Mnogi ljudi žele naučiti više o automobilima kako bi produbili svoje razumijevanje automobila, ali zbog složenosti konstrukcije automobila svi odustaju. U nastavku smo za vas pripremili niz ilustriranih članaka o automobilima koji analiziraju unutarnju strukturu automobila sa slikama, čineći složene principe lakšim za razumijevanje.
slika
Analiza tipova konstrukcija motora
Motor je izvor energije automobila, baš kao i ljudsko srce. Međutim, veličina i struktura srca različitih ljudi ne razlikuju se puno, ali unutarnje strukture motora različitih automobila vrlo su različite. Dakle, koje su razlike u strukturama različitih motora? Otkrijmo zajedno u nastavku.
● Izvor automobilske snage
slika
Izvor energije automobila je motor, a snaga motora dolazi iz unutrašnjosti cilindra. Cilindar motora je mjesto gdje se unutarnja energija goriva pretvara u kinetičku energiju. Može se jednostavno shvatiti da gorivo izgara u cilindru, stvarajući ogroman pritisak za guranje klipa gore-dolje, a sila se prenosi na radilicu preko klipnjače, i konačno se pretvara u rotacijsko gibanje, a zatim kroz prijenos i pogonskog vratila, snaga se prenosi na pogonske kotače za pogon automobila naprijed.
●Broj cilindara ne smije biti prevelik
slika
Većina automobila općenito ima četverocilindrične i šestocilindrične motore. Budući da snaga motora uglavnom dolazi iz cilindara, znači li to da što više cilindara to bolje? Zapravo, kako se broj cilindara povećava, povećavaju se i dijelovi motora. Uz odgovarajuće povećanje, struktura motora će biti složenija, što će također smanjiti pouzdanost motora. Osim toga, također će povećati troškove proizvodnje motora i kasnije troškove održavanja. Stoga se broj cilindara u automobilskom motoru odabire nakon opsežnog kompromisa na temelju upotrebe motora i zahtjeva za performansama. Motori poput V12, W12 i W16 koriste se samo u nekoliko automobila visokih performansi.
● V-tip strukture motora
slika
Zapravo, jednostavno razumijevanje motora u obliku slova V je da su susjedni cilindri grupirani pod određenim kutom. Gledano sa strane, izgleda kao V oblik, što je motor u obliku slova V. U usporedbi s rednim motorom, visina i duljina V-motora su smanjene, što može učiniti poklopac motora nižim i zadovoljiti aerodinamičke zahtjeve. Cilindri motora V-tipa raspoređeni su u suprotnim smjerovima pod kutom, što može neutralizirati dio vibracija. Međutim, nedostatak je što se moraju koristiti dvije glave cilindra, a struktura je relativno komplicirana. Iako je visina motora smanjena, njegova širina se također povećala u skladu s tim, što otežava ugradnju drugih uređaja u motorni prostor s fiksnim prostorom.
● Struktura motora tipa W
slika
Cilindri s obje strane motora u obliku slova V raspoređeni su pod malim kutom kako bi formirali motor u obliku slova W. U usporedbi s V-tipom motora, prednost W-tipa motora je u tome što radilica može biti kraća i težina može biti manja, ali se širina također povećava u skladu s tim, a prostor motora će biti potpunije ispunjen. Nedostatak je što je motor W-tipa strukturno podijeljen na dva dijela, struktura je složenija i proizvodit će puno vibracija tijekom rada, pa se koristi samo u nekoliko vozila.
