ICE - מה זה? מנוע בעירה פנימית: מאפיינים, תוכנית

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

לא יהיה מוגזם לומר שרוב המכשירים המתנייעים כיום מצוידים במנועי בעירה פנימית בעיצובים שונים, תוך שימוש בעקרונות פעולה שונים. בכל מקרה, אם מדברים על תחבורה בכבישים. במאמר זה נסקור מקרוב את ICE. מה זה, איך היחידה הזו עובדת, מה היתרונות והחסרונות שלה, תלמדו על ידי קריאתה.

עקרון הפעולה של מנועי בעירה פנימית

עקרון הפעולה העיקרי של מנוע בעירה פנימית מבוסס על העובדה שדלק (מוצק, נוזלי או גזי) נשרף בנפח עבודה שהוקצה במיוחד בתוך היחידה עצמה, וממיר אנרגיה תרמית לאנרגיה מכנית.

תערובת העבודה הנכנסת לצילינדרים של מנוע כזה נדחסת. לאחר הצתתו, בעזרת מכשירים מיוחדים, נוצר לחץ עודף של גזים, המאלץ את בוכנות הצילינדרים לחזור למצבם המקורי. כך הוא נוצרמחזור עבודה קבוע הממיר אנרגיה קינטית למומנט בעזרת מנגנונים מיוחדים.

היום, התקן מנוע בעירה פנימית יכול להיות בעל שלושה סוגים עיקריים:

• מנוע דו-פעימות, המכונה לעתים קרובות קל;
• יחידת כוח 4 פעימות עבור דירוגי הספק ויעילות גבוהים יותר;
• יחידות טורבינת גז עם מאפייני הספק מוגברים.

מלבד זה, ישנם שינויים נוספים במעגלים הראשיים המשפרים תכונות מסוימות של תחנות כוח מסוג זה.

היתרונות של מנועי בעירה פנימית

בניגוד ליחידות כוח הדורשות תאים חיצוניים, למנועי בעירה פנימית יש יתרונות משמעותיים. העיקריים שבהם הם:

• גודל קומפקטי יותר;
• דירוגי הספק גבוהים יותר;
• ערכי יעילות אופטימלית.

יש לציין, אם כבר מדברים על מנוע הבעירה הפנימית, כי מדובר במכשיר שברוב המקרים מאפשר שימוש בסוגי דלק שונים. זה יכול להיות בנזין, סולר, גז טבעי או נוזלי, נפט ואפילו עץ רגיל.

רבגוניות כזו העניקה לקונספט המנוע הזה פופולריות ראויה, נוכחות בכל מקום והנהגה גלובלית באמת.

קיצור היסטורי

מקובל בדרך כלל שמנוע הבעירה הפנימית מתוארך להיסטוריה שלו מהרגע שהצרפתי דה ריבאס יצר את מנוע הבוכנה ב-1807יחידה שהשתמשה במימן במצב צבירה גזי כדלק. ולמרות שמכשיר ה-ICE עבר שינויים ושינויים משמעותיים מאז, הרעיונות העיקריים של המצאה זו ממשיכים בשימוש היום.

מנוע הבעירה הפנימי הראשון בעל ארבע פעימות ראה אור ב-1876 בגרמניה. באמצע שנות ה-80 של המאה ה-19 פותח ברוסיה קרבורטור שאיפשר למנות את אספקת הבנזין לצילינדרים של המנוע.

ובסוף המאה שעברה, המהנדס הגרמני המפורסם רודולף דיזל הציע את הרעיון של הצתת תערובת בעירה בלחץ, מה שהגדיל באופן משמעותי את מאפייני ההספק של מנועי בעירה פנימית ואת מדדי היעילות של יחידות מסוג זה, שבעבר הותירו הרבה מה לרצוי. מאז, פיתוח מנועי בעירה פנימית היה בעיקר בדרך של שיפור, מודרניזציה והכנסת שיפורים שונים.

סוגים וסוגים עיקריים של מנועי בעירה פנימית

עם זאת, יותר מ-100 שנות היסטוריה של יחידות מסוג זה אפשרו פיתוח של כמה סוגים בסיסיים של תחנות כוח עם בעירה פנימית של דלק. הם נבדלים זה מזה לא רק בהרכב תערובת העבודה המשמשת, אלא גם בתכונות העיצוב.

מנועי בנזין

כפי שהשם מרמז, היחידות של קבוצה זו משתמשות בסוגים שונים של בנזין כדלק.

