Monet ihmiset ovat ajaneet vuosia tietämättä tarkalleen, mikä saa bensiinikäyttöisen{0}}auton liikkumaan.
Tänään tehdään tämä selväksi lopullisesti.
I. Neljä toimintoa, toistuvat syklissä
Bensiiniauton teho tulee sen moottorista, ja moottorin ydin koostuu neljästä iskusta: imu, puristus, teho ja pako.
Voit visualisoida nämä neljä lyöntiä ihmisenä, joka suorittaa täydellisen sarjan liikkeitä: sisäänhengitys, tuki, voiman kohdistaminen ja uloshengitys.
Ensimmäinen toimenpide: Imu. Mäntä liikkuu alaspäin; imuventtiili avautuu samalla kun pakoventtiili sulkeutuu. Tämä luo alipainetta sylinterin sisällä ja vetää sisään "ilma-polttoaineseosta" (ilman ja bensiinin seos). Se toimii aivan kuin vetäisit ruiskun männän taaksepäin vedäksesi jotain sisään.
Toinen toimenpide: Puristus. Sekä imu- että pakoventtiilit ovat tiiviisti kiinni ja mäntä liikkuu ylöspäin. Seos puristetaan tiiviimmin ja tiiviimmin; sen tilavuus pienenee samalla kun sen lämpötila ja paine nousevat. Tavallisten perheautojen puristussuhde on yleensä 10:1-12:1. Korkeampi puristussuhde tuottaa enemmän räjähdysvoimaa palamisen aikana. Se ei kuitenkaan voi olla *liian* korkea; jos näin on, bensiini saattaa syttyä itsestään ennen kuin sytytystulppa syttyy, -ilmiö, joka tunnetaan nimellä "nakutus" tai esisytytys-. Tästä syystä käyttämäsi bensiinin oktaaniluku riippuu moottorin puristussuhteesta.
Kolmas toimenpide: Teho. Tämä on ainoa isku, joka tuottaa voimaa. Juuri kun mäntä lähestyy yläosaa, sytytystulppa syttyy. Seos palaa välittömästi ja muodostaa korkean-lämpöisen korkeapaineisen-kaasun, joka työntää mäntää voimakkaasti alaspäin. Männän lineaarinen liike välittyy kiertokangen kautta kampiakselille, mikä muuntaa sen pyöriväksi liikkeeksi-, mikä saa pyörät pyörimään.
Neljäs toimenpide: Pakokaasu. Pakoventtiili avautuu ja mäntä liikkuu ylöspäin työntäen käytetyt pakokaasut ulos. Sitten imuventtiili avautuu uudelleen ja seuraava jakso alkaa.
Tämän nelitahtisen{0}}syklin suorittamiseen tarvitaan kaksi täyttä kampiakselin kierrosta. Kun auto ajetaan, nämä neljä toimintoa toistuvat kymmeniä kertoja sekunnissa.
Nelitahtisen{0}}polttomoottorin toimintaperiaate
II. Kaksi päämekanismia: toinen tuottaa tehoa, toinen käsittelee kaasunvaihtoa
Moottorin rakenne voidaan jakaa kahteen päämekanismiin ja viiteen pääjärjestelmään.
Katsotaanpa ensin kahta päämekanismia. Ensimmäinen on **kampi-yhdystankomekanismi**. Sen tehtävä voidaan tiivistää yhteen lauseeseen: muuntaa männän lineaarinen ylös-ja-alas kampiakselin pyöriväksi liikkeeksi. Kun mäntä liikkuu ylös ja alas sylinterissä, se työntää kampiakselia pyörimään kiertokangen kautta; kun kampiakseli kääntyy, teho siirtyy ulospäin. Tämä mekanismi käsittää komponentteja, kuten männän, kiertokangen, kampiakselin ja vauhtipyörän. Vauhtipyörällä on lisätarkoitus: energian varastointi varmistaakseen moottorin tasaisemman toiminnan.
Toinen on **valvetrain** (tai venttiilisarja). Sen tehtävänä on ohjata imu- ja pakoventtiilien avautumista ja ajoitusta. Liian aikaisin tai liian myöhään avaaminen on ongelmallista; venttiilin ajoituksen tulee olla täydellisesti synkronoitu männän liikkeen kanssa. Venttiilisarjan ydinkomponentti on **nokka-akseli**. Nokka-akseli muistuttaa kaulintappia, joka on nastoitettu useilla "persikan muotoisilla" lohkoilla; kun se pyörii, nämä keilat työntyvät venttiileitä vasten, jolloin ne avautuvat.
