Động cơ xăng: nguyên lý hoạt động, thiết bị và hình ảnh

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 20:07

Động cơ xăng là một trong những động cơ phổ biến nhất trong số tất cả các loại động cơ khác được lắp trên ô tô. Mặc dù thực tế là một đơn vị điện hiện đại bao gồm nhiều bộ phận, nhưng nguyên tắc hoạt động của động cơ xăng rất đơn giản. Phần bài viết chúng ta cùng làm quen với thiết bị và nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong.

Thiết bị

Động cơ xăng được xếp vào loại động cơ đốt trong. Bên trong buồng đốt, hỗn hợp nhiên liệu-không khí nén trước được đốt cháy bằng tia lửa điện. Van tiết lưu được sử dụng để điều khiển công suất của động cơ. Nó cho phép bạn điều chỉnh lượng không khí đi vào buồng đốt.

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn cấu tạo của tất cả các thành phần chính của bất kỳ động cơ đốt trong nào. Mỗi bộ phận công suất bao gồm một khối xi lanh, một cơ cấu tay quay, các bộ phận của nhóm xi lanh-pít tông, một cơ cấu phân phối khí, một hệ thống bôi trơn và làm mát, một hệ thống điện. Ngoài ra, động cơ sẽ không thể hoạt động nếu không có thiết bị điện. Tất cả các hệ thống và thành phần này tương tác với nhau trong quá trình vận hành động cơ.

Khối xi lanh động cơ

Khối xi lanh là bộ phận chính của bất kỳ động cơ nào. Nó là một gang hoặc nhôm đúc một mảnh. Khối có các hình trụ và nhiều lỗ ren khác nhau để gắn các phụ kiện và thiết bị khác. Phần tử có các mặt phẳng được gia công để lắp đầu xi lanh và các bộ phận khác.

Thiết kế của lốc máy phụ thuộc nhiều vào số lượng xylanh, vị trí của buồng đốt và phương pháp làm mát. Trong một khối có thể kết hợp từ 1 đến 16 xi lanh. Đồng thời, các khối mà số lượng xi lanh là lẻ ít phổ biến hơn. Trong số những mô hình đang được sản xuất bây giờ, bạn có thể tìm thấy động cơ đốt trong 3 xi-lanh. Hầu hết các khối có 2, 4, 8, 12 và đôi khi thậm chí là 16 xi lanh.

Động cơ có số lượng xi lanh từ 1 đến 4 khác nhau ở cách bố trí các buồng đốt thành một dãy. Chúng được gọi là động cơ trong dòng. Nếu có nhiều hình trụ hơn, thì chúng nằm trong khối thành hai hàng ở một góc nhất định. Điều này có thể giúp giảm kích thước tổng thể, nhưng công nghệ sản xuất các khối như vậy phức tạp hơn.

Có thể phân biệt thêm một loại khối nữa. Trong đó, các buồng đốt nằm thành hai hàng với nhau một góc 180 độ. Đây là những cái gọi là động cơ boxer. Nguyên lý hoạt động của động cơ xăng loại này không khác gì các loại động cơ đốt trong truyền thống. Chúng thường được tìm thấy trên xe máy, nhưng cũng có những chiếc ô tô được trang bị chúng.

Đối với việc làm mát, bạn có thểphân biệt hai loại hệ thống. Đây là chất lỏng và không khí làm mát. Các đặc điểm thiết kế của khối xi lanh phụ thuộc vào việc chọn hệ thống làm mát nào. Bộ làm mát bằng không khí đơn giản hơn nhiều so với bộ làm mát bằng nước. Các buồng đốt trong trường hợp này không thuộc khối.

Bộ làm mát bằng chất lỏng phức tạp hơn nhiều. Thiết kế đã bao gồm các buồng đốt. Một áo làm mát được đặt trên khối kim loại của hình trụ, bên trong đó chất làm mát buộc phải lưu thông, giúp loại bỏ nhiệt từ các bộ phận. Khối và bộ phận làm mát trong động cơ đốt trong là một.

Mặt trên của khối trụ được che bằng đầu. Nó tạo thành một không gian khép kín, nơi diễn ra quá trình đốt cháy nhiên liệu. Đầu xi lanh có thể có thiết kế đơn giản hoặc phức tạp hơn.