slika
● Vodoravno suprotna struktura motora
slika
Susjedni cilindri vodoravno suprotnog motora raspoređeni su jedan nasuprot drugoga (dno klipa je okrenuto prema van). Kut između dva cilindra je 180 stupnjeva, ali se bitno razlikuje od 180 stupnjeva V-tipa motora. Horizontalno suprotni motori slični su rednim motorima po tome što ne dijele osovinu koljenaste osovine (to jest, jedan je klip povezan samo s jednom osovinom koljenaste osovine), a smjer kretanja suprotnih klipova je suprotan, ali V-konkretni kut od 180 stupnjeva tip motora je upravo suprotno. Prednosti vodoravno suprotnog motora su da može dobro neutralizirati vibracije i učiniti motor glatkijim; težište je nisko, a prednji dio automobila može se dizajnirati niže kako bi zadovoljio aerodinamičke zahtjeve; smjer izlazne osovine snage je u skladu sa smjerom osovine prijenosa, a prijenos snage ima veću učinkovitost. Nedostaci: Struktura je složena, a održavanje nezgodno; proces proizvodnje je zahtjevan, a cijena proizvodnje visoka. Među automobilima poznatih marki samo Porsche i Subaru još uvijek inzistiraju na korištenju vodoravno suprotnih motora.
● Zašto motor neprekidno daje snagu?
Razlog zašto motor može kontinuirano davati snagu je u pravilnom cikličkom radu četiri takta usisa, kompresije, snage i ispuha u cilindru.
slika
Tijekom takta usisa, kada se klip kreće od gornje mrtve točke do donje mrtve točke u cilindru, otvara se usisni ventil, zatvara se ispušni ventil, a svježi zrak i mješavina benzina usisavaju se u cilindar.
Tijekom takta kompresije, usisni i ispušni ventili su zatvoreni, a klip se pomiče od donje mrtve točke do gornje mrtve točke, komprimirajući miješani plin do vrha cilindra kako bi se povećala temperatura miješanog plina i pripremio za takt snage. .
Tijekom takta snage, svjećica pali komprimirani plin, a miješani plin "eksplodira" u cilindru stvarajući ogroman tlak, gurajući klip od gornje mrtve točke do donje mrtve točke i gurajući koljenasto vratilo da se okreće kroz klipnjaču .
Tijekom ispušnog takta, klip se kreće od donje mrtve točke do gornje mrtve točke. U tom trenutku se usisni ventil zatvara, a ispušni ventil otvara, a izgorjeli ispušni plin se ispušta iz cilindra kroz ispušnu granu.
● Snaga motora dolazi od eksplozija
slika
Snaga koju motor može proizvesti zapravo dolazi od "eksplozivne sile" u cilindru. U zatvorenoj komori za izgaranje cilindra, svjećica zapali određeni udio mješavine benzina i zraka trenutno u pravom trenutku, što će proizvesti ogromnu eksplozivnu snagu. Vrh komore za izgaranje je fiksiran, a veliki pritisak tjera klip da se kreće prema dolje. , gura radilicu kroz klipnjaču, a zatim prenosi snagu na pogonske kotače kroz niz mehanizama, i konačno pokreće automobil.
● Svjećice su majstori "detonacije"
slika
Ako želite da "eksplozija" u cilindru bude snažnija, vrlo je važno pravovremeno paljenje, a ulogu "detonacije" ima svjećica u cilindru. Zapravo, princip paljenja svjećicom donekle je sličan paljenju munje. Glava svjećice ima središnju elektrodu i bočnu elektrodu (u odnosu na dva oblaka iona suprotnog polariteta). Postoji mali razmak (koji se naziva razmak paljenja) između dvije elektrode. Kada je pod naponom, može proizvesti električne iskre do više od 10,000 volti, koje mogu trenutno "detonirati" miješani plin u cilindru.
●Usisni ventil je veći od ispušnog ventila
slika
Da bi kontinuirano "eksplodirao" u cilindru, mora se stalno unositi novo gorivo i na vrijeme ispuštati ispušni plin. Usisni i ispušni ventili igraju važnu ulogu u ovom procesu. Usisnim i ispušnim ventilima upravljaju bregovi kako bi izvršili dvije radnje "otvaranja" i "zatvaranja" na vrijeme. Zašto su usisni ventili koje vidite uvijek veći od ispušnih? Budući da se usisni zrak općenito usisava pomoću vakuuma, a ispuh se stišće da istisne ispušni plin, pa je ispuh relativno lakši od usisavanja. Kako bi više svježeg zraka sudjelovalo u izgaranju, usisni ventil mora biti veći kako bi se dobio veći usis zraka.
