Cum funcționează un piston? Piston într-un motor cu ardere internă - dispozitiv și scop. Inele de piston: tipuri și compoziție

În acest al patrulea timp, se presupune că supapa de evacuare se deschide instantaneu, rămânând deschisă. Pistonul în timpul traiectului său ascendent deplasează în atmosferă gazele rămase care nu au părăsit, ceea ce a dus la măturarea gazelor arse, aruncându-le afară. Revistă arborele cotit efectuează încă o rotire de 180º, completând două rotații ale arborelui motorului, ceea ce corespunde ciclu complet lucru. Diagrama de distribuție corespunzătoare acestor curse este prezentată în Figura #.

Ciclu de funcționare al motorului în patru timpi corespunzător motorului. Diferența dintre motoarele cu ciclu și motoarele cu ciclu Otto. Otto și motoarele, care au o formă structurală, aranjarea elementelor și funcționare similară, diferă esențial prin sistemul lor de alimentare și arderea lor. Nu există pericol de incendiu în motoare deoarece nu utilizează combustibili reîncărcabil. Motoarele produc mai puțină poluare a aerului decât motoarele Otto deoarece tot combustibilul este ars în interiorul cilindrului, eliminând producerea de gaze toxice.

La motoare, cilindrii sunt umpluți doar cu aer, introducând combustibil de înaltă presiune, care arde spontan la contactul cu aerul anterior comprimat a cărui temperatură este mai mare decât punctul de aprindere al combustibilului. La motoare, deoarece amestecul aer-combustibil este produs prin atomizarea lui la presiune mare în interiorul cilindrilor, volatilitatea combustibilului nu este foarte importantă și, prin urmare, se poate folosi combustibil mai greu și de calitate inferioară. Cel mai folosit combustibil este motorina.

La motoare, consumul redus de combustibil se datorează în principal grad înalt compresie cu care lucrează. La motoarele Otto, raportul de compresie este semnificativ mai mic decât limita critică, deoarece este limitat de temperatura camerei de ardere la sfârșitul compresiei, care nu trebuie să depășească valoarea de aprindere automată a amestecului. La motoare, controlul puterii se realizează prin modificarea cantității de combustibil injectat în funcție de puterea necesară. Eficiență termică mai mare cu putere netă mai mare.

Consum redus de combustibil, care este cu aproximativ 30% mai mic. Folosind combustibil mai ieftin. Mai puțină poluare a aerului Fără pericol de incendiu. Motor mai durabil și potrivit pentru lucrări grele, cu o mai mare difuzie a utilizării. Fiind mai puternic din punct de vedere structural și oarecum mai lent, durata de viață a motorului este mărită. Acest lucru este mai benefic pentru trasee lungi și mulți kilometri. În termeni generali, are mai puține defecțiuni și costuri de întreținere mai mici.

Au nevoie de sprijin mai puternic. Elemente de suspendare de capacitate mai mare. Sistem de viteză redusă. Motor mai zgomotos și vibrații mai mari. Acest lucru necesită uleiuri lubrifiante de calitate superioară. Există două motive care limitează funcționarea mașinilor ardere internă: incapacitatea de a atinge temperaturi suficient de ridicate în cazan. Dificultatea de a folosi eficient combustibilul, adică căldura pe care o produce. La motoarele cu ardere internă, aburul este înlocuit cu un alt lichid, iar arderea are loc în interiorul cilindrului mașinii.

La aceste motoare gazele emise sunt diferite de cele introduse în mașină, deci procesul este ireversibil. Totuși, pentru a funcționa teoretic, credem că. Motoarele rezistente la explozie sau aprinderea pornesc ciclul Otto Motor în patru timpi Motor în doi timpi. Gazul este același cu un gaz ideal și descrie cicluri reversibile. . Motoare cu combustie sau compresie.

Acestea sunt motoare care sunt utilizate în principal în industria auto. Acestea sunt motoare cu piston, ceea ce înseamnă că un piston sau piston se mișcă în sus și în jos în interiorul cilindrului. Printr-un sistem de conversie manivelă-manivelă, această mișcare este transformată într-o manivelă sau arbore cotit. Ciclul de funcționare al acestor motoare este completat de patru deplasări ale pistonului, adică cu două rotații complete.

Deplasarea pistonului se transformă în rotație în arborele cotit folosind o biela. Deschiderile prin care aerul intră și iese sunt numite supapă de admisie și, respectiv, supapă de evacuare. Deoarece există un singur timp pentru a lucra, motoarele în patru timpi au întotdeauna un volant care stochează energia de rotație pe durata de timp în care este nevoie de energie. O altă metodă, care este folosită în masă, este să trageți alternativ patru cilindri odată, astfel încât să existe întotdeauna unul care funcționează.

În geometria motoarelor alternative avem următoarele definiții. Centru mort superior: aceasta este poziția pistonului la care atinge înălțimea maximă înainte de a începe să coboare. Centru mort inferior: Aceasta este cea mai de jos poziție a pistonului înainte de a începe să se ridice.

Diametru sau ecartament: diametrul interior cilindru și este, de asemenea, exprimat în milimetri. Raport de compresie: Raportul dintre volumul maxim care poate fi reținut în interiorul unui cilindru și volumul camerei de ardere. Aceasta este o valoare fără unități, care este, de asemenea, exprimată în mod obișnuit ca 11: Aceste date ne oferă o idee despre cât de mult aer este comprimat în motor.

