เครื่องยนต์เบนซิน: หลักการทำงาน อุปกรณ์ และรูปถ่าย

2024 ผู้เขียน: Erin Ralphs | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-19 19:28

เครื่องยนต์เบนซินเป็นหนึ่งในเครื่องยนต์ที่พบมากที่สุดในบรรดาเครื่องยนต์อื่นๆ ทั้งหมดที่ติดตั้งในรถยนต์ แม้ว่าหน่วยพลังงานที่ทันสมัยประกอบด้วยหลายส่วน แต่หลักการทำงานของเครื่องยนต์เบนซินนั้นง่ายมาก ในส่วนของบทความเราจะทำความคุ้นเคยกับอุปกรณ์และหลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

อุปกรณ์

เครื่องยนต์เบนซินจัดเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายใน ภายในห้องเผาไหม้ ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศที่อัดไว้ล่วงหน้าจะถูกจุดไฟโดยใช้ประกายไฟ คันเร่งใช้เพื่อควบคุมกำลังของมอเตอร์ ช่วยให้คุณสามารถปรับปริมาณอากาศที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้ได้

มาดูโครงสร้างของส่วนประกอบหลักทั้งหมดของเครื่องยนต์สันดาปภายในกัน หน่วยส่งกำลังแต่ละชุดประกอบด้วยบล็อกกระบอกสูบ กลไกข้อเหวี่ยง ชิ้นส่วนของกลุ่มลูกสูบ-กระบอกสูบ กลไกการจ่ายแก๊ส ระบบหล่อลื่นและหล่อเย็น และระบบไฟฟ้านอกจากนี้เครื่องยนต์จะไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีอุปกรณ์ไฟฟ้า ระบบและส่วนประกอบทั้งหมดเหล่านี้โต้ตอบกันระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์

บล็อกกระบอกสูบเครื่องยนต์

บล็อกกระบอกเป็นส่วนหลักของมอเตอร์ใดๆ เป็นเหล็กหล่อหรืออลูมิเนียมหล่อชิ้นเดียว บล็อกมีกระบอกสูบและรูเกลียวต่างๆ จำนวนมากสำหรับติดตั้งสิ่งที่แนบมาและอุปกรณ์อื่นๆ องค์ประกอบมีระนาบกลึงสำหรับติดตั้งฝาสูบและชิ้นส่วนอื่นๆ

การออกแบบบล็อกขึ้นอยู่กับจำนวนกระบอกสูบ ตำแหน่งของห้องเผาไหม้ และวิธีการทำความเย็นเป็นอย่างมาก ในหนึ่งบล็อกสามารถรวมกระบอกสูบได้ตั้งแต่ 1 ถึง 16 สูบ ในเวลาเดียวกัน บล็อกที่มีจำนวนกระบอกสูบเป็นเลขคี่นั้นพบได้น้อย จากรุ่นที่ผลิตอยู่ในขณะนี้ คุณสามารถหาเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบ 3 สูบได้ บล็อคส่วนใหญ่มี 2, 4, 8, 12 และบางครั้งก็มี 16 กระบอก

เครื่องยนต์ที่มีจำนวนกระบอกสูบตั้งแต่ 1 ถึง 4 กระบอกสูบต่างกันในการจัดเรียงห้องเผาไหม้ในแถวเดียวกัน เรียกว่าเครื่องยนต์อินไลน์ หากมีกระบอกสูบมากกว่านั้นจะอยู่ในบล็อกในสองแถวในมุมหนึ่ง ทำให้สามารถลดขนาดโดยรวมได้ แต่เทคโนโลยีสำหรับการผลิตบล็อกดังกล่าวมีความซับซ้อนมากขึ้น

สามารถแยกแยะบล็อกได้อีกประเภทหนึ่ง ในนั้นห้องเผาไหม้ตั้งอยู่ในสองแถวที่มุม 180 องศา สิ่งเหล่านี้เรียกว่าบ็อกเซอร์มอเตอร์ หลักการทำงานของเครื่องยนต์เบนซินประเภทนี้ไม่แตกต่างจากเครื่องยนต์สันดาปภายในทั่วไป มักพบในรถจักรยานยนต์ แต่ก็มีรถยนต์ติดตั้งอยู่ด้วย