● Broj ventila ne smije biti prevelik
slika
Ako motor ima više ventila, volumen usisa zraka je velik pri velikim brzinama, ispuh je čist, a performanse motora su bolje (slično kao u kinu, ako ima mnogo vrata, bit će puno lakše ući i van). Međutim, dizajn s više ventila je kompliciraniji, posebno način pokretanja ventila, struktura komore za izgaranje i položaj svjećice, što sve treba pažljivo rasporediti. To zahtijeva visok proizvodni proces, visoke troškove proizvodnje i teško kasnije održavanje. Stoga broj ventila ne bi trebao biti prevelik. Uobičajeni motori imaju 4 ventila po cilindru (2 ulazna i 2 izlazna).
Analiza principa varijabilnog ventila motora
Već smo naučili o osnovnoj strukturi i izvoru snage motora. Zapravo, stvarna brzina rada motora nije statična, već poput trčanja osobe, ponekad brzo, a ponekad nježno, stoga je posebno važno prilagoditi vlastiti ritam disanja. Pogledajmo kako motor "diše".
● Funkcija bregastog vratila
slika
Jednostavno rečeno, bregasto vratilo je metalna šipka s više ekscentra u obliku diska. Kakvu ulogu ova metalna šipka ima u radu motora? Uglavnom je odgovoran za otvaranje i zatvaranje usisnih i ispušnih ventila. Bregasto vratilo nastavlja se okretati pogonjeno koljenastim vratilom, a bregasto vratilo neprestano pritišće ventil (klackalicu ili potisnu šipku), čime kontrolira otvaranje i zatvaranje usisnog ventila i ispušnog ventila.
●Što znače OHV, OHC, SOHC i DOHC?
Slova SOHC i DOHC često se vide na kućištu motora. Što ova slova znače? OHV se odnosi na gornji ventil i donju bregastu osovinu, što znači da je bregasta osovina smještena na dnu cilindra, a ventili su raspoređeni na vrhu cilindra. OHC se odnosi na gornju bregastu osovinu, odnosno bregasta osovina je smještena na vrhu cilindra.
slika
Ako postoji samo jedna bregasta osovina na vrhu cilindra koja je odgovorna za otvaranje i zatvaranje usisnih i ispušnih ventila u isto vrijeme, to se naziva jedna bregasta osovina u glavi (SOHC). Ako postoje dvije bregaste osovine na vrhu cilindra odgovorne za otvaranje i zatvaranje usisnih i ispušnih ventila, to se naziva dvostruka bregasta osovina u glavi (DOHC).
slika
Breg donjeg bregastog vratila i klackalica ventila trebaju biti povezani metalnom klipnjačom. Breg podiže klipnjaču i gura klackalicu za otvaranje i zatvaranje ventila. Međutim, previsoka brzina vrtnje može lako uzrokovati lom poluge izbacivača, pa se ova izvedba uglavnom koristi u motorima s velikim obujmom, malom brzinom vrtnje i težnjom za velikim izlaznim momentom. Bregasto vratilo u glavi može izostaviti potisnu polugu, što pojednostavljuje prijenosni mehanizam od bregastog vratila do ventila i prikladnije je za performanse snage motora pri velikim brzinama. Bregasto vratilo u glavi ima široku primjenu.
● Uloga mehanizma distribucije plina
slika
Ventilski sklop uglavnom uključuje razvodni zupčanik, bregasto vratilo, komponente prijenosa ventila (ventili, potisne poluge, klackalice, itd.). Njegova glavna funkcija je pravovremeno otvaranje i zatvaranje usisnih i ispušnih ventila svakog cilindra u skladu s radnim uvjetima motora. , tako da svježi miješani plin može na vrijeme napuniti cilindar, a ispušni plin na vrijeme ispustiti iz cilindra.
● Što je razvod ventila? Zašto je potrebno vrijeme?
Takozvano vrijeme ventila može se jednostavno shvatiti kao trenutak kada se ventil otvara i zatvara. Teoretski, tijekom takta usisa, kada se klip pomakne od gornje mrtve točke do donje mrtve točke, usisni ventil se otvara, a ispušni ventil zatvara; tijekom ispušnog takta, kada se klip pomakne od donje mrtve točke do gornje mrtve točke, usisni ventil se zatvara, a ispušni ventil se otvara.
slika
Dakle, zašto moramo stići na vrijeme? Zapravo, u stvarnom radu motora, kako bi se povećala količina usisa zraka u cilindar, usisni ventil treba otvoriti unaprijed i zatvoriti kasnije; slično, kako bi se ispušni plin ispustio u čistaču cilindara, ispušni ventil također treba otvoriti unaprijed i zatvoriti kasnije. Odgodite gašenje kako biste osigurali učinkovit rad motora.
●Što su promjenjivo vrijeme ventila i promjenjivo podizanje ventila?
Kada se motor vrti velikom brzinom, vrijeme usisavanja i ispuha svakog cilindra u jednom radnom ciklusu je vrlo kratko. Da bi se postigla visoka učinkovitost punjenja, vrijeme usisavanja i ispuha cilindra mora se produžiti, što je uvjet. Povećajte kut preklapanja ventila; kada je motor na maloj brzini, pretjerani kut preklapanja ventila lako će uzrokovati strujanje ispušnih plinova unatrag, a usisni volumen će se umjesto toga smanjiti, što će rezultirati nestabilnim radom motora u praznom hodu i niskim okretnim momentom pri malim brzinama.
slika
Teško je za fiksno upravljanje ventilima zadovoljiti potrebe i visokih i niskih okretaja motora u isto vrijeme, pa je došlo do promjenjivog upravljanja ventilima. Varijabilno vrijeme ventila može se prilagoditi prema različitim brzinama motora i radnim uvjetima, tako da motor može postići idealnu učinkovitost usisa i ispuha pri velikim i niskim brzinama.
slika
Suština koja utječe na snagu motora zapravo je povezana s količinom kisika koja ulazi u cilindar po jedinici vremena. Sustav promjenjivog vremena ventila može promijeniti samo vrijeme otvaranja i zatvaranja ventila, ali ne može promijeniti količinu usisanog zraka po jedinici vremena. Promjenjivo podešavanje ventila Lift može zadovoljiti ovaj zahtjev. Ako se ventil motora smatra "vratima" kuće, vrijeme ventila može se shvatiti kao vrijeme kada se "vrata" otvore, a podizanje ventila je ekvivalentno veličini otvora "vrata".
● Toyota VVT-i sustav promjenjivog upravljanja ventilom
Toyotin sustav promjenjivog razvoda ventila naširoko je korišten. Glavni princip je ugradnja hidrauličkog mehanizma na bregastu osovinu, te putem kontrole ECU-a, podešavanje vremena otvaranja i zatvaranja ventila unutar određenog raspona kuta, ili Unaprijed, odgoda ili ostaje isto.
slika
Vanjski rotor razvodnog zupčanika bregastog vratila povezan je s razvodnim lancem (remenom), a unutarnji rotor s bregastim vratilom. Vanjski rotor može neizravno pokretati unutarnji rotor kroz hidrauličko ulje, čime se postiže kutni napredak ili kašnjenje unutar određenog raspona.
● Honda i-VTEC sustav promjenjivog podizanja ventila
Struktura i princip rada Hondinog i-VTEC sustava promjenjivog podizanja ventila nisu komplicirani. To se može smatrati dodavanjem treće klackalice i treće bregaste osovine izvornom. Kako mijenja dizanje ventila? Može se jednostavno razumjeti da se odvajanjem i integracijom tri klackalice postiže prebacivanje bregastog vratila pod visokim i niskim kutom, čime se mijenja podizanje ventila.
slika
Kada je motor pod malim opterećenjem, tri klackalice su u odvojenom stanju. Klackalice s obje strane ekscentra pod malim kutom kontroliraju otvaranje i zatvaranje ventila, a podizanje ventila je malo. Kada je motor pod velikim opterećenjem, tri klackalice su spojene u jednu, a podizanje ventila je malo. Kutni brijeg pokreće međuklackalicu i ima veliko podizanje ventila.
