Esquema del motor interno. Cómo funcionan los motores diésel, gasolina e inyección. KShM - mecanismo de manivela

El motor consta de un cilindro 5 y un cárter 6, que está cerrado desde abajo por una bandeja 9 (Fig. a). En el interior del cilindro, se mueve un pistón 4 con anillos de compresión (sellado) 2, que tiene la forma de un vaso con un fondo en la parte superior. El pistón a través del pasador de pistón 3 y la biela 14 está conectado con cigüeñal 8, que gira en cojinetes principales ubicados en el cárter. El cigüeñal consta de los muñones principales 13, las mejillas 10 y el muñón de la biela 11. El cilindro, el pistón, la biela y el cigüeñal constituyen el llamado mecanismo de manivela, que convierte el movimiento alternativo del pistón en un movimiento de rotación. cigüeñal(Ver Fig. 6).

Desde arriba, el cilindro 5 está cubierto con la cabeza 1 con válvulas 15 y 17, cuya apertura y cierre están estrictamente coordinados con la rotación del cigüeñal y, en consecuencia, con el movimiento del pistón.

a - vista longitudinal, b - vista transversal; 1 - culata, 2 - anillo,
3 - pasador, 4 - pistón, 5 - cilindro, 6 - cárter, 7 - volante, 8 - cigüeñal,
9 - paleta, 10 - mejilla, 11 - muñón de biela, 12 - cojinete principal, 13 - muñón principal,
14 - biela, 15, 17 - válvulas, 16 - boquilla

El movimiento del pistón está limitado a dos posiciones extremas, en las que su velocidad es cero: punto muerto superior (TDC), correspondiente a la mayor distancia del pistón al eje (ver Fig. 6), y punto muerto inferior (BDC). ), correspondiente a su menor distancia al eje.

El movimiento continuo del pistón a través puntos muertos es proporcionado por el volante 7, que tiene la forma de un disco con un borde macizo.

La distancia recorrida por el pistón entre los puntos muertos se denomina carrera del pistón. S, y la distancia entre los ejes de los muñones principal y de biela - el radio de la manivela R(Figura b). La carrera del pistón es igual a dos radios de manivela: S=2R. El volumen que describe el pistón en una sola carrera se denomina volumen de trabajo del cilindro (desplazamiento) V h:

V h = (¶ / 4)D 2 S.

Volumen por encima del pistón v.c. en la posición TDC (ver Fig. a) y se llama el volumen de la cámara de combustión (compresión). La suma del volumen de trabajo del cilindro y el volumen de la cámara de combustión es el volumen total del cilindro Virginia:

V a \u003d V h + V c.

La relación entre el volumen total del cilindro y el volumen de la cámara de combustión se denomina relación de compresión e:

e \u003d V a / V c.

La relación de compresión es un parámetro importante de los motores. Combustión interna, ya que afecta en gran medida su eficiencia y potencia.

Principio de funcionamiento.

Acción motor de pistones La combustión interna se basa en el uso del trabajo de expansión de los gases calentados durante el movimiento del pistón de TDC a BDC.

El calentamiento de los gases en la posición PMS se logra como resultado de la combustión en el cilindro de combustible mezclado con aire. Esto aumenta la temperatura de los gases y su presión. Dado que la presión debajo del pistón es igual a la atmosférica, y en el cilindro es mucho más alta, entonces, bajo la influencia de la diferencia de presión, el pistón se moverá hacia abajo, mientras que los gases se expandirán y realizarán un trabajo útil. El trabajo producido por los gases en expansión se transfiere al cigüeñal por medio de un mecanismo de manivela, y de este a la transmisión y ruedas del automóvil.

Para que el motor produzca energía mecánica constantemente, el cilindro debe llenarse periódicamente con nuevas porciones de aire a través de la válvula de entrada 15 y combustible a través del inyector 16, o se debe suministrar una mezcla de aire y combustible a través de la válvula de entrada. Los productos de la combustión del combustible después de su expansión se eliminan del cilindro a través de la válvula de escape 17. Estas tareas las realiza el mecanismo de distribución de gas que controla la apertura y el cierre de las válvulas y el sistema de suministro de combustible.

1. Carrera de admisión - Se admite mezcla aire-combustible
2. Carrera de compresión: la mezcla se comprime y se enciende
3. Carrera de expansión: la mezcla se quema y empuja el pistón hacia abajo.
4. Carrera de escape: se liberan productos de combustión

Principio de operación. La combustión del combustible tiene lugar en la cámara de combustión, que se encuentra en el interior del cilindro del motor, donde se introduce el combustible líquido mezclado con aire o por separado. La energía térmica obtenida de la combustión del combustible se convierte en Trabajo mecánico. Los productos de la combustión se eliminan del cilindro y en su lugar se aspira una nueva porción de combustible. La totalidad de los procesos que ocurren en el cilindro desde la entrada de carga (mezcla de trabajo o aire) hasta los gases de escape es el ciclo real o de trabajo del motor.

Sistemas y mecanismos del motor, y su finalidad.

(motor de combustión interna) es un motor térmico y funciona según el principio de quemar una mezcla de combustible y aire en una cámara de combustión. La tarea principal de dicho dispositivo es la conversión de la energía de combustión de la carga de combustible en trabajo mecánico útil.

A pesar de principio general acciones, hoy en día hay una gran cantidad de unidades que difieren significativamente entre sí debido a una serie de características de diseño individuales. En este artículo hablaremos de qué son los motores de combustión interna, y cuáles son sus principales características y diferencias.