Nokka-akselikokoonpanoja on kahdenlaisia:
Yksi on **Single Overhead Camshaft (SOHC)**, jossa yksi nokka-akseli ohjaa sekä imu- että pakoventtiilejä. Tämä rakenne on yksinkertainen, helppo huoltaa ja kustannustehokas, ja se tarjoaa hyvän vääntömomentin alhaisilla moottorin kierrosnopeuksilla. Suurilla nopeuksilla imu- ja poistoprosessit voivat kuitenkin vaikeuksia pysyä mukana.
Toinen on **Double Overhead Camshaft (DOHC)**, jossa erilliset nokka-akselit ohjaavat imu- ja pakoventtiilejä. Tämä tekniikka on edistyneempi, mikä johtaa tasaisempaan virrankulutukseen ja erinomaiseen{1}}nopeaan suorituskykyyn. Suurin osa nykyaikaisista perheautoista käyttää DOHC-järjestelmiä.
Autojen moottorin perusteet: Tekninen katsaus DOHC:hen – Yiche
III. Viisi pääjärjestelmää, joista jokaisella on oma roolinsa
Kaksi mekanismia yksinään eivät riitä; Jotta moottori toimisi oikein, se perustuu viiteen yhteiseen järjestelmään.
**Polttoaineen syöttöjärjestelmä** vastaa bensiinin ja ilman sekoittamisesta oikeissa suhteissa ja seoksen toimittamisesta sylintereihin. Ruiskutetun polttoaineen ja sekoitetun ilman tarkka määrä lasketaan kaasupolkimen syvyyden perusteella.
**Sytytysjärjestelmä** vastaa ilma-polttoaineseoksen sytyttämisestä tarkalla hetkellä. Sen ydinkomponentit ovat sytytystulppa ja sytytyspuola. Sytytyspuola muuntaa ajoneuvon 12 -voltin jännitteen korkea-jännitteiseksi sähköksi (yli 20 000 volttia), jota sytytystulppa käyttää kipinän tuottamiseen, joka sytyttää sylinterin sisällä olevan seoksen. Voitelujärjestelmä vastaa moottoriöljyn syöttämisestä kaikkiin moottorin liikkuviin osiin. Monet moottorin osat,{10}}kuten kampiakselin ja laakerien tai mäntien ja sylinterin seinämien väliset liitännät, toimivat suurilla nopeuksilla erittäin tiukoilla välyksillä. ilman öljyvoitelua ne kuluisivat ja epäonnistuisivat muutamassa minuutissa. Öljypumppu imee öljyä öljypohjasta ja toimittaa sen paineen alaisena eri voitelua vaativiin kohtiin.
Jäähdytysjärjestelmä vastaa moottorin lämpötilan alentamisesta. Moottorit tuottavat valtavaa lämpöä käytön aikana,{1}}sylinterin sisälämpötila voi nousta 2 200–2 800 K tehotahdin aikana. Ilman jäähdytystä metalliosat muotoutuisivat tai sulaisivat. Jäähdytysjärjestelmä käyttää vesipumppua jäähdytysnesteen kierrättämiseen moottorin ja jäähdyttimen välillä, kuljettaen ja haihduttaen lämpöä.
Käynnistysjärjestelmä on vastuussa paikallaan olevan moottorin "herättämisestä". Kun käännät avainta tai painat käynnistyspainiketta, käynnistysmoottori käyttää vauhtipyörää kampiakselin pyörittämiseksi ja mäntien liikkeelle saattamiseksi, mikä mahdollistaa ensimmäisen imu-, puristus-, teho- ja pakojakson loppuunsaattamisen. Kun tämä tapahtuu, moottori voi jatkaa toimintaansa itsestään.
Mitkä ovat moottorin viisi pääjärjestelmää? - Youjia
IV. Kolme sylinteriasettelua, joista jokaisella on omat ominaisuutensa
Moottorin sylintereiden järjestely on erityisten suunnittelunäkökohtien asia.
