Daugelis žmonių nori daugiau sužinoti apie automobilius, kad gilintų savo supratimą apie automobilius, tačiau dėl automobilių konstrukcijų sudėtingumo jie visi pasiduoda. Žemiau mes paruošėme jums iliustruotų automobilių straipsnių rinkinį, kuriame su nuotraukomis analizuojama automobilio vidinė struktūra, todėl sudėtingi principai yra lengvai suprantami.
paveikslėlį
Variklių konstrukcijų tipų analizė
Variklis yra automobilio energijos šaltinis, kaip ir žmogaus širdis. Tačiau skirtingų žmonių širdžių dydis ir sandara nelabai skiriasi, tačiau labai skiriasi skirtingų automobilių variklių vidinės struktūros. Taigi, kuo skiriasi skirtingų variklių konstrukcijos? Išsiaiškinkime kartu žemiau.
● Automobilio energijos šaltinis
paveikslėlį
Automobilio energijos šaltinis yra variklis, o variklio galia ateina iš cilindro vidaus. Variklio cilindras yra vieta, kur vidinė degalų energija paverčiama kinetine energija. Galima paprasčiausiai suprasti, kad degalai deginami cilindre, sukuriant didžiulį spaudimą stūmokliui stumti aukštyn ir žemyn, o jėga per švaistiklį perduodama alkūniniam velenui ir galiausiai paverčiama sukamuoju judesiu, o tada per transmisiją. ir varančiojo veleno, galia perduodama varantiesiems ratams, kad automobilis varytų į priekį.
● Cilindrų skaičius negali būti per daug
paveikslėlį
Dauguma automobilių apskritai turi keturių ir šešių cilindrų variklius. Kadangi variklio galia daugiausia gaunama iš cilindrų, ar tai reiškia, kad kuo daugiau cilindrų, tuo geriau? Tiesą sakant, didėjant cilindrų skaičiui, didėja ir variklio dalių. Atitinkamai padidėjus, variklio struktūra bus sudėtingesnė, o tai taip pat sumažins variklio patikimumą. Be to, tai padidins variklio gamybos sąnaudas ir vėlesnes priežiūros išlaidas. Todėl automobilio variklio cilindrų skaičius parenkamas po visapusiško kompromiso, atsižvelgiant į variklio naudojimą ir veikimo reikalavimus. Tokie varikliai kaip V12, W12 ir W16 naudojami tik keliuose didelio našumo automobiliuose.
● V tipo variklio konstrukcija
paveikslėlį
Tiesą sakant, paprastas V formos variklio supratimas yra tas, kad gretimi cilindrai yra sugrupuoti tam tikru kampu. Žiūrint iš šono, jis atrodo kaip V formos, tai yra V formos variklis. Palyginti su eiliniu varikliu, V tipo variklio aukštis ir ilgis yra mažesni, todėl variklio dangtis gali būti žemesnis ir atitikti aerodinaminius reikalavimus. V tipo variklio cilindrai yra išdėstyti priešingomis kryptimis kampu, kuris gali atsverti dalį vibracijos. Tačiau trūkumas yra tas, kad turi būti naudojamos dvi cilindrų galvutės, o konstrukcija yra gana sudėtinga. Nors variklio aukštis buvo sumažintas, atitinkamai padidėjo ir jo plotis, todėl fiksuotos erdvės variklio skyriuje sunku sumontuoti kitus įrenginius.