Comencemos con el hecho de que el motor de combustión interna puede ser de dos tiempos y de cuatro tiempos. Sobre motores de automóviles, estas unidades son de cuatro tiempos. Los ciclos del motor son:

• admisión de una mezcla de aire y combustible o aire (según el tipo de motor de combustión interna);
• compresión de una mezcla de combustible y aire;
• combustión de carga de combustible y carrera de potencia;
• liberación de la cámara de combustión de los gases de escape;

Tanto los motores de pistón de gasolina como los de diésel, que se usan ampliamente en automóviles y otros equipos, funcionan según este principio. También vale la pena mencionar y en el que se quema combustible gaseoso de manera similar al combustible diesel o la gasolina.

Unidades de potencia de gasolina

Tal sistema de potencia, especialmente la inyección distribuida, le permite aumentar la potencia del motor, mientras logra economía de combustible y hay una disminución en la toxicidad de los gases de escape. Esto fue posible debido a la dosificación precisa del combustible suministrado bajo control ( sistema electrónico motor de control).

Un mayor desarrollo de los sistemas de suministro de combustible condujo a la aparición de motores con inyección directa (directa). Su principal diferencia con respecto a sus predecesores es que el aire y el combustible se suministran a la cámara de combustión por separado. En otras palabras, el inyector no se instala sobre las válvulas de admisión, sino que se monta directamente en el cilindro.

Esta solución le permite suministrar combustible directamente, y el propio suministro se divide en varias etapas (subinyecciones). Como resultado, es posible lograr la combustión más eficiente y completa de la carga de combustible, el motor tiene la oportunidad de funcionar con una mezcla pobre (por ejemplo, motores de la familia GDI), el consumo de combustible disminuye, la toxicidad del escape disminuye, etc.

Motores diesel

Funciona con combustible diesel y también es significativamente diferente de la gasolina. La principal diferencia es la ausencia de un sistema de encendido por chispa. El encendido de la mezcla de combustible y aire en un motor diesel proviene de la compresión.

En pocas palabras, el aire se comprime en los cilindros, lo que se calienta mucho. En el último momento, la inyección se produce directamente en la cámara de combustión, después de lo cual la mezcla calentada y altamente comprimida se enciende por sí sola.

Si comparamos los motores de combustión interna diesel y gasolina, el diesel se caracteriza por una mayor eficiencia, mejor eficiencia y máxima, que está disponible en bajas revoluciones. Teniendo en cuenta el hecho de que los motores diésel desarrollan más tracción a velocidades más bajas del cigüeñal, en la práctica no es necesario "girar" un motor de este tipo al principio, y también puede contar con una recuperación segura desde el fondo.

Sin embargo, en la lista de desventajas de tales unidades, se pueden destacar, además de más peso y velocidades más bajas en el modo de velocidad máxima. El hecho es que el motor diesel es inicialmente de "baja velocidad" y tiene una velocidad de rotación más baja en comparación con los motores de combustión interna de gasolina.

Los diésel también tienen una mayor masa, ya que las características del encendido por compresión implican cargas más graves en todos los elementos de dicho conjunto. En otras palabras, las partes de un motor diesel son más fuertes y pesadas. También motores diesel más ruidoso, debido al proceso de encendido y combustión del combustible diesel.

motor rotativo

El motor Wankel (motor de pistón rotativo) es una planta de energía fundamentalmente diferente. En un motor de combustión interna de este tipo, los pistones habituales que se mueven alternativamente en el cilindro simplemente están ausentes. El elemento principal de un motor rotativo es el rotor.

El rotor especificado gira a lo largo de una trayectoria dada. Giratorio gasolina ICE, ya que tal diseño no es capaz de proporcionar un alto grado de compresión de la mezcla de trabajo.

Las ventajas incluyen compacidad, alta potencia con un pequeño volumen de trabajo, así como la capacidad de girar rápidamente hasta alta velocidad. Como resultado, los automóviles con un motor de combustión interna de este tipo tienen características de aceleración excepcionales.

Si hablamos de las desventajas, vale la pena destacar un recurso notablemente reducido en comparación con las unidades de pistón, así como Alto flujo combustible. Además, un motor rotativo se caracteriza por una mayor toxicidad, es decir, no se ajusta del todo a los estándares ambientales modernos.

motor hibrido

En algunos motores de combustión interna, para obtener la potencia necesaria, se utiliza en combinación con un turbocompresor, mientras que en otros con exactamente la misma cilindrada y disposición, tales soluciones no están disponibles.

Por esta razón, por evaluación objetiva rendimiento de un motor en particular a diferentes velocidades, y no en el cigüeñal, sino en las ruedas, es necesario realizar mediciones complejas especiales en un banco de pruebas.

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El motor de combustión interna moderno se ha alejado mucho de sus antepasados. Se ha vuelto más grande, más potente, más ecológico, pero al mismo tiempo, el principio de funcionamiento, la estructura del motor del automóvil, así como sus elementos principales, se han mantenido sin cambios.

Los motores de combustión interna, muy utilizados en automóviles, son del tipo pistón. Este tipo de motor de combustión interna obtuvo su nombre debido al principio de funcionamiento. Dentro del motor hay una cámara de trabajo llamada cilindro. Quema la mezcla de trabajo. Cuando la mezcla de combustible y aire se quema en la cámara, la presión que percibe el pistón aumenta. Al moverse, el pistón convierte la energía recibida en trabajo mecánico.

como es el motor de combustion interna

Los primeros motores de pistón tenían un solo cilindro de pequeño diámetro. En el proceso de desarrollo, para aumentar la potencia, primero se aumentó el diámetro del cilindro y luego su número. Gradualmente, los motores de combustión interna adquirieron una forma familiar para nosotros. El motor de un automóvil moderno puede tener hasta 12 cilindros.