Kunnianosoitus N52:lle: Maailman paras vapaasti hengittävä rivi{1}}kuuden moottori! _ Chejiahao _ Autoelämän löytäminen _ Autohome
Yleisin tyyppi on rivimoottori, jossa kaikki sylinterit on järjestetty suoraviivaisesti. Siinä on yksinkertainen rakenne, alhaiset kustannukset ja helppohoitoisuus. Useimmat perheautot, joiden moottori on alle 2,5 litraa, käyttävät rivin-neljäkokoonpanoa. BMW:n rivi{5}}kuuden moottori on huomattava poikkeus, sillä se edustaa erittäin hienostunutta suunnittelua.
Rivi, V-tyyppi tai vaakasuuntainen vastakkainen: mikä moottorin sylinteriasettelu on paras? _ Yiche
Toinen tyyppi on V-tyyppinen moottori, jossa sylinterit on jaettu kahteen V--muotoon järjestettyyn parkkiin. Tätä asettelua käytetään yleensä moottoreissa, joissa on yli kuusi sylinteriä. Sen etuja ovat lyhyempi ja matalampi profiili, mikä helpottaa pakkaamista moottoritilaan; Lisäksi vastakkaiset sylinteriryhmät auttavat vaimentamaan joitain tärinöitä. Haittapuolena ovat monimutkainen rakenne ja vaikeampi huolto.
Millaisia sylinterijärjestelyjä on? _ Moottori _ Yksityiskohtaiset tekniset tiedot _ Auton tietosanakirja _ Autohome
Kolmas tyyppi on W--tyyppinen moottori, joka voidaan visualisoida kahtena pienempänä V-kokoonpanona, jotka on yhdistetty muodostamaan suuremman V--muodon. Moottori on lyhyempi ja leveämpi, mutta sen rakenne on erittäin monimutkainen; se löytyy tyypillisesti huippuluokan-suorituskykyisistä ajoneuvoista. Volkswagenin W12 ja Bugatin W16 ovat klassisia esimerkkejä.
Vaakasuuntaisesti vastakkainen moottori (Boxer Engine) – Pacific Auto Encyclopedia
On myös vaakatasossa vastakkainen moottori-tai "boxer"-moottori-, jossa sylinterit ovat tasaisesti muodostaen 180 asteen kulman. Sen matala painopiste ja symmetrinen asettelu edistävät käsittelyä. Tekniikka on kuitenkin haastava toteuttaa, ja tällä hetkellä sitä käyttävät pääasiassa Porsche ja Subaru.
V. Yli vuosisadan teknologiaa, joka on omistettu yhteen päämäärään
Ensimmäisen bensiinimoottorin syntymästä vuonna 1886 on kulunut yli vuosisata.
Koko tämän ajan insinöörit ovat pyrkineet lisäämään tehoa, vähentämään polttoaineen kulutusta ja alentamaan päästöjä. Puristussuhteet ovat nousseet alle 5:stä alkuaikoina yli 10:een-tai jopa korkeampaan-tänään. Venttiilisarjat ovat kehittyneet sivulle{8}}asennetuista nokka-akseleista yläpuolisiin nokka-akseleihin, ja ne ovat kehittyneet SOHC:stä DOHC:ksi. Polttoaineen jakelujärjestelmät ovat edenneet kaasuttimista elektroniseen polttoaineen ruiskutukseen ja lopulta suoraruiskutukseen. Sytytysjärjestelmät ovat kehittyneet kosketuspistetyypeistä elektronisiin järjestelmiin ja nyt tarkkaan tietokoneohjaukseen.
Peruslogiikka ei kuitenkaan ole koskaan muuttunut: bensiinin kemiallisen energian muuntaminen lämpöenergiaksi ja sitten lämpöenergian muuntaminen mekaaniseksi energiaksi. Neljä iskua, kaksi päämekanismia ja viisi avainjärjestelmää{1}}tämä kehys on pysynyt vakiona yli vuosisadan.
Jokainen sytytystulpan kipinä laukaisee mikro{0}}räjähdyksen. Jokainen männän liike alaspäin edustaa energian muuntamista. Jokainen kampiakselin kierros tuottaa tehoa.
Tämä äärimmäisen tarkka mekaaninen koordinaatio mahdollistaa bensiinikäyttöisten{0}}ajoneuvojen käytön.
