Mnogi ljudi žele naučiti više o automobilima kako bi produbili svoje razumijevanje automobila, ali zbog složenosti konstrukcije automobila svi odustaju. U nastavku smo za vas pripremili set ilustrovanih članaka o automobilima koji analiziraju unutrašnju strukturu automobila sa slikama, čineći složene principe lakim za razumevanje.
slika
Analiza tipova konstrukcije motora
Motor je izvor energije automobila, baš kao i ljudsko srce. Međutim, veličina i struktura srca različitih ljudi se ne razlikuju mnogo, ali su unutrašnje strukture motora različitih automobila vrlo različite. Dakle, koje su razlike u strukturama različitih motora? Hajde da saznamo zajedno u nastavku.
● Izvor automobilske snage
slika
Izvor energije automobila je motor, a snaga motora dolazi iz unutrašnjosti cilindra. Cilindar motora je mjesto gdje se unutrašnja energija goriva pretvara u kinetičku energiju. Jednostavno se može shvatiti da gorivo sagorijeva u cilindru, stvarajući ogroman pritisak da gura klip gore-dolje, a sila se prenosi na radilicu kroz klipnjaču, i konačno pretvara u rotacijsko kretanje, a zatim kroz prijenos i pogonsko vratilo, snaga se prenosi na pogonske točkove kako bi automobil pomerio napred.
●Broj cilindara ne može biti prevelik
slika
Većina automobila općenito ima četverocilindrične i šestocilindrične motore. Pošto snaga motora uglavnom dolazi iz cilindara, da li to znači da što više cilindara to bolje? U stvari, kako se broj cilindara povećava, tako se povećavaju i dijelovi motora. Sa odgovarajućim povećanjem, struktura motora će biti složenija, što će također smanjiti pouzdanost motora. Osim toga, to će također povećati troškove proizvodnje motora i naknadne troškove održavanja. Stoga se broj cilindara u motoru automobila bira nakon sveobuhvatnog kompromisa na osnovu upotrebe motora i zahtjeva za performansama. Motori poput V12, W12 i W16 koriste se samo u nekoliko automobila visokih performansi.
● V-tip konstrukcije motora
slika
Zapravo, jednostavno razumijevanje motora u obliku slova V je da su susjedni cilindri grupirani zajedno pod određenim kutom. Gledano sa strane, izgleda kao V oblika, što je motor u obliku slova V. U poređenju sa linijskim motorom, visina i dužina V-tipa motora su smanjene, što može učiniti poklopac motora nižim i zadovoljiti aerodinamičke zahtjeve. Cilindri V-tipa motora su raspoređeni u suprotnim smjerovima pod uglom, što može ublažiti dio vibracija. Međutim, nedostatak je što se moraju koristiti dvije glave cilindra, a struktura je relativno komplicirana. Iako je visina motora smanjena, u skladu s tim je povećana i njegova širina, što otežava ugradnju drugih uređaja u motorni prostor u fiksnom prostoru.
● Struktura motora tipa W
slika
Cilindri sa obe strane motora u obliku slova V su poređani pod malim uglom da formiraju motor u obliku slova W. U poređenju sa V-tip motorima, prednost W-tipa motora je u tome što radilica može biti kraća i težina može biti manja, ali se širina također povećava u skladu s tim, a motorni prostor će biti popunjen potpunije. Nedostatak je što je motor tipa W strukturno podijeljen na dva dijela, struktura je složenija, te će proizvoditi velike vibracije tokom rada, pa se koristi samo u nekoliko vozila.
