Bensinmotor: anordning, driftsprincip, fördelar och nackdelar

För att bilen ska kunna röra sig självständigt måste den vara utrustad med en kraftenhet som genererar vridmoment och överför denna kraft till drivhjulen. För detta ändamål har skaparna av mekaniska anordningar utvecklat en förbränningsmotor eller förbränningsmotor.

Enhetsprincipen är att en blandning av bränsle och luft förbränns i sin design. Motorn är konstruerad för att använda den energi som frigörs i denna process för att rotera hjulen.

Under huven på en modern bil kan en bensin-, diesel- eller elenhet installeras. I den här granskningen kommer vi att fokusera på bensinmodifiering: på vilken princip fungerar enheten, vilken enhet den har och några praktiska rekommendationer om hur man utvidgar förbränningsmotorns resurs.

Vad är en bensinmotor

Låt oss börja med terminologin. En bensinmotor är en kolvkraftenhet som fungerar genom att bränna en blandning av luft och bensin i speciellt utsedda hålrum. Bilen kan fyllas med bränsle med olika oktantal (A92, A95, A98, etc.). För mer information om vad oktantalet är, se i en annan artikel... Det förklarar också varför olika typer av bränsle kan lita på för olika motorer, även om det är bensin.

Beroende på vilket mål biltillverkaren strävar efter kan fordon som kommer från monteringslinjen utrustas med olika typer av kraftenheter. Listan över skäl och marknadsföring av företaget (varje ny bil ska få någon form av uppdatering, och köpare är ofta uppmärksamma på typen av drivlina), liksom behoven hos huvudpubliken.

Så samma modell av bilen, men med olika bensinmotorer, kan komma ut från fabriken för ett bilmärke. Det kan till exempel vara den ekonomiska versionen som är mer benägna att märkas av köpare med låg inkomst. Alternativt kan tillverkaren erbjuda mer dynamiska ändringar som tillgodoser behoven hos fans av snabb körning.

Vissa bilar måste också kunna bära anständiga laster, såsom pickuper (vad är det som är särdrag med denna typ av kaross, läs separat). En annan typ av motor krävs också för dessa fordon. En sådan maskin har vanligtvis en imponerande arbetsvolym för enheten (hur denna parameter beräknas är separat granskning).

Så bensinmotorer gör det möjligt för bilmärken att skapa modeller av bilar med olika tekniska egenskaper för att anpassa dem till olika behov, allt från små stadsbilar till stora lastbilar.

Typer av bensinmotorer

Många olika uppgifter anges i broschyrerna för nya bilmodeller. Bland dem beskrivs typen av kraftenhet. Om det i de första bilarna räckte för att ange vilken typ av bränsle som används (diesel eller bensin), finns det idag ett stort antal bensinändringar.

Det finns flera kategorier enligt vilka sådana kraftenheter klassificeras:

1. Antal cylindrar. I den klassiska versionen är maskinen utrustad med en fyrcylindrig motor. Mer produktiva, och samtidigt mer glupska, har 6, 8 eller till och med 18 cylindrar. Men det finns också enheter med ett litet antal krukor. Till exempel är Toyota Aygo utrustad med en 1.0-liters bensinmotor med 3 cylindrar. Peugeot 107 fick också en liknande enhet. Vissa små bilar kan till och med utrustas med en tvåcylindrig bensinenhet.
2. Cylinderblockets struktur. I den klassiska versionen (4-cylindrig modifiering) har motorn ett inbyggt arrangemang av cylindrar. De installeras oftast vertikalt, men ibland finns också lutande motsvarigheter. Nästa design, som har vunnit många bilisters förtroende, är V-cylindern. I en sådan modifiering finns det alltid ett parat antal krukor som är placerade i en viss vinkel relativt varandra. Ofta används denna design för att spara utrymme i motorrummet, särskilt om det är en stor motor (till exempel har den åtta cylindrar, men den tar upp utrymme som en 8-cylindrig analog). Vissa tillverkare installerar en W-formad drivlinje i sina fordon. Denna modifiering skiljer sig från den V-formade analogen genom att ytterligare blockera cylinderblocket, som har ett W-format tvärsnitt. En annan typ av motorer som används i moderna bilar är en boxare eller boxare. Detaljer om hur en sådan motor är ordnad och hur den fungerar beskrivs i en annan recension... Ett exempel på modeller med en liknande enhet - Subaru Forester, Subaru WRX, Porsche Cayman, etc.
3. Bränsletillförselsystem. Enligt detta kriterium är motorerna uppdelade i två kategorier: förgasare och injektion. I det första fallet pumpas bensin in i mekanismens bränslekammare, från vilken den sugs in i insugningsröret genom ett munstycke. En injektor är ett system som med våld sprutar bensin i håligheten där injektorn är installerad. Funktionen för denna enhet beskrivs i detalj här... Injektorer är av flera typer, som skiljer sig åt i munstyckenas särdrag. I dyrare bilar installeras sprutorna direkt i topplocket.
4. Typ av smörjsystem. Varje ICE arbetar under ökade belastningar, varför det behöver smörjas av hög kvalitet. Det finns en modifiering med en våt (klassisk vy, där oljan är i sumpen) eller torr (en separat behållare är installerad för lagring av olja) vevhus. Detaljer om dessa sorter beskrivs separat.
5. Kyltyp. De flesta moderna bilmotorer är vattenkylda. I den klassiska designen kommer ett sådant system att bestå av en kylare, rör och en kylmantel runt cylinderblocket. Funktionen för detta system beskrivs här... Vissa modifieringar av bensindrivna kraftaggregat kan också luftkyldas.
6. Cykeltyp. Det finns två modifieringar totalt: tvåtakts- eller fyrtaktsartyp. Funktionsprincipen för tvåtaktsmodifieringen beskrivs i en annan artikel... Låt oss ta en titt på hur fyrtaktsmodellen fungerar lite senare.
7. Luftintagstyp. Luften för beredning av luft-bränsleblandningen kan komma in i intagskanalen på två sätt. De flesta av de klassiska ICE-modellerna har ett atmosfäriskt intagsystem. I den kommer luft in på grund av det vakuum som skapas av kolven och rör sig till botten dödpunkt. Beroende på insprutningssystemet sprutas en del bensin i denna ström antingen framför insugningsventilen eller lite tidigare, men i vägen som motsvarar en viss cylinder. Vid monoinsprutning, som förgasarmodifiering, installeras ett munstycke på insugningsröret och BTC sugs sedan in av en specifik cylinder. Detaljer om driften av insugningssystemet beskrivs här... I dyrare enheter kan bensin sprutas direkt i själva cylindern. Förutom den naturligt sugda motorn finns det också en turboladdad version. I den injiceras luften för beredning av MTC med en speciell turbin. Den kan drivas av rörelse av avgaser eller av en elmotor.

När det gäller designfunktionerna känner historien till flera exotiska drivlinor. Bland dem är Wankel-motorn och den ventillösa modellen. Detaljer om flera arbetsmodeller av motorer med ovanlig design beskrivs här.

Principen för drift av en bensinmotor

De allra flesta förbränningsmotorer som används i moderna bilar arbetar på en fyrtaktscykel. Det bygger på samma princip som alla andra ICE. För att enheten ska generera den mängd energi som krävs för att snurra hjulen måste varje cylinder fyllas cykliskt med en blandning av luft och bensin. Denna del måste komprimeras, varefter den antänds med hjälp av en gnista som genereras tändstift.

För att den energi som frigörs under förbränningen ska kunna omvandlas till mekanisk energi måste VTS brännas i ett slutet utrymme. Huvudelementet som tar bort den frigjorda energin är kolven. Den är rörlig i cylindern och är fixerad på vevaxelns vevmekanism.