Cơ chế quay

Cụm này, cũng là một phần không thể thiếu của động cơ, cần thiết để chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Bộ phận chính ở đây là trục khuỷu. Nó được kết nối di động với khối động cơ. Do tính linh động này, trục có thể quay quanh trục của nó.

Một bánh đà được gắn vào một đầu của trục khuỷu. Nó là cần thiết để truyền mô-men xoắn từ trục khuỷu đến hộp số. Nguyên lý hoạt động của động cơ xăng bốn kỳ cung cấp cho hai vòng quay của trục khuỷu với một nửa vòng quay có íchcông việc. Các chu kỳ còn lại yêu cầu hành động ngược lại - đây là những gì bánh đà cung cấp. Vì nó có trọng lượng khá lớn nên khi quay do động năng làm quay trục khuỷu trong các giai đoạn của chu trình chuẩn bị.

Có một bánh răng đặc biệt xung quanh chu vi của bánh đà. Với sự trợ giúp của nút này, bạn có thể khởi động động cơ bằng bộ khởi động. Ở phía bên kia của trục khuỷu có một bánh răng bơm dầu và một bánh răng định thời. Ngoài ra ở mặt sau còn có một mặt bích gắn ròng rọc.

Bộ lắp ráp cũng bao gồm các thanh kết nối. Chúng cho phép bạn truyền lực từ các piston sang trục khuỷu và ngược lại. Các thanh nối cũng được cố định di động vào trục khuỷu. Không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa các bề mặt của khối xi lanh, trục khuỷu và các thanh kết nối - các bộ phận này hoạt động thông qua các ổ trục trơn.

Phần xi lanh-piston

Bộ phận này là xi lanh hoặc ống lót, piston, vòng piston và chốt. Chính trên những chi tiết này đã làm nên nguyên lý hoạt động của động cơ xăng. Đây là nơi tất cả các công việc được thực hiện. Nhiên liệu được đốt cháy trong xi lanh, và năng lượng giải phóng được chuyển thành chuyển động quay của trục khuỷu. Quá trình đốt cháy xảy ra bên trong các xi lanh, một mặt được đóng bởi đầu xi lanh và mặt khác - bởi các piston. Pít-tông chuyển động tự do bên trong xi lanh.

Nguyên lý hoạt động của động cơ xăng không chỉ dựa vào quá trình đốt cháy nhiên liệu mà còn dựa vào quá trình nén hỗn hợp nhiên liệu không khí. Để đảm bảo điều này, cần có độ kín. Nó được cung cấp bởi các vòng piston. Loại thứ hai ngăn không cho hỗn hợp nhiên liệu và các sản phẩm cháy lọt vào giữa piston vàxi lanh.

GRM (cơ chế phân phối khí)

Chức năng chính của cơ cấu này là cung cấp kịp thời hỗn hợp nhiên liệu hoặc nhiên liệu cho các xi lanh. Cũng cần có thời gian để loại bỏ khí thải.

Đai thời gian hai thì

Nếu xét về nguyên lý hoạt động của động cơ xăng hai kỳ thì không có cơ cấu định thời gian nào như vậy cả. Tại đây, quá trình phun hỗn hợp nhiên liệu và thoát khí thải được thực hiện thông qua các cửa sổ công nghệ trong xilanh. Có ba cửa sổ - cửa vào, cửa ra, đường vòng.

Khi piston di chuyển, nó sẽ mở hoặc đóng cửa sổ này hoặc cửa sổ kia. Xylanh được nạp đầy nhiên liệu, các chất khí cũng được thải ra ngoài. Với cơ cấu phân phối khí như vậy, không cần thêm bộ phận nào khác. Vì vậy, đầu xi lanh trong động cơ hai kỳ là đơn giản. Chức năng của nó chỉ để đảm bảo độ kín tối đa.

Đai thời gian 4 thì

Động cơ 4 thì được trang bị cơ chế định thời gian hoàn chỉnh. Nhiên liệu trong trường hợp này được bơm vào qua các lỗ trên đầu xi lanh liên kết với các van. Khi cần cung cấp hoặc loại bỏ khí thải, các van tương ứng đóng mở. Sau này có thể được mở và đóng bằng trục cam. Nó có cam đặc biệt.

Hệ thống điện

Nhiệm vụ chính của hệ thống này là chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu và đảm bảo cung cấp thêm cho các buồng đốt. Kiểu dáng phụ thuộc rất nhiều vào nguyên lý hoạt động của động cơ xăng của ô tô.

