ДВИГАТЕЛ С ВЪТРЕШНО ГОРЕНЕ


1. ДВИГАТЕЛЯТ НА ОТО



Макар, че буталната парна машина изигра голяма роля през изминалото столетие, неината най-съществена слабост - лошото използване на съдържащата се в горивото енергия - предизвиква създаването на нов тип силова машина. Появяват се някои патенти върху т.н. "газова машина" или "експлозивния мотор". Французинът Леонар през 1860г пуска в действие такава газова машина,която е изгаряла бензино-въздушна смес и двигателят е развивал 100 оборота в минута. Скоро следват нови и по-удобни конструкции. Кьолнския търговец Н. А. Ото бил обхванат също така от желанието да създаде надеждна газова машина и за тази цел обзавел малка работилица. В 1867г Ото и неговият сътрудник инжинер Е. Ланген представили на Парижкото световно изложение т.н. атмосферен газов двигател.Спрямо двигателя на Леноар газовата машина на Ото е притежавала вече значителни предимства. Изобретателят продължил да търси по-нататъшни възможности за повишаване на мощността на своя двигател. Зъбно-рейковият механизъм на газовата машина бил заменен с коляно-мотовилков, а запалването от нажежена тръбичка - с електрическо запалване.С течение на по-нататъшните експериментални работи Ото установил с удивление , че компресирането на гориво-въздушната смес преди възпламеняването значително повишава мощността.С това той постига своето най-голямо откритие - сгъстяването на гориво-въздушната смес ,което е станало основа на всички работни процеси при двигателите с вътрешно горене. През 1877г Ото и фабриката за газови двигатели Дойц патентоват откритият и изпитан от тях четиритактов процес. В четиритактовия бензинов двигател най-напред в цилиндъра се засмуква гориво-въздушна смес, която след това се сгъстява. Силно сгъстената смес посредством електродите на запалителната свещ се възпламенява и изгаря. Рязко нарасналото при изгарянето налягане извършва механична работа, след което изгорелите газове се изхвърлят навън.



2. Устройство на четиритактов двигател
- Коляно-мотовилков механизъм


Kоляновия вал заедно с мотовилката превръща праволинейно-възвратното движение на буталото във въртеливо движение, което се предава на задвижващите колела. Този механизъм се състои от:

- Колянов вал

 
Възприема усилията от страна на мотовилката, като ги преобразува във въртящ момент. Състои се от основни и мотовилкови шийки, рамена, противотежести, преден и заден край.В предния му край се закрепва зъбно колело, чрез което се осъществява връзката между него и разпределителния вал, а в задния си край чрез фланец се закрепва към маховика. Чрез мотовилковите шийки коляновия вал се свързва с мотовилките,а чрез основните шийки коляновия вал лежи на основните лагери поставени в специални легла в картера на двигателя. Рамената съединяват основните с мотовилковите шийки. Коляновия вал в съвременните двигатели се върти в лагерите с големи обороти. Продължителната работа на шийките на вала се осигурява за сметка на плаването им в слой от масло. Затова триенето им е течно. Коляновият вал се изработва от чугун или стомана. Шийките му се циментоват за да се повиши износоустойчувоста му.
   
- Мотовилка


 Служи за да свърже буталото с коялновия вал и да превърне възвратно-постъпателното движение на буталото във въртеливо движение на коляновия вал.Изработва се с двойно Т образно сечение за да е устойчива на изкълчване и смачкване. Мотовилките се изработват от легирана стомана,а при спортните автомобили от титанови сплави.
   
- Бутало


Приема енергията от изгорелите газове и я превръща във възвратно-постъпателно движение. Буталото има чело, глава и водеща част, в която са изработени отворите за буталния болт (уши). Буталото се изработва от чугун и алуминеви сплави, но чугуна въпреки добрите си мазилни и износоустойчиви свойства излиза от употреба поради високото си тегло. В съвременните двигатели се използват бутала от алуминиеви сплави за да се намали теглото на буталото и инерционните сили, който му действат.
     
- Картер,цилиндров блок,блок картер


Картер се нарича тялото на двигателя, вътре в което са разположени коляновия вал и другите детайли на двигателя. В зависимост от начина на свързване на цилиндрите с картера,корпуса на двигателя се изпълнява по една от следните схеми:
- картер към който се закрепят отделни цилиндри;
- картер, към който се закрепят цилиндри,обединени в цилиндров блок;
- блок-картер, в който всички тези елементи са отлети като едно цяло;
   
- Бутални пръстени


Монтират се в специално изработени канали в главата на буталото,те затварят цилиндъра херметически и не позволяват на маслото да навлезе от картера в горивната камера,а също така на горящите газове да навлязат в картера. Изработват се от стомана.
   
- Бутален болт


Съединява подвижно буталото с мотовилката,изработва се от стомана и се циментова.Буталните болтове са закрепени 1) неподжижно към главата на мотовилката 2) неподжино към ушите на буталото 3) плаващи, - свободно движещи се в главата на мотовилкта и в ушите на буталото.Най-голямо проложение са намерили плаващите болтове.

- Цилиндър


Това е един от главните детайли на буталния двигател. Вътрешната кухина на цилиндъра представлява част от основното пространство, в което се извършват всички топлинни процеси, свързани с преобразуването на топлинната енергия на горивото в механична работа. Цилиндърът работи в променливо налягане на газовете в работното пространство. Вътрешните му стени са в допир с горящи газове, нагрети до температури 1500-2500С*. При това средната скорост на буталната група достига 12-15м/с при недостатъчно мазане. Затова материалът, употребяван за изработка на цилиндрите, трябва да притежава голяма механична якост, а самата кострукция - повишена недеформируемост и висока износоустойчивост. Материалите използвани за тази конструкция са перлитен сив чугун с прибавки на легиращи елементи,високо легиран чугун, рядко стомана и алуминиеви сплав.
     
- Маховик


Той е предназначен да акумулира енергия за извършване на спомагателните тактове, да намали неравномерността на въртенето на коляновия вал, да спомогне за първоначалното пускане на двигателя и за плавно потегляне на автомобила. Изработва се чугун


3. Газоразпределителен механизъм
Служи за отваряне на клапаните в точно определен момент с цел по добро напълване на цилиндъра с прясна горивна смес и по-доброто му изчистване от изгорелите газове. Газоразпределителният механизъм е свързан с коляновия вал и се движи синхронно с него. Състои се от:
     
- Разпределителен вал


Той управлява движението на клапаните. В карбураторните двигатели често се използва и за задвижване на бензиновата помпа, прекьсвач-токоразпределителя и др. агрегати. Изработва се подобно на коляновия вал.

- Клапани


Те затварят цилиндьра херметически от горната страна. Клапаните на буталните двигатели се сьстоят от глава и стебло. Те се изработват с плоска, изпькнала и камбанообразна глава. Главите им се изработват от термоустойчива стомана, а стеблата от легирана стомана.
   
- Кобилици


Те служат за предаване на усилието от гьрбиците на разпределителния вал на стеблата на клапаните. Изработват се чрез леене от сферографитен чугун.
     
- Повдигачи
Предават усилието от гьрбиците на разпределителния вал непосредствено вьрху клапаните. Изработват се от ниско и средновьглеродна стомана и чугун. При сьвременните двигатели се използват хидравлични повдигачи.

4. Горивна уредба
Служи за приготвяне на горивовъздушната смес - в бензиновите двигатели и подаването и към цилиндрите или за вкарване в тях поотделно на въздух и гориво - при дизелите. Състои се от :резервоар за горивото, горивопроводи, филтри за гориво и въздух, подкачващи помпи, карбуратор или дюзи (инжекциони) - при бензиновите ДВГ, горивонагнетателна помпа и дюзи при дизелите.

- Пълнене под налягане - турбо.
 

За повишаване на литровата мощност на ДВГ(без да се изменя обема му) се използва метод с вкарване на въздух под налягане в цилиндрите по време на такта всмукване . За целта се употребява газотурбинен компресор - "турбокомпресор", който се задвижва от налягането, с което излизат отработените газове през изпускателаната тръба. Турбокомпресорът е с малко тегло и обем. В един корпус от една страна се намира турбината, задвижвана от газовете, а от другата е монтирана турбината на компресора - помпено колело. При въртенето си помпеното колело засмуква въздух през филтъра и под невисоко налягане го нагнетява в смукателния колектор. С това мощността на двигателя се увеличава с 20 - 40%. Турбокомпресорът не работи постоянно, а само когато се изисква повишена мощност на двигателя. За целта изпускателната тръба е снабдена с клапа, даваща възможност на изгорелите газове или направо да излизат в атмосферата, или да минават през турбината. Тази клапа се отваря при по-силно натискане педала на газта.Турбокомпресорите намират по-голямо приложение при дизеловите двигатели-TD (турбо дизел).