Inele de piston: tipuri și compoziție

Există două tipuri principale de motoare în patru timpi, care diferă prin combustibilul pe care îl folosesc, ceea ce determină modul în care adaugă căldură. Motoarele care folosesc benzină urmează un ciclu termodinamic numit ciclu Otto. Ciclul motoarelor care utilizează motorină se numește motorină.

Caracteristicile de proiectare ale pistonului sunt determinate de scopul său

Animaţie. Animație motorie a exploziei - ciclul Otto. Ciclul Otto ideal este o aproximare teoretică a comportamentului unui motor cu ardere internă. La aceste motoare, benzina este amestecată cu aer înainte de a intra în cilindru, iar în timpul de admisie acest amestec este absorbit.

Fazele de funcționare ale acestui motor sunt: Admisie: Pistonul se mișcă în jos când supapa de admisie este deschisă, crescând cantitatea de amestec din cameră. Aceasta este modelată ca expansiune la presiune constantă. Compresie: Pistonul se ridică, comprimând amestecul. Având în vedere viteza procesului, se presupune că amestecul nu are posibilitatea de a face schimb de căldură cu mediu, deci procesul este adiabatic. Punctul de pornire al acestei curbe este ca pistonul să fie cât mai mic posibil.

Ce este un piston de motor?

Punctul final corespunde că pistonul se află în punctul său cel mai înalt. Căldura degajată în timpul arderii încălzește dramatic aerul, ceea ce îi crește temperatura la un volum aproape constant. Acest pas este clar ireversibil, dar în cazul unui proces izocular într-un gaz ideal, echilibrul este același ca și în cazul unuia reversibil. Expansiune: Temperatura ridicată a gazului împinge pistonul în jos, lucrând la el.

Principiul de funcționare al motoarelor cu piston în doi și patru timpi

Sistemul este cu adevărat deschis pentru că schimbă masă din exterior. Totuși, având în vedere că cantitatea de aer care iese și care intră este aceeași, putem presupune că aerul este același care s-a răcit pentru echilibrul energetic. Această răcire are loc în două etape.

Ciclu diesel în patru timpi

În general, ciclul constă din două impulsuri și două căderi ale pistonului, motiv pentru care se numește motor în patru timpi. Cu toate acestea, în motoarele reale există o serie de modificări în legătură cu model ideal, iar ciclul este ușor modificat. În primul rând, supapa de admisie rămâne deschisă până când pistonul începe să coboare pentru a profita de inerția aerului în mișcare și a mai obține puțin aer. La motoarele cu mai mulți cilindri există și o deschidere preliminară pentru a profita de mișcarea aerului recent extras de ceilalți cilindri. Aceasta este așa-numita închidere a unei recepții închise. . Ciclul diesel ideal este un model simplificat a ceea ce se întâmplă într-un motor diesel.

Într-un motor din această clasă, spre deosebire de ceea ce se întâmplă când arde un motor pe benzină, nu apare atunci când o scânteie se aprinde în interiorul camerei. În schimb, folosind proprietăți chimice ulei, aerul este comprimat la o temperatură peste temperatura de autoaprindere a motorinei, iar combustibilul este injectat sub presiune în acest aer fierbinte, producând arderea amestecului.

Deoarece aerul comprimat este comprimat, raportul de compresie poate fi mult mai mare decât cel al unui motor pe benzină. Pentru a modela comportamentul unui motor diesel, este luat în considerare un ciclu diesel în șase etape, dintre care două se anulează reciproc. Având în vedere viteza procesului, se presupune că aerul nu are posibilitatea de a face schimb de căldură cu mediul, deci procesul este adiabatic. Fiind mai lungă decât arderea ciclului Otto, această etapă este modelată ca adăugare de căldură cu presiune constantă.

Acesta este singurul pas în care ciclul Diesel diferă de ciclul Otto. Din nou, deoarece acest lucru este foarte proces rapid, se adresează printr-o curbă adiabatică reversibilă. În general, ciclul constă din două impulsuri și două picături ale pistonului, deci este un ciclu cvadruplu, deși această denumire este de obicei rezervată motoarelor pe benzină.

Despre amestecuri de combustibil și injecții

Faceți clic pe imagine pentru a vedea o animație a acestui ciclu. Următoarea evoluție a acestei metode este așa-numita injecție directă în camera de ardere. Motoarele diesel au întotdeauna sisteme de injecție, pompe mici independente pentru fiecare cilindru sau o pompă puternică care transferă motorina la o supapă comună pentru toți cilindrii și electrovalva deschide injectorul pentru perioada corespunzătoare. La toate motoarele moderne, injectoarele sunt deschise și închise prin acțiunea unui electromagnet, care atrage o tijă de închidere.

În următoarele link-uri puteți vedea aceste sisteme mai detaliat. La motoarele supraalimentate, un turbocompresor constă dintr-o turbină antrenată de gazele de eșapament ale motorului cu ardere internă, care forțează aerul la presiunea atmosferică după ce trece prin filtrul de aer și apoi îl comprimă pentru a intra în cilindri la presiune mai mare.

Gazele de evacuare în direcția radială afectează turbina care iese în direcția axială după ce aceasta și-a produs cea mai mare parte. energie internă. Aerul intră în compresor pe direcția axială, ieșind pe direcția radială, cu negativ efect secundar creșterea mai mult sau mai puțin semnificativă a temperaturii. Acest efect este contracarat în mare măsură de intercooler.