiator adhemkalebu tabung lan piring sing dirancang kanggo ijol-ijolan panas kanthi cepet ing antarane hawa adhem lan lingkungan;
• kipas sing nyedhiyakake aliran udara sing luwih gedhe, contone, yen mobil kasebut macet lan radiator durung cukup diunekake;
• pompa banyu, amarga sirkulasi pendingin bisa dipastikan, sing ngilangi panas saka tembok panas blok silinder;
• termostat - katup sing mbukak sawise mesin dadi panas nganti suhu operasi (sadurunge dipicu, coolant kasebut sirkulasi ing bunder cilik, lan nalika mbukak, cairan kasebut pindhah liwat radiator).

Operasi sinkronisasi kanggo saben sistem tambahan njamin operasi mesin pembakaran internal kanthi lancar.

Siklus Mesin

Siklus tegese tumindak sing bola ing siji silinder. Motor papat-stroke dilengkapi mekanisme sing micu saben siklus kasebut.

Ing mesin pembakaran internal, piston nindakake gerakan timbal balik (munggah / mudhun) ing sadawane silinder. Batang penghubung lan engkol sing dipasang bisa ngonversi energi iki dadi rotasi. Sajrone siji tumindak - nalika piston tekan saka titik paling ngisor nganti ndhuwur lan mburi, poros engsel nggawe siji revolusi ing poros.

Supaya proses iki kedadeyan terus-terusan, campuran bahan bakar udara kudu dilebokake ing silinder, kudu dikompres lan diobong, lan produk pembakaran uga kudu dicopot. Saben proses kasebut kedadeyan ing siji revolusi crankshaft. Tumindak kasebut diarani bar. Ana papat ing stroke papat:

1. Asupan utawa sedhot. Ing stroke iki, campuran bahan bakar udara disedhot menyang rongga silinder. Iki mlebu liwat katup asupan terbuka. Gumantung saka jinis sistem bahan bakar, bensin dicampur karo hawa ing macem-macem asupan utawa langsung ing silinder, kayata ing mesin diesel;
2. Komprèsi Ing jalur iki, katup asupan lan katup exhaust ditutup. Piston gerakane munggah amarga cranking saka crankshaft, lan muter amarga nindakake stroke liyane ing silinder jejer. Ing mesin bensin, VTS dikompres menyang pirang-pirang atmosfer (10-11), lan ing mesin diesel - luwih saka 20 atm;
3. Stroke kerja. Ing wektu iki nalika piston mandheg ing sisih ndhuwur, campuran sing dikompresi diobong dening busi saka busi. Ing mesin diesel, proses iki rada beda. Ing njero ruangan kasebut, udhara bisa dikompres nganti suhune mundhak dadi rega bahan bakar solar dhewe. Sanalika bledosan campuran bahan bakar lan udhara kedadeyan, energi sing diluncurake ora bakal bisa pindhah, lan piston kasebut mudhun;
4. Rilis produk pembakaran. Kanggo ngisi kamar kanthi bagean sing anyar saka campuran sing bisa dibakar, gas sing dibentuk minangka asil saka kobongan kudu dicopot. Iki kedadeyan ing stroke sabanjure nalika piston munggah. Ing wayahe iki, katup outlet mbukak. Nalika piston tekan tengah mati ing ndhuwur, siklus (utawa sakumpulan stroke) ing silinder kapisah ditutup, lan proses kasebut dibaleni maneh.

📌Keuntungan lan kekurangan ICE

Saiki pilihan mesin sing paling apik kanggo kendaraan bermotor yaiku ICE. Antarane kaunggulan unit kasebut yaiku:

• gampang ndandani;
• ekonomi kanggo lelungan dawa (gumantung volume);
• sumber daya kerja gedhe;
• aksesibilitas kanggo pengendara kanthi rata-rata penghasilan.

Motor sing ideal durung digawe, dadi unit iki uga duwe sawetara kekurangan:

• unit lan sistem sing gegandhengan luwih rumit, luwih larang pangopènane (contone, motor EcoBoost);
• mbutuhake nyetel sistem pasokan bahan bakar, distribusi pengapian, lan sistem liyane, sing mbutuhake katrampilan tartamtu, yen mesin ora bisa digunakake kanthi efisien (utawa ora bakal miwiti kabeh);
• bobot luwih (dibandhingake karo motor listrik);
• nyandhang mekanisme engkol.

Sanajan nglengkapi akeh kendaraan karo jinis motor liyane (mobil "bersih" didhukung dening daya listrik), mesin pembakaran internal bakal tetep posisi kompetitif amarga kasedhiya. Versi mobil hibrida lan listrik dadi populer, nanging amarga larang regane kendaraan kasebut lan biaya perawatane, mobil kasebut durung kasedhiya kanggo rata-rata motor.

Pitakon umum:

Apa mesin pembakaran internal? Iki minangka jinis unit tenaga, ing endi desain ruang pembakaran tertutup disedhiyakake, ing endi energi panas digawe (amarga kobongan campuran bahan bakar-udara) lan diowahi dadi energi mekanik.

Sapa sing Nggawe Mesin Pembakaran Internal? Sampel mesin pembakaran internal pertama ing donya ditemokake dening panemu Prancis Étven Lenoir ing taun 1860. Mesin pembakaran internal papat-stroke pertama, miturut skema sing kabeh unit listrik bisa digunakake, diciptakake dening Nikolaus Otto.

Mesin digawe saka apa? ICE paling gampang kasusun saka blok silinder sing dipasang sistem batang engkol, klompok piston silinder, blok ditutupi ndhuwur silinder kanthi mekanisme distribusi gas (camshaft lan katup), asupan lan knalpot sistem, bahan bakar lan sistem kontak.