● BMW Valvetronic sustav promjenjivog podizanja ventila
slika
BMW-ov Valvetronic sustav varijabilnog podizanja ventila uglavnom mijenja podizanje ventila dodavanjem komponenti kao što su ekscentrične osovine, servo motori i srednje potisne šipke njegovom mehanizmu ventila. Kada motor radi, mehanizam pužnog zupčanika pokreće ekscentričnu osovinu da se okreće, a zatim gura ventil kroz srednju potisnu polugu i klackalicu. Ekscentar se okreće pod različitim kutovima, a bregasto vratilo gura ventil kroz središnju polugu za potiskivanje i klackalicu kako bi se proizvelo različito podizanje, čime se kontrolira podizanje ventila.
● Audi AVS sustav promjenjivog podizanja ventila
slika
Audijev AVS sustav promjenjivog podizanja ventila uglavnom mijenja podizanje ventila prebacivanjem dvaju setova bregastih osovina s različitim visinama na bregastom vratilu. Njegov princip vrlo je sličan Hondinom i-VTEC-u, osim što je AVS sustav ugrađen na bregastu osovinu. Čahura sa spiralnim utorom na bregastom vratilu koristi se za pomicanje bregastog vratila ulijevo i udesno, čime se izmjenjuju visoki i niski bregovi na bregastom vratilu.
slika
slika
Kada je motor pod velikim opterećenjem, elektromagnetski pokretač pomiče bregastu osovinu udesno i prebacuje se na bregastu osovinu pod visokim kutom, čime se povećava podizanje ventila; kada je motor pod niskim opterećenjem, elektromagnetski pokretač pomiče bregastu osovinu ulijevo i prebacuje na bregastu osovinu pod malim kutom. , za smanjenje podizanja ventila.
Analiza principa izravnog ubrizgavanja u cilindar motora
Kako zahtjevi za energijom i zaštitom okoliša postaju sve stroži, motori se moraju nastaviti nadograđivati i razvijati kako bi zadovoljili potrebe ljudi. Vjerujem da su svi upoznati s izrazima kao što su "izravno ubrizgavanje u cilindar", "stratificirano izgaranje" i "promjenjivi obujam". Kako rade? Otkrijmo zajedno u nastavku.
● Jesu li klip i radilica najviše "umorni"?
slika
Nakon što se pokrene i radi, "glava" klipa bit će izložena visokoj temperaturi i visokom tlaku, te će se nastaviti kretati gore-dolje velikom brzinom. Radno okruženje je vrlo surovo. Može se reći da je klip "srce" motora, tako da točnost izrade materijala klipa ima vrlo visoke zahtjeve.
slika
Radilica na koju klip gazi također je neugodna, jer se mora stalno okretati velikom brzinom. Radilica se okrene tisućama puta u minuti i nosi težak zadatak pokretanja uljne pumpe, generatora, kompresora klima uređaja, bregastog vratila i drugih mehanizama. To je međuosovina snage motora, pa je i relativno "jaka".
● Kako promijeniti linearno gibanje u rotacijsko?
Svi znamo da se klip u cilindru kreće gore-dolje u linearnom gibanju, ali kako bi se proizvela rotacijska sila koja pokreće kotače naprijed, kako se linearno gibanje pretvara u rotacijsko gibanje? Zapravo, to ima mnogo veze sa strukturom koljenastog vratila. Osovina klipnjače koljenastog vratila i glavne osovine nisu u istoj ravnoj liniji, već su postavljene nasuprotno.
slika
Ovaj princip kretanja me zapravo prati