●W tipo variklio konstrukcija
paveikslėlį
Abiejose V formos variklio pusėse esantys cilindrai yra išdėstyti nedideliu kampu, kad susidarytų W formos variklis. Lyginant su V tipo varikliais, W tipo variklių pranašumas yra tas, kad alkūninis velenas gali būti trumpesnis ir svoris gali būti mažesnis, tačiau atitinkamai didėja ir plotis, o variklio skyrius bus užpildytas pilniau. Trūkumas tas, kad W tipo variklis struktūriškai padalintas į dvi dalis, konstrukcija sudėtingesnė, o eksploatacijos metu sukels daug vibracijos, todėl naudojamas tik keliose transporto priemonėse.
paveikslėlį
● Horizontaliai priešinga variklio konstrukcija
paveikslėlį
Gretimi horizontaliai priešingo variklio cilindrai yra išdėstyti vienas priešais kitą (stūmoklio apačia nukreipta į išorę). Kampas tarp dviejų cilindrų yra 180 laipsnių, tačiau jis iš esmės skiriasi nuo 180 laipsnių V tipo variklio. Horizontaliai priešingi varikliai yra panašūs į eilinius variklius, nes jie neturi bendro švaistiklio kaiščio (ty vienas stūmoklis yra prijungtas tik prie vieno švaistiklio kaiščio), o priešingų stūmoklių judėjimo kryptis yra priešinga, tačiau 180 laipsnių V- tipo variklis yra kaip tik priešingas. Horizontaliai priešingo variklio pranašumai yra tai, kad jis gali gerai kompensuoti vibracijas ir priversti variklį veikti sklandžiau; svorio centras yra žemai, o automobilio priekis gali būti suprojektuotas žemiau, kad atitiktų aerodinaminius reikalavimus; galios išėjimo veleno kryptis atitinka transmisijos veleno kryptį, o galios perdavimas yra didesnis efektyvumas. Trūkumai: Struktūra sudėtinga, o priežiūra nepatogi; gamybos procesas yra reiklus, o gamybos savikaina didelė. Iš gerai žinomų markių automobilių tik „Porsche“ ir „Subaru“ vis dar reikalauja naudoti horizontaliai priešingus variklius.
● Kodėl variklis nuolat tiekia galią?
Priežastis, kodėl variklis gali nuolat tiekti galią, yra dėl tvarkingo cikliško keturių cilindro įsiurbimo, suspaudimo, galios ir išmetimo taktų veikimo.
paveikslėlį
Įsiurbimo takto metu, kai stūmoklis juda iš cilindro viršutinio negyvojo taško į apačią, atsidaro įsiurbimo vožtuvas, užsidaro išmetimo vožtuvas ir į cilindrą įsiurbiamas grynas oras ir benzino mišinys.
Suspaudimo takto metu įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai uždaromi, o stūmoklis juda iš apačios negyvojo taško į viršutinį negyvąjį tašką, suspaudžiant sumaišytas dujas į cilindro viršų, kad padidėtų sumaišytų dujų temperatūra ir pasirengtų galios taktui. .
Galios takto metu uždegimo žvakė uždega suspaustas dujas, o susimaišiusios dujos „sprogsta“ cilindre, sukurdamos didžiulį slėgį, stumdamos stūmoklį iš viršutinio negyvojo taško į apačią ir stumdamos alkūninį veleną, kad suktųsi per švaistiklį. .
Išmetimo takto metu stūmoklis juda iš apačios į viršutinį negyvąjį tašką. Šiuo metu įsiurbimo vožtuvas užsidaro ir išmetimo vožtuvas atsidaro, o sudegusios išmetamosios dujos išleidžiamos iš cilindro per išmetimo kolektorių.
● Variklio galia atsiranda dėl sprogimų
paveikslėlį
Galia, kurią variklis gali generuoti, iš tikrųjų atsiranda dėl cilindre esančios „sprogiosios jėgos“. Sandarioje cilindro degimo kameroje uždegimo žvakė reikiamu momentu akimirksniu uždega tam tikrą benzino ir oro mišinio dalį, kuri sukurs didžiulę sprogstamą jėgą. Degimo kameros viršus yra fiksuotas, o didžiulis slėgis verčia stūmoklį judėti žemyn. , stumdamas alkūninį veleną per švaistiklį, o po to per eilę mechanizmų perduoda galią varantiesiems ratams ir galiausiai varo automobilį.