El ICE moderno consta de varios mecanismos y sistemas auxiliares, que, para facilitar su percepción, se agrupan de la siguiente manera:

1. KShM - mecanismo de manivela.
2. Sincronización: un mecanismo para ajustar la sincronización de la válvula.
3. Sistema de lubricación.
4. Sistema de refrigeración.
5. Sistema de suministro de combustible.
6. Sistema de escape.

Los sistemas ICE también incluyen sistemas de arranque eléctrico y control del motor.

KShM - mecanismo de manivela

KShM es el mecanismo principal de un motor de pistón. Él realiza trabajo principal- convierte la energía térmica en energía mecánica. El mecanismo consta de las siguientes partes:

• Bloque cilíndrico.
• Cabeza de cilindro.
• Pistones con pasadores, anillos y bielas.
• Cigüeñal con volante.

Temporización - mecanismo de distribución de gas

Para que la cantidad requerida de combustible y aire ingrese al cilindro, y los productos de la combustión se eliminen a tiempo de la cámara de trabajo, el motor de combustión interna tiene un mecanismo llamado distribución de gas. Es responsable de abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape, a través de las cuales la mezcla combustible-aire ingresa a los cilindros y se eliminan los gases de escape. Las piezas de temporización incluyen:

• Árbol de levas.
• Válvulas de entrada y salida con resortes y casquillos guía.
• Piezas de accionamiento de válvulas.
• Elementos de accionamiento de temporización.

La sincronización es impulsada desde el cigüeñal del motor del automóvil. Con la ayuda de una cadena o correa, la rotación se transmite a árbol de levas que por medio de levas o balancines a través de empujadores, presiona sobre la válvula de admisión o escape y a su vez las abre y cierra

Según el diseño y el número de válvulas, se pueden instalar una o dos en el motor arboles de levas para cada fila de cilindros. Con un sistema de dos ejes, cada eje es responsable del funcionamiento de su propia serie de válvulas: admisión o escape. El diseño de un solo eje tiene el nombre en inglés SOHC (Single OverHead Camshaft). El sistema de doble eje se denomina DOHC (Double Overhead Camshaft).

Durante el funcionamiento del motor, sus partes entran en contacto con gases calientes que se forman durante la combustión de la mezcla aire-combustible. Para que las partes de un motor de combustión interna no colapsen debido a una expansión excesiva cuando se calientan, deben enfriarse. Puede enfriar el motor del automóvil con aire o líquido. Los motores modernos, por regla general, tienen un esquema de refrigeración líquida, que está formado por las siguientes partes:

• Camisa de enfriamiento del motor
• bomba (bomba)
• Radiador
• Admirador
• Tanque de expansión

La camisa de enfriamiento de los motores de combustión interna está formada por cavidades dentro del BC y la culata, a través de las cuales circula el refrigerante. Elimina el exceso de calor de las piezas del motor y lo lleva al radiador. La circulación es proporcionada por una bomba accionada por una correa desde el cigüeñal.

El termostato proporciona las condiciones de temperatura necesarias para el motor del automóvil, redirigiendo el flujo de fluido al radiador o desviándolo. El radiador, a su vez, está diseñado para enfriar el líquido calentado. El ventilador mejora el flujo de aire, lo que aumenta la eficiencia de enfriamiento. Un tanque de expansión es necesario para los motores modernos, ya que los refrigerantes utilizados se expanden mucho cuando se calientan y requieren un volumen adicional.

Sistema de lubricación del motor

En cualquier motor, hay muchas piezas móviles que deben lubricarse constantemente para reducir la pérdida de potencia por fricción y evitar un mayor desgaste y atascos. Hay un sistema de lubricación para esto. En el camino, con su ayuda, se resuelven varias tareas más: protección de las piezas del motor de combustión interna contra la corrosión, enfriamiento adicional de las piezas del motor y eliminación de productos de desgaste de los puntos de contacto de las piezas en fricción. El sistema de lubricación de un motor de automóvil está formado por:

• Cárter de aceite (bandeja).
• Bomba de suministro de aceite.
• Filtro de aceite con .
• Oleoductos.
• Varilla de nivel de aceite (indicador de nivel de aceite).
• Indicador de presión del sistema.
• Boca de llenado de aceite.

La bomba toma aceite del sumidero de aceite y lo entrega a las líneas y canales de aceite ubicados en el BC y la culata. A través de ellos, el aceite ingresa a los puntos de contacto de las superficies de fricción.

Sistema de suministros

El sistema de alimentación de los motores de combustión interna con encendido por chispa y encendido por compresión difieren entre sí, aunque comparten una serie de elementos comunes. comunes son:

• Depósito de combustible.
• Sensor de nivel de combustible.
• Filtros de combustible - grueso y fino.
• Tuberías de combustible.
• Múltiple de admisión.
• Tuberías de aire.
• Filtro de aire.

Ambos sistemas tienen bombas de combustible, rieles de combustible, inyectores de combustible, pero debido a las diferentes propiedades físicas de la gasolina y el diesel, su diseño tiene diferencias significativas. El principio de suministro es el mismo: el combustible del tanque se alimenta a través de los filtros a través de los filtros hacia el riel de combustible, desde donde ingresa a los inyectores. Pero si la mayoría motores de gasolina las boquillas de combustión interna lo alimentan al colector de admisión del motor del automóvil, luego, en los motores diesel, se alimenta directamente al cilindro y ya allí se mezcla con el aire. Detalles que brindan purificación del aire y el flujo de sus cilindros - filtro de aire y tuberías - también pertenecen al sistema de combustible.

Sistema de escape

El sistema de escape está diseñado para eliminar los gases de escape de los cilindros del motor de un automóvil. Los detalles principales, sus componentes:

• Un colector de escape.
• Tubo de admisión del silenciador.
• Resonador.
• Silenciador.
• Tubo de escape.

