2024 ผู้เขียน: Erin Ralphs | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-19 19:26
เครื่องยนต์สันดาปภายในในรถยนต์เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุด หากไม่มีการประดิษฐ์เครื่องยนต์สันดาปภายในขึ้นมา อุตสาหกรรมยานยนต์น่าจะหยุดอยู่ที่ล้อและไม่พัฒนาไปไกลกว่านี้ในสัดส่วนที่ทันสมัย เครื่องยนต์ได้ทำการปฏิวัติอย่างแท้จริง มาคุยกันว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในคืออะไร เกี่ยวกับประวัติ อุปกรณ์ และหลักการทำงาน
ความพยายามครั้งแรกในการสร้างหน่วยที่คล้ายกับเครื่องยนต์สันดาปภายในเริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 18 นักประดิษฐ์จำนวนมากจากทั่วทุกมุมโลกได้พยายามเป็นเวลานานในการสร้างกลไกที่พลังงานจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานกลได้
เครื่องแรก
พี่น้อง Niepce จากฝรั่งเศสเป็นคนแรกที่คิดว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในคืออะไรและจะสร้างอย่างไร พวกเขาคิดค้นและประกอบอุปกรณ์ที่เรียกว่า pyraeolophore เชื้อเพลิงในมอเตอร์นี้คือฝุ่นถ่านหิน แต่กลไกนี้ไม่ได้รับการยอมรับในด้านวิทยาศาสตร์มากนักจากประสิทธิภาพทั้งหมด และยังคงอยู่ในรูปแบบของภาพวาดเท่านั้น "Piraeophorus" มีการออกแบบที่ไม่สมบูรณ์มาก เขาโดดเด่นด้วยอุณหภูมิการทำงานที่สูงและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมหาศาลโดยมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ นอกจากนี้หน่วยนี้ใช้น้ำมันเป็นจำนวนมาก แต่ถึงอย่างนั้น เครื่องยนต์นี้ก็ถูกติดตั้งในรถสามล้อคันแรกซึ่งยังไม่สมบูรณ์แบบ
ความพยายามครั้งที่สอง
ในปี พ.ศ. 2407 ซิกฟรีด มาร์คุส ผู้มีส่วนร่วมในการประดิษฐ์ต่างๆ ได้แสดงให้โลกเห็นถึงเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์กระบอกเดียวเครื่องแรก
ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากการเผาไหม้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ICE นี้มีความเร็ว 10 ไมล์ต่อชั่วโมงอย่างมีนัยสำคัญในขณะนั้น
เครื่องยนต์สองสูบไบรตัน
ในปี 1873 วิศวกร George Brighton จากการพัฒนาที่มีอยู่ ได้สร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในสองสูบ ในตอนเริ่มต้น เครื่องยนต์ทำงานโดยใช้น้ำมันก๊าด จากนั้นจึงเปลี่ยนมาใช้น้ำมันเบนซิน ในบรรดาข้อบกพร่องของอุปกรณ์นี้ มีการแยกขนาดที่ใหญ่เกินไปออก
เครื่องยนต์ Otto
ในปี 1876 ก้าวสำคัญในประวัติศาสตร์ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน Nicholas Otto สามารถสร้างหน่วยที่ซับซ้อนทางเทคนิคซึ่งแปลงพลังงานจากการเผาไหม้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมให้เป็นพลังงานกลได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ในปี 1883 เดลาแมร์ วิศวกรชาวฝรั่งเศสได้สร้างเครื่องยนต์ที่สามารถใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งประดิษฐ์นี้ยังไม่พบการตอบสนองและมีอยู่บนกระดาษในรูปแบบของภาพวาดเท่านั้น
ดังในประวัติศาสตร์ยานยนต์
ในปี 1815 Gottlieb Daimler นึกถึงเครื่องยนต์สันดาปภายในและวิธีใช้งาน เขาไม่เพียงแต่สร้างเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพ แต่ยังตั้งค่าการผลิตอีกด้วยต้นแบบของหน่วยที่ทันสมัยด้วยการจัดเรียงแนวตั้งของกระบอกสูบและหัวฉีดคาร์บูเรเตอร์
นี่คือกลไกขนาดกะทัดรัดเครื่องแรกในขณะนั้น ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์
คำจำกัดความทั่วไปของ ICE
บางทีทุกคนก็รู้ว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในมีอะไรบ้างในรถ แต่คุณสมบัติหลักของกลไกการเผาไหม้ภายในคือส่วนผสมของเชื้อเพลิงถูกจุดไฟโดยตรงในห้องทำงานและไม่ใช่ในสื่อภายนอกใด ๆ ในระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์พลังงานเคมีและความร้อนจะถูกปล่อยออกมาซึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล พวกเขาพูดคุยกันในหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนเกี่ยวกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน และหลักการทำงานขึ้นอยู่กับผลกระทบของการขยายตัวทางความร้อนของก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของผสมที่ติดไฟได้ภายใต้แรงดันในห้องเผาไหม้
ประเภทเครื่องยนต์สันดาปภายใน
สามารถแยกแยะเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบได้ พวกเขามีประสิทธิภาพมากที่สุด นี้จะได้รับการยืนยันโดยบุคคลที่มีทักษะในการบำรุงรักษาและซ่อมแซมเครื่องยนต์ - ไดรเวอร์เครื่องยนต์สันดาปภายใน มันคืออะไร? อุปกรณ์ของมอเตอร์นี้มีดังนี้: ห้องเผาไหม้ตั้งอยู่ภายในกระบอกสูบ พลังงานความร้อนจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลโดยใช้กลไกข้อเหวี่ยงก้านสูบและลูกสูบ พลังงานจะถูกถ่ายโอนไปยังเพลาข้อเหวี่ยง
เครื่องยนต์ลูกสูบมีหลายประเภท อันดับแรก เราสังเกตเครื่องยนต์สันดาปภายในของคาร์บูเรเตอร์ ที่นี่ ส่วนผสมของเชื้อเพลิงถูกเตรียมในคาร์บูเรเตอร์แล้วฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ด้วยประกายไฟ นี่เป็นโอกาสที่ดีในการเรียนรู้ว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในมีอะไรบ้างในรถยนต์ หัวฉีดเครื่องยนต์ส่งส่วนผสมโดยตรงไปยังท่อร่วมไอดีโดยใช้หัวฉีดพิเศษ กระบวนการทั้งหมดในมอเตอร์ดังกล่าวถูกควบคุมโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จุดไฟมาจากเทียน
มีเครื่องดีเซลด้วย ผู้ที่ไม่รู้ว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในมีอะไรบ้างในรถยนต์ควรทำความรู้จักกับมอเตอร์ประเภทนี้ให้มากขึ้น ที่นี่ส่วนผสมของเชื้อเพลิงจะจุดไฟโดยไม่ต้องใช้เทียน มันติดไฟเนื่องจากการอัดอากาศซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิเกินค่าการเผาไหม้ของส่วนผสม เชื้อเพลิงถูกฉีดโดยใช้หัวฉีดพิเศษ
เครื่องยนต์โรเตอร์ลูกสูบเป็นหน่วยที่ค่อนข้างน่าสนใจ เครื่องยนต์สันดาปภายในในรถยนต์ประเภทนี้คืออะไร? ตอนนี้อุปกรณ์ดังกล่าวค่อนข้างหายาก ในกลไกนี้ พลังงานความร้อนจากการเผาไหม้จะถูกแปลงเป็นพลังงานกลด้วยความช่วยเหลือของก๊าซทำงานที่หมุนโรเตอร์ในห้องทำงาน กลไกนี้มีรูปร่าง ลักษณะพิเศษ และเคลื่อนที่ไปตามวิถี "ดาวเคราะห์" ภายในห้องทำงานโดยตรง หลังยังมีการกำหนดค่าพิเศษ - "8" และหน้าที่ของมันคือจังหวะเวลากลุ่มลูกสูบและเพลาข้อเหวี่ยง ตอนนี้ทุกคนรู้แล้วว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในคืออะไรในรถแทบไม่เคยใช้เลย
นอกจากนี้ยังมีเครื่องยนต์กังหันก๊าซอีกด้วย ที่นี่ พลังงานจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลโดยการหมุนโรเตอร์ ซึ่งทำให้เพลากังหันเคลื่อนที่ ในระหว่างการปรับปรุงและทดลอง นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจากทั่วทุกมุมโลกได้พิจารณาแล้วว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบมีประสิทธิภาพ เชื่อถือได้ ไม่โอ้อวด และประหยัดที่สุดในแง่ของเชื้อเพลิงและน้ำมันเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบ
สายพันธุ์อื่นๆเครื่องยนต์ ยกเว้นลูกสูบ ยังคงอยู่ในประวัติศาสตร์ เมื่อพิจารณาถึงคำถามว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในมีอะไรบ้างในรถยนต์ เป็นเรื่องที่น่าสังเกตว่าขณะนี้มีเพียง Mazda เท่านั้นที่ผลิตเครื่องยนต์ลูกสูบแบบโรตารี่ ไครสเลอร์ประกอบเครื่องยนต์เทอร์โบแก๊สหลายตัว แต่เมื่อนานมาแล้วและไม่มีผู้ผลิตรถยนต์รายใดที่ชื่นชมหน่วยเหล่านี้ ในสหภาพโซเวียต เครื่องยนต์กังหันก๊าซถูกใช้ในรถถังและเรือรบบางลำ อย่างไรก็ตาม จากนั้นเทคโนโลยีก็ถูกละทิ้งโดยสิ้นเชิง
เครื่องยนต์สันดาปภายในทำงานอย่างไร
สำหรับผู้ที่ไม่รู้ว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในคืออะไร ลองพิจารณาอุปกรณ์ของกลไกนี้กัน ส่วนประกอบที่สำคัญหลายอย่างรวมอยู่ในโครงมอเตอร์ในคราวเดียว นี่คือบล็อกกระบอกสูบ ซึ่งเป็นส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและอากาศที่จุดไฟภายใน จากนั้นก๊าซจะทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ กลุ่มข้อเหวี่ยงส่งพลังงานไปยังเพลาข้อเหวี่ยง
กลไกการจับเวลาใช้เพื่อให้แน่ใจว่าการเปิดหรือปิดวาล์วไอดีและไอเสียในเวลาที่เหมาะสม มันเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ส่วนผสมเข้าไปในกระบอกสูบและปล่อยก๊าซไอเสีย เครื่องยนต์สันดาปภายในยังติดตั้งระบบสำหรับการจ่ายเชื้อเพลิง การจุดส่วนผสมและการกำจัดก๊าซไอเสีย
หลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
ใครก็ตามที่ซ้อนรถต้องรู้ว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในคืออะไรและทำงานอย่างไร เมื่อเจ้าของรถบิดกุญแจในการจุดระเบิด สตาร์ทเตอร์จะหมุนเพลาข้อเหวี่ยง ลูกสูบขับเคลื่อนด้วยเพลาข้อเหวี่ยง เมื่อถึงจุดต่ำสุด มันจะเคลื่อนไปที่ TDC จากนั้นจะมีการป้อนส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ เมื่อไรลูกสูบเลื่อนขึ้นส่วนผสมถูกบีบอัด ในขณะที่มันไปถึงตำแหน่งสูงสุด ประกายไฟที่เกิดจากเทียนจะจุดประกายส่วนผสมที่ติดไฟได้ เกิดการระเบิดและก๊าซที่ปล่อยออกมาดันลูกสูบกลับลงมาด้วยแรงมหาศาล ณ จุดนี้วาล์วไอเสียจะเปิดขึ้น ก๊าซไอเสียร้อนออกจากกระบอกสูบสู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อลูกสูบเคลื่อนผ่านจุดศูนย์กลางตายล่างอีกครั้ง ลูกสูบจะเคลื่อนขึ้นสู่ด้านบนอีกครั้ง ในช่วงเวลานี้ เพลาข้อเหวี่ยงจะทำหนึ่งรอบ
เมื่อลูกสูบเริ่มเคลื่อนที่ใหม่ วาล์วไอดีจะเปิดออกและปล่อยให้ส่วนผสมที่ติดไฟได้ส่วนถัดไปเข้าไปในกระบอกสูบ หลังจะครอบครองปริมาตรของก๊าซไอเสียทั้งหมด กระบวนการทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้นจะเริ่มต้นอีกครั้ง เนื่องจากการทำงานของลูกสูบในเครื่องยนต์ดั้งเดิมเหล่านี้จำกัดเพียงสองจังหวะ มันจึงมีการเคลื่อนไหวน้อยกว่าเครื่องยนต์สี่จังหวะ การสูญเสียพลังงานจากแรงเสียดทานก็ลดลงเช่นกัน แต่ระหว่างการทำงาน จะเกิดความร้อนขึ้นมาก และมอเตอร์ดังกล่าวก็ร้อนขึ้นอีก
ต้องใช้น้ำมันเครื่อง. มันคืออะไร? เป็นของเหลวมันพิเศษที่ทำจากไฮโดรคาร์บอนที่ช่วยลดแรงเสียดทานในพื้นผิว ในเครื่องยนต์สองจังหวะ ลูกสูบยังทำหน้าที่เป็นกลไกการจับเวลา วาล์วเปิดและปิด ข้อเสียเปรียบหลักของระบบนี้คือการแลกเปลี่ยนก๊าซที่ไม่มีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับหน่วยสี่จังหวะ
สรุป
นี่คือสิ่งที่เครื่องยนต์สันดาปภายในอยู่ในรถ ซึ่งเป็นกลไกขับเคลื่อนรถหนัก วันนี้สิ่งนี้ถูกมองข้าม แต่ครั้งหนึ่งเครื่องยนต์สันดาปภายในถือว่ายิ่งใหญ่ที่สุดความก้าวหน้า
