Kako radi benzinski motor s unutarnjim izgaranjem?
Na našim cestama najčešće možete pronaći automobile koji troše benzin i dizelsko gorivo. Vrijeme električnih automobila još nije došlo. Stoga ćemo razmotriti princip rada motora s unutarnjim izgaranjem (ICE). Njegova karakteristika je pretvaranje energije eksplozije u mehaničku energiju.
Prilikom rada s benzinskim elektranama postoji nekoliko načina za stvaranje mješavine goriva. U jednom slučaju, to se događa u rasplinjaču, a zatim se sve dovodi u cilindre motora. U drugom slučaju, benzin se ubrizgava kroz posebne mlaznice (brizgaljke) izravno u razdjelnik ili komoru za izgaranje.
Da biste u potpunosti razumjeli rad motora s unutarnjim izgaranjem, morate znati da postoji nekoliko vrsta modernih motora koji su dokazali svoju učinkovitost u radu:
- benzinski motori;
- dizelski motori;
- plinske instalacije;
- plinsko-dizelski uređaji;
- rotacijske opcije.
Princip rada ICE ovih vrsta je praktički isti.
ICE potezi
Svaki sadrži gorivo koje, eksplodirajući u komori za izgaranje, širi i gura klip montiran na radilici. Nadalje, ta se rotacija prenosi na kotače automobila pomoću dodatnih mehanizama i sklopova.
Kao primjer razmotrit ćemo benzinski četverotaktni motor, budući da je on najčešća opcija elektrane u automobilima na našim cestama.
Pa ti:
- otvara se ulazni otvor i komora za izgaranje se puni pripremljenom smjesom goriva
- komora je zapečaćena i njezin se volumen smanjuje tijekom takta kompresije
- smjesa eksplodira i gura klip koji prima impuls mehaničke energije
- komora za izgaranje oslobođena je produkata izgaranja
U svakoj od ovih faza rada ICE odvija se nekoliko istovremenih procesa. U prvom slučaju klip je u svom najnižem položaju, dok su svi ventili koji opskrbljuju gorivom otvoreni. Sljedeća faza počinje potpunim zatvaranjem svih rupa i pomicanjem klipa u maksimalni gornji položaj. Istodobno je sve komprimirano.
Nakon što je ponovno dosegao krajnji gornji položaj klipa, na svjećicu se primjenjuje napon, koji stvara iskru, pali smjesu za eksploziju. Sila ove eksplozije gura klip prema dolje, dok se otvori otvaraju i komora se čisti od ostataka plina. Zatim se sve ponavlja.
Rad karburatora
Do stvaranja mješavine goriva u automobilima prve polovice prošlog stoljeća došlo je uz pomoć rasplinjača. Da biste razumjeli kako funkcionira motor s unutarnjim izgaranjem, morate znati da su automobilski inženjeri projektirali sustav goriva tako da se pripremljena smjesa dovodi u komoru za izgaranje.
Uređaj rasplinjača
Karburator je bio uključen u njegovo stvaranje. Pomiješao je benzin i zrak u pravim omjerima i sve poslao u cilindre. Ova relativna jednostavnost dizajna sustava omogućila mu je da dugo ostane neizostavan dio benzinskih jedinica. No kasnije su njegovi nedostaci počeli prevladavati nad vrijednostima i nisu predviđali sve veće zahtjeve za automobile općenito.
Nedostaci sustava rasplinjača:
- ne postoji način da se osiguraju ekonomični načini u slučaju naglih promjena načina vožnje;
- prekoračenje granica štetnih tvari u ispušnim plinovima;
- mala snaga automobila zbog nedosljednosti pripremljene smjese sa stanjem automobila.
Te su nedostatke pokušali nadoknaditi izravnom opskrbom benzinom kroz injektore.
Rad motora za ubrizgavanje
Princip rada motora s ubrizgavanjem je izravno ubrizgavanje benzina u usisni razvodnik ili komoru za izgaranje. Vizualno je sve slično radu dizelske instalacije, kada se opskrba mjeri i samo u cilindar. Jedina razlika je u tome što jedinice za ubrizgavanje imaju ugrađene svjećice.
Dizajn injektora
Faze rada benzinskih motora s izravnim ubrizgavanjem ne razlikuju se od verzije rasplinjača. Jedina razlika je u mjestu gdje je nastala smjesa.
Zahvaljujući ovoj mogućnosti dizajna, prednosti takvih motora su sljedeće:
- povećanje snage do 10% sa sličnim tehničkim karakteristikama kao kod rasplinjača;
- zamjetne uštede u benzinu;
- poboljšanje učinka na okoliš u smislu emisija.
No s takvim prednostima postoje i nedostaci. Glavni su održavanje, održavanje i prilagodba. Za razliku od rasplinjača, koji se mogu neovisno rastavljati, sastavljati i podešavati, injektori zahtijevaju posebnu skupu opremu i veliki broj različitih senzora ugrađenih u automobil.
Metode ubrizgavanja goriva
Tijekom evolucije opskrbe gorivom u motor postojao je stalan pristup ovom procesu s komorom za izgaranje. U najmodernijim motorima s unutarnjim izgaranjem spojili su se točka opskrbe benzinom i točka izgaranja. Sada se smjesa više ne stvara u rasplinjaču ili usisnom razvodniku, već se ubrizgava izravno u komoru. Razmotrite sve mogućnosti uređaja za ubrizgavanje.
Opcija ubrizgavanja u jednoj točki
Najjednostavnija opcija dizajna izgleda kao ubrizgavanje goriva kroz jednu mlaznicu u usisni razvodnik. Razlika s rasplinjačem je u tome što rasplinjač isporučuje gotovu smjesu. U verziji s ubrizgavanjem, gorivo se dovodi kroz mlaznicu. Prednost je ušteda u troškovima.
Mogućnost dostave goriva u jednoj točki
Ova metoda također stvara smjesu izvan komore, ali koristi senzore koji se napajaju izravno u svaki cilindar kroz usisni razvodnik. Ovo je ekonomičnija opcija korištenja goriva.
Izravno ubrizgavanje u komoru
Ova opcija do sada najučinkovitije koristi mogućnosti dizajna ubrizgavanja. Gorivo se raspršuje izravno u komoru. Zbog toga se smanjuje razina štetnih emisija, a automobil osim veće uštede u benzinu dobiva i veću snagu.
Povećani stupanj pouzdanosti sustava smanjuje negativan utjecaj na održavanje. No takvim je uređajima potrebno visokokvalitetno gorivo.