Động cơ xăng có thể có hai loại hệ thống nhiên liệu - bộ chế hòa khí và kim phun. Trong trường hợp đầu tiên, một bộ chế hòa khí được sử dụng để chuẩn bị hỗn hợp. Nó trộn, định lượng và cung cấp hỗn hợp nhiên liệu và không khí đến các buồng đốt. Kim phun phun nhiên liệu dưới áp suất vào đường ray nhiên liệu, từ đó xăng đi vào xi lanh qua các vòi phun.

Ở ô tô phun xăng, nguyên lý hoạt động của hệ thống động lực động cơ xăng là khác nhau, do đó liều lượng chính xác hơn. Ngoài ra, không khí trong kim phun được trộn với xăng trong đường ống nạp. Vòi phun, không giống như bộ chế hòa khí, phun nhiên liệu tốt hơn.

Hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel là khác nhau. Ở đây tiêm được thực hiện riêng biệt cho từng xi lanh. Đai định thời chỉ cấp không khí cho các buồng đốt. Hệ thống bao gồm bình chứa, bộ lọc, bơm nhiên liệu, dây chuyền.

Hệ thống bôi trơn

Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong chạy xăng liên quan đến sự ma sát của các bộ phận. Nhờ hệ thống bôi trơn, gai giữa các bề mặt cọ xát được giảm bớt. Một lớp màng dầu được tạo ra trên các bộ phận, có tác dụng bảo vệ bề mặt khỏi tiếp xúc trực tiếp. Hệ thống bao gồm một máy bơm, một cacte để chứa dầu, một bộ lọc, cũng như các kênh bôi trơn trong khối động cơ.

Tăng áp

Những chiếc xe hiện đại được trang bị động cơ nhỏ, phân khối thấp, nhưng nhiều động cơ vẫn đủ công suất. Nó thu được thông qua việc sử dụng các tuabin. Nguyên lý hoạt động của tuabin trên động cơ xăng dựa trên việc sử dụng khí thải. Các khí quaycánh quạt tuabin, có tác dụng điều áp không khí vào các buồng đốt. Càng nhiều không khí, càng nhiều nhiên liệu sẽ được cung cấp, do đó có sức mạnh.

Hệ thống làm mát

Trong quá trình hoạt động của động cơ, nó nóng lên đáng kể. Trong xi lanh, nhiệt độ có thể đạt 800 độ. Cần có hệ thống làm mát để duy trì nhiệt độ hoạt động tối ưu. Nhiệm vụ chính là loại bỏ nhiệt thừa từ xi lanh, piston và các bộ phận khác.

Hệ thống không khí bao gồm các bề mặt đặc biệt trên khối, được làm mát bằng cách thổi không khí qua chúng. Hệ thống chất lỏng cung cấp một áo khoác làm mát trong đó chất chống đông lưu thông. Nó tiếp xúc trực tiếp với bề mặt ngoài của xi lanh. Hệ thống bao gồm một máy bơm, một bộ điều nhiệt, các đường ống nối các đường dây, một bình giãn nở và một bộ điều nhiệt.

Thiết bị điện

Nhờ thiết bị này, điện được cung cấp cho mạng trên xe. Điện cần thiết cho hoạt động của hệ thống đánh lửa, bộ khởi động và các thiết bị khác. Thiết bị điện là ắc quy, máy phát điện, bộ khởi động, các cảm biến. Mặc dù nguyên lý hoạt động của động cơ xăng và động cơ diesel khác nhau, thiết bị điện cũng có sẵn trên động cơ diesel.

Hệ thống đánh lửa

Hệ thống này chỉ có trên động cơ xăng. Trên bộ động cơ diesel, hỗn hợp nhiên liệu được đốt cháy bằng cách nén. Trong động cơ xăng, nhiên liệu và không khí được đốt cháymột tia lửa điện nhảy ra đúng lúc giữa các điện cực của ngọn nến. Hệ thống bao gồm cuộn dây đánh lửa, bộ phân phối, dây điện cao thế, bugi, thiết bị điện tử.

Kết

Đó là tất cả những gì về thiết bị và nguyên lý hoạt động của động cơ xăng. Như bạn thấy, mọi thứ rất đơn giản, bạn chỉ cần hiểu các định luật vật lý một chút.