När luft / bränsleblandningen antänds orsakar det att gaserna i cylindern expanderar. På grund av detta utövas ett stort tryck på kolven som överstiger atmosfärstrycket och det börjar flytta till botten dödpunkt och vrida vevaxeln. Ett svänghjul är fäst vid denna axel, till vilken växellådan är ansluten. Från det överförs vridmomentet till drivhjulen (fram, bak eller i fallet med en fyrhjulsdriven bil - alla 4).

Under en motorcykel utförs fyra slag i en separat cylinder. Det här är vad de gör.

Inlopp

I början av detta slag är kolven högst upp i dödläget (kammaren ovanför den är för närvarande tom). På grund av arbetet med intilliggande cylindrar vrider vevaxeln och drar i vevstaken, som rör kolven nedåt. Just nu öppnar gasfördelningsmekanismen inloppsventilen (det kan finnas en eller två).

Genom det öppna hålet börjar cylindern fylla med en ny del av luft-bränsleblandningen. I detta fall blandas luft med bensin i intagskanalen (förgasarmotor eller flerpunktsinsprutningsmodell). Denna del av motorn kan ha olika utföranden. Det finns också alternativ som ändrar deras geometri, vilket gör att du kan öka motorns effektivitet vid olika hastigheter. Detaljer om detta system beskrivs här.

I versioner med direktinsprutning kommer endast luft in i cylindern vid insugningsslaget. Bensin sprutas när kompressionsslaget är klar i cylindern.

När kolven är längst ner i cylindern stänger tidsmekanismen insugningsventilen. Nästa åtgärd börjar.

kompression

Vidare vänder vevaxeln (även under påverkan av kolvarna som arbetar i intilliggande cylindrar), och kolven börjar lyfta genom anslutningsstången. Alla ventiler i topplocket är stängda. Bränsleblandningen har ingenstans att gå och den dras samman.

När kolven rör sig till TDC värms luft-bränsleblandningen upp (en temperaturökning ökar kraftig kompression, även kallad kompression). BTC-delens kompressionskraft påverkar den dynamiska prestandan. Komprimering kan variera från motor till motor. Dessutom föreslår vi att du bekantar dig med ämnena vad är skillnaden mellan kompressionsförhållande och kompression.

När kolven når den extrema punkten högst upp, skapar tändstiftet en urladdning, varigenom bränsleblandningen antänds. Beroende på motorhastigheten kan denna process börja innan kolven stiger helt, omedelbart just nu eller lite senare.

I en bensinmotor med direktinsprutning komprimeras endast luft. I detta fall sprutas bränsle in i cylindern innan kolven stiger. Därefter skapas en urladdning och bensin börjar brinna. Sedan börjar den tredje åtgärden.

Arbetsslag

När VTS antänds expanderar förbränningsprodukterna i utrymmet ovanför kolven. För närvarande, förutom tröghetskraften, börjar trycket från de expanderande gaserna att verka på kolven och den rör sig nedåt igen. Till skillnad från intagsslaget överförs inte längre mekanisk energi från vevaxeln till kolven utan tvärtom - kolven skjuter vevstaken och vrider därmed vevaxeln.

En del av denna energi används för att utföra andra slag i intilliggande cylindrar. Resten av vridmomentet avlägsnas av växellådan och överförs till drivhjulen.

Under slaget stängs alla ventiler så att de expanderande gaserna verkar uteslutande på kolven. Denna cykel slutar när elementet som rör sig i cylindern når det nedre dödläget. Sedan börjar det sista måttet på cykeln.

Fråga

Genom att vrida vevaxeln rör sig kolven upp igen. Just nu öppnas avgasventilen (en eller två, beroende på typ av timing). Avgaser måste avlägsnas.

När kolven rör sig uppåt pressas avgaserna ut i avgaskanalen. Dessutom beskrivs dess funktion här... Slaget slutar när kolven är i det övre läget. Detta slutför motorcykeln och startar en ny med insugningsslaget.

Slutförandet av slaget åtföljs inte alltid av att en viss ventil stängs fullständigt. Det händer så att insugnings- och avgasventilerna förblir öppna ett tag. Detta är nödvändigt för att förbättra luftning och fyllning av cylindrarna.