בתורן, תחנות כוח כאלה מחולקות בדרך כלל לשתי קבוצות גדולות:

• קרבורטור. במכשירים כאלה, הדלקהתערובת לפני הכניסה לצילינדרים מועשרת במסות אוויר במכשיר מיוחד (קרבורטור). ואז הוא נדלק עם ניצוץ חשמלי. בין הנציגים הבולטים מסוג זה ניתן למנות את דגמי ה-VAZ, אשר מנוע הבעירה הפנימית שלו במשך זמן רב מאוד היה אך ורק מסוג קרבורטור.
• מזרק. מדובר במערכת מורכבת יותר שבה מוזרק דלק לצילינדרים דרך סעפת מיוחדת ומזרקים. זה יכול להתרחש הן באופן מכני והן באמצעות מכשיר אלקטרוני מיוחד. מערכות הזרקה ישירה של Common Rail נחשבות לפרודוקטיביות ביותר. מותקן כמעט בכל המכוניות המודרניות.

מנועי בנזין מוזרקים נחשבים לחסכוניים יותר ומספקים יעילות גבוהה יותר. עם זאת, העלות של יחידות כאלה היא הרבה יותר גבוהה, והתחזוקה והתפעול קשים יותר באופן ניכר.

מנועי דיזל

עם שחר קיומן של יחידות מהסוג הזה, אפשר היה לשמוע לא פעם בדיחה על מנוע הבעירה הפנימית, שזהו מכשיר שאוכל בנזין כמו סוס, אבל נע הרבה יותר לאט. עם המצאת מנוע הדיזל, הבדיחה הזו איבדה חלקית את הרלוונטיות שלה. בעיקר בגלל שדיזל מסוגל לפעול על דלק באיכות נמוכה בהרבה. וזה אומר הרבה יותר זול מבנזין.

ההבדל המהותי העיקרי בין מנוע בעירה פנימית דיזל הוא היעדר הצתה מאולצת של תערובת הדלק. דיזל מוזרק לתוך הצילינדרים עם מיוחדחרירים, וטיפות בודדות של דלק נדלקים בגלל כוח הלחץ של הבוכנה. לצד היתרונות, למנוע הדיזל יש מספר חסרונות. ביניהם:

• הרבה פחות כוח בהשוואה לתחנות כוח בנזין;
• מידות גדולות ומאפייני משקל;
• קושי להתחיל בתנאי מזג אוויר ואקלים קיצוניים;
• משיכה לא מספקת ונטייה לאובדן כוח לא מוצדק, במיוחד במהירויות גבוהות יחסית.

בנוסף, תיקון מנוע בעירה פנימית מסוג דיזל הוא בדרך כלל הרבה יותר מסובך ויקר מהתאמת או שחזור הביצועים של יחידת בנזין.

מנועי גז

למרות הזולות של הגז הטבעי המשמש כדלק, בניית מנועי בעירה פנימית הפועלים על גז מסובכת באופן לא פרופורציונלי, מה שמוביל לעלייה משמעותית בעלות היחידה כולה, התקנתה ותפעול שלה ב. מיוחד.

בתחנות כוח מסוג זה, גז נוזלי או טבעי נכנס לצילינדרים דרך מערכת של תיבות הילוכים מיוחדות, סעפות ופיניות. תערובת הדלק נדלקת באותו אופן כמו ביחידות בנזין קרבורטור - בעזרת ניצוץ חשמלי המגיע ממצת.

סוגים משולבים של מנועי בעירה פנימית

מעט אנשים יודעים על מערכות ICE משולבות. מה זה ואיפה משתמשים בו?

זה כמובן לא קשור להיברידית מודרניתכלי רכב המסוגלים לפעול גם על דלק וגם על מנוע חשמלי. מנועי בעירה פנימית משולבים נקראים בדרך כלל יחידות כאלה המשלבות אלמנטים של עקרונות שונים של מערכות דלק. הנציג הבולט ביותר של משפחת מנועים כאלה הם מפעלי גז-דיזל. בהם, תערובת הדלק נכנסת לבלוק מנוע הבעירה הפנימית כמעט באותו אופן כמו ביחידות גז. אבל הדלק נדלק לא בעזרת פריקה חשמלית מנר, אלא עם מנת הצתה של סולר, כפי שקורה במנוע דיזל רגיל.

שירות ותיקון של מנועי בעירה פנימית

למרות מגוון רחב למדי של שינויים, לכל מנועי הבעירה הפנימית יש עיצובים ותרשימים בסיסיים דומים. עם זאת, על מנת לבצע תחזוקה ותיקון באיכות גבוהה של מנועי בעירה פנימית, יש צורך להכיר היטב את המבנה שלו, להבין את עקרונות הפעולה ולהיות מסוגל לזהות בעיות. לשם כך, כמובן, יש צורך ללמוד היטב את התכנון של מנועי בעירה פנימית מסוגים שונים, כדי להבין בעצמך את המטרה של חלקים, מכלולים, מנגנונים ומערכות מסוימים. זה לא קל, אבל מאוד מרגש! והכי חשוב, הדבר הנכון.

במיוחד למוחות סקרנים שרוצים להבין באופן עצמאי את כל המסתורין והסודות של כמעט כל רכב, תרשים סכמטי משוער של מנוע הבעירה הפנימית מוצג בתמונה למעלה.

אז, גילינו מהי יחידת הכוח הזו.