En los motores de combustión interna modernos, la estructura de escape se complementa con dispositivos para neutralizar las emisiones nocivas. Consiste en un convertidor catalítico y sensores que se comunican con la unidad de control del motor. Los gases de escape del colector de escape a través del tubo de escape ingresan al convertidor catalítico, luego a través del resonador hacia el silenciador. Pasando tubo de escape son liberados a la atmósfera.

En conclusión, es necesario mencionar los sistemas de arranque y control del motor del automóvil. Son una parte importante del motor, pero deben ser considerados junto con sistema eléctrico coche, que está más allá del alcance de este artículo, que trata de la estructura interna del motor.

Llamar al motor el corazón de un automóvil es una comparación banal pero precisa. Puedes ajustar la suspensión tanto como quieras, ajustar la dirección o mejorar los frenos; si el motor no está en orden, todo se convierte en una pérdida de tiempo.

Hoy hay coches en las carreteras. diferentes generaciones: con viejos motores de combustión interna carburados, y con potentes motores diésel controlados electrónicamente, e incluso los últimos motores de hidrógeno, que apenas empiezan a mejorar. Y en toda esta diversidad, es bastante difícil navegar si no conoce los conceptos básicos y los principios de funcionamiento de un motor de combustión interna.

¿Qué es un ICE y por qué es necesario?

dispositivo de motor

Para que un vehículo se mueva, algo tiene que moverlo. En diferentes momentos, estos fueron animales enjaezados, luego los motores de vapor y eléctricos vinieron a reemplazar (sí, los antepasados autos modernos apareció incluso antes que los motores de combustión interna tradicionales), luego los motores que funcionan con combustible combustible.

Un motor de combustión interna moderno es un mecanismo que convierte la energía de un destello de combustible (calor) en trabajo mecánico. A pesar del diseño bastante voluminoso, hoy en día el motor de combustión interna sigue siendo la fuente de energía más conveniente.

El transporte eléctrico, por supuesto, se está volviendo cada vez más común, pero el momento de su "reabastecimiento de combustible" anula todas las ventajas: no puede poner un bote de electricidad en el maletero.

ICE ha encontrado su aplicación en muchas áreas: automóviles, motocicletas y scooters funcionan con el mismo principio, agricultura y maquinaria de construcción, transporte de agua, motores de avión, equipo militar, cortadoras de césped... Es decir, casi todo lo que conduce o vuela.

Dispositivo de motor de combustión interna

A pesar de la variedad de tipos y diseños de motores de combustión interna, el principio de su diseño permanece prácticamente sin cambios en cualquier técnica. Por supuesto, los elementos de diseño individuales pueden variar mucho en diferentes motores, pero los nodos y componentes principales son muy similares entre sí.

Entonces, el motor de combustión interna consta de tales unidades estructurales.

1. El bloque de cilindros (BC) es la "carcasa" del CPG y de todo el motor en su conjunto, incluida la camisa del sistema de refrigeración.

   
   Bloque cilíndrico

2. El mecanismo de manivela, también conocido como KShM, es una unidad en la que el movimiento rectilíneo del pistón se convierte en rotacional. Consiste en un cigüeñal, pistones, bielas, un volante, así como cojinetes lisos (revestimientos) sobre los cuales descansan los soportes del cigüeñal y la biela.

   
   Mecanismo de manivela: 1 - cilindro; 2 - volante; 3 - cojinete de biela; 4 - cigüeñal; 5 - rodilla; 6 - cojinete principal; 7 - biela.

3. El mecanismo de distribución de gas (GRM) es un sistema para suministrar una mezcla de aire y combustible a los cilindros y eliminar gases de escape. Se compone de árboles de levas, válvulas con balancines o varillas, una correa de distribución, gracias a la cual todo el sistema funciona sincronizado con la velocidad del cigüeñal.

   
   Mecanismo de distribución de gas

4. El sistema de suministro de energía es un nodo en el que se prepara la mezcla de combustible y aire, que luego se alimenta a las cámaras de combustión. Dependiendo del diseño, el sistema de suministro de combustible puede ser carburado (una boquilla por motor), inyección (las boquillas se instalan frente a la válvula de admisión de cada cilindro), con inyección directa(tobera instalada dentro de la cámara de combustión). Incluye depósito de combustible con filtro y bomba, carburador (opcional), colector de admisión, inyectores, bomba de inyección (en motores diesel), toma de aire con filtro de aire.

   
   Sistema de suministros

5. Sistema de lubricación del motor: proporciona lubricación a cada una de las unidades de fricción, así como a las áreas que requieren refrigeración adicional (por ejemplo, en la parte inferior de los pistones). Consiste en una bomba de aceite conectada al cigüeñal, un sistema de tuberías y canales que conducen a pares de fricción, filtro de aceite, colector de aceite. Dependiendo del diseño, se distinguen los motores con cárter "seco" y "húmedo". Para el primero, el recipiente para recoger el aceite del motor está ubicado por separado, para el segundo, directamente debajo del motor.

   
   Sistema de lubricación del motor: 1 - bomba de aceite; 2 - corcho orificio de drenaje caja del cigüeñal; 3 - receptor de aceite; 4 - válvula de reducción de presión; 5 - orificio para lubricación de engranajes de distribución; 6 - presión de aceite de emergencia de la lámpara de señal del sensor; 7 - sensor indicador de presión de aceite; 8 - grifo del enfriador de aceite; 9 - enfriador de aceite; 10 - filtro de aceite.