Så omvandlas kolvens rätlinjiga rörelse till rotation på grund av vevaxelns specifika design. Alla klassiska kolvmotorer bygger på denna princip.

Om dieselenheten endast fungerar på diesel kan bensinversionen inte bara fungera på bensin utan också på gas (propan-butan). Mer information om hur en sådan installation kommer att fungera beskrivs här.

Huvudelementen i en bensinmotor

För att alla slag i motorn ska kunna utföras i rätt tid och med maximal effektivitet måste kraftenheten endast bestå av högkvalitativa delar. Följande delar ingår i anordningen för alla kolvförbränningsmotorer.

Cylinderblock

I själva verket är detta bensinmotorns kropp, där kylmantelns kanaler, platserna för att fästa tapparna och själva cylindrarna är gjorda. Det finns modifieringar med separat installerade cylindrar.

I grund och botten är denna del gjuten i gjutjärn, men för att spara vikt för vissa bilmodeller kan tillverkare göra aluminiumblock. De är mer ömtåliga i jämförelse med den klassiska analogen.

Kolv

Denna del, som ingår i cylinderkolvgruppen, tar hand om de expanderande gaserna och ger tryck på vevaxelns vev. När insugnings-, kompressions- och avgasslag utförs, skapar denna del ett vakuum i cylindern, komprimerar blandningen av bensin och luft och tar också bort förbränningsprodukter från håligheten.

Strukturen, sorterna och funktionsprincipen för detta element beskrivs i detalj. i en annan recension... Kort sagt, på sidan av ventilerna kan den vara plan eller med urtag. Från utsidan är den ansluten med en stålstift till anslutningsstången.

För att förhindra att avgaserna läcker in i kolvutrymmet när du trycker på avgaserna under arbetsslaget är denna del utrustad med flera O-ringar. Om deras funktion och design finns det separat artikel.

Vevstake

Denna del ansluter kolven till vevaxelns vev. Utformningen av detta element beror på typen av motor. Till exempel, på en V-formad motor, är två vevstänger av varje par cylindrar fästa på en vevaxelns vevstångsskaft.

För tillverkning av denna del används mestadels höghållfast stål, men ibland finns även motsvarigheter i aluminium.

Vevaxel

Detta är en axel som består av vevar. Anslutningsstänger är anslutna till dem. Vevaxeln har minst två huvudlager och motvikter som kompenserar för vibrationer för jämn rotation av axelaxeln och dämpning av tröghetskraften. Mer information om enheten i denna del beskrivs separat.

På ena sidan är en kamremskiva installerad på den. På motsatt sida är ett svänghjul fäst på vevaxeln. Tack vare detta element är det möjligt att starta motorn med en startmotor.

ventiler

I den övre delen av motorn i topplocket är installerat ventiler... Dessa element öppnar / stänger inlopps- och utloppsportarna för önskat slag.

I de flesta fall är dessa delar fjäderbelastade. De drivs av en kamaxel. Denna axel synkroniseras med vevaxeln med hjälp av en rem eller kedjedrift.

Tändstift

Många bilister vet att en dieselmotor fungerar genom att värma upp tryckluft i en cylinder. När dieselbränsle injiceras i detta medium antänds luft-bränsleblandningen omedelbart av lufttemperaturen. Med en bensinenhet är situationen annorlunda. För att blandningen ska antändas behöver den en elektrisk gnista.

Om kompressionen i en bensinförbränningsmotor ökas till ett värde nära det i en dieselmotor kan bensin med stark uppvärmning antändas tidigare än nödvändigt med ett högre oktantal. Detta kommer att skada enheten.

Pluggen drivs av tändsystemet. Beroende på bilmodell kan detta system ha en annan enhet. Detaljer om sorterna beskrivs här.

Hjälparbetssystem för bensinmotor

Ingen förbränningsmotor kan fungera självständigt utan hjälpsystem. För att bilmotorn ska kunna starta alls måste den synkroniseras med sådana system:

1. Bränsle. Den levererar bensin längs linjen till injektorerna (om det är en injektionsenhet) eller till förgasaren. Detta system är involverat i förberedelserna för militärt-tekniskt samarbete. I moderna bilar styrs luft / bränsleblandningen elektroniskt.
2. Tändning. Det är en elektrisk del som förser motorn med en stabil gnista för varje cylinder. Det finns tre huvudtyper av dessa system: kontakt, kontaktlös och mikroprocessortyp. Alla bestämmer när en gnista behövs, genererar en högspänning och fördelar impulsen till motsvarande ljus. Inget av dessa system fungerar om det är felaktigt vevaxelns positionssensor.
3. Smörjning och kylning. För att motordelarna ska klara tunga belastningar (konstant mekanisk belastning och exponering för mycket höga temperaturer, i vissa avdelningar stiger den till mer än 1000 grader), behöver de hög kvalitet och konstant smörjning samt kylning. Det här är två olika system, men smörjningen i motorn gör det möjligt att avlägsna värme i viss utsträckning från starkt uppvärmda delar, såsom kolvar.
4. Uttömma. Så att en bil med en igång motor inte skrämmer andra med ett öronbedövande ljud får den ett högkvalitativt avgassystem. Förutom maskinens tysta drift säkerställer detta system neutralisering av skadliga ämnen i avgaserna (för detta måste maskinen vara närvarande katalytisk omvandlare).
5. Gasdistribution. Detta är en del av motorn (tidpunkten är i topplocket). Kamaxeln öppnar inlopps- / avgasventilerna växelvis, så att cylindrarna utför rätt slag i tid.

Dessa är de huvudsakliga systemen tack vare vilka enheten kan fungera. Förutom dem kan kraftenheten ta emot andra mekanismer som ökar effektiviteten. Ett exempel på detta är en fasförskjutare. Denna mekanism låter dig ta bort maximal effektivitet vid alla motorvarvtal. Den justerar ventilernas höjd och tidpunkt, vilket påverkar maskinens dynamik. Funktionsprincipen och typer av sådana mekanismer beaktas i detalj. separat.

Hur bibehålls prestanda hos en bensinmotor efter många års drift?

Varje bilägare funderar på hur man förlänger livslängden på kraftenheten i sin bil. Innan vi tittar på vad han kan göra för detta är det värt att överväga den viktigaste faktorn som påverkar motorns hälsa. Detta är byggkvaliteten och tekniken som biltillverkaren använder när den tillverkar den här eller den andra kraftenheten.

Här är de grundläggande stegen som varje bilist ska följa:

• Utför underhåll av din bil i enlighet med tillverkarens regler.
• Fyll tanken med endast högkvalitativ bensin och lämplig motortyp;
• Använd motorolja konstruerad för en specifik förbränningsmotor;
• Använd inte en aggressiv körstil, kör ofta motorn till maximalt varvtal;
• Utför förhindrande av nedbrytning, till exempel justering av ventilavstånd. Ett av de viktigaste elementen i en motor är dess bälte. Även om det visuellt verkar som att det fortfarande är i gott skick är det fortfarande nödvändigt att byta ut det så snart den tid som anges av tillverkaren kommer. Denna artikel beskrivs i detalj. separat.

Eftersom motorn är en av de viktigaste komponenterna i en bil, bör varje bilist lyssna på sitt arbete och vara uppmärksam på även små förändringar i dess funktion. Här är vad som kan indikera ett fel på kraftenheten:

• Under arbetets gång uppträdde främmande ljud eller vibrationer ökade;
• Förbränningsmotorn har tappat sin dynamik och rekyl när man trycker på gaspedalen.
• Ökad frosseri (höga körsträckor kan vara förknippade med behovet av att värma upp motorn på vintern eller när du byter körstil);
• Oljenivån sjunker stadigt och fettet måste fyllas på ständigt;
• Kylvätskan började försvinna någonstans, men det finns inga pölar under bilen och tanken är tätt stängd.
• Blå rök från avgasröret;
• Flytande varv - de själva stiger och faller, eller föraren måste ständigt gasa upp så att motorn inte stannar (i det här fallet kan tändsystemet vara felaktigt);
• Det börjar dåligt eller vill inte starta alls.

