Presentación del funcionamiento de un motor de combustión interna. Motores de combustión interna. Principales etapas del desarrollo de un motor de combustión interna.

Motor combustión interna(abreviado como ICE) es un tipo de motor motor térmico, en el que energía química El combustible (generalmente hidrocarburo líquido o gaseoso) que se quema en el área de trabajo se convierte en trabajo mecánico. A pesar de que los motores de combustión interna son un tipo de motor térmico relativamente imperfecto (ruido fuerte, emisiones tóxicas, vida útil más corta), debido a su autonomía (el combustible requerido contiene mucha más energía que el mejor baterias electricas) Los ICE están muy extendidos, por ejemplo en el transporte.

Historia de la creación de motores de combustión interna En 1799, el ingeniero francés Philippe Le Bon descubrió el gas iluminador. En 1799 recibió una patente para el uso y método de producción de gas de iluminación mediante destilación seca de madera o carbón. Este descubrimiento fue de gran importancia principalmente para el desarrollo de la tecnología de iluminación. Muy pronto en Francia, y luego en otros países europeos, las lámparas de gas comenzaron a competir con éxito con las costosas velas. Sin embargo, el gas de iluminación no sólo era adecuado para la iluminación.

Patente para el diseño de motores de gas. En 1801, Le Bon obtuvo una patente para el diseño de un motor de gas. El principio de funcionamiento de esta máquina se basó en la conocida propiedad del gas que descubrió: su mezcla con el aire explotaba al encenderse, liberando una gran cantidad de calor. Los productos de la combustión se expandieron rápidamente, ejerciendo una fuerte presión sobre el medio ambiente. Al crear las condiciones adecuadas, la energía liberada puede utilizarse para beneficio humano. El motor de Lebon tenía dos compresores y una cámara de mezcla. Se suponía que un compresor bombearía aire comprimido a la cámara y el otro, gas de iluminación comprimido desde un generador de gas. Luego, la mezcla de gas y aire entró en el cilindro de trabajo, donde se encendió. El motor era de doble efecto, es decir, las cámaras de trabajo que funcionaban alternativamente estaban ubicadas a ambos lados del pistón. Básicamente, Le Bon tuvo la idea de un motor de combustión interna, pero murió en 1804 antes de poder darle vida a su invento.

Jean Etienne Lenoir En los años siguientes, varios inventores de diferentes paises Intentó crear un motor viable utilizando gas de iluminación. Sin embargo, todos estos intentos no condujeron a la aparición en el mercado de motores que pudieran competir con éxito con la máquina de vapor. El honor de crear un motor de combustión interna de éxito comercial pertenece al ingeniero belga Jean Etienne Lenoir. Mientras trabajaba en una planta de galvanización, a Lenoir se le ocurrió la idea de que la mezcla de aire y combustible en un motor de gasolina podía encenderse mediante una chispa eléctrica y decidió construir un motor basado en esta idea. Lenoir no fue un éxito inmediato. Después de que se pudo hacer todas las piezas y ensamblar la máquina, ésta funcionó por muy poco tiempo y se detuvo porque, debido al calentamiento, el pistón se expandió y se atascó en el cilindro. Lenoir mejoró su motor desarrollando un sistema de refrigeración por agua. Sin embargo, el segundo intento de lanzamiento también fracasó debido a mal movimiento pistón Lenoir complementó su diseño con un sistema de lubricación. Sólo entonces el motor empezó a funcionar.

