Bensinmotor: enhet, driftsprinsipp, fordeler og ulemper

For at bilen skal kunne bevege seg uavhengig, må den være utstyrt med en kraftenhet som vil generere dreiemoment og overføre denne kraften til drivhjulene. For dette formålet har skaperne av mekaniske innretninger utviklet en forbrenningsmotor eller forbrenningsmotor.

Prinsippet for drift av enheten er at en blanding av drivstoff og luft forbrennes i utformingen. Motoren er designet for å bruke energien som frigjøres i denne prosessen til å rotere hjulene.

Under panseret på en moderne bil kan det installeres en bensin-, diesel- eller elektrisk kraftenhet. I denne gjennomgangen vil vi fokusere på bensinmodifisering: på hvilket prinsipp enheten fungerer, hvilken enhet den har og noen praktiske anbefalinger om hvordan du kan utvide ressursen til forbrenningsmotoren.

Hva er en bensinbilmotor

La oss starte med terminologien. En bensinmotor er en stempelkraftenhet som fungerer ved å brenne en blanding av luft og bensin i spesialutpekte hulrom. Bilen kan fylles med drivstoff med forskjellige oktantall (A92, A95, A98, etc.). For mer informasjon om hva oktantallet er, se i en annen artikkel... Det forklarer også hvorfor forskjellige typer drivstoff kan brukes på forskjellige motorer, selv om det er bensin.

Avhengig av bilprodusentens mål, kan kjøretøy som kommer ut av samlebåndet utstyres med forskjellige typer kraftenheter. Listen over årsaker og markedsføring av selskapet (hver nye bil skal motta en slags oppdatering, og kjøpere tar ofte hensyn til typen drivverk), så vel som behovet til hovedpublikummet.

Så den samme modellen av bilen, men med forskjellige bensinmotorer, kan komme ut av fabrikken til et bilmerke. For eksempel kan det være den økonomiske versjonen som er mer sannsynlig å bli lagt merke til av kjøpere med lav inntekt. Alternativt kan produsenten tilby mer dynamiske modifikasjoner som tilfredsstiller behovene til fans av rask kjøring.

Noen biler må også kunne bære anstendig last, for eksempel pickups (hva er særegenheten ved denne karosseritypen, les separat). En annen type motor kreves også for disse kjøretøyene. Vanligvis vil en slik maskin ha et imponerende arbeidsvolum på enheten (hvordan denne parameteren beregnes er egen anmeldelse).

Så bensinmotorer gjør det mulig for bilmerker å lage modeller av biler med forskjellige tekniske egenskaper for å tilpasse dem til forskjellige behov, alt fra små bybiler til store lastebiler.

Typer bensinmotorer

Mange forskjellige data er angitt i brosjyrene for nye bilmodeller. Blant dem er typen kraftenhet beskrevet. Hvis det i de første bilene var nok til å indikere hvilken type drivstoff som ble brukt (diesel eller bensin), så er det i dag et bredt utvalg av noen bensinmodifikasjoner.

Det er flere kategorier som slike kraftenheter klassifiseres etter:

1. Antall sylindere. I den klassiske versjonen er maskinen utstyrt med en firesylindret motor. Mer produktive, og samtidig mer glupske, har 6, 8 eller til og med 18 sylindere. Imidlertid er det også enheter med et lite antall potter. Toyota Aygo er for eksempel utstyrt med en 1.0-liters bensinmotor med 3 sylindere. Peugeot 107 fikk også en lignende enhet. Noen små biler kan til og med utstyres med en to-sylindret bensin.
2. Sylinderblokkens struktur. I den klassiske versjonen (4-sylindret modifikasjon) har motoren et linjearrangement av sylindere. For det meste er de installert vertikalt, men noen ganger er det også vinklede kolleger. Det neste designet som har vunnet tilliten til mange bilister, er V-sylinderenheten. I en slik modifikasjon er det alltid et par antall potter som ligger i en viss vinkel i forhold til hverandre. Ofte brukes denne utformingen for å spare plass i motorrommet, spesielt hvis det er en stor motor (for eksempel har den 8 sylindere, men den tar plass som en 4-sylindret analog). Noen produsenter installerer et W-formet drivverk i kjøretøyene sine. Denne modifikasjonen skiller seg fra den V-formede analogen ved den ekstra camber av sylinderblokken, som har et W-formet tverrsnitt. En annen type motorer som brukes i moderne biler er en bokser eller bokser. Detaljer om hvordan en slik motor er ordnet og hvordan den fungerer er beskrevet i en annen anmeldelse... Et eksempel på modeller med en lignende enhet - Subaru Forester, Subaru WRX, Porsche Cayman, etc.
3. Drivstofftilførselssystem. I henhold til dette kriteriet er motorene delt inn i to kategorier: forgasser og injeksjon. I det første tilfellet pumpes bensin inn i drivstoffkammeret til mekanismen, hvorfra den suges inn i inntaksmanifolden gjennom en dyse. En injektor er et system som med makt sprøyter bensin i hulrommet der injektoren er installert. Driften av denne enheten er beskrevet i detalj. her... Injektorer er av flere typer, som er forskjellige i særegenheter ved dysenes plassering. I dyrere biler installeres sprøytene direkte i topplokket.
4. Type smøresystem. Hver ICE opererer under økte belastninger, og det er derfor den trenger smøring av høy kvalitet. Det er en modifikasjon med en våt (klassisk utsikt, der oljen er i kummen) eller tørr (et eget reservoar er installert for lagring av olje) veivhuset. Detaljer om disse variantene er beskrevet separat.
5. Kjøletype. De fleste moderne bilmotorer er vannkjølte. I den klassiske utformingen vil et slikt system bestå av en radiator, rør og en kjølekappe rundt sylinderblokken. Driften av dette systemet er beskrevet her... Noen modifikasjoner av bensindrevne kraftenheter kan også luftkjøles.
6. Syklus type. Det er to modifikasjoner totalt: totakts- eller firetakstype. Prinsippet for drift av totaktsmodifiseringen er beskrevet i en annen artikkel... La oss ta en titt på hvordan 4-taktsmodellen fungerer litt senere.
7. Luftinntakstype. Luften for tilberedning av luft-drivstoffblandingen kan komme inn i inntakskanalen på to måter. De fleste klassiske ICE-modeller har et atmosfærisk inntakssystem. I den kommer luft inn på grunn av vakuumet som er skapt av stempelet, og beveger seg til det døde sentrum. Avhengig av injeksjonssystemet blir en del bensin sprøytet inn i denne strømmen enten foran inntaksventilen, eller litt tidligere, men i banen som tilsvarer en bestemt sylinder. I monoinjeksjon, som forgassermodifisering, er det montert en munnstykke på innsugningsmanifolden, og BTC suges deretter inn av en bestemt sylinder. Detaljer om driften av inntakssystemet er beskrevet her... I dyrere enheter kan bensin sprøytes direkte inn i selve sylinderen. I tillegg til den naturlig sugede motoren, er det også en turboladet versjon. I den injiseres luften for fremstilling av MTC ved hjelp av en spesiell turbin. Den kan drives av bevegelsen av eksosgassene eller av en elektrisk motor.

Når det gjelder designfunksjonene, kjenner historien til flere eksotiske drivlinjer. Blant dem er Wankel-motoren og den ventilløse modellen. Detaljer om flere arbeidsmodeller av motorer med en uvanlig design er beskrevet her.

Prinsippet om drift av en bensinmotor

De aller fleste forbrenningsmotorer som brukes i moderne biler opererer på en firetaktssyklus. Den er basert på samme prinsipp som enhver annen ICE. For at enheten skal generere mengden energi som kreves for å spinne hjulene, må hver sylinder fylles syklisk med en blanding av luft og bensin. Denne delen må komprimeres, hvorpå den antennes ved hjelp av en gnist som genererer tennplugg.

For at energien som frigjøres under forbrenningen skal konverteres til mekanisk energi, må VTS brennes i et lukket rom. Hovedelementet som fjerner frigjort energi er stempelet. Den er bevegelig i sylinderen, og er festet på veivmekanismen til veivakselen.

Når luft / drivstoffblandingen antennes, får den gassene i sylinderen til å ekspandere. På grunn av dette utøves et stort trykk på stempelet som overstiger atmosfæretrykket, og det begynner å bevege seg til bunnen av død sentrum, og snu veivakselen. Et svinghjul er festet til denne akselen, som girkassen er koblet til. Fra det overføres dreiemomentet til drivhjulene (foran, bak eller i tilfelle en firehjulsdrevet bil - alle 4).

I en motorsyklus utføres 4 slag i en separat sylinder. Dette er hva de gjør.

Innløp

I begynnelsen av dette slaget er stemplet i topp dødpunkt (kammeret over det er for øyeblikket tomt). På grunn av arbeidet med tilstøtende sylindere, dreier veivakselen og trekker koblingsstangen, som beveger stempelet nedover. For øyeblikket åpner gassfordelingsmekanismen inntaksventilen (det kan være en eller to).

Gjennom det åpne hullet begynner sylinderen å fylles med en frisk del av luft-drivstoffblandingen. I dette tilfellet blandes luft med bensin i inntakskanalen (forgassermotor eller flerpunktsinjeksjonsmodell). Denne delen av motoren kan være av forskjellige design. Det er også alternativer som endrer geometrien, noe som lar deg øke motorens effektivitet ved forskjellige hastigheter. Detaljer om dette systemet er beskrevet her.

I versjoner med direkte injeksjon kommer bare luft inn i sylinderen ved inntaksslaget. Bensin sprøytes når kompresjonsslaget er fullført i sylinderen.

Når stempelet er helt nederst på sylinderen, lukker tidsmekanismen inntaksventilen. Neste tiltak begynner.

Kompresjon

Videre svinger veivakselen (også under påvirkning av stempler som opererer i tilstøtende sylindere), og stemplet begynner å løfte gjennom koblingsstangen. Alle ventiler i topplokket er lukket. Drivstoffblandingen har ingen steder å gå, og den trekker seg sammen.

Når stempelet beveger seg til TDC, varmes luft-drivstoffblandingen opp (en økning i temperaturen fremkaller sterk kompresjon, også kalt kompresjon). Kompresjonskraften til BTC-delen påvirker den dynamiske ytelsen. Kompresjon kan variere fra motor til motor. I tillegg foreslår vi at du gjør deg kjent med emnene hva er forskjellen mellom graden av kompresjon og komprimering.

Når stempelet når det ekstreme punktet på toppen, skaper tennpluggen en utladning som drivstoffblandingen antennes på. Avhengig av motorhastigheten kan denne prosessen begynne før stemplet stiger helt, umiddelbart i dette øyeblikket eller litt senere.

I en bensinmotor med direkte injeksjon komprimeres bare luft. I dette tilfellet sprayes drivstoff inn i sylinderen før stempelet stiger. Etter det oppstår utslipp og bensin begynner å brenne. Så begynner det tredje tiltaket.

Arbeidsslag

Når VTS antennes utvides forbrenningsproduktene i rommet over stempelet. I dette øyeblikket, i tillegg til treghetskraften, begynner trykket fra de ekspanderende gassene å virke på stempelet, og det beveger seg nedover igjen. I motsetning til inntaksslaget overføres ikke lenger mekanisk energi fra veivakselen til stempelet, men tvert imot - stempelet skyver koblingsstangen og dreier dermed veivakselen.

Noe av denne energien brukes til å utføre andre slag i tilstøtende sylindere. Resten av dreiemomentet fjernes av girkassen og overføres til drivhjulene.

Under slaget stenges alle ventiler slik at de ekspanderende gassene utelukkende virker på stempelet. Denne syklusen avsluttes når elementet som beveger seg i sylinderen når bunnens dødpunkt. Så begynner det siste målet på syklusen.

Problemet

Ved å vri veivakselen beveger stempelet seg opp igjen. For øyeblikket åpner eksosventilen (en eller to, avhengig av type timing). Avgasser må fjernes.

Når stempelet beveger seg opp, blir eksosgassene presset ut i eksosrøret. I tillegg er dens funksjon beskrevet her... Slaget slutter når stempelet er i øvre stilling. Dette fullfører motorsyklusen og starter en ny med inntaksslaget.

Fullføringen av hjerneslaget er ikke alltid ledsaget av fullstendig lukking av en bestemt ventil. Det skjer slik at inntaks- og eksosventilene forblir åpne en stund. Dette er nødvendig for å forbedre effektiviteten ved lufting og fylling av sylindrene.