6. Sistema de encendido: necesario para encender la mezcla de combustible en la cámara de combustión. Se usa solo en motores de gasolina, ya que el combustible diesel se enciende solo por compresión. Incluye bujías, cables de alto voltaje, bobinas de encendido, así como un distribuidor (distribuidor) en motores más antiguos. En los motores modernos, el sistema de encendido funciona sin distribuidor e incluso sin cables: se utiliza el diseño de "bobina en una vela".

   
   Sistema de encendido del motor: 1 - generador; 2 - interruptor de encendido; 3 - distribuidor de encendido; 4 - leva del interruptor; 5 - bujías; 6 - bobina de encendido; 7- acumulador de bateria.

7. Sistema de refrigeración: se encarga de mantener la temperatura de funcionamiento establecida del motor. Sistema de fluidos el enfriamiento consiste en un refrigerante (refrigerante, anticongelante), una camisa de enfriamiento (una red de cámaras y canales dentro del bloque de cilindros), un intercambiador de calor (radiador de enfriamiento), una bomba de agua y un termostato.

   
   Sistema de refrigeración

8. El sistema eléctrico es la fuente de energía necesaria para arrancar el motor y mantenerlo funcionando. El sistema eléctrico incluye la batería, el alternador, el motor de arranque, el cableado y los sensores del motor.
9. Sistema de escape: elimina los productos de combustión del motor, realiza la función de postratamiento de escape, regula el sonido del motor. Consta de múltiple de escape, convertidor catalítico y filtro particular(opcional), resonador, silenciador.

Sistema de escape

Cada una de estas partes se desarrolla y mejora gradualmente dependiendo de las exigencias del momento. El deseo de aumentar la potencia fue reemplazado por la búsqueda de las soluciones más confiables y duraderas, luego pasó a primer plano la economía de combustible y hoy el cuidado de la naturaleza.

El principio del motor.

Todos los motores de combustión interna, cualquiera que sea su diseño, utilizan el mismo principio de funcionamiento. Esta es la conversión de la energía de expansión térmica durante la combustión del combustible, primero en un movimiento rectilíneo y luego en un movimiento de rotación.

Vos tambien motor de cuatro tiempos

Los motores de cuatro tiempos se utilizan en todos los automóviles, equipos grandes, aviación. Este es el llamado tipo clásico de motor de combustión interna, al que los diseñadores dedican toda su atención. Convencionalmente, el trabajo de cada cilindro en el CPG se puede dividir en 4 etapas (ciclos). Este admisión, compresión, combustión, escape. El siguiente video muestra el funcionamiento de un motor de 4 tiempos en animación 3D.

1. En la carrera de admisión, el pistón en el cilindro se mueve hacia abajo, desde las válvulas hasta el fondo. justo en el centro(NMT). Cuando comienza a bajar, la válvula de admisión se abre y la mezcla de aire y combustible (o solo aire, si el motor es con inyección directa) ingresa al cilindro. Cuando se mueve, el pistón mismo "bombea" la cantidad requerida de aire a la cámara de combustión si el motor es atmosférico, o el aire ingresa bajo presión si se instala un turbocompresor.
2. Cuando llega al punto muerto inferior, el pistón comienza a subir. Al mismo tiempo, la válvula de admisión se cierra y, al moverse, el pistón comprime el aire con el combustible rociado a una presión crítica.
3. Tan pronto como el pistón alcanza condicionalmente el punto muerto superior y la compresión llega a ser máxima, la bujía se enciende y el combustible se enciende (el combustible diesel se enciende cuando se comprime, sin chispa). La microrráfaga del flash empuja el pistón hacia abajo hasta el BDC.
4. Y en el cuarto golpe, se abre la válvula de escape. El pistón se mueve hacia arriba nuevamente, empujando los gases de escape fuera de la cámara de combustión hacia el colector de escape.

Funcionamiento de un motor de cuatro tiempos.

De hecho, solo hay un ciclo de cuatro trabajos útiles en el motor, cuando se crea un exceso de presión durante la combustión del combustible, empujando el pistón. Los tres ciclos restantes se necesitan como auxiliares, que no dan impulso al movimiento, pero consumen energía.

Bajo tales condiciones, el motor podría detenerse cuando el mecanismo de manivela (KShM) llega al equilibrio de energía. Pero para evitar que esto suceda, se utiliza un gran volante, conectado al sistema de embrague, y contrapesos en el cigüeñal, equilibrando las cargas de los pistones.

Ciclos de motores de dos tiempos

Los motores de dos tiempos no se utilizan mucho. Estos son principalmente motores de scooters y ciclomotores, botes de motor ligeros, cortadoras de césped. Todo el proceso de trabajo de dicho motor se puede dividir en dos etapas principales:

1. Al comienzo del movimiento del pistón de abajo hacia arriba (desde el punto muerto inferior hacia arriba), la mezcla de combustible y aire ingresa a la cámara de combustión. Al ascender, el pistón lo comprime a una compresión crítica, y cuando está en el punto muerto superior, se produce la ignición.
2. Cuando se quema, el combustible empuja el pistón hacia abajo, mientras que al mismo tiempo se abre el acceso al colector de escape y los productos de la combustión salen del cilindro. Tan pronto como el pistón alcanza el punto muerto inferior (BDC), se repite el primer golpe: admisión y compresión al mismo tiempo.

El funcionamiento de un motor de dos tiempos.

Parecería que, motor de dos tiempos debería ser el doble de eficiente que un cuatro tiempos, porque aquí en acción útil representan la mitad del trabajo. Pero en realidad, la potencia de un motor de dos tiempos es mucho menor de lo que nos gustaría, y la razón de esto radica en el imperfecto mecanismo de distribución de gas.

Cuando el combustible se quema, parte de la energía va al múltiple de escape, sin hacer más trabajo que calentar. Como resultado, los motores de dos tiempos se usan solo en vehículos de baja potencia y requieren aceites de motor especiales.