เย็นลงก็ได้แยกความแตกต่างของระบบสองประเภท นี่คือการระบายความร้อนด้วยของเหลวและอากาศ คุณสมบัติการออกแบบของบล็อกกระบอกสูบขึ้นอยู่กับระบบทำความเย็นที่เลือก หน่วยระบายความร้อนด้วยอากาศง่ายกว่าหน่วยระบายความร้อนด้วยน้ำมาก ห้องเผาไหม้ในกรณีนี้ไม่ได้เป็นของบล็อก

หน่วยระบายความร้อนด้วยของเหลวนั้นซับซ้อนกว่ามาก การออกแบบมีห้องเผาไหม้อยู่แล้ว แจ็คเก็ตระบายความร้อนวางอยู่เหนือบล็อกโลหะของกระบอกสูบซึ่งภายในซึ่งสารหล่อเย็นถูกบังคับให้หมุนเวียนซึ่งทำหน้าที่กำจัดความร้อนออกจากชิ้นส่วน บล็อกและเสื้อระบายความร้อนในเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นหนึ่งเดียว

ส่วนบนของบล็อกกระบอกมีหัวปิด เป็นพื้นที่ปิดที่มีกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิง ฝาสูบอาจมีการออกแบบที่เรียบง่ายหรือซับซ้อนกว่า

กลไกข้อเหวี่ยง

การประกอบนี้ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์ด้วย จำเป็นต่อการเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของลูกสูบให้เป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง ส่วนหลักที่นี่คือเพลาข้อเหวี่ยง มันเชื่อมต่อกับบล็อกเครื่องยนต์อย่างเคลื่อนย้ายได้ เนื่องจากความคล่องตัวนี้ ก้านสามารถหมุนรอบแกนได้

มู่เล่ติดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของเพลาข้อเหวี่ยง จำเป็นต้องส่งแรงบิดจากเพลาข้อเหวี่ยงไปยังชุดเกียร์ หลักการทำงานของเครื่องยนต์เบนซินสี่จังหวะให้รอบเพลาข้อเหวี่ยงสองครั้งสำหรับรอบครึ่งรอบที่มีประโยชน์งาน. รอบที่เหลือต้องมีการดำเนินการย้อนกลับ - นี่คือสิ่งที่มู่เล่มีให้ เนื่องจากมีน้ำหนักค่อนข้างมาก เมื่อหมุนด้วยพลังงานจลน์ มันจะเปลี่ยนเพลาข้อเหวี่ยงระหว่างขั้นตอนของรอบการเตรียมการ

มีวงแหวนรอบวงล้อพิเศษ ด้วยความช่วยเหลือของโหนดนี้ คุณสามารถสตาร์ทเครื่องยนต์ด้วยสตาร์ทเตอร์ได้ อีกด้านหนึ่งของเพลาข้อเหวี่ยงจะมีเฟืองปั๊มน้ำมันและเฟืองไทม์มิ่ง ด้านหลังยังมีหน้าแปลนสำหรับติดรอก

ประกอบยังรวมถึงก้านสูบ ช่วยให้คุณถ่ายโอนแรงจากลูกสูบไปยังเพลาข้อเหวี่ยงและในทางกลับกัน ก้านสูบยังยึดกับเพลาข้อเหวี่ยงแบบเคลื่อนย้ายได้ ไม่มีการสัมผัสโดยตรงระหว่างพื้นผิวของบล็อกกระบอกสูบ เพลาข้อเหวี่ยง และก้านสูบ - ชิ้นส่วนเหล่านี้ทำงานผ่านตลับลูกปืนธรรมดา

ส่วนกระบอกสูบ-ลูกสูบ

ส่วนนี้เป็นกระบอกสูบหรือปลอกหุ้ม ลูกสูบ แหวนลูกสูบ และหมุด รายละเอียดเหล่านี้เป็นไปตามหลักการทำงานของเครื่องยนต์เบนซิน นี่คือที่ที่งานทั้งหมดเสร็จสิ้น เชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ในกระบอกสูบ และพลังงานที่ปล่อยออกมาจะถูกแปลงเป็นการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง การเผาไหม้เกิดขึ้นภายในกระบอกสูบซึ่งปิดที่มือข้างหนึ่งโดยหัวถังและอีกด้านหนึ่งโดยลูกสูบ ลูกสูบเคลื่อนที่อย่างอิสระภายในกระบอกสูบ