Så, den rettlinjede bevegelsen til stempelet blir omgjort til rotasjon på grunn av den spesifikke utformingen av veivakselen. Alle klassiske stempelmotorer er basert på dette prinsippet.

Hvis dieselenheten bare fungerer på diesel, kan bensinversjonen ikke bare fungere på bensin, men også på bensin (propan-butan). Flere detaljer om hvordan en slik installasjon vil fungere er beskrevet her.

Hovedelementene i en bensinmotor

For at alle slag i motoren skal utføres i tide og med maksimal effektivitet, må kraftenheten bare bestå av deler av høy kvalitet. Enheten til alle forbrenningsmotorer med stempel inkluderer følgende deler.

Sylinderblokk

Faktisk er dette kroppen til bensinmotoren, der kanalene til kjølekappen, stedene for å feste piggene og selve sylindrene er laget. Det er modifikasjoner med separat installerte sylindere.

I utgangspunktet er denne delen laget av støpejern, men for å spare vekt på noen bilmodeller kan produsenter lage aluminiumsblokker. De er mer skjøre i forhold til den klassiske analogen.

stempel

Denne delen, som er en del av sylinderen-stempelgruppen, tar handlingen av de ekspanderende gassene og gir trykk på veivakselen. Når inntaks-, kompresjons- og eksosslaget utføres, skaper denne delen et vakuum i sylinderen, komprimerer blandingen av bensin og luft, og fjerner også forbrenningsprodukter fra hulrommet.

Strukturen, varianter og driftsprinsipp for dette elementet er beskrevet i detalj. i en annen anmeldelse... Kort sagt, på siden av ventilene kan den være flat eller med utsparinger. Fra utsiden er den koblet med en stålstift til koblingsstangen.

For å forhindre at eksosgassene lekker ut i understemplerommet når du skyver eksosgassene under arbeidsslaget, er denne delen utstyrt med flere O-ringer. Om deres funksjon og design er det egen artikkel.

Koblingsstang

Denne delen forbinder stempelet med veivakselen. Utformingen av dette elementet avhenger av motortypen. For eksempel, på en V-formet motor, er to forbindelsesstenger av hvert par sylindere festet til en veivakselkoblingsstangjournal.

Hovedsakelig høyfast stål brukes til fremstilling av denne delen, men noen ganger er det også motstykker i aluminium.

Veivaksel

Dette er en aksel som består av veiv. Koblingsstenger er koblet til dem. Veivakselen har minst to hovedlager og motvekter som kompenserer for vibrasjoner for jevn rotasjon av akselaksen og demping av treghetskraften. Flere detaljer om enheten til denne delen er beskrevet separat.

På den ene siden er det montert en kamskive på den. På motsatt side er et svinghjul festet til veivakselen. Takket være dette elementet er det mulig å starte motoren ved hjelp av en startmotor.

Ventiler

I den øvre delen av motoren i topplokk er installert ventiler... Disse elementene åpner / lukker innløps- og utløpsportene for ønsket slag.

I de fleste tilfeller er disse delene fjærbelastet. De drives av en kamaksel. Denne akselen synkroniseres med veivakselen ved hjelp av et belte eller kjededrift.

Tennplugg

Mange bilister vet at en dieselmotor fungerer ved å varme opp trykkluft i en sylinder. Når diesel blir injisert i dette mediet, antennes luft-drivstoffblandingen umiddelbart av lufttemperaturen. Med en bensinenhet er situasjonen en annen. For at blandingen skal antennes, trenger den en elektrisk gnist.

Hvis kompresjonen i en bensinforbrenningsmotor økes til en verdi nær den i en dieselmotor, kan bensin med sterk oppvarming antennes tidligere enn nødvendig med et høyere oktantal. Dette vil skade enheten.

Stikkontakten drives av tenningssystemet. Avhengig av bilmodell, kan dette systemet ha en annen enhet. Detaljer om variantene er beskrevet her.

