Frem- og tilbakegående forbrenningsmotor: Hva er dens typer?
En frem- og tilbakegående forbrenningsmotor er en type forbrenningsmotor utstyrt med et stempel, hvis oppgave er å formidle omdannelsen av termisk energi generert av en kjemisk reaksjon til det mekaniske arbeidet til motoren.
Under begrepet stempelforbrenningsmotor kan vi tenke oss en klassisk motor med frem- og tilbakegående bevegelse av stempelet eller en mindre brukt motor med roterende stempel og dermed Wankel-motoren.
Innhold
- Stempelforbrenningsmotor
- Motorer med ekstern forbrenning og rettlinjet stempelbevegelse
- Motorer med intern forbrenning og roterende bevegelse av stempelet
- Motorer med forbrenning og rettlinjet stempelbevegelse
- Frem- og tilbakegående forbrenningsmotor og dens konstruksjon
- Enkeltakselmotorer
- Flerakslede motorer
- Inndeling av stempelforbrenningsmotorer i henhold til type distribusjon
- Grunnleggende parametere for en stempelforbrenningsmotor
Stempelforbrenningsmotor
1. I henhold til stedet hvor forbrenningen finner sted:
- En forbrenningsmotor (for eksempel en bensin- eller dieselmotor)
- En ekstern forbrenningsmotor (for eksempel en Stirling-motor)
2. En motor med en intermitterende driftssyklus, enten:
- Totaktsmotor
- Firetaktsmotor
3. I henhold til stempelets bevegelse:
- Motor med frem- og tilbakegående stempelbevegelse
- Motor med roterende stempelbevegelse (Wankelmotor)
For å kvalifisere en motor som en stempelforbrenningsmotor, må den imidlertid oppfylle minst én betingelse fra hvert av disse tre punktene. For tiden er den mest brukte typen stempelforbrenningsmotor firetakts- og totaktsmotoren med forbrenning og rettlinjet frem- og tilbakegående bevegelse.
Andre typer stempelforbrenningsmotorer brukes ikke lenger eller brukes bare minimalt.
Motorer med ekstern forbrenning og rettlinjet stempelbevegelse
Denne typen motorer er minst brukt blant stempelforbrenningsmotorer. Stirlingmotoren bruker varme fra en ekstern kilde for å skape energi til arbeidssyklusen.
Stirling-motor: Hva er fordelene?
Stirling-motoren bruker kjemisk energi fra brenning av drivstoff for å varme opp et isolert arbeidsstoff, som utfører arbeid i motoren. Forbrenning skjer alltid utenfor motoren, og det isolerte arbeidsstoffet er ofte gass.
Motorer med intern forbrenning og roterende bevegelse av stempelet
Denne kategorien inkluderer Wankel-motoren, noen ganger kalt en roterende motor. Det er en forbrenningsmotor med et roterende stempel som omdanner trykk til roterende bevegelse. I motsetning til en klassisk stempelforbrenningsmotor, roterer alle deler av en Wankel-motor i én retning.
Wankel-motor: Hvordan fungerer den, og hva er fordelene?
Firetaktssyklusen: inntak, kompresjon, forbrenning og eksos, skjer mellom det ovalformede innerhuset og det trekantede roterende stempelet.
Stemplene roterer rundt en aksel, referert til som den eksentriske akselen, og passerer gjennom midten av rotoren. Et stort tannhjul gir stempelets sirkulære bevegelse med innvendige tenner, plassert i midten av rotoren (stempelet). Et lite tannhjul som kobler inn rotorgiret er stivt festet til akselen.
Motorstempler: Hvordan fungerer de?
På de stedene hvor det roterende stempelet møter det indre skallet til motordekselet, sørger en tetning for at det dannes tre isolerte rom mellom rotoren og skallet. Når stempelet roterer, beveger disse mellomrommene seg i rotasjonsretningen og øker og reduseres i volum.
Motorer med forbrenning og rettlinjet stempelbevegelse:
Stempelforbrenningsmotoren med forbrenning og frem- og tilbakegående bevegelse av stempelet tilhører de mest utbredte motorene som brukes til å kjøre biler, motorsykler, skip og småfly.
Forbrenningsmotor: Hvordan fungerer det?
Det er derfor den mest tallrike representanten ikke bare for stempelforbrenningsmotorer, men også for alle andre forbrenningsmotorer.
Vi kan inkludere disse motorene i kategorien:
- To-takts bensinmotorer (dette er små motorer som hovedsakelig brukes til å drive motorsykler)
- To-takts dieselmotorer (disse er motorer som brukes oftest i industrien, for eksempel reservegeneratorer for produksjon av elektrisitet)
- Fire- takts bensinmotorer (disse er motorer av ulike volum, som oftest brukes til å kjøre biler)
- Firetakts dieselmotorer (disse er motorer med ulike volum, oftest brukt til å kjøre biler, busser, varebiler eller lastebiler og andre tunge maskineri)
Konseptet med denne motoren i et nøtteskall:
En stempelforbrenningsmotor med intern forbrenning omdanner kjemisk energi til mekanisk energi ved å brenne blandingen. Etter å ha antent blandingen i forbrenningskammeret, som må være perfekt forseglet, skapes det et stort trykk, som virker på stempelet til motoren og beveger det.
Stemplets glidebevegelse overføres gjennom koblingsstangen til veivakselen og blir dermed til en roterende, takket være hvilken føreren av en bil eller annen maskin er sikret.
En arbeidssyklus av motoren består av følgende faser:
- Inntak - fasen for å fylle sylinderen med en ny ladning
- Kompresjon - fasen for å komprimere blandingen
- Forbrenning - fasen av forbrenningen, hvor transformasjonen skjer termisk energi for mekanisk arbeid
- Eksos - fasen for å skyve eksosgasser ut av sylinderen
Frem- og tilbakegående forbrenningsmotor og dens konstruksjon:
Frem- og tilbakegående forbrenningsmotorer med rettlinjet stempelbevegelse og intern forbrenning kan deles inn i flere grupper i henhold til flere designtrekk, nemlig:
I henhold til kjølemetoden:
- Luftkjølt motor
- Væskekjølt motor
Vi deler stempelforbrenningsmotorer i henhold til antall og arrangement av sylindere og veivaksler i:
Enkeltakselmotorer:
En enkeltakselmotor er en stempelforbrenningsmotor utstyrt med kun en veivaksel. Denne motortypen er den mest representerte i konstruksjonen av stempelforbrenningsmotorer.
Gruppen av enkeltakselmotorer inkluderer:
- Ensylindrede motorer
- Rekkemotorer - henholdsvis enradsmotorer, som har alle sylindre på én rad
- Dobbeltradsmotorer - V-motorer med V-formede sylindere, motorer med A-sylindre, eller {}-motorer
- Treradsmotorer - W-motorer
- Viftemotorer
- Fireradsmotorer - X-motorer
- Radialmotorer - med sylindre plassert rundt veivakselen
- Multiradialmotorer - to-, tre- , firesylindrede radialmotorer og så videre
I henhold til antall sylindre tilhører noen av de ovennevnte typene gruppen flate motorer.
Flerakslede motorer:
En flerakselmotor er en stempelforbrenningsmotor utstyrt med flere veivaksler. I henhold til antall aksler kalles flerakslede motorer to-aksel, tre-aksel, og så videre.
Veivaksel: Hva er den til, og hvilke krefter må den tåle?
Flerakselkonstruksjonen til motoren muliggjør realisering av enkeltstempel-, to-stempel- og flerstempelmotorer.
Denne gruppen inkluderer:
- Motorer med motroterende stempler
- Motorer med parallelle sylindre - U-motorer
- Trekantmotor
- Y-motorer
- Firesidet motor
- H-motorer
I henhold til antall sylindre tilhører noen av de ovennevnte typene gruppen flate motorer.
Inndeling av stempelforbrenningsmotorer i henhold til type distribusjon:
- Motor med kanalfordeling
- Motor med glidefordeling
- Motor med ventilfordeling:
- Ventilfordeling F - med en ventil på siden av sylinderen med den andre i hodet (foreldet design)
- Ventilfordeling SV (sideventil) - med en ventil på siden av sylinderen (utdatert design)
- Ventilfordeling OHV (overliggende ventil) - med ventiler i sylinderhodet
- OHC ventiltog (overliggende kamaksel) - med ventiler og en kamaksel i sylinderhodet
- DOHC eller 2xOHC ventiltog - med to kamaksler i sylinderhodet hode
- Motor med kombinert distribusjon - en kanal, utløpet ved en ventil håndterer vanligvis innløpet av blandingen.
De karakteristiske parametrene til en frem- og tilbakegående forbrenningsmotor med frem- og tilbakegående stempelbevegelse er:
- Slag - avstanden mellom bunn og topp senter av stempelet
- Slagvolum - forskjellen i volumene til forbrenningskammeret mellom bunn og topp senter av stempelet i cm3
- Volumet av kompresjonsrommet - volumet som er igjen i sylinderen i cm3 når stempelet er i øvre dødpunkt
- Kompresjonsforhold - forholdet mellom volumet på sylinderen når stempelet er i nedre dødpunkt og volumet når stempelet er på øverste dødpunkt
Grunnleggende parametere for en stempelforbrenningsmotor:
De grunnleggende tekniske parametrene til en stempelforbrenningsmotor inkluderer kraft og dreiemoment. Maksimal hastighet og akselerasjon av bilen avhenger av disse parameterne, drivstofforbruket eller evnen til å klatre bakker.
Motoreffekt er oppgitt i kilowatt (kW) og hestekrefter (PS, HK, ks). Enheten for dreiemoment er Newtonmeter (Nm) eller pund per fot (ft-lbs).