August Otto En 1864 se produjeron más de 300 de estos motores de distintas potencias. Al hacerse rico, Lenoir dejó de trabajar para mejorar su automóvil, y esto predeterminó su destino: fue expulsado del mercado por un motor más avanzado creado por el inventor alemán August Otto. En 1864 recibió una patente para su modelo de motor de gas y ese mismo año firmó un acuerdo con el rico ingeniero Langen para explotar este invento. Pronto se creó la empresa "Otto and Company". A primera vista, el motor Otto estaba un paso atrás respecto al motor Lenoir. El cilindro estaba vertical. El eje giratorio estaba situado encima del cilindro, en el lateral. Se le fijó una cremallera conectada al eje a lo largo del eje del pistón. El motor funcionó de la siguiente manera. El eje giratorio elevó el pistón a 1/10 de la altura del cilindro, como resultado de lo cual se formó un espacio descargado debajo del pistón y se aspiró una mezcla de aire y gas. Luego la mezcla se encendió. Ni Otto ni Langen tenían suficientes conocimientos de ingeniería eléctrica y abandonaron el encendido eléctrico. Realizaron el encendido con llama abierta a través de un tubo. Durante la explosión, la presión debajo del pistón aumentó a aproximadamente 4 atm. Bajo la influencia de esta presión, el pistón se elevó, el volumen de gas aumentó y la presión disminuyó. Cuando el pistón subía, un mecanismo especial desconectaba la cremallera del eje. El pistón, primero bajo presión de gas y luego por inercia, subió hasta que se creó un vacío debajo. De este modo, la energía del combustible quemado se aprovecha al máximo en el motor. Este fue el principal descubrimiento original de Otto. La carrera descendente del pistón comenzó bajo la acción. presión atmosférica, y después de que la presión en el cilindro alcanzó la atmosférica, la válvula de escape se abrió y el pistón con su masa desplazó los gases de escape. Debido a una expansión más completa de los productos de combustión, la eficiencia de este motor fue significativamente mayor que la eficiencia del motor Lenoir y alcanzó el 15%, es decir, superó la eficiencia de las mejores máquinas de vapor de esa época.

Dado que los motores Otto eran casi cinco veces más económicos que los motores Lenoir, inmediatamente tuvieron una gran demanda. En los años siguientes se produjeron unos cinco mil. Otto trabajó duro para mejorar su diseño. Pronto la cremallera fue reemplazada por una transmisión de manivela. Pero el más significativo de sus inventos se produjo en 1877, cuando Otto obtuvo una patente para motor nuevo con un ciclo de cuatro tiempos. Este ciclo todavía es la base del funcionamiento de la mayoría de los motores de gasolina y gasolina en la actualidad. Al año siguiente ya se pusieron en producción nuevos motores. La bicicleta de cuatro tiempos fue el mayor logro técnico de Otto. Pero pronto resultó que varios años antes de su invención, el ingeniero francés Beau de Roche describió exactamente el mismo principio de funcionamiento del motor. Un grupo de industriales franceses impugnó ante los tribunales la patente de Otto. El tribunal consideró convincentes sus argumentos. Los derechos de Otto bajo su patente se redujeron significativamente, incluida la cancelación de su monopolio sobre el ciclo de cuatro tiempos. Aunque los competidores comenzaron a producir motores de cuatro tiempos, el modelo de Otto, probado durante muchos años de producción, seguía siendo el mejor y la demanda no se detuvo. En 1897, se produjeron alrededor de 42 mil de estos motores de diferente potencia. Sin embargo, el hecho de que se utilizara gas de iluminación como combustible redujo considerablemente el ámbito de aplicación de los primeros motores de combustión interna. El número de plantas de iluminación y gas era insignificante incluso en Europa, y en Rusia solo había dos: en Moscú y San Petersburgo.

La búsqueda de un nuevo combustible Por tanto, la búsqueda de un nuevo combustible para el motor de combustión interna no se detuvo. Algunos inventores intentaron utilizar vapor de combustible líquido como gas. En 1872, el Brighton estadounidense intentó utilizar queroseno para este fin. Sin embargo, el queroseno no se evaporó bien y Brighton cambió a un producto derivado del petróleo más ligero: la gasolina. Pero para que un motor de combustible líquido pueda competir con éxito con un motor de gas, fue necesario crear un dispositivo especial para evaporar la gasolina y obtener una mezcla combustible con aire. Brayton, en el mismo año 1872, ideó uno de los primeros carburadores llamados "evaporativos", pero funcionó de manera insatisfactoria.

Motor de gasolina Un motor de gasolina viable apareció sólo diez años después. Su inventor fue el ingeniero alemán Julius Daimler. Durante muchos años trabajó en la empresa de Otto y fue miembro de su junta directiva. A principios de los años 80, propuso a su jefe un proyecto para un motor de gasolina compacto que pudiera utilizarse en el transporte. Otto reaccionó con frialdad a la propuesta de Daimler. Entonces Daimler y su amigo Wilhelm Maybach tomaron una decisión audaz en 1882: abandonaron la empresa de Otto, adquirieron un pequeño taller cerca de Stuttgart y comenzaron a trabajar en su proyecto. El problema al que se enfrentaron Daimler y Maybach no fue fácil: decidieron crear un motor que no necesitaría un generador de gas, sería muy ligero y compacto, pero al mismo tiempo lo suficientemente potente como para propulsar a una tripulación. Daimler esperaba lograr un aumento de potencia aumentando la velocidad del eje, pero para ello era necesario garantizar la frecuencia de encendido requerida de la mezcla. En 1883, se creó el primer motor de gasolina con encendido mediante un tubo hueco caliente abierto en un cilindro. El primer modelo de motor de gasolina estaba destinado a instalaciones industriales estacionarias.