Hjelpearbeidssystemer for bensinmotor

Ingen forbrenningsmotor er i stand til å fungere uavhengig uten hjelpesystemer. For at bilmotoren i det hele tatt skal starte, må den synkroniseres med slike systemer:

1. Brensel. Den leverer bensin langs linjen til injektorene (hvis det er en injeksjonsenhet) eller til forgasseren. Dette systemet er involvert i utarbeidelsen av militærteknisk samarbeid. I moderne biler er luft / drivstoffblandingen elektronisk styrt.
2. Tenning. Det er en elektrisk del som forsyner motoren med en stabil gnist for hver sylinder. Det er tre hovedtyper av disse systemene: kontakt, kontaktløs og mikroprosessor. Alle bestemmer øyeblikket når en gnist er nødvendig, genererer en høyspenning og fordeler impulsen til det tilsvarende lyset. Ingen av disse systemene fungerer hvis de er feil veivakselposisjonssensor.
3. Smøring og kjøling. For at motordelene skal tåle tunge belastninger (konstant mekanisk belastning og eksponering for veldig høye temperaturer, i noen avdelinger stiger den til mer enn 1000 grader), trenger de høy kvalitet og konstant smøring, samt kjøling. Dette er to forskjellige systemer, men smøringen i motoren gjør det også mulig å fjerne noe varme fra høyt oppvarmede deler, for eksempel stempler.
4. Eksos. Slik at en bil med en motor som går, ikke skremmer andre med øredøvende lyd, får den et eksosanlegg av høy kvalitet. I tillegg til den stille driften av maskinen, sørger dette systemet for nøytralisering av skadelige stoffer i eksosen (for dette må maskinen være til stede katalysator).
5. Gassdistribusjon. Dette er en del av motoren (timingen er i topplokket). Kamakslen åpner inntaks- / eksosventilene vekselvis, slik at sylindrene utfører riktig slag i tide.

Dette er hovedsystemene som enheten kan fungere med. I tillegg til dem kan kraftenheten motta andre mekanismer som øker effektiviteten. Et eksempel på dette er en faseskifter. Denne mekanismen lar deg fjerne maksimal effektivitet ved ethvert motorhastighet. Den justerer høyden og tidspunktet for ventilåpningen, noe som påvirker maskinens dynamikk. Operasjonsprinsippet og typer slike mekanismer blir vurdert i detalj. separat.

Hvordan opprettholde ytelsen til en bensinmotor etter mange års drift?

Hver bileier tenker på hvordan man kan forlenge levetiden til kraftenheten til bilen sin. Før vi vurderer hva han kan gjøre for dette, er det verdt å vurdere den viktigste faktoren som påvirker helsen til motoren. Dette er byggekvaliteten og teknologien som bilprodusenten bruker når den lager denne eller den andre kraftenheten.

Her er de grunnleggende trinnene hver bilist bør følge:

• Utfør vedlikehold av bilen din i samsvar med regelverket satt av produsenten;
• Hell bare bensin av høy kvalitet i tanken og riktig type motor;
• Bruk motorolje designet for en bestemt forbrenningsmotor;
• Ikke bruk en aggressiv kjørestil, og kjør ofte motoren til maksimale turtall;
• Gjør forebygging av sammenbrudd, for eksempel justering av ventilavstand. Et av de viktigste elementene i en motor er beltet. Selv om det visuelt ser ut til at det fremdeles er i god stand, er det fortsatt nødvendig å bytte det så snart produsentens tid er angitt. Denne varen er beskrevet i detalj. separat.

Siden motoren er en av de viktigste komponentene i en bil, bør hver bilist lytte til arbeidet sitt og være oppmerksom på til og med mindre endringer i funksjonen. Her er hva som kan indikere en feil på kraftenheten:

• I løpet av arbeidet dukket det opp uvanlige lyder eller økte vibrasjonene;
• Forbrenningsmotoren har mistet dynamikken og rekylen når du trykker på gasspedalen.
• Økt gluttony (høy gass kjørelengde kan være forbundet med behovet for å varme opp motoren om vinteren eller når du endrer kjørestil);
• Oljenivået synker jevnt og fett må fylles på kontinuerlig;
• Kjølevæsken begynte å forsvinne et sted, men det er ingen pytter under bilen, og tanken er tett lukket;
• Blå røyk fra eksosrøret;
• Flytende revolusjoner - de stiger selv og faller, eller føreren må stadig gasses opp slik at motoren ikke stanser (i dette tilfellet kan tenningssystemet være feil);
• Det starter dårlig eller vil ikke starte i det hele tatt.