หลักการทำงานของเครื่องยนต์เบนซินนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับการอัดส่วนผสมอากาศกับเชื้อเพลิงด้วย เพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งนี้จำเป็นต้องมีความรัดกุม มีให้โดยแหวนลูกสูบ ส่วนหลังป้องกันไม่ให้ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เข้าไประหว่างลูกสูบกับกระบอก

GRM (กลไกการจ่ายแก๊ส)

หน้าที่หลักของกลไกนี้คือการจัดหาส่วนผสมเชื้อเพลิงหรือเชื้อเพลิงไปยังกระบอกสูบในเวลาที่เหมาะสม จำเป็นต้องกำหนดเวลาในการกำจัดไอเสียด้วย

สายพานไทม์มิ่งสองจังหวะ

หากเราพิจารณาหลักการทำงานของเครื่องยนต์เบนซินสองจังหวะ ก็ไม่มีกลไกการจับเวลาในนั้น ที่นี่การฉีดส่วนผสมเชื้อเพลิงและการปล่อยก๊าซไอเสียจะดำเนินการผ่านหน้าต่างเทคโนโลยีในกระบอกสูบ มีสามหน้าต่าง - ทางเข้า ทางออก บายพาส

เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ ลูกสูบจะเปิดหรือปิดหน้าต่างนี้หรือหน้าต่างนั้น กระบอกสูบเต็มไปด้วยเชื้อเพลิงก๊าซก็ถูกปล่อยออกมาเช่นกัน ด้วยกลไกการจ่ายก๊าซดังกล่าว จึงไม่จำเป็นต้องมีชิ้นส่วนเพิ่มเติม ดังนั้นฝาสูบในเครื่องยนต์สองจังหวะจึงเรียบง่าย ฟังก์ชันนี้มีไว้เพื่อความรัดกุมสูงสุดเท่านั้น

สายพานไทม์มิ่ง4จังหวะ

มอเตอร์ 4 จังหวะมาพร้อมกับกลไกการจับเวลาที่สมบูรณ์ ในกรณีนี้เชื้อเพลิงจะถูกฉีดผ่านรูในหัวถังที่เชื่อมโยงกับวาล์ว เมื่อจำเป็นต้องจ่ายหรือกำจัดก๊าซไอเสีย วาล์วที่เกี่ยวข้องจะเปิดและปิด หลังสามารถเปิดและปิดได้โดยใช้เพลาลูกเบี้ยว มีกล้องพิเศษ

ระบบไฟ

งานหลักของระบบนี้คือการเตรียมส่วนผสมของเชื้อเพลิงและให้แน่ใจว่ามีการจ่ายเชื้อเพลิงไปยังห้องเผาไหม้ต่อไป การออกแบบขึ้นอยู่กับหลักการทำงานของเครื่องยนต์เบนซินของรถเป็นอย่างมาก

เครื่องยนต์เบนซินสามารถมีระบบเชื้อเพลิงสองประเภท - คาร์บูเรเตอร์และหัวฉีด ในกรณีแรกจะใช้คาร์บูเรเตอร์เพื่อเตรียมส่วนผสม มันผสม ปริมาณ และส่งมอบส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศไปยังห้องเผาไหม้ หัวฉีดจะฉีดเชื้อเพลิงภายใต้แรงดันเข้าไปในรางเชื้อเพลิง จากตำแหน่งที่น้ำมันเบนซินเข้าสู่กระบอกสูบผ่านหัวฉีด

ในรถหัวฉีด หลักการทำงานของระบบกำลังเครื่องยนต์เบนซินนั้นแตกต่างกัน เนื่องจากปริมาณการใช้ที่แม่นยำกว่า นอกจากนี้ อากาศในหัวฉีดยังผสมกับน้ำมันเบนซินในท่อร่วมไอดี หัวฉีดไม่เหมือนคาร์บูเรเตอร์ ฉีดเชื้อเพลิงได้ดีกว่า

ระบบเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซลมันต่างกัน ที่นี่การฉีดจะดำเนินการแยกกันสำหรับแต่ละกระบอกสูบ สายพานราวลิ้นจ่ายอากาศไปยังห้องเผาไหม้เท่านั้น ระบบรวมถัง กรอง ปั๊มน้ำมัน สาย

ระบบหล่อลื่น

หลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้น้ำมันเบนซินนั้นเกี่ยวข้องกับการเสียดสีของชิ้นส่วน ต้องขอบคุณระบบหล่อลื่น หนามระหว่างพื้นผิวถูจะลดลง ฟิล์มน้ำมันถูกสร้างขึ้นบนชิ้นส่วน ซึ่งช่วยปกป้องพื้นผิวจากการสัมผัสโดยตรง ระบบประกอบด้วยปั๊ม, ห้องข้อเหวี่ยงสำหรับเก็บน้ำมัน, ไส้กรอง, รวมถึงช่องหล่อลื่นในบล็อคเครื่องยนต์

เทอร์โบชาร์จเจอร์

รถสมัยใหม่มีเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่มีปริมาตรต่ำ แต่หลายคันมีกำลังเพียงพอ ได้มาจากการใช้กังหัน หลักการทำงานของกังหันในเครื่องยนต์เบนซินนั้นขึ้นอยู่กับการใช้ก๊าซไอเสีย ก๊าซหมุนใบพัดกังหันซึ่งอัดอากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ ยิ่งอากาศมากเท่าไร เชื้อเพลิงก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย

ระบบทำความเย็น

ระหว่างการทำงานของมอเตอร์ เครื่องจะร้อนขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ในกระบอกสูบอุณหภูมิสามารถเข้าถึง 800 องศา จำเป็นต้องมีระบบทำความเย็นเพื่อรักษาอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสม งานหลักคือการขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากกระบอกสูบ ลูกสูบ และส่วนอื่นๆ

ระบบลมประกอบด้วยพื้นผิวพิเศษบนบล็อกซึ่งระบายความร้อนด้วยการเป่าลม ระบบของเหลวให้เสื้อระบายความร้อนที่สารป้องกันการแข็งตัวหมุนเวียน มันสัมผัสโดยตรงกับพื้นผิวด้านนอกของกระบอกสูบ ระบบประกอบด้วยปั๊ม เทอร์โมสตัท ท่อสำหรับต่อสาย แทงค์ขยาย และเทอร์โมสตัท

อุปกรณ์ไฟฟ้า

ด้วยอุปกรณ์นี้ ไฟฟ้าจะจ่ายให้กับเครือข่ายในรถ ไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของระบบจุดระเบิด สตาร์ทเตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ อุปกรณ์ไฟฟ้า ได้แก่ แบตเตอรี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สตาร์ทเตอร์ เซนเซอร์ แม้ว่าหลักการทำงานของเครื่องยนต์เบนซินและดีเซลจะแตกต่างกัน แต่อุปกรณ์ไฟฟ้าก็มีให้ในเครื่องยนต์ดีเซลด้วย

ระบบจุดระเบิด

ระบบนี้ใช้ได้กับเครื่องยนต์เบนซินเท่านั้น สำหรับหน่วยพลังงานดีเซล ส่วนผสมของเชื้อเพลิงจะถูกจุดไฟโดยการบีบอัด ในเครื่องยนต์เบนซิน เชื้อเพลิงและอากาศถูกจุดไฟประกายไฟที่กระโดดในเวลาที่เหมาะสมระหว่างขั้วไฟฟ้าของเทียน ระบบประกอบด้วย คอยล์จุดระเบิด ผู้จัดจำหน่าย สายไฟฟ้าแรงสูง หัวเทียน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

สรุป

นั่นคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับอุปกรณ์และหลักการทำงานของเครื่องยนต์เบนซิน อย่างที่คุณเห็น ทุกอย่างง่ายมาก คุณแค่ต้องเข้าใจกฎของฟิสิกส์สักหน่อย