Clasificación del motor

Dado que los motores de combustión interna han estado creciendo y mejorando durante más de 100 años, se han acumulado muchas de sus variedades. Los motores se clasifican según diferentes características y propiedades.

Por ciclo de trabajo

Esto ya nos es conocido la división de motores en dos tiempos y cuatro tiempos.

1. De dos tiempos: un ciclo de trabajo completo consta de dos etapas, mientras que el cigüeñal realiza una revolución;
2. Cuatro tiempos: en un ciclo completo pasa por cuatro etapas y el cigüeñal realiza dos revoluciones.

Por tipo de construcción

Hay dos tipos principales de motores de combustión interna: de pistón y rotativos.

1. Pistón: este es el mismo motor que nos es familiar con pistones, cilindros y un cigüeñal, que se encuentra en casi cualquier vehículo;
2. El motor de pistón rotativo, también conocido como motor Wankel, es un tipo especial de motor de combustión interna en el que se usa un rotor triédrico en lugar de un pistón, y la cámara de combustión tiene una forma ovalada. El motor Wankel se usó en algunos modelos de automóviles, pero la complejidad de la producción y el mantenimiento obligó a los ingenieros a abandonar este diseño.

Funcionamiento del motor rotativo

Por número de cilindros

Se pueden instalar de 1 a 16 cilindros en el motor CPG, para automóviles generalmente es de 3 a 8. Por regla general, los diseñadores prefieren un número par de cilindros para equilibrar sus ciclos. La excepción más famosa a la regla es el motor Ecoboost, desarrollado por Ford, en muchos modelos del cual solo se instalan tres cilindros.

Según la ubicación de los cilindros

El diseño del CPG no siempre está en línea (aunque un motor en línea es el más fácil de reparar y mantener). Dependiendo de la imaginación de los ingenieros, los motores se dividen en varios tipos de diseño:

1. En línea: todos los cilindros están alineados en una fila y en un cigüeñal.

   Funcionamiento del motor en línea

2. En forma de V: dos filas de cilindros montados en un ángulo de 45 a 90 grados en un cigüeñal.

   
   Funcionamiento del motor en V

3. En forma de VR: dos filas de cilindros con un ángulo de inclinación pequeño, 10-20 grados, montados en un cigüeñal.

   Funcionamiento del motor de realidad virtual

4. En forma de W: representa un bloque de 3 o 4 filas de cilindros montados en un cigüeñal.

   Funcionamiento con motor W Funcionamiento con motor radial

   EN carros Se utilizan motores en línea, V, VR, W y U y, en algunos modelos, bóxer. Pero los radiales se usan en tecnología de aviación.

   Por tipo de combustible

   Los clásicos del género aquí son los motores de gasolina y diésel. Los motores de gas están ganando popularidad, los híbridos y los de hidrógeno están mejorando gradualmente.

   1. Los motores de gasolina requieren el encendido de la mezcla aire-combustible. Para ello se utilizan velas y bobinas de encendido, que funcionan de forma sincronizada con el movimiento del cigüeñal. Una característica de los motores de gasolina es la capacidad de desarrollar alta velocidad;
   2. Los motores diésel funcionan según el principio de autoencendido de la mezcla aire-combustible. No tienen bujías, pero hay un sistema de inyección directa que requiere suministro de combustible a alta presión. Para arrancar el motor, se utilizan bujías incandescentes, que precalientan el aire y se apagan después de que la cámara de combustión se haya calentado. Los motores diésel son capaces de desarrollar más potencia, pero no velocidad, por lo que se utilizan en equipos pesados;
   3. Las instalaciones de gas son populares debido al bajo costo del gas licuado (en comparación con la gasolina). motores de gasolina trabajar con más altas temperaturas que la gasolina o el diésel, que, a su vez, requiere un funcionamiento de alta calidad del sistema de refrigeración y un aceite de motor especial;
   4. Híbrido es una combinación de un motor de combustión interna y un motor eléctrico. En el modo de conducción estándar, solo interviene el motor eléctrico, y el motor de combustión interna se activa si es necesario para aumentar la carga o recargar las baterías;
   5. Hasta hace poco, los motores de hidrógeno eran bastante peligrosos: el oxígeno y el hidrógeno, producidos a partir del agua por electrólisis, se quemaban de forma inestable y con riesgo de detonación. Hace relativamente poco tiempo, se encontró otra forma de usar un compuesto de hidrógeno y oxígeno: el hidrógeno se llena en tanques (y el llenado dura aproximadamente 3 minutos), el oxígeno se captura del aire, luego de lo cual se alimentan a un generador eléctrico, y no a un motor de combustión interna. De hecho, se obtiene un proceso inverso al proceso de electrólisis, como resultado del cual se forman electricidad y agua. El primer coche con hidrógeno planta de energía se convirtió en el Toyota Mirai.

   Según el principio de funcionamiento del cronometraje.

   El elemento clave del mecanismo de distribución de gas es el árbol de levas, combinado con el cigüeñal del motor mediante una correa o cadena de distribución. El árbol de levas, por su diseño, regula el funcionamiento de las válvulas, y todo el sistema funciona sincronizado con la velocidad del motor. Una correa de distribución rota es casi siempre el camino a la revisión.

   Dependiendo del diseño del CPG, el motor puede tener 1 árbol de levas si el motor está en línea, o 2-4 árboles de levas si tiene un diseño en forma de V.

