ICE - wat is het? Verbrandingsmotor: kenmerken, schema

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Het zou niet overdreven zijn om te zeggen dat de meeste zelfrijdende apparaten tegenwoordig zijn uitgerust met interne verbrandingsmotoren van verschillende ontwerpen, die verschillende werkingsprincipes gebruiken. In ieder geval als we het over wegvervoer hebben. In dit artikel gaan we dieper in op ICE. Wat het is, hoe dit apparaat werkt, wat de voor- en nadelen zijn, leer je door het te lezen.

Het werkingsprincipe van verbrandingsmotoren

Het belangrijkste werkingsprincipe van een verbrandingsmotor is gebaseerd op het feit dat brandstof (vast, vloeibaar of gasvormig) verbrandt in een speciaal toegewezen werkvolume in de unit zelf, waarbij thermische energie wordt omgezet in mechanische energie.

Het werkmengsel dat de cilinders van een dergelijke motor binnenkomt, wordt gecomprimeerd. Na de ontsteking, met behulp van speciale apparaten, ontstaat er een overdruk van gassen, waardoor de zuigers van de cilinders gedwongen worden terug te keren naar hun oorspronkelijke positie. Zo is het gemaakteen constante inschakelduur die kinetische energie omzet in koppel met behulp van speciale mechanismen.

Tegenwoordig kan een apparaat met een interne verbrandingsmotor drie hoofdtypen hebben:

• tweetaktmotor, vaak licht genoemd;
• 4-takt aandrijfeenheid voor hogere vermogens- en efficiëntieclassificaties;
• gasturbine-eenheden met verhoogde vermogenskenmerken.

Bovendien zijn er nog andere aanpassingen aan de hoofdcircuits die bepaalde eigenschappen van dit soort energiecentrales verbeteren.

Voordelen van verbrandingsmotoren

In tegenstelling tot krachtbronnen die externe kamers nodig hebben, hebben verbrandingsmotoren aanzienlijke voordelen. De belangrijkste zijn:

• veel compacter formaat;
• hoger vermogen;
• optimale efficiëntiewaarden.

Opgemerkt moet worden, als we het over de verbrandingsmotor hebben, dat dit een apparaat is dat in de meeste gevallen het gebruik van verschillende soorten brandstof mogelijk maakt. Het kan benzine, dieselbrandstof, natuurlijk of vloeibaar gas, kerosine en zelfs gewoon hout zijn.

Een dergelijke veelzijdigheid heeft dit motorconcept een welverdiende populariteit, alomtegenwoordigheid en een werkelijk wereldwijd leiderschap gegeven.

Historische brief

Het is algemeen aanvaard dat de geschiedenis van de verbrandingsmotor teruggaat tot het moment dat de Fransman de Rivas de zuigermotor creëerde in 1807een eenheid die waterstof in gasvormige aggregatie als brandstof gebruikte. En hoewel het ICE-apparaat sindsdien aanzienlijke veranderingen en aanpassingen heeft ondergaan, worden de belangrijkste ideeën van deze uitvinding nog steeds gebruikt.

De eerste viertakt verbrandingsmotor zag het levenslicht in 1876 in Duitsland. Halverwege de jaren 80 van de 19e eeuw werd in Rusland een carburateur ontwikkeld, die het mogelijk maakte om de toevoer van benzine naar de motorcilinders te doseren.

En helemaal aan het einde van de vorige eeuw stelde de beroemde Duitse ingenieur Rudolf Diesel het idee voor om een brandbaar mengsel onder druk te ontsteken, wat de vermogenskenmerken van interne verbrandingsmotoren en de efficiëntie-indicatoren van eenheden van dit type, die voorheen veel te wensen overlieten. Sindsdien is de ontwikkeling van verbrandingsmotoren voornamelijk in het teken van verbetering, modernisering en de introductie van verschillende verbeteringen geweest.

Belangrijkste typen en typen verbrandingsmotoren

Desalniettemin heeft meer dan 100 jaar geschiedenis van dit type eenheden de ontwikkeling mogelijk gemaakt van verschillende basistypen energiecentrales met interne verbranding van brandstof. Ze verschillen niet alleen van elkaar in de samenstelling van het gebruikte werkmengsel, maar ook in ontwerpkenmerken.

Benzinemotoren

Zoals de naam al aangeeft, gebruiken de eenheden van deze groep verschillende soorten benzine als brandstof.

