Motor de gasolina: dispositivo, principio de funcionamento, vantaxes e inconvenientes

Para que o automóbil poida moverse de forma independente, debe estar equipado cunha unidade de potencia que poida xerar par e transferir esta forza ás rodas motrices. Para este propósito, os creadores de dispositivos mecánicos desenvolveron un motor de combustión interna ou motor de combustión interna.

O principio de funcionamento da unidade é que se mestura unha mestura de combustible e aire no seu deseño. O motor está deseñado para utilizar a enerxía liberada neste proceso para xirar as rodas.

Baixo o capó dun coche moderno pódese instalar unha unidade de enerxía gasolina, diésel ou eléctrica. Nesta revisión centrarémonos na modificación da gasolina: en que principio funciona a unidade, que dispositivo ten e algunhas recomendacións prácticas sobre como ampliar o recurso do motor de combustión interna.

Que é un motor de gasolina

Comecemos coa terminoloxía. Un motor de gasolina é unha unidade de potencia de pistón que funciona queimando unha mestura de aire e gasolina en cavidades especialmente designadas. O coche pódese encher de combustible con diferentes números de octano (A92, A95, A98, etc.). Para obter máis información sobre o número de octano, consulte noutro artigo... Tamén explica por que se pode confiar en diferentes tipos de combustible para diferentes motores, aínda que sexa de gasolina.

Dependendo do propósito que persegue o fabricante de vehículos, os vehículos que saian da liña de montaxe poden equiparse con diferentes tipos de unidades de potencia. A lista de razóns e mercadotecnia da empresa (cada coche novo debería recibir algún tipo de actualización e os compradores adoitan prestar atención ao tipo de tren motriz), así como ás necesidades do público principal.

Así, o mesmo modelo do coche, pero con diferentes motores de gasolina, pode saír da fábrica dunha marca de automóbiles. Por exemplo, pode que a versión económica sexa máis probable que os compradores de baixos ingresos o noten. Como alternativa, o fabricante pode ofrecer modificacións máis dinámicas que satisfagan as necesidades dos afeccionados á condución rápida.

Ademais, algúns coches deben ser capaces de levar cargas decentes, como pickups (cal é a peculiaridade deste tipo de carrocería, lea separado). Tamén se precisa un tipo diferente de motor para estes vehículos. Normalmente, tal máquina terá un impresionante volume de traballo da unidade (como se calcula este parámetro revisión por separado).

Así, os motores de gasolina permiten ás marcas de automóbiles crear modelos de automóbiles con diferentes características técnicas para adaptalos a diferentes necesidades, que van dende coches pequenos da cidade ata camións grandes.

Tipos de motores de gasolina

Nos folletos para modelos de coches novos indícase moita información diferente. Entre eles, descríbese o tipo de unidade de potencia. Se nos primeiros coches bastaba con indicar o tipo de combustible usado (diésel ou gasolina), hoxe hai unha gran variedade dalgunhas modificacións da gasolina.

Existen varias categorías polas que se clasifican tales unidades de potencia:

1. Número de cilindros. Na versión clásica, a máquina está equipada cun motor de catro cilindros. Máis produtivos e ao mesmo tempo máis voraces, teñen 6, 8 ou incluso 18 cilindros. Non obstante, tamén hai unidades cun pequeno número de macetas. Por exemplo, Toyota Aygo está equipado cun motor de gasolina de 1.0 litros con 3 cilindros. O Peugeot 107 tamén recibiu unha unidade similar. Algúns coches pequenos poden incluso equiparse cunha unidade de gasolina de dous cilindros.
2. A estrutura do bloque de cilindros. Na versión clásica (modificación de 4 cilindros), o motor ten unha disposición de cilindros en liña. Na súa maioría instálanse verticalmente, pero ás veces tamén se atopan homólogos inclinados. O seguinte deseño que gañou a confianza de moitos condutores é a unidade de cilindro en V. En tal modificación, sempre hai un número emparellado de macetas, que se sitúan cun certo ángulo un respecto ao outro. Moitas veces este deseño úsase para aforrar espazo no compartimento do motor, especialmente se se trata dun motor de grandes dimensións (por exemplo, ten 8 cilindros, pero ocupa espazo como un análogo de 4 cilindros). Algúns fabricantes instalan un grupo motriz en forma de W nos seus vehículos. Esta modificación diferénciase do análogo en forma de V pola inclinación adicional do bloque de cilindros, que na sección ten a forma da letra W. Outro tipo de motores que se usan nos coches modernos é un boxeador ou boxeador. Descríbense os detalles de como se organiza un motor deste tipo e como funciona noutra revisión... Un exemplo de modelos cunha unidade similar: Subaru Forester, Subaru WRX, Porsche Cayman, etc.
3. Sistema de subministración de combustible. Segundo este criterio, os motores divídense en dúas categorías: carburador e inxección. No primeiro caso, a gasolina é bombeada na cámara de combustible do mecanismo, desde a que é aspirada ao colector de admisión a través dunha boquilla. Un inxector é un sistema que pulveriza á forza gasolina na cavidade na que está instalado o inxector. O funcionamento deste dispositivo descríbese en detalle. aquí... Os inyectores son de varios tipos, que difiren nas peculiaridades da localización das boquillas. Nos coches máis caros, os pulverizadores instálanse directamente na culata.
4. Tipo de sistema de lubricación. Cada ICE funciona con maiores cargas, polo que precisa unha lubricación de alta calidade. Hai unha modificación cun cárter húmido (vista clásica, no que o aceite está no sumidoiro) ou seco (está instalado un depósito separado para almacenar o aceite). Descríbense detalles sobre estas variedades separado.
5. Tipo de refrixeración. A maioría dos motores modernos dos automóbiles están refrixerados por auga. No deseño clásico, tal sistema consistirá nun radiador, tubos e unha chaqueta de refrixeración ao redor do bloque de cilindros. Descríbese o funcionamento deste sistema aquí... Algunhas modificacións das unidades de potencia a gasolina tamén se poden arrefriar por aire.
6. Tipo de ciclo. Hai dúas modificacións en total: tipo de dous ou catro tempos. Descríbese o principio de funcionamento da modificación de dous tempos noutro artigo... Vexamos como funciona o modelo de 4 tempos un pouco máis tarde.
7. Tipo de entrada de aire. O aire para preparar a mestura aire-combustible pode entrar no tracto de admisión de dúas maneiras. A maioría dos modelos ICE clásicos teñen un sistema de admisión atmosférica. Nel entra o aire debido ao baleiro creado polo pistón, movéndose ao punto morto inferior. Dependendo do sistema de inxección, unha porción de gasolina pulverízase nesta corrente por diante da válvula de admisión ou un pouco antes, pero no camiño correspondente a un cilindro concreto. Na inxección mono, como a modificación do carburador, instálase unha boquilla no colector de admisión e o BTC é aspirado por un cilindro específico. Descríbense detalles sobre o funcionamento do sistema de admisión aquí... En unidades máis caras, a gasolina pódese pulverizar directamente no propio cilindro. Ademais do motor de aspiración natural, tamén hai unha versión turboalimentada. Nel inxéctase o aire para a preparación de MTC usando unha turbina especial. Pode alimentarse polo movemento de gases de escape ou por un motor eléctrico.

En canto ás características do deseño, a historia coñece varias unidades de potencia exóticas. Entre eles están o motor Wankel e o modelo sen valvula. Descríbense detalles de varios modelos de traballo de motores cun deseño inusual aquí.

O principio de funcionamento dun motor de gasolina

A gran maioría dos motores de combustión interna empregados nos coches modernos funcionan nun ciclo de catro tempos. Baséase no mesmo principio que calquera outro ICE. Para que a unidade xere a cantidade de enerxía necesaria para xirar as rodas, cada cilindro debe encherse cíclicamente cunha mestura de aire e gasolina. Esta porción debe ser comprimida, despois de que se acenda coa axuda dunha faísca que xera buxía.

Para que a enerxía liberada durante a combustión se converta en enerxía mecánica, o VTS debe queimarse nun espazo pechado. O elemento principal que elimina a enerxía liberada é o pistón. É móbil no cilindro e está fixado no mecanismo da manivela do cigüeñal.

Cando a mestura aire / combustible acende, fai que os gases do cilindro se expandan. Debido a isto, exerce unha gran presión sobre o pistón, superando a presión atmosférica, e comeza a moverse cara o punto morto inferior, xirando o cigüeñal. A este eixe está unido un volante ao que está conectada a caixa de cambios. A partir diso, o par transmítese ás rodas motrices (dianteiras, traseiras ou no caso dun coche con tracción total - as 4).

Nun ciclo do motor, realízanse 4 tempos nun cilindro separado. Isto é o que fan.

Entrada

Ao comezo desta carreira, o pistón está no punto morto superior (a cámara que está por riba deste momento está baleira). Debido ao traballo dos cilindros adxacentes, o cigüeñal xira e tira da biela, que move o pistón cara abaixo. Neste momento, o mecanismo de distribución de gas abre a válvula de admisión (pode haber unha ou dúas).

A través do burato aberto, o cilindro comeza a encherse cunha porción nova da mestura aire-combustible. Neste caso, o aire mestúrase con gasolina no tracto de admisión (motor de carburador ou modelo de inxección multipunto). Esta parte do motor pode ser de diferentes deseños. Tamén hai opcións que cambian a súa xeometría, o que permite aumentar a eficiencia do motor a diferentes velocidades. Descríbense detalles sobre este sistema aquí.

Nas versións con inxección directa, só entra o aire no cilindro ao percorrer a admisión. A gasolina pulverízase cando se completa o golpe de compresión no cilindro.

Cando o pistón está na parte inferior do cilindro, o mecanismo de sincronización pecha a válvula de admisión. Comeza a seguinte medida.

Compresión

Ademais, o cigüeñal xira (tamén baixo a acción de pistóns que operan en cilindros adxacentes) e o pistón comeza a levantarse a través da biela. Todas as válvulas da culata están pechadas. A mestura de combustible non ten por onde ir e está comprimida.

Cando o pistón se move a TDC, a mestura aire-combustible quéntase (un aumento de temperatura provoca unha forte compresión, tamén chamada compresión). A forza de compresión da parte BTC afecta ao rendemento dinámico. A compresión pode variar dun motor a outro. Ademais, suxerímoslle que se familiarice cos temas cal é a diferenza entre o grao de compresión e compresión.

Cando o pistón alcanza o punto extremo superior, a bujía crea unha descarga, debido a que a mestura de combustible acende. Dependendo da velocidade do motor, este proceso pode comezar antes de que o pistón suba completamente, inmediatamente neste momento ou un pouco máis tarde.

Nun motor de gasolina de inxección directa, só se comprime o aire. Neste caso, o combustible é rociado no cilindro antes de que suba o pistón. Despois diso, créase unha descarga e a gasolina comeza a queimar. Entón comeza a terceira medida.

Trazo de traballo

Cando se acende o VTS, os produtos de combustión expanden no espazo sobre o pistón. Neste momento, ademais da forza de inercia, a presión dos gases en expansión comeza a actuar sobre o pistón e volve baixar. En contraste co tempo de admisión, a enerxía mecánica xa non se transfire do cigüeñal ao pistón, senón ao contrario: o pistón empurra a biela e xira así o cigüeñal.

Parte desta enerxía úsase para realizar outros golpes en cilindros adxacentes. O resto do par é eliminado pola caixa de cambios e trasladado ás rodas motrices.

Durante a carreira, todas as válvulas están pechadas de xeito que os gases en expansión actúan exclusivamente sobre o pistón. Este ciclo remata cando o elemento que se move no cilindro alcanza o punto morto inferior. Entón comeza a última medida do ciclo.

Liberación

Ao xirar o cigüeñal, o pistón móvese de novo cara arriba. Neste momento ábrese a válvula de escape (unha ou dúas, dependendo do tipo de sincronización). Os gases residuais deben eliminarse.

Cando o pistón se move cara arriba, os gases de escape son espremidos no tracto de escape. Ademais, descríbese a súa función aquí... A carreira remata cando o pistón está na posición superior. Isto completa o ciclo do motor e comeza un novo co golpe de admisión.

A conclusión do golpe non sempre vai acompañada do peche completo dunha determinada válvula. Sucede que as válvulas de admisión e escape permanecen abertas durante un tempo. Isto é necesario para mellorar a eficiencia de airear e encher os cilindros.

Así, o movemento rectilíneo do pistón convértese en rotación debido ao deseño específico do cigüeñal. Todos os motores de pistón clásicos están baseados neste principio.

Se a unidade diésel funciona só con combustible diésel, entón a versión de gasolina pode funcionar non só en gasolina, senón tamén en gas (propano-butano). Descríbense máis detalles sobre como funcionará tal instalación aquí.

Os principais elementos dun motor de gasolina

Para que todas as carreiras do motor se realicen de xeito oportuno e coa máxima eficiencia, a unidade de potencia só debe estar composta por pezas de alta calidade. O dispositivo de todos os motores de combustión interna de pistón inclúe as seguintes partes.

Bloque de cilindros

De feito, este é o corpo do motor de gasolina, no que están fabricadas as canles da camisa de refrixeración, os lugares para fixar os tacos e os propios cilindros. Hai modificacións con cilindros instalados por separado.

Basicamente, esta peza está feita de fundición, pero para aforrar peso nalgúns modelos de coches, os fabricantes poden fabricar bloques de aluminio. Son máis fráxiles en comparación co análogo clásico.

Pistón

Esta parte, que forma parte do grupo cilindro-pistón, toma a acción dos gases en expansión e proporciona presión sobre a manivela do cigüeñal. Cando se realizan golpes de admisión, compresión e escape, esta parte crea un baleiro no cilindro, comprime a mestura de gasolina e aire e tamén elimina os produtos de combustión da cavidade.

A estrutura, variedades e principio de funcionamento deste elemento descríbense en detalle. noutra revisión... En resumo, no lado das válvulas, pode ser plano ou con rebaixes. Dende o exterior está conectado cun pasador de aceiro á biela.

Esta parte está equipada con varios aneis tóricas para evitar que os gases de escape caian no espazo do sub pistón ao empuxar os gases de escape durante a carreira de traballo. Sobre a súa función e deseño hai artigo separado.

Biela

Esta parte conecta o pistón coa manivela do cigüeñal. O deseño deste elemento depende do tipo de motor. Por exemplo, nun motor en forma de V, dúas bielas de cada par de cilindros están unidas a un diario de biela do cigüeñal.

Na fabricación desta peza úsase principalmente aceiro de alta resistencia, pero ás veces tamén se atopan homólogos de aluminio.

Cigüeñal

Trátase dun eixe que consta de manivelas. As bielas están conectadas a elas. O cigüeñal ten polo menos dous rodamentos e contrapesos principais que compensan as vibracións para unha rotación uniforme do eixe do eixe e amortecer a forza de inercia. Descríbense máis detalles sobre o dispositivo desta parte separado.

Por un lado, está instalada unha polea de distribución. No lado oposto, un volante está unido ao cigüeñal. Grazas a este elemento, é posible arrancar o motor cun arranque.

Válvulas

Na parte superior do motor están instalados na culata válvulas... Estes elementos abren / pechan os portos de entrada e saída para o traxecto desexado.

Na maioría dos casos, estas pezas son de primavera. Son conducidos por un eixe de levas de distribución. Este eixe sincronízase co cigüeñal mediante unha transmisión por correa ou cadea.

Buxía

Moitos motoristas saben que un motor diésel funciona quentando o aire comprimido nun cilindro. Cando se inxecta combustible diésel neste medio, a temperatura do aire acende a mestura aire-combustible. Cunha unidade de gasolina, a situación é diferente. Para que a mestura acenda, precisa unha faísca eléctrica.

Se a compresión nun motor de combustión interna de gasolina aumenta ata un valor próximo ao dun motor diésel, entón, cun número de octanos maior, a gasolina con forte calefacción pode acender antes do necesario. Isto danará a unidade.

O enchufe é alimentado polo sistema de ignición. Dependendo do modelo de coche, este sistema pode ter un dispositivo diferente. Descríbense detalles sobre as variedades aquí.

Sistemas auxiliares de traballo para motores de gasolina

Ningún motor de combustión interna é capaz de funcionar de xeito independente sen sistemas auxiliares. Para que o motor do coche poida arrancar, debe sincronizarse con estes sistemas:

1. Combustible. Subministra gasolina ao longo da liña aos inxectores (se é unha unidade de inxección) ou ao carburador. Este sistema participa na preparación da cooperación técnico-militar. Nos coches modernos, a mestura aire / combustible contrólase electrónicamente.
2. Encendido. É unha peza eléctrica que subministra ao motor unha faísca estable para cada cilindro. Existen tres tipos principais destes sistemas: de contacto, sen contacto e de microprocesador. Todos eles determinan o momento en que se precisa unha faísca, xeran unha alta tensión e distribúen o impulso á vela correspondente. Ningún destes sistemas funcionará se é defectuoso sensor de posición do cigüeñal.
3. Lubricación e arrefriamento. Para que as pezas do motor soporten cargas pesadas (carga mecánica constante e exposición a temperaturas moi altas, nalgúns departamentos elévase a máis de 1000 graos), necesitan unha lubricación constante e de alta calidade, así como refrixeración. Trátase de dous sistemas diferentes, pero a lubricación no motor tamén permite eliminar algo de calor das pezas moi quentes, como os pistóns.
4. Esgotamento. Para que un coche cun motor en marcha non asuste a outros cun son ensordecedor, recibe un sistema de escape de alta calidade. Ademais do funcionamento silencioso da máquina, este sistema garante a neutralización das substancias nocivas contidas no escape (para iso, a máquina debe estar presente convertedor catalítico).
5. Distribución de gas. Isto forma parte do motor (a sincronización está na culata). A árbore de levas abre as válvulas de entrada / saída alternativamente, de xeito que os cilindros realizan o tempo axeitado.

Estes son os principais sistemas grazas aos cales a unidade pode funcionar. Ademais deles, a unidade de potencia pode recibir outros mecanismos que aumentan a súa eficiencia. Un exemplo disto é un cambio de fase. Este mecanismo permítelle eliminar a máxima eficiencia a calquera velocidade do motor. Axusta a altura e o momento da apertura da válvula, o que afecta á dinámica da máquina. O principio de funcionamento e os tipos destes mecanismos considéranse en detalle. separado.

Como manter o rendemento dun motor de gasolina despois de moitos anos de funcionamento?

Cada propietario do coche pensa en como ampliar a vida útil da unidade de potencia do seu coche. Antes de considerar o que pode facer por iso, paga a pena considerar o factor máis importante que afecta a saúde do motor. Esta é a calidade e tecnoloxía de construción que o fabricante de automóbiles usa cando fabrica tal ou cal unidade de potencia.

Aquí tes os pasos básicos que todo motorista debe seguir:

• Realice o mantemento do seu coche de acordo coa normativa establecida polo fabricante;
• Despeje só gasolina de alta calidade no tanque e o tipo de motor axeitado;
• Use aceite para motor deseñado para un motor de combustión interna específico;
• Non use un estilo de condución agresivo, a miúdo levando o motor ás revolucións máximas;
• Realice a prevención de avarías, por exemplo, axustando os espazos das válvulas. Un dos elementos máis importantes dun motor é a súa correa. Aínda que visualmente pareza que aínda está en bo estado, é necesario substituílo en canto chegue o tempo indicado polo fabricante. Este elemento descríbese en detalle. separado.

Dado que o motor é un dos compoñentes máis importantes dun automóbil, todo motorista debe escoitar o seu traballo e estar atento ata aos pequenos cambios no seu funcionamento. Isto é o que pode indicar un mal funcionamento da unidade de potencia:

• No proceso de traballo, apareceron sons estraños ou aumentaron as vibracións;
• O motor de combustión interna perdeu o seu dinamismo e retroceso ao premer o pedal do gas;
• Aumenta gula (o consumo elevado de combustible pode asociarse á necesidade de quentar o motor no inverno ou cando se cambia de estilo de condución);
• O nivel de aceite baixa constantemente e a graxa necesita repoñerse constantemente;
• O refrixerante comezou a desaparecer nalgures, pero non hai charcos baixo o coche e o tanque está ben pechado;
• Fume azul do tubo de escape;
• Xiros flotantes: eles mesmos suben e baixan, ou o condutor necesita subir de gas constantemente para que o motor non se paralice (neste caso, o sistema de ignición pode estar defectuoso);
• Comeza mal ou non quere comezar nada.