● Uždegimo žvakės yra „detonacijos“ meistrai
paveikslėlį
Jei norite, kad „sprogimas“ cilindre būtų galingesnis, labai svarbu laiku užsidegti, o žvakė cilindre atlieka „detonacijos“ vaidmenį. Tiesą sakant, žvakių uždegimo principas yra šiek tiek panašus į žaibo. Uždegimo žvakės galvutė turi centrinį elektrodą ir šoninį elektrodą (palyginti su dviem debesimis su priešingo poliškumo jonais). Tarp dviejų elektrodų yra nedidelis tarpelis (vadinamas uždegimo tarpu). Įjungus įtampą, jis gali sukelti daugiau nei 10, 000 voltų elektros kibirkštis, kurios gali akimirksniu „susprogdinti“ sumaišytas dujas cilindre.
●Įsiurbimo vožtuvas yra didesnis nei išmetimo vožtuvas
paveikslėlį
Norint nuolat „sprogti“ cilindre, turi būti nuolat tiekiamas naujas kuras ir laiku išleidžiamos išmetamosios dujos. Šiame procese svarbų vaidmenį atlieka įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai. Įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai yra valdomi kumštelių, kad būtų galima laiku atlikti du veiksmus – „atidaryti“ ir „uždaryti“. Kodėl matomi įsiurbimo vožtuvai visada yra didesni už išmetimo vožtuvus? Kadangi įsiurbiamas oras paprastai įsiurbiamas vakuumu, o išmetamosios dujos yra suspaudžiamos, kad išstumtų išmetamąsias dujas, todėl išmetimas yra santykinai lengvesnis nei įsiurbimas. Norint gauti daugiau gryno oro, kuris dalyvautų degimo procese, įsiurbimo vožtuvas turi būti didesnis, kad būtų daugiau oro įsiurbimo.
● Vožtuvų skaičius neturi būti per didelis
paveikslėlį
Jei variklis turi kelis vožtuvus, esant dideliam greičiui, oro įsiurbimo tūris yra didelis, išmetimas švarus, o variklio veikimas geresnis (panašiai kaip kino teatre, jei yra daug durų, bus daug lengviau įeiti ir išeina). Tačiau kelių vožtuvų konstrukcija yra sudėtingesnė, ypač vožtuvo pavaros būdas, degimo kameros struktūra ir uždegimo žvakės padėtis, kurias reikia kruopščiai sutvarkyti. Tam reikalingas didelis gamybos procesas, didelės gamybos sąnaudos ir sudėtinga vėlesnė priežiūra. Todėl vožtuvų skaičius neturėtų būti per didelis. Įprasti varikliai turi 4 vožtuvus kiekviename cilindre (2 įėjime ir 2 išorėje).
Variklio kintamo vožtuvo principo analizė
Mes jau sužinojome apie pagrindinę variklio struktūrą ir galios šaltinį. Tiesą sakant, tikrasis variklio veikimo greitis yra ne statinis, o kaip bėgančio žmogaus, kartais greitai, o kartais švelniai, todėl ypač svarbu susireguliuoti savo kvėpavimo ritmą. Pažiūrėkime, kaip variklis „kvėpuoja“.
● Skirstomojo veleno funkcija
paveikslėlį
Paprasčiau tariant, skirstomasis velenas yra metalinis strypas su daugybe disko formos kumštelių. Kokį vaidmenį šis metalinis strypas atlieka variklio darbe? Jis daugiausia atsakingas už įsiurbimo ir išmetimo vožtuvų atidarymą ir uždarymą. Skirstomasis velenas ir toliau sukasi varomas alkūninio veleno, o kumštelis nuolat spaudžia vožtuvą (svirtis arba stūmoklis), taip valdydamas įsiurbimo vožtuvo ir išmetimo vožtuvo atidarymą ir uždarymą.
●Ką reiškia OHV, OHC, SOHC ir DOHC?
Ant variklio korpuso dažnai matomos raidės SOHC ir DOHC. Ką reiškia šios raidės? OHV reiškia viršutinį vožtuvą ir apatinį skirstomąjį veleną, o tai reiškia, kad skirstomasis velenas yra cilindro apačioje, o vožtuvai - cilindro viršuje. OHC reiškia viršutinį skirstomąjį veleną, tai yra, skirstomasis velenas yra išdėstytas cilindro viršuje.
paveikslėlį
Jei cilindro viršuje yra tik vienas skirstomasis velenas, atsakingas už įsiurbimo ir išmetimo vožtuvų atidarymą ir uždarymą tuo pačiu metu, jis vadinamas vienu viršutiniu skirstomuoju velenu (SOHC). Jei cilindro viršuje yra du skirstomieji velenai, atsakingi už įsiurbimo ir išmetimo vožtuvų atidarymą ir uždarymą, tai vadinama dvigubu viršutiniu skirstomuoju velenu (DOHC).
paveikslėlį
Apatinio skirstomojo veleno kumštelis ir vožtuvo svirties svirtis turi būti sujungti metaliniu švaistikliu. Kumštelis pakelia švaistiklį ir stumia svirties svirtį, kad atidarytų ir uždarytų vožtuvą. Tačiau per didelis sukimosi greitis gali lengvai sulūžti išmetimo strypas, todėl ši konstrukcija dažniausiai naudojama varikliuose, kurių darbinis tūris, mažas sukimosi greitis ir siekiantis didelio sukimo momento. Viršutiniame skirstomajame velene galima praleisti stūmimo strypą, kuris supaprastina perdavimo mechanizmą nuo skirstomojo veleno iki vožtuvo ir yra labiau tinkamas variklio galiai esant dideliam greičiui. Viršutinis skirstomasis velenas yra plačiai naudojamas.
● Dujų paskirstymo mechanizmo vaidmuo
paveikslėlį
Vožtuvų mechanizmą daugiausia sudaro paskirstymo pavarų dėžė, skirstomasis velenas, vožtuvo transmisijos komponentai (vožtuvai, stūmikliai, svirties svirties ir kt.). Pagrindinė jo funkcija yra laiku atidaryti ir uždaryti kiekvieno cilindro įsiurbimo ir išmetimo vožtuvus, atsižvelgiant į variklio darbo sąlygas. , kad šviežios sumaišytos dujos galėtų laiku užpildyti balioną, o išmetamosios dujos būtų laiku išleistos iš cilindro.
● Kas yra vožtuvo laikas? Kodėl reikalingas laikas?
Vadinamasis vožtuvo laikas gali būti tiesiog suprantamas kaip momentas, kai vožtuvas atsidaro ir užsidaro. Teoriškai įsiurbimo takto metu, kai stūmoklis juda iš viršutinio negyvojo taško į apačią, atsidaro įsiurbimo vožtuvas ir užsidaro išmetimo vožtuvas; išmetimo takto metu, kai stūmoklis juda iš apačios į viršutinį negyvąjį tašką, įsiurbimo vožtuvas užsidaro ir išmetimo vožtuvas atsidaro.
paveikslėlį
Taigi kodėl mes turime būti laiku? Faktiškai veikiant varikliui, norint padidinti oro įsiurbimo kiekį cilindre, įsiurbimo vožtuvą reikia atidaryti iš anksto, o vėliau uždaryti; panašiai, norint išleisti išmetamąsias dujas į cilindrų valytuvą, išmetimo vožtuvą taip pat reikia atidaryti iš anksto ir uždaryti vėliau. Atidėtas išjungimas, kad būtų užtikrintas efektyvus variklio veikimas.
●Kas yra kintamasis vožtuvo laikas ir kintamasis vožtuvo pakėlimas?
Kai variklis sukasi dideliu greičiu, kiekvieno cilindro įsiurbimo ir išmetimo laikas per vieną darbo ciklą yra labai trumpas. Norint pasiekti aukštą įkrovimo efektyvumą, reikia pailginti cilindro įsiurbimo ir išmetimo laiką, o tai ir yra reikalavimas. Padidinkite vožtuvo persidengimo kampą; kai variklis dirba mažais sūkiais, dėl pernelyg didelio vožtuvo persidengimo kampo išmetamosios dujos lengvai tekės atgal, o įsiurbimo tūris sumažės, todėl variklis veiks nestabiliai ir mažu sukimo momentu.
paveikslėlį
Fiksuotas vožtuvų laikas yra sunkus vienu metu patenkinti tiek didelio, tiek mažo variklio sūkių skaičiaus poreikius, todėl atsirado kintamasis vožtuvo laikas. Kintamą vožtuvo laiką galima reguliuoti pagal skirtingus variklio sūkius ir darbo sąlygas, kad variklis pasiektų idealų įsiurbimo ir išmetimo efektyvumą esant dideliam ir mažam greičiui.
paveikslėlį
Esmė, kuri turi įtakos variklio galiai, iš tikrųjų yra susijusi su deguonies kiekiu, patenkančiu į cilindrą per laiko vienetą. Kintamo vožtuvo laiko nustatymo sistema gali pakeisti tik vožtuvo atidarymo ir uždarymo laiką, bet negali pakeisti oro įsiurbimo kiekio per laiko vienetą. Kintamasis vožtuvo laikas Lift gali patenkinti šį poreikį. Jei variklio vožtuvas laikomas namo „durimis“, vožtuvo laiką galima suprasti kaip „durų“ atsidarymo laiką, o vožtuvo pakilimas prilygsta „durų“ angos dydžiui.
● Toyota VVT-i kintamo vožtuvo laiko nustatymo sistema
„Toyota“ kintamo vožtuvo laiko nustatymo sistema buvo plačiai naudojama. Pagrindinis principas yra sumontuoti hidraulinį mechanizmą ant skirstomojo veleno ir per ECU valdymą sureguliuoti vožtuvo atidarymo ir užsidarymo laiką tam tikru kampu arba pasukti į priekį, uždelsti arba likti toks pat.
paveikslėlį
Paskirstymo veleno paskirstymo pavaros išorinis rotorius yra prijungtas prie paskirstymo grandinės (diržo), o vidinis rotorius yra prijungtas prie skirstomojo veleno. Išorinis rotorius gali netiesiogiai varyti vidinį rotorių per hidraulinę alyvą, taip pasiekiamas kampas į priekį arba delsimas tam tikrame diapazone.
● Honda i-VTEC kintamo vožtuvo pakėlimo sistema
Honda i-VTEC kintamo vožtuvo pakėlimo sistemos struktūra ir veikimo principas nėra sudėtingi. Galima suprasti, kad prie pradinio pridedama trečioji svirties svirtis ir trečiasis skirstomasis velenas. Kaip tai keičia vožtuvo pakėlimą? Galima paprasčiausiai suprasti, kad atskyrus ir integruojant tris svirties svirtis, pasiekiamas didelio ir žemo kampo skirstomųjų velenų perjungimas, taip keičiant vožtuvo pakėlimą.
paveikslėlį
Kai variklis yra mažai apkrautas, trys svirties svirtys yra atskirtos. Abiejose žemo kampo kumštelio pusėse esančios svirties valdo vožtuvo atidarymą ir uždarymą, o vožtuvo pakėlimas yra mažas. Kai variklis yra labai apkrautas, trys svirties svirtys sujungiamos į vieną, o vožtuvo pakėlimas yra mažas. Kampinis kumštelis varo tarpinę svirties svirtį ir turi didelį vožtuvo pakėlimą.