El proceso de evaporación del combustible líquido en la primera. motores de gasolina Me dejó con ganas de algo mejor. Es por eso verdadera revolución La invención del carburador marcó la diferencia en la construcción de motores. Su creador es el ingeniero húngaro Donat Banki. En 1893 patentó un carburador con chorro, que era el prototipo de todos los carburadores modernos. A diferencia de sus predecesores, Banks propuso no evaporar la gasolina, sino rociarla finamente en el aire. Esto aseguró su distribución uniforme por todo el cilindro y la evaporación misma se produjo en el cilindro bajo la influencia del calor de compresión. Para garantizar la atomización, la gasolina se succionó mediante un flujo de aire a través de una boquilla dosificadora y la consistencia de la composición de la mezcla se logró manteniendo nivel constante gasolina en el carburador. El chorro se realizó en forma de uno o más orificios en un tubo ubicado perpendicular al flujo de aire. Para mantener la presión se preparó un pequeño tanque con un flotador, que mantenía el nivel a una altura determinada, de modo que la cantidad de gasolina aspirada fuera proporcional a la cantidad de aire entrante. Los primeros motores de combustión interna eran monocilíndricos y, para aumentar la potencia del motor, normalmente se aumentaba el volumen del cilindro. Luego comenzaron a lograrlo aumentando el número de cilindros. EN finales del XIX En el siglo XX aparecieron los motores de dos cilindros y, a partir de principios del siglo XX, comenzaron a extenderse los motores de cuatro cilindros.

Composición de los motores de pistón La cámara de combustión es un cilindro, donde la energía química del combustible se convierte en energía mecánica, que se devuelve. movimiento hacia adelante El pistón se convierte en giratorio mediante un mecanismo de manivela. Según el tipo de combustible utilizado se dividen en: Gasolina, mezcla de combustible y aire que se prepara en el carburador y luego en el colector de admisión, o en el colector de admisión mediante boquillas atomizadoras (mecánicas o eléctricas), o directamente en el cilindro mediante boquillas atomizadoras, luego la mezcla se suministra al cilindro, se comprime y luego se enciende mediante una chispa que salta entre los electrodos de la bujía. El combustible diésel especial se inyecta en el cilindro a alta presión. La mezcla combustible se forma (y arde inmediatamente) directamente en el cilindro a medida que se inyecta una porción de combustible. La ignición de la mezcla se produce bajo la influencia. temperatura alta aire que ha sido comprimido en el cilindro.

Motores de gas que queman como combustible hidrocarburos, que en condiciones normales se encuentran en estado gaseoso: Las mezclas de gases licuados se almacenan en un cilindro bajo presión de vapor saturado (hasta 16 atm). La fase líquida o de vapor de la mezcla evaporada en el evaporador pierde gradualmente presión en el reductor de gas hasta acercarse a la presión atmosférica y es aspirada por el motor. colector de admisión a través de un mezclador aire-gas o inyectado en el colector de admisión mediante inyectores eléctricos. El encendido se realiza mediante una chispa que salta entre los electrodos de la bujía. Los gases naturales comprimidos se almacenan en un cilindro a presión atmosférica. El diseño de los sistemas de energía es similar al de los sistemas de energía de gas licuado, la diferencia es la ausencia de un evaporador. Gas productor gas obtenido por transformación combustible sólido en gaseoso Como combustible sólido se utilizan:

CarbónPeatMadera Gas-diesel La mayor parte del combustible se prepara, como en uno de los tipos de motores de gas, pero no se enciende con una bujía eléctrica, sino con una porción piloto de combustible diesel inyectada en el cilindro de manera similar a un diesel. motor. El motor de combustión interna combinado de pistón rotativo es un motor de combustión interna, que es una combinación de un pistón (pistón rotativo) y una máquina de palas (turbina, compresor), en la que ambas máquinas participan en el proceