Daxili mühərrik: növlər, cihaz, üstünlüklər və çatışmazlıqlar

2024 Müəllif: Erin Ralphs | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-02-19 12:14

Inline daxili yanma mühərriki ən sadə mühərriklərdən biridir. Silindrlər bir sıra düzüldüyü üçün bu vahidlər belə adlanır. Mühərrik işləyərkən pistonlar bir krank mili döndərirlər. In-line mühərrik avtomobillərdə quraşdırılan ilklərdən biri idi. Onlar avtomobil sənayesinin başlanğıcında dizayn edilmiş və hazırlanmışdır.

Hamısı necə başladı?

Müasir daxili yanma mühərrikinin əcdadı tək silindrli mühərrik idi. 1860-cı ildə Etienne Lenoir tərəfindən dizayn edilmiş və tikilmişdir. Lenoirdən əvvəl də bu mühərrik üçün patent almaq cəhdləri olsa da, bunun belə olduğu ümumiyyətlə qəbul edilir. Lakin məhz onun inkişafı hazırda əksər büdcəli seriyalı minik avtomobillərinin kapotu altında quraşdırılan dizaynlara mümkün qədər oxşardır.

Mühərrikin yalnız bir silindri var idi və onun gücü o vaxt nəhəng olan 1,23 at gücünə bərabər idi. Müqayisə üçün qeyd edək ki, müasir "Oka" 1111 iki silindrlidir və onun gücü 30-dan 53 at gücünə qədərdir.

Daha böyük və daha güclü

Lenoirin ideyası parlaq oldu. Bir çox mühəndis və ixtiraçımühərriki mümkün qədər təkmilləşdirməyə çalışaraq illər və səy sərf etdi (əlbəttə ki, o dövrdə mövcud olan texniki imkanlar səviyyəsində). Əsas diqqət gücün artırılmasına yönəldilib.

Əvvəlcə diqqət bir silindrdə cəmlənmişdi - onun ölçüsünü artırmağa çalışdılar. Sonra hər kəsə elə gəldi ki, ölçüsü artırmaqla daha çox güc əldə edə bilərsiniz. Və həcmin artırılması o zaman ən asan idi. Ancaq bir silindr kifayət etmədi. Qalan detalları - birləşdirici çubuğu, pistonu, bloku xeyli artırmalı oldum.

Bütün bu mühərriklər çox qeyri-sabit idi, böyük kütləyə malik idi. Belə bir motorun istismarı zamanı qarışığın alovlanma dövrləri arasında vaxt baxımından böyük fərq var idi. Belə bir bölmədə sözün əsl mənasında hər bir detal cingildədi və titrədi, bu da mühəndisləri həll yolu barədə düşünməyə məcbur etdi. Və onlar sistemi balanslaşdırıcı ilə təchiz etdilər.

Çıxılmaz yol

Tezliklə hər kəsə aydın oldu ki, tədqiqat dalana dirənib. Lenoir mühərriki normal və düzgün işləyə bilmədi, çünki güc, çəki və ölçü nisbəti dəhşətli idi. Silindr həcmini yenidən artırmaq üçün çoxlu əlavə enerji tələb olunurdu. Bir çoxları mühərrik yaratmaq fikrini çöküş hesab etməyə başladılar. Bir texniki həll olmasaydı, insanlar hələ də atlara və arabalara minəcəkdilər.

Dizaynerlər başa düşməyə başladılar ki, krank mili təkcə bir porşenlə deyil, eyni anda bir neçə ilə fırlatmaq mümkündür. Ən sadəsi sıravi mühərrikin istehsalı idi - onlar daha bir neçə silindr əlavə etdilər.

Dünya ilk dörd silindrli qurğunu 19-cu əsrin sonunda görə bildi. Onun gücünü müasir mühərriklə müqayisə etmək mümkün deyil. Bununla belə, səmərəlilik baxımından bütün digər sələflərindən yüksək idi. Artan iş həcmi, yəni silindrlər əlavə etməklə güc artırıldı. Çox qısa müddətdə müxtəlif şirkətlərin mütəxəssisləri 12 silindrli canavarlara qədər çox silindrli mühərriklər yarada bildilər.

İş prinsipi

ICE necə işləyir? Hər bir mühərrikdə fərqli sayda silindr olması ilə yanaşı, altı və ya dörd silindrli daxili mühərrik eyni şəkildə işləyir. Prinsip istənilən daxili yanma mühərrikinin ənənəvi xüsusiyyətlərinə əsaslanır.

Blokdakı bütün silindrlər bir sıra düzülüb. Yanacağın yanma enerjisi hesabına pistonlar tərəfindən idarə olunan krank mili silindr-piston qrupunun bütün hissələri üçün yeganədir. Eyni şey silindr başlığına da aiddir. Bütün silindrlər üçün yeganədir. Bütün mövcud in-line mühərriklərdən balanslı və balanssız dizaynları ayırd etmək olar. Aşağıda hər iki variantı nəzərdən keçirəcəyik.