● BMW Valvetronic kintamo vožtuvo pakėlimo sistema
paveikslėlį
BMW „Valvetronic“ kintamo vožtuvo pakėlimo sistema daugiausia keičia vožtuvo pakėlimą, į vožtuvo mechanizmą įtraukdama tokius komponentus kaip ekscentriniai velenai, servovarikliai ir tarpiniai stūmikliai. Kai variklis veikia, sliekinės pavaros mechanizmas priverčia suktis ekscentrinį veleną, o tada stumia vožtuvą per tarpinį stūmiklį ir svirties svirtį. Ekscentrikas sukasi skirtingais kampais, o skirstomasis velenas stumia vožtuvą per tarpinį stūmimo strypą ir svirties svirtį, kad sukurtų skirtingus pakėlimus, taip valdydamas vožtuvo pakėlimą.
● Audi AVS kintamo vožtuvo pakėlimo sistema
paveikslėlį
„Audi“ kintamo vožtuvo pakėlimo sistema AVS daugiausia keičia vožtuvo pakėlimą, ant skirstomojo veleno perjungdama du skirtingo aukščio kumštelių rinkinius. Jo principas labai panašus į Honda i-VTEC, tik ant skirstomojo veleno sumontuota AVS sistema. Skirstomojo veleno spiralinė griovelio įvorė naudojama paskirstymo velenui perkelti į kairę ir į dešinę, taip perjungiant aukštą ir žemą skirstomojo veleno kumštelius.
paveikslėlį
paveikslėlį
Varikliui veikiant didele apkrova, elektromagnetinis vairuotojas pasuka skirstomąjį veleną į dešinę ir persijungia į didelio kampo kumštelį, taip padidindamas vožtuvo pakėlimą; kai variklis yra mažai apkrautas, elektromagnetinis vairuotojas paslenka skirstomąjį veleną į kairę ir persijungia į žemo kampo kumštelį. , kad sumažintumėte vožtuvo pakilimą.
Tiesioginio įpurškimo variklio cilindre principo analizė
Kadangi energijos ir aplinkos apsaugos reikalavimai tampa vis griežtesni, varikliai turi būti toliau tobulinami ir tobulinami, kad atitiktų žmonių poreikius. Manau, kad visi žino tokius terminus kaip „tiesioginis įpurškimas cilindre“, „sluoksniuotasis degimas“ ir „kintamasis poslinkis“. Kaip jie veikia? Išsiaiškinkime kartu žemiau.
● Ar labiausiai "vargina" stūmoklis ir alkūninis velenas?
paveikslėlį
Kai jis bus paleistas ir paleistas, stūmoklio „galva“ bus veikiama aukšta temperatūra ir aukštas slėgis, ir toliau dideliu greičiu judės aukštyn ir žemyn. Darbo aplinka labai atšiauri. Galima sakyti, kad stūmoklis yra variklio „širdis“, todėl stūmoklio medžiagų gamybos tikslumui keliami labai aukšti reikalavimai.
paveikslėlį
Alkūninis velenas, užlipęs stūmokliu, taip pat yra nepatogus, nes jis turi nuolat suktis dideliu greičiu. Alkūninis velenas sukasi tūkstančius kartų per minutę ir jam tenka sunki užduotis – vairuoti alyvos siurblį, generatorių, oro kondicionavimo kompresorių, skirstomąjį veleną ir kitus mechanizmus. Tai yra tarpinis variklio galios velenas, todėl jis taip pat yra gana „stiprus“.
● Kaip linijinį judėjimą pakeisti sukamuoju?
Visi žinome, kad stūmoklis cilindre juda aukštyn ir žemyn linijiniu judesiu, tačiau kaip linijinis judėjimas paverčiamas sukimosi judesiu, kad būtų sukurta sukimosi jėga, kuri varo ratus į priekį? Tiesą sakant, tai labai susiję su alkūninio veleno struktūra. Alkūninio veleno ir pagrindinio veleno švaistiklio velenas nėra vienoje tiesėje, o yra išdėstyti priešingai.
paveikslėlį
Šis judėjimo principas iš tikrųjų seka mane