Hver motor har sine egne finesser i arbeidet, så bilisten må gjøre seg kjent med alle nyansene ved drift og vedlikehold av enheten. Hvis bilisten kan erstatte / reparere noen deler eller til og med mekanismer i bilen alene, er det bedre å overlate reparasjonen av enheten til en spesialist.

I tillegg foreslår vi at du leser om som reduserer arbeidet til bensinmotoren.

Fordeler og ulemper med universelle bensinmotorer

Hvis vi sammenligner en dieselenhet og en bensinenhet, inkluderer fordelene med den andre:

1. Høy dynamikk;
2. Stabilt arbeid ved lave temperaturer;
3. Stille betjening med små vibrasjoner (hvis enheten er riktig konfigurert);
4. Relativt billig vedlikehold (med mindre vi snakker om eksklusive motorer, for eksempel boksere eller med EcoBoost-systemet);
5. Stor arbeidsressurs;
6. Det er ikke nødvendig å bruke sesongbasert drivstoff;
7. Renere eksos på grunn av mindre urenheter i bensin;
8. Med samme volum som en dieselmotor har denne typen forbrenningsmotor mer kraft.

Gitt den høye dynamikken og kraften til bensinenheter, er de fleste sportsbiler utstyrt med nettopp slike kraftverk.

Når det gjelder vedlikehold, har disse modifikasjonene også sin egen fordel. Forbruksvarer for dem er billigere, og vedlikeholdet i seg selv trenger ikke utføres så ofte. Årsaken er at delene av bensinmotoren er utsatt for mindre belastning enn analoger som brukes i dieselmotorer.

Selv om sjåføren bør være forsiktig med hvilken bensinstasjon han fyller bilen på, er ikke bensinalternativet like krevende for kvaliteten på drivstoffet som for diesel. I verste fall som kan skje, vil dysene raskt tette seg.

Til tross for disse fordelene har disse motorene noen ulemper, og det er derfor mange bilister foretrekker diesel. Her er noen av dem:

1. Til tross for kraftfordelen vil en enhet med identisk volum ha mindre dreiemoment. For kommersielle lastebiler er dette en viktig parameter.
2. En dieselmotor med tilsvarende slagvolum vil forbruke mindre drivstoff enn denne typen enheter.
3. Når det gjelder temperaturregimet, kan bensinenheten bli overopphetet i trafikkork.
4. Bensin antennes lettere fra fremmede varmekilder. Derfor er en bil med en slik forbrenningsmotor mer brannfarlig.

For å gjøre det lettere å velge hvilken enhet bilen skal være med, må den fremtidige bileieren først bestemme hva han vil ha av jernhesten sin. Hvis det legges vekt på utholdenhet, høyt dreiemoment og økonomi, så må du selvsagt velge en dieselmotor. Men for dynamisk kjøring og billigere vedlikehold, bør du være oppmerksom på bensinmotparten. Selvfølgelig er budsjett-tjenesteparameteren et løst konsept, fordi det avhenger direkte av motorens klasse og systemene som brukes i den.

På slutten av gjennomgangen foreslår vi å se en liten videosammenligning av bensin- og dieselmotorer:

BENSIN ELLER DIESEL? SAMMENLIK TILTYP MOTORER.

Spørsmål og svar:

Hvordan fungerer en bensinmotor? Drivstoffpumpen leverer bensin til forgasseren eller injektorene. På slutten av kompresjonsslaget av bensin og luft, lager tennpluggen en gnist som tenner BTC, noe som får de ekspanderende gassene til å skyve stempelet ut.

Hvordan fungerer en firetaktsmotor? En slik motor har en gassfordelingsmekanisme (et hode med en kamaksel er plassert over sylindrene, som åpner / lukker inntaks- og eksosventilene - gjennom dem tilføres BTC og eksosgasser fjernes).

Hvordan fungerer en totaktsmotor? En slik motor har ikke en gassfordelingsmekanisme. I en omdreining av veivakselen utføres to slag: kompresjon og arbeidsslag. Fylling av sylinderen og fjerning av eksosgassene skjer samtidig.