- Инжекционни системи при бензиновите двигатели

В настоящо време инжекционните системи практически изместиха карбураторите в горивната уредба на бензиновите двигатели. Инжекционните системи позволяват в много по-голяма степен да се оптимизира процеса на горене за всеки режим на работа на двигателя чрез точно дозиране на горивото в засмуквания от буталата въздух.С това се постига по-голяма мощност и икономия на гориво.За разлика от карбураторните двигатели, при които горивото от карбуратора попада в преминаващия през него ( и постъпващ в цилиндрите) въздух вследствие създадения вакуум, при инжекционните то се впръсква при невисоко налягане във въздуха от дюзи, монтирани в смукателния колектор.Инжекционните системи са два вида : с централно (едноточково) впръскване или т. нар. моноинжекция; с многоточково впръскване или т. нар. пълен инжекцион.
      ---Система за централно(едноточково) впръскване.
      Горивото попада в засмуквания от буталата въздух, като се впръсква при ниско налягане през една дюза - монтирана над всмукателния колектор(на мястото на карбуратора). Дюзата е от електромагнитен тип. Електромагнитът, отварящ и затварящ отворите за впръскване, получава командите(ел. импулси) от електронен блок за управление (ЕБУ) или използваната в световен мащаб абревиатура ECU. Горивото се впръсква прекъснато(на части). При натоварване на двигателя, т. е. при натискане педала на газта, се увеличава продължителността на фазите на впръскване. С това се увеличава количеството впръснато гориво за единица време, т.е. сместа се обогатява.Както и при карбураторните двигатели, с педала на газта водачът отваря и затваря дроселовата калапа, намираща се непосредствено под дюзата.На оста на капака е монтиран датчик, който подава сигнали на ЕБУ.
      ---Система за многоточково впръскване(пълен инжекцион).
      При тази инжекционна система за всеки цилиндър има отделна дюза, монтирана в смукателната тръба пред съответния всмукателен клапан. Работата на дюзите се оправляват от ЕБУ също както при моноинжекцията.
      ЕБУ представлява цифров микрокомпютър, в който са въведени данни за продължителност на впръскването, съобразно определен брой положения на дроселовата клапа. и честотата на въртене на коляновия вал на двигателя. Освен това той получава информация от определен брой датчици и на базата на заложената програма извършва корекции в продължителността на импулсите на впръскване.В инжекционните системи ЕБУ управлява и системата на запалването, който е електронен тип, като осигурява подаването на искра точно в определен момент, преди буталото да е достигнало ГМТ. Този момент (ъгъл на изпреварване на запалването) зависи от оборотите и режима на работа на двигателя.

- Системи за впръскване при дизелите
      ---Система HDI common rail (обща рама)
      Горивото се подава от нагнетената помпа под налягане от 200 до 1350 бара, според режима на двигателя, в обща рама (както при бензиновите инжекжиони), захранваща всички дюзи. Дюзите са електронен тип и се управляват от компютър. Той отчита от съответните датчици оборотите на двигателя и температурата на входящия въздух, температурата на охладителната течност, скоростта на автомобила, както и положението на педала на газта, съединителя и спирачката. Конфигурацията на система "common rail", наподобява на системата "пълна инжекция" при бензиновите двигатели, само че тук дюзите впръскват дизеливото гориво директно в камерите при 1000 пъти по-голямо налягане.
      ---Система "помпа-дюза" (Pumpe-Duse)
      При тази система няма отделна горивнонагнетателна помпа, а самите дюзи са изпълнени и като помпи. До тях достига горивото от подкачваща помпа на резервоара. "Помпа-дюзите" се намират непосредствено до разпределителния вал, който ги задвижва, като налягането се упражнява директно върху всяка от тях чрез лостчета, опиращи се на гърбиците на вала. Регулирането на налягането във всяка дюза се управлява от електромагнит, контролиран от управляващ електронен блок на впръскването, с което се осигурява оптимална дозировка на подаването на гориво. Налягането на впръскването достига 2050 бара. Датчиците, подаващи информация на компютъра, са аналогични с тези на HDI.


5. Запалителна уредба




Служи за възпламеняване на сгъстената горивовъздушна смес в точно определен момент. Такава уредба имат само бензиновите ДВГ. Основните части са : генератор на ток, индукционна бобина, прекъсвач - разпределител (механичен или електронен), електроно управляващо устройство (при инжекционите), запалителни свещи и проводници.


6. Охладителна уредба




Служи за охлаждане на топлинно най-силно натоварените части на ДВГ - цилиндрова глава, цилиндров блок и бутало, чрез принудителна циркулация на охлаждаща течност. Състой се от : водна риза (кухини в блока и главата, през които минава течността), радиатор, вентилатор, водна помпа (центробежен тип), термостат (регулатор на циркулиращата течност, респективно на температурата).


7. Мазителнa уредба


Служи за подаване на масло към триещите се части на двигателя. Състои се от : резервоар (картера на двигателя), маслена помпа, маслопроводи, филтър и в някои случаи - радиатор за охлаждане на маслото.




 

bravoooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo

Имам Ауди 94г. с бензинов двигател на моноинжекция и е с 90 к.с. и бих искал да знам всички минуси и плюсове. Като се надявам след време да я сложа на АГУ ще имам ли някакви проблеми след време. Самата кола е запазена и добра каросерия. Ще приемам мнения на личния ми e - meil : tsvetanka1957@abv.bg.

ne se preebovai