Balans

Krank şaftının mürəkkəb dizaynına görə vacibdir. Balanslaşdırma ehtiyacı silindrlərin sayından asılıdır. Müəyyən ICE-də bunlar nə qədər çox olsa, balans bir o qədər çox olmalıdır.

Balanssız mühərrik yalnız dörd silindrdən çox olmayan dizayn ola bilər. Əks təqdirdə, işləmə zamanı titrəmələr görünəcək, gücü krank mili məhv edə biləcəkdir. Hətta ucuz altı silindrli mühərriklərbalanslaşdırıcı ilə balanslaşdırıcı valları olmayan bahalı inline dördlüklərdən daha yaxşı olacaq. Beləliklə, tarazlığı yaxşılaşdırmaq üçün daxili dörd porşenli mühərrik bəzən susdurucu valların quraşdırılmasını da tələb edə bilər.

Motor mövqeyi

Ənənəvi dörd silindrli qurğular adətən avtomobilin kapotunun altında uzununa və ya eninə şəkildə quraşdırılır. Lakin altı silindrli qurğu yalnız uzununa quraşdırıla bilər və başqa heç nə yoxdur (bəzi Volvo modelləri və Chevrolet Epica avtomobilləri istisna olmaqla).

Krank mili ilə əlaqədar asimmetrik dizayna malik daxili yanma mühərriki də xüsusiyyətlərə malikdir. Çox vaxt val kompensasiya edən tökmələrlə hazırlanır - bu tökmələr porşen sisteminin işləməsi nəticəsində yaranan ətalət qüvvəsini az altmalıdır.

Inline-six bu gün artıq daha az populyarlığa malikdir - bütün günah əhəmiyyətli yanacaq sərfiyyatı və böyük ümumi ölçülərdir. Lakin uzun silindr blokuna baxmayaraq, mühərrik mükəmməl balanslaşdırılmışdır.

Bölmənin üstünlükləri və mənfi cəhətləri

Bir neçə nüansdan başqa, daxili yanma mühərrikləri əksər V-mühərriklər və digər dizaynların mühərrikləri ilə eyni üstünlüklərə və eyni çatışmazlıqlara malikdir. Dörd silindrli mühərrik ən çox yayılmışdır, ən sadə və etibarlıdır. Kütləvi nisbətən yüngüldür, təmir xərcləri nisbətən azdır. Yeganə çatışmazlıq dizaynda balans şaftlarının olmamasıdır. Bu, müasir avtomobillər, hətta orta sinif üçün ən yaxşı daxili yanma mühərrikidir. Daha az tutumlu sıralı mühərriklər də varsilindrlərin sayı. Nümunə olaraq iki silindrli qənaətcil SeAZ Oka 1111.

Altı silindrli qurğular mükəmməl tarazlığa malikdir və burada "dörd"ün çatışmazlığı kompensasiya edilir. Ancaq balansın ödənilməsi üçün bir qiymət var. Buna görə də, "dörd" ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə yaxşı xüsusiyyətlərə baxmayaraq, mühərrikdə silindrlərin bir sıra düzülüşü ilə bu daxili yanma mühərrikləri daha az yayılmışdır. Krank mili uzundur, istehsal dəyəri kifayət qədər yüksəkdir və ölçülər nisbətən böyükdür.

Texniki limit

İndi 19-cu əsr deyil, lakin müasir güc blokları hələ də texniki mükəmməllikdən uzaqdır. Və burada hətta müasir turbinlər və yüksək oktanlı yanacaq kömək etməyəcək. Daxili yanma mühərrikinin səmərəliliyi təxminən 20% -dir və bütün digər enerji sürtünmə, ətalət və detonasiya üçün sərf olunur. Benzin və ya dizelin yalnız beşdə biri faydalı işə gedəcək.

Ən yüksək effektivliyə malik mühərriklərin əsas xassələri artıq işlənib hazırlanmışdır. Eyni zamanda, yanma kameraları və piston qrupu əhəmiyyətli dərəcədə kiçik həcmlərə və ölçülərə malikdir. Kompakt ölçüyə görə hissələrin ətaləti daha azdır - bu, partlama nəticəsində zədələnmə ehtimalını azaldır.

Yığcam porşenlərin dizayn xüsusiyyətləri müəyyən məhdudiyyətlər təqdim edir. Yüksək dərəcədə sıxılma ilə, kiçik ölçülərə görə, piston təzyiqinin birləşdirici çubuğa ötürülməsi azalır. Pistonların diametri daha böyükdürsə, böyük mürəkkəbliyə görə dəqiq balanslaşdırılmış iş əldə etmək mümkün deyil. Hətta müasir BMW mühərriklərində belə varAlman mühəndisləri tərəfindən işlənib hazırlanmasına baxmayaraq, çatışmazlıqlar.

Nəticə

Təəssüf ki, mühərrik istehsalı öz texnoloji limitinə çatıb. Alimlərin ciddi texniki kəşflər edəcəyi və daxili yanma mühərrikindən daha yüksək səmərəliliyə nail olacağı ehtimalı azdır. Beləliklə, hamı ümid edir ki, elektrikli avtomobillər erası gələcək.