Op hun beurt worden dergelijke energiecentrales meestal in twee grote groepen verdeeld:

• Carburateur. In dergelijke apparaten is de brandstofhet mengsel voordat het de cilinders binnengaat, wordt verrijkt met luchtmassa's in een speciaal apparaat (carburateur). Daarna wordt het ontstoken met een elektrische vonk. Een van de meest prominente vertegenwoordigers van dit type zijn de VAZ-modellen, waarvan de verbrandingsmotor lange tijd uitsluitend van het type carburateur was.
• Injector. Dit is een complexer systeem waarbij brandstof via een speciaal spruitstuk en injectoren in de cilinders wordt geïnjecteerd. Het kan zowel mechanisch gebeuren als via een speciaal elektronisch apparaat. Common Rail directe injectiesystemen worden als de meest productieve beschouwd. Geïnstalleerd op bijna alle moderne auto's.

Benzinemotoren met injectie worden als zuiniger beschouwd en hebben een hoger rendement. De kosten van dergelijke eenheden zijn echter veel hoger en onderhoud en bediening zijn merkbaar moeilijker.

Dieselmotoren

Aan het begin van het bestaan van dit soort eenheden kon je vaak een grap horen over de verbrandingsmotor, dat dit een apparaat is dat benzine eet als een paard, maar veel langzamer beweegt. Met de uitvinding van de dieselmotor heeft deze grap zijn relevantie gedeeltelijk verloren. Vooral omdat diesel kan rijden op brandstof van veel lagere kwaliteit. En dat betekent veel goedkoper dan benzine.

Het belangrijkste fundamentele verschil tussen een dieselverbrandingsmotor is de afwezigheid van geforceerde ontsteking van het brandstofmengsel. Dieselbrandstof wordt in de cilinders gespoten met specialemondstukken en afzonderlijke brandstofdruppels worden ontstoken door de drukkracht van de zuiger. Naast de voordelen heeft de dieselmotor ook een aantal nadelen. Onder hen zijn de volgende:

• veel minder vermogen vergeleken met benzinemotoren;
• grote afmetingen en gewichtskenmerken;
• moeite met starten in extreme weers- en klimaatomstandigheden;
• onvoldoende trekkracht en neiging tot ongerechtvaardigde vermogensverliezen, vooral bij relatief hoge snelheden.

Bovendien is het repareren van een verbrandingsmotor van het dieseltype meestal veel gecompliceerder en duurder dan het aanpassen of herstellen van de prestaties van een benzinemotor.

Gasmotoren

Ondanks de lage prijs van aardgas dat als brandstof wordt gebruikt, is de constructie van verbrandingsmotoren op gas onevenredig ingewikkelder, wat leidt tot een aanzienlijke stijging van de kosten van de eenheid als geheel, de installatie en het gebruik ervan in bijzonder.

In krachtcentrales van dit type komt vloeibaar of aardgas de cilinders binnen via een systeem van speciale tandwielkasten, spruitstukken en sproeiers. Het brandstofmengsel wordt op dezelfde manier ontstoken als in carburateurbenzine-eenheden - met behulp van een elektrische vonk die uit een bougie komt.

Gecombineerde typen verbrandingsmotoren

Weinig mensen kennen gecombineerde ICE-systemen. Wat is het en waar wordt het gebruikt?

Dit gaat natuurlijk niet over moderne hybridevoertuigen die zowel op brandstof als op een elektrische motor kunnen rijden. Gecombineerde verbrandingsmotoren worden meestal dergelijke eenheden genoemd die elementen van verschillende principes van brandstofsystemen combineren. De meest prominente vertegenwoordiger van de familie van dergelijke motoren zijn gas-dieselfabrieken. Daarin komt het brandstofmengsel op bijna dezelfde manier als in gaseenheden het verbrandingsmotorblok binnen. Maar de brandstof wordt niet ontstoken met behulp van een elektrische ontlading van een kaars, maar met een ontstekingsdeel dieselbrandstof, zoals bij een conventionele dieselmotor gebeurt.

Service en reparatie van verbrandingsmotoren

Ondanks een vrij grote verscheidenheid aan aanpassingen, hebben alle verbrandingsmotoren vergelijkbare basisontwerpen en diagrammen. Om echter hoogwaardig onderhoud en reparatie van verbrandingsmotoren uit te voeren, is het noodzakelijk om de structuur ervan grondig te kennen, de werkingsprincipes te begrijpen en problemen te kunnen identificeren. Om dit te doen, is het natuurlijk noodzakelijk om het ontwerp van verschillende soorten interne verbrandingsmotoren zorgvuldig te bestuderen, om zelf het doel van bepaalde onderdelen, samenstellingen, mechanismen en systemen te begrijpen. Dit is niet makkelijk, maar wel heel spannend! En vooral, het juiste.

Speciaal voor nieuwsgierige geesten die zelfstandig alle mysteries en geheimen van bijna elk voertuig willen begrijpen, wordt een schematisch schematisch diagram van de verbrandingsmotor getoond op de bovenstaande foto.

Dus we hebben ontdekt wat deze krachtbron is.