slika
● Horizontalno suprotna struktura motora
slika
Susjedni cilindri vodoravno suprotstavljenog motora raspoređeni su jedan naspram drugog (dno klipa je okrenuto prema van). Ugao između dva cilindra je 180 stepeni, ali se suštinski razlikuje od V-tip motora od 180 stepeni. Horizontalno suprotstavljeni motori slični su linijskim motorima po tome što ne dijele klin (to jest, jedan klip je spojen samo na jedan klip), a smjer kretanja suprotnih klipova je suprotan, ali V-od 180 stupnjeva tip motora je upravo suprotan. Prednosti horizontalno suprotstavljenog motora su u tome što može dobro ublažiti vibracije i učiniti da motor radi uglađenije; centar gravitacije je nizak, a prednji dio automobila može biti dizajniran niže kako bi se zadovoljili aerodinamički zahtjevi; smjer osovine izlazne snage je u skladu sa smjerom osovine prijenosa, a prijenos snage je veća efikasnost. Nedostaci: Struktura je složena i održavanje je nezgodno; proces proizvodnje je zahtjevan, a troškovi proizvodnje visoki. Među automobilima poznatih marki, samo Porsche i Subaru još uvijek insistiraju na korištenju horizontalno suprotnih motora.
● Zašto motor neprekidno daje snagu?
Razlog zašto motor može kontinuirano pružati snagu je zbog urednog cikličkog rada četiri takta usisnog, kompresijskog, snage i ispuha u cilindru.
slika
Tokom usisnog takta, kada se klip kreće od gornje mrtve tačke do donje mrtve tačke u cilindru, usisni ventil se otvara, ispušni ventil se zatvara, a svež vazduh i mešavina benzina se usisavaju u cilindar.
Tokom takta kompresije, usisni i ispušni ventili su zatvoreni, a klip se kreće od donje mrtve tačke do gornje mrtve tačke, kompresujući mešani gas do vrha cilindra kako bi povećao temperaturu mešanog gasa i pripremio se za radni hod. .
Tokom strujnog udara, svjećica pali komprimirani plin, a miješani plin "eksplodira" u cilindru stvarajući ogroman pritisak, gurajući klip od gornje mrtve točke do donje mrtve točke i gurajući radilicu da se okrene kroz klipnjaču. .
Tokom izduvnog takta, klip se kreće od donje mrtve tačke do gornje mrtve tačke. U tom trenutku, usisni ventil se zatvara, a izduvni ventil se otvara, a sagoreni izduvni gas se ispušta iz cilindra kroz izduvni razvodnik.
● Snaga motora dolazi od eksplozija
slika
Snaga koju motor može proizvesti zapravo dolazi od "eksplozivne sile" u cilindru. U zatvorenoj komori za sagorevanje cilindra, svjećica trenutno u pravom trenutku zapali određeni udio mješavine benzina i zraka, što će proizvesti ogromnu eksplozivnu silu. Gornji dio komore za sagorijevanje je fiksiran, a veliki pritisak tjera klip da se kreće prema dolje. , gurajući radilicu kroz klipnjaču, a zatim prenosi snagu na pogonske točkove kroz niz mehanizama i na kraju pokreće automobil.
● Svjećice su majstori "detonacije"
slika
Ako želite da "eksplozija" u cilindru bude snažnija, vrlo je važno pravovremeno paljenje, a svjećica u cilindru igra ulogu "detonacije". U stvari, princip paljenja svjećice je donekle sličan onom kod munje. Glava svjećice ima središnju elektrodu i bočnu elektrodu (u odnosu na dva oblaka s jonima suprotnog polariteta). Između dvije elektrode postoji mali razmak (koji se naziva procjep za paljenje). Kada je pod naponom, može proizvesti električne iskre do više od 10,000 volti, koje mogu trenutno "detonirati" miješani plin u cilindru.
●Usisni ventil je veći od izduvnog ventila
slika
Da bi kontinuirano "eksplodiralo" u cilindru, novo gorivo se mora kontinuirano unositi, a izduvni plinovi moraju biti ispušteni na vrijeme. Usisni i ispušni ventili igraju važnu ulogu u ovom procesu. Usisni i izduvni ventili su kontrolirani bregastima kako bi se izvršile dvije radnje "otvaranja" i "zatvaranja" na vrijeme. Zašto su usisni ventili koje vidite uvijek veći od izduvnih ventila? Budući da se usisni vazduh uglavnom usisava vakuumom, a izduvni gas se istiskuje da istisne izduvni gas, tako da je izduv relativno lakši nego usis. Da bi se dobilo više svježeg zraka za sudjelovanje u sagorijevanju, usisni ventil mora biti veći kako bi se dobio više usisnog zraka.
● Broj ventila ne bi trebao biti prevelik
slika
Ako motor ima više ventila, zapremina usisnog vazduha je velika pri velikim brzinama, izduvni gasovi su čisti, a performanse motora su bolje (slično kao u bioskopu, ako ima mnogo vrata, biće mnogo lakše ući i out). Međutim, dizajn s više ventila je složeniji, posebno način pogona ventila, struktura komore za sagorijevanje i položaj svjećice, što sve treba pažljivo urediti. To zahtijeva visok proizvodni proces, visoke troškove proizvodnje i teško kasnije održavanje. Stoga broj ventila ne bi trebao biti prevelik. Uobičajeni motori imaju 4 ventila po cilindru (2 in i 2 out).
Analiza principa varijabilnog ventila motora
Već smo naučili o osnovnoj strukturi i izvoru snage motora. Zapravo, stvarna brzina rada motora nije statična, već kao i osoba koja trči, ponekad brza, a ponekad nježna, pa je posebno važno prilagoditi vlastiti ritam disanja. Pogledajmo kako motor "diše".
● Funkcija bregastog vratila
slika
Jednostavno rečeno, bregasto vratilo je metalna šipka s više bregasta u obliku diska. Kakvu ulogu igra ova metalna šipka u radu motora? On je uglavnom odgovoran za otvaranje i zatvaranje usisnih i izduvnih ventila. Bregasta osovina nastavlja da se okreće vođena radilicom, a brega neprekidno pritiska ventil (klackalicu ili potisnu šipku), čime se kontroliše otvaranje i zatvaranje usisnog i ispušnog ventila.
●Šta znače OHV, OHC, SOHC i DOHC?
Slova SOHC i DOHC često se vide na kućištu motora. Šta znače ova slova? OHV se odnosi na gornji ventil i donju bregastu osovinu, što znači da je bregasto vratilo raspoređeno na dnu cilindra, a ventili na vrhu cilindra. OHC se odnosi na bregasto vratilo iznad glave, odnosno bregasto vratilo je postavljeno na vrhu cilindra.
slika
Ako postoji samo jedna bregasta osovina na vrhu cilindra koja je odgovorna za otvaranje i zatvaranje usisnih i izduvnih ventila u isto vrijeme, to se naziva jedno bregasto vratilo iznad glave (SOHC). Ako se na vrhu cilindra nalaze dvije bregaste osovine koje su odgovorne za otvaranje i zatvaranje usisnih i izduvnih ventila, to se naziva dvostruko bregasto vratilo (DOHC).
slika
Bregast donje bregaste osovine i klackalica ventila moraju biti povezani metalnom klipnjačem. Greben podiže klipnjaču i gura klackalicu da otvori i zatvori ventil. Međutim, pretjerano velika brzina rotacije može lako uzrokovati lomljenje šipke izbacivača, tako da se ovaj dizajn uglavnom koristi u motorima s velikim obujmom, malom brzinom rotacije i težnjom za velikim izlaznim momentom. Bregasto vratilo iznad glave može izostaviti potisnu šipku, što pojednostavljuje mehanizam prijenosa od bregaste osovine do ventila i pogodnije je za performanse snage motora pri velikoj brzini. Bregasto vratilo iznad glave se široko koristi.
● Uloga mehanizma distribucije gasa
slika
Ventilski sklop uglavnom uključuje razvodni zupčanik, bregasto vratilo, komponente prijenosa ventila (ventili, potisne šipke, klackalice, itd.). Njegova glavna funkcija je pravovremeno otvaranje i zatvaranje usisnih i izduvnih ventila svakog cilindra u skladu sa radnim uslovima motora. , tako da svježi miješani plin može napuniti cilindar na vrijeme, a izduvni plin može se na vrijeme isprazniti iz cilindra.
● Šta je tajming ventila? Zašto je potreban tajming?
Takozvano vreme ventila može se jednostavno shvatiti kao trenutak kada se ventil otvara i zatvara. Teoretski, tokom usisnog hoda, kada se klip kreće od gornje mrtve tačke do donje mrtve tačke, usisni ventil se otvara, a izduvni ventil se zatvara; tokom izduvnog takta, kada se klip kreće od donje mrtve tačke do gornje mrtve tačke, usisni ventil se zatvara, a izduvni ventil se otvara.
slika
Pa zašto moramo da stignemo na vreme? Zapravo, u stvarnom radu motora, da bi se povećala količina usisnog zraka u cilindar, usisni ventil se mora otvoriti unaprijed i zatvoriti kasnije; Slično, da bi se ispušni plinovi iz uređaja za čišćenje cilindara ispustili, ispušni ventil također treba unaprijed otvoriti i kasnije zatvoriti. Odložite gašenje kako biste osigurali efikasan rad motora.
●Šta su varijabilno vrijeme ventila i varijabilno podizanje ventila?
Kada se motor okreće velikom brzinom, vrijeme usisavanja i ispuha svakog cilindra u jednom radnom ciklusu je vrlo kratko. Da bi se postigla visoka efikasnost punjenja, potrebno je produžiti vrijeme usisavanja i ispuha cilindra, što je uvjet. Povećajte ugao preklapanja ventila; kada je motor na maloj brzini, prevelik ugao preklapanja ventila će lako uzrokovati da izduvni plin teče unatrag, a usisni volumen će se umjesto toga smanjiti, što rezultira nestabilnim radom motora u praznom hodu i malim okretnim momentom pri malim brzinama.
slika
Teško je da fiksni razvod ventila istovremeno zadovolji potrebe i za velike i za niske brzine motora, pa je došlo do varijabilnog vremena ventila. Promjenjivo vrijeme ventila može se podesiti prema različitim brzinama motora i radnim uvjetima, tako da motor može postići idealnu efikasnost usisavanja i ispuha pri velikim i malim brzinama.
slika
Suština koja utiče na snagu motora je zapravo vezana za količinu kiseonika koja ulazi u cilindar u jedinici vremena. Sistem varijabilnog vremena ventila može promijeniti samo vrijeme otvaranja i zatvaranja ventila, ali ne može promijeniti količinu usisnog zraka po jedinici vremena. Promjenjivo vrijeme ventila Lift može zadovoljiti ovu potražnju. Ako se ventil motora smatra "vratima" kuće, vremensko upravljanje ventilima se može shvatiti kao vreme kada se "vrata" otvaraju, a podizanje ventila je ekvivalentno veličini otvora "vrata".
● Toyota VVT-i sistem varijabilnog vremena ventila
Toyotin sistem varijabilnog vremena ventila je široko korišten. Glavni princip je da se na bregastu osovinu ugradi hidraulički mehanizam, te da se preko kontrole ECU-a podesi vrijeme otvaranja i zatvaranja ventila unutar određenog raspona kutova, ili unaprijed, odgodi ili ostane isto.
slika
Vanjski rotor razvodnog zupčanika bregastog vratila spojen je na razvodni lanac (remen), a unutrašnji rotor je spojen na bregasto vratilo. Vanjski rotor može indirektno pokretati unutrašnji rotor kroz hidraulično ulje, čime se postiže ugao napredovanja ili kašnjenja unutar određenog raspona.
● Honda i-VTEC sistem varijabilnog podizanja ventila
Struktura i princip rada Hondinog i-VTEC sistema varijabilnog podizanja ventila nisu komplikovani. Može se vidjeti kao dodavanje treće klackalice i treće bregaste osovine originalnoj. Kako to mijenja podizanje ventila? Može se jednostavno shvatiti da se razdvajanjem i integracijom tri klackalice postiže prebacivanje bregastih vratila visokog i niskog ugla, čime se mijenja podizanje ventila.
slika
Kada je motor pod malim opterećenjem, tri klackalice su u razdvojenom stanju. Preklopne ruke na obje strane niskokutnog brega kontroliraju otvaranje i zatvaranje ventila, a podizanje ventila je malo. Kada je motor pod velikim opterećenjem, tri klackalice su spojene u jednu, a podizanje ventila je malo. Ugaona brega pokreće srednju klackalicu i ima veliko podizanje ventila.
● BMW Valvetronic sistem varijabilnog podizanja ventila
slika
BMW-ov Valvetronic sistem promjenjivog podizanja ventila uglavnom mijenja podizanje ventila dodavanjem komponenti kao što su ekscentrična vratila, servo motori i posredne potisne šipke na mehanizam ventila. Kada motor radi, mehanizam pužnog zupčanika pokreće ekscentrično vratilo da se okreće, a zatim gura ventil kroz srednju potisnu šipku i klackalicu. Ekscentrik se rotira pod različitim uglovima, a bregasto vratilo gura ventil kroz srednju potisnu šipku i klackalicu kako bi se proizvela različita podizanja, čime se kontrolira podizanje ventila.
● Audi AVS sistem varijabilnog podizanja ventila
slika
Audijev AVS sistem varijabilnog podizanja ventila uglavnom mijenja podizanje ventila mijenjanjem dva seta bregastih osovina različitih visina na bregastom vratilu. Njegov princip je vrlo sličan Hondinom i-VTEC, osim što je AVS sistem ugrađen na bregastu osovinu. Čahura sa spiralnim žlijebom na bregastom vratilu se koristi za pomicanje bregastog vratila lijevo i desno, čime se mijenjaju visoki i donji bregasti bregasti osovine.
slika
slika
Kada je motor pod velikim opterećenjem, elektromagnetski pokretač pomiče bregastu osovinu udesno i prebacuje se na bregast visokog ugla, čime se povećava podizanje ventila; kada je motor pod malim opterećenjem, elektromagnetski pokretač pomiče bregasto vratilo ulijevo i prebacuje se na niskokutni bregast. , za smanjenje podizanja ventila.
Analiza principa direktnog ubrizgavanja u cilindar motora
Kako zahtjevi za energijom i zaštitom okoliša postaju sve stroži, motori se moraju nastaviti nadograđivati i razvijati kako bi zadovoljili potrebe ljudi. Vjerujem da su svi upoznati s terminima kao što su "direktno ubrizgavanje u cilindar", "stratificirano sagorijevanje" i "promjenjivi pomak". Kako oni rade? Hajde da saznamo zajedno u nastavku.
● Da li su klip i radilica "najzamorniji"?
slika
Kada se pokrene i pokrene, "glava" klipa će biti izložena visokoj temperaturi i visokom pritisku i nastaviće da se kreće gore-dole velikom brzinom. Radno okruženje je veoma teško. Može se reći da je klip "srce" motora, tako da tačnost izrade materijala klipa ima vrlo visoke zahtjeve.
slika
Neudobna je i radilica na koju se nagazi klip, jer mora neprekidno da se okreće velikom brzinom. Radilica se okreće hiljadama puta u minuti i nosi težak zadatak pokretanja uljne pumpe, generatora, kompresora klima uređaja, bregastog vratila i drugih mehanizama. To je srednja osovina snage motora, pa je i relativno "jaka".
● Kako promijeniti linearno kretanje u rotaciono?
Svi znamo da se klip u cilindru kreće gore-dolje u linearnom kretanju, ali kako bi se proizvela rotirajuća sila koja pokreće kotače naprijed, kako se linearno kretanje pretvara u rotacijsko kretanje? U stvari, ovo ima mnogo veze sa strukturom radilice. Osovina klipnjače radilice i glavnog vratila nisu u istoj pravoj liniji, već su raspoređeni suprotno.
slika
Ovaj princip kretanja me zapravo prati