Cada motor ten as súas propias sutilezas de traballo, polo que o motorista debe familiarizarse con todos os matices do funcionamento e mantemento da unidade. Se o motorista pode substituír / reparar por si só algunhas pezas ou incluso mecanismos do coche, é mellor confiar a reparación da unidade a un especialista.

Ademais, suxerimos ler sobre o que reduce o traballo do motor de gasolina.

Vantaxes e desvantaxes dos motores universais de gasolina

Se comparamos unha unidade diésel e outra de gasolina, as vantaxes da segunda inclúen:

1. Alta dinámica;
2. Traballo estable a baixas temperaturas;
3. Operación silenciosa con pequenas vibracións (se a unidade está configurada correctamente);
4. Mantemento relativamente barato (se non falamos de motores exclusivos, por exemplo, boxeadores ou co sistema EcoBoost);
5. Gran recurso de traballo;
6. Non é necesario empregar combustible estacional;
7. Escape máis limpo debido a menos impurezas na gasolina;
8. Cos mesmos volumes que un motor diésel, este tipo de motor de combustión interna ten máis potencia.

Dada a alta dinámica e potencia das unidades de gasolina, a maioría dos automóbiles deportivos están equipados con plantas deste tipo.

En termos de mantemento, estas modificacións tamén teñen a súa propia vantaxe. Os consumibles son máis baratos e o mantemento en si non precisa realizarse con tanta frecuencia. A razón é que as partes do motor de gasolina están sometidas a menos tensións que os análogos empregados nos motores diésel.

Aínda que o condutor debería ter coidado en que gasolineira enche o seu coche, a opción de gasolina non é tan esixente na calidade do combustible como a do gasóleo. No peor dos casos que pode ocorrer, as boquillas taparanse rapidamente.

A pesar destas vantaxes, estes motores teñen algunhas desvantaxes, é por iso que moitos motoristas prefiren o diésel. Aquí tes algúns deles:

1. A pesar da vantaxe de potencia, unha unidade cun volume idéntico terá menos par. Para os camións comerciais, este é un parámetro importante.
2. Un motor diésel cunha cilindrada similar consumirá menos combustible que este tipo de unidades.
3. En canto ao réxime de temperatura, a unidade de gasolina pode sobrecalentarse en atascos.
4. A gasolina acende máis facilmente a partir de fontes de calor alleas. Polo tanto, un coche con tal motor de combustión interna é máis perigoso polo lume.

Para que sexa máis doado escoller con que unidade debe estar o coche, o futuro propietario do coche primeiro debe decidir o que quere do seu cabalo de ferro. Se a énfase está na resistencia, o alto par e a economía, entón obviamente necesitará escoller un motor diésel. Pero para unha condución dinámica e un mantemento máis barato, debes prestar atención á contraparte da gasolina. Por suposto, o parámetro de servizo orzamentario é un concepto frouxo, porque depende directamente da clase do motor e dos sistemas que se usan nel.

Ao final da revisión, suxerimos ver unha pequena comparación de vídeo de motores de gasolina e diésel:

GASOLINA O DIESEL? COMPARA FIXAMENTE DOS TIPOS DE MOTORES.

Preguntas e respostas:

Como funciona un motor de gasolina? A bomba de combustible subministra gasolina ao carburador ou aos inxectores. Ao final da carreira de compresión da gasolina e do aire, a bujía crea unha faísca que acende o BTC, facendo que os gases en expansión expulsen o pistón.

Como funciona un motor de catro tempos? Tal motor ten un mecanismo de distribución de gas (unha cabeza cun eixe de levas está situada por riba dos cilindros, que abre / pecha as válvulas de admisión e escape; a través delas, subminístrase BTC e elimínanse os gases de escape).

Como funciona un motor de dous tempos? Tal motor non ten un mecanismo de distribución de gas. Nunha revolución do cigüeñal realízanse dous tempos: compresión e carreira de traballo. O enchido do cilindro e a eliminación dos gases de escape teñen lugar simultáneamente.