   Sin embargo, el sistema de sincronización estándar ya no cumple con los requisitos modernos de potencia y eficiencia del motor. Y ahora, además del sistema mecánico estándar, existen sistemas adaptativos como Honda i-VTEC, VTEC-E y DOHC, Toyota VVT-i, Mitsubishi MIVEC, desarrollos Volkswagen empresas y Eco-Motors, así como un sistema de sincronización neumático instalado en Koenigsegg Regera ya largo plazo agregando un 30% de potencia al motor.

   Funcionamiento del motor de turbina

   Los motores turboalimentados tienen sus ventajas y desventajas: por un lado, cuanto más aire, más más poder puede desarrollar el motor. Por otro lado, el efecto de un turbo lag puede estropear seriamente los nervios de un amante de la conducción deportiva. Sí, y un nodo extra es superfluo debilidad, por lo que no a todo el mundo le gustan los motores turboalimentados (o biturbo, como llaman a un motor con dos turbinas). A veces, un aspirado bien ensamblado puede "enchufar en el cinturón" cualquier impulso.

   Ventajas y desventajas de los motores de combustión interna.

   1. Si hablamos de las ventajas de los motores de combustión interna, la comodidad del usuario será lo primero. Durante un siglo de la era de la gasolina, hemos adquirido una red de estaciones de servicio y no dudes que siempre habrá una oportunidad para llenar el auto y seguir adelante. Existe el riesgo de no cumplir estación de servicio- No importa, puedes llevar gasolina en bidones contigo. Es la infraestructura lo que hace que el uso de motores de combustión interna sea tan cómodo.
   2. Por otro lado, repostar el motor lleva un par de minutos, es sencillo y asequible. Llena el tanque y sigue adelante. Esto no es nada comparado con la recarga de un coche eléctrico.
   3. La capacidad de servicio durante mucho tiempo con el mantenimiento adecuado es algo de lo que pueden presumir los famosos motores de más de un millón. El mantenimiento regular y oportuno puede mantener el motor en funcionamiento durante mucho tiempo.
   4. Y, por supuesto, no nos olvidemos del querido rugido del corazón. motor potente. Real, honesto, completamente diferente de la actuación de voz de los autos eléctricos modernos. No en vano, algunos fabricantes de automóviles ajustaron especialmente el sonido de los motores de sus automóviles.

   ¿Cuál es la principal desventaja de ICE?

   1. Por supuesto, esta es una eficiencia baja, en el rango de 20-25%. El indicador de eficiencia más alto entre los motores de combustión interna a la fecha es 38%, que emitió motor toyota VVT-iE. En comparación con esto, los motores eléctricos parecen mucho más ventajosos, especialmente con sistemas de frenado regenerativo.
   2. La segunda desventaja significativa es la complejidad general de todo el sistema. Motores modernos Hace mucho que dejaron de ser tales "simplones", como se describe en el esquema clásico de ICE. Por el contrario, los requisitos para los motores son cada vez más altos, los propios motores son cada vez más precisos y complejos, están surgiendo nuevas tecnologías y soluciones de ingeniería. Todo esto complica aún más el diseño del motor, y cuanto más complejo es, más puntos débiles tiene.

   Entonces, si antes el vecino, el tío Vasya, resolvió el motor de su "centavo" por su cuenta, pero en un nuevo maquinas modernas es poco probable que alguien se suba a un sistema ICE delgado sin equipamiento especial y herramientas

   Y, por último, la propia era del petróleo se está desvaneciendo en el pasado. No en vano, los requisitos para la seguridad ambiental del transporte están creciendo y, al mismo tiempo, la eficiencia de los paneles solares. Sí, los motores de gasolina y diésel no desaparecerán pronto de las calles, pero Europa ya lucha por la introducción de los vehículos eléctricos, gracias a los cuales la humanidad algún día olvidará la palabra “smog de gasolina”.

   Conclusión

   A pesar de las deficiencias, el motor de combustión interna sigue siendo "el principal en el transporte". Los químicos inventan nuevos aceites de motor, los ingenieros están desarrollando nuevos sistemas de sincronización y los fabricantes de gasolina no tienen prisa por reducir los precios. Esto se debe a que hasta ahora ningún modo de transporte puede compararse con la comodidad y autonomía de los motores a los que estamos acostumbrados.

Un motor de combustión interna funciona mediante la expansión de gases que se calientan a medida que el pistón se mueve desde el punto muerto superior al punto muerto inferior. Los gases se calientan por el hecho de que el combustible se quema en el cilindro, que se mezcla con el aire. Por lo tanto, la temperatura de la presión y el gas aumenta rápidamente.

Se sabe que la presión del pistón es similar a la presión atmosférica. En el cilindro, por el contrario, la presión es mayor. Es precisamente por esto que la presión del pistón disminuye, lo que conduce a la expansión de los gases, por lo que se realiza un trabajo útil.En la sección correspondiente de nuestro sitio web puede encontrar un artículo. Para generar energía mecánica, el cilindro del motor debe recibir constantemente aire, en el cual fluirá combustible a través de la boquilla y aire a través de la válvula de admisión. Por supuesto, el aire también puede entrar con el combustible, por ejemplo, a través de una válvula de admisión. Por ella salen todos los productos resultantes de la combustión. Todo esto sucede en base a la distribución del gas, porque es el gas el que se encarga de abrir y cerrar las válvulas.

ciclo de trabajo del motor

Es necesario destacar el ciclo de trabajo del motor, que es una serie de procesos repetitivos. Ocurren en cada cilindro. Además, de ellos depende la transición de energía térmica a trabajo mecánico. Vale la pena señalar que cada tipo de transporte opera de acuerdo a su tipo específico. Por ejemplo, el ciclo de trabajo se puede completar en 2 carreras del pistón. En este caso, el motor se llama dos tiempos. En cuanto a los automóviles, la mayoría tiene motores de cuatro tiempos, ya que su ciclo consta de admisión, compresión de gas, expansión de gas o carrera de potencia y escape. Todas estas cuatro etapas juegan un papel importante en el funcionamiento del motor.