Varje motor har sina egna finesser i arbetet, så bilisten måste bekanta sig med alla nyanser i drift och underhåll av enheten. Om bilisten kan byta / reparera vissa delar eller till och med mekanismer i bilen på egen hand, är det bättre att överlåta reparationen av enheten till en specialist.

Dessutom föreslår vi att du läser om vilket minskar bensinmotorns arbete.

Fördelar och nackdelar med universella bensinmotorer

Om vi ​​jämför en dieselenhet och en bensinenhet, inkluderar fördelarna med den andra:

1. Hög dynamik;
2. Stabilt arbete vid låga temperaturer;
3. Tyst drift med små vibrationer (om enheten är korrekt konfigurerad);
4. Relativt billigt underhåll (om vi inte talar om exklusiva motorer, till exempel boxare eller med EcoBoost-systemet);
5. Stor arbetsresurs;
6. Det finns inget behov av att använda säsongsbränsle;
7. Renare avgas på grund av mindre föroreningar i bensin;
8. Med samma volymer som en dieselmotor har denna typ av förbränningsmotor mer kraft.

Med tanke på bensinenheternas höga dynamik och kraft är de flesta sportbilar utrustade med just sådana kraftverk.

När det gäller service har dessa ändringar också sin egen fördel. Förbrukningsvaror för dem är billigare och själva underhållet behöver inte utföras så ofta. Anledningen är att delar av bensinmotorn utsätts för mindre stress än analoger som används i dieselmotorer.

Även om föraren bör vara försiktig med vilken bensinstation han fyller sin bil på, är bensinalternativet inte lika krävande på bränslekvaliteten jämfört med diesel. I värsta fall som kan hända kommer munstyckena snabbt att täppas till.

Trots dessa fördelar har dessa motorer några nackdelar, varför många bilister föredrar diesel. Här är några av dem:

1. Trots kraftfördelen har en enhet med identisk volym mindre vridmoment. För kommersiella lastbilar är detta en viktig parameter.
2. En dieselmotor med liknande förskjutning förbrukar mindre bränsle än denna typ av enhet.
3. När det gäller temperaturregimen kan bensinenheten överhettas i trafikstockningar.
4. Bensin tänds lättare från främmande värmekällor. Därför är en bil med en sådan förbränningsmotor mer brandfarlig.

För att göra det enklare att välja vilken enhet bilen ska vara med måste den framtida bilägaren först bestämma vad han vill ha av sin järnhäst. Om tyngdpunkten ligger på uthållighet, högt vridmoment och ekonomi måste du självklart välja en dieselmotor. Men för dynamisk körning och billigare underhåll bör du vara uppmärksam på bensinmotorn. Naturligtvis är budgettjänstparametern ett löst koncept, eftersom det beror direkt på motorns klass och de system som används i den.

I slutet av granskningen föreslår vi att du tittar på en liten videojämförelse av bensin- och dieselmotorer:

BENSIN ELLER DIESEL? Söker att jämföra två typer av motorer.

Frågor och svar:

Hur fungerar en bensinmotor? Bränslepumpen levererar bensin till förgasaren eller injektorerna. I slutet av kompressionsslaget av bensin och luft skapar tändstiftet en gnista som antänder BTC, vilket gör att de expanderande gaserna trycker ut kolven.

Hur fungerar en fyrtaktsmotor? En sådan motor har en gasfördelningsmekanism (ett huvud med en kamaxel är placerat ovanför cylindrarna, vilket öppnar / stänger inlopps- och avgasventilerna - genom dem tillförs BTC och avgaser avlägsnas).

Hur fungerar en tvåtaktsmotor? En sådan motor har ingen gasdistributionsmekanism. I ett varv av vevaxeln utförs två slag: kompression och arbetsslag. Fyllningen av cylindern och avlägsnandet av avgaserna sker samtidigt.