Entrada

En esta etapa, la válvula de escape está cerrada y la válvula de admisión, por el contrario, está abierta. En la etapa inicial, el cigüeñal del motor realiza la primera media vuelta, lo que conduce a un movimiento desde el punto muerto superior al punto muerto inferior. Después de eso, se produce un vacío en el cilindro y el aire ingresa a través de la tubería de gas de admisión junto con la gasolina, que es una mezcla combustible, que luego se mezcla con los gases. Por lo tanto, el motor comienza a funcionar.

Compresión

Una vez que el cilindro está completamente lleno con una mezcla combustible, el pistón comienza a moverse gradualmente desde el punto muerto superior al punto muerto inferior. Las válvulas todavía están cerradas en este punto. En esta etapa, la presión y la temperatura de la mezcla de trabajo aumentan.

Carrera de trabajo o extensión

Mientras el pistón continúa moviéndose desde el punto muerto superior al punto muerto inferior, después de la etapa de compresión, una chispa eléctrica enciende la mezcla de trabajo, que a su vez se apaga inmediatamente. Entonces, la temperatura y la presión de los gases en el cilindro aumentan inmediatamente. Durante el curso del trabajo, se realiza un trabajo útil. En esta etapa, la válvula de escape se abre, lo que conduce a una disminución de la temperatura y la presión.

Liberar

En la cuarta media vuelta, el pistón se mueve desde el punto muerto superior al punto muerto inferior. Entonces, a través de la válvula de escape abierta, todos los productos de combustión salen del cilindro, que luego ingresan al aire atmosférico.

El principio de funcionamiento de un motor diesel de 4 tiempos.

Entrada

El aire ingresa al cilindro a través de la válvula de admisión, que está abierta. En cuanto al movimiento del punto muerto superior al punto muerto inferior, se forma con la ayuda del vacío, que va junto con el aire del filtro de aire al cilindro. En este escenario la presión y la temperatura se reducen.

Compresión

En la segunda media vuelta, las válvulas de admisión y escape se cierran. Desde BDC hasta TDC, el pistón continúa moviéndose y comprime gradualmente el aire que ha entrado recientemente en la cavidad del cilindro. En la sección correspondiente de nuestra web puedes encontrar un artículo sobre. En la versión diésel del motor, el combustible se enciende cuando la temperatura del aire comprimido es superior a la temperatura del combustible, que puede encenderse espontáneamente. Combustible diesel viene a través de bomba de combustible y pasa a través de la boquilla.

Carrera de trabajo o extensión

Después del proceso de compresión, el combustible comienza a mezclarse con el aire caliente, por lo que se produce la ignición. En la tercera media vuelta, la presión y la temperatura aumentan, dando como resultado la combustión. Luego, a medida que el pistón se acerca desde el punto muerto superior al punto muerto inferior, la presión y la temperatura disminuyen significativamente.

Liberar

En esta etapa final, los gases de escape son expulsados ​​del cilindro, que ingresan a la atmósfera a través del tubo de escape abierto. La temperatura y la presión descienden notablemente. Después de eso, el ciclo de trabajo hace todo igual.

¿Cómo funciona un motor de dos tiempos?

Un motor de dos tiempos tiene un principio de funcionamiento diferente, a diferencia de uno de cuatro tiempos. En este caso, la mezcla combustible y el aire ingresan al cilindro al comienzo de la carrera de compresión. Además, los gases de escape abandonan el cilindro al final de la carrera de expansión. Vale la pena señalar que todos los procesos ocurren sin el movimiento de los pistones, como se hace con un motor de cuatro tiempos. Un motor de dos tiempos tiene un proceso llamado barrido. Es decir, en este caso, todos los productos de la combustión se eliminan del cilindro mediante un flujo de aire o una mezcla combustible. Un motor de este tipo está necesariamente equipado con una bomba de recuperación, un compresor.

empujar tirar motor carburado con purga de cigüeñal se diferencia del tipo anterior en un tipo de trabajo. Vale la pena señalar que un motor de dos tiempos no tiene válvulas, ya que los pistones las reemplazan en este sentido. Entonces, al moverse, el pistón cierra la entrada y la salida, así como las ventanas de purga. Con la ayuda de las ventanas de purga, el cilindro interactúa con el cárter o la cámara del cigüeñal, así como con las tuberías de entrada y salida. En cuanto al ciclo de trabajo, los motores de este tipo se distinguen por dos ciclos, como ya habrá adivinado por el nombre.

Compresión

Durante esta etapa, el pistón se mueve desde el punto muerto inferior al punto muerto superior. Al mismo tiempo, cierra parcialmente las ventanas de purga y salida. Así, en el momento del cierre, la gasolina y el aire quedan comprimidos en el cilindro. En este momento, se produce un vacío que conduce al flujo de una mezcla combustible desde el carburador hacia la cámara del cigüeñal.

trazo de trabajo

En cuanto al funcionamiento de un motor diésel de dos tiempos, existe un principio de funcionamiento ligeramente diferente. En este caso, no es la mezcla combustible la que primero ingresa al cilindro, sino el aire. Después de eso, el combustible se rocía ligeramente allí. Si la velocidad del eje y el tamaño del cilindro unidad diesel son iguales, entonces, por un lado, la potencia de dicho motor superará la potencia de un cuatro tiempos. Sin embargo, este resultado no siempre se observa. Entonces, debido a la mala liberación del cilindro de los gases restantes y al uso incompleto del pistón, la potencia del motor no supera el 65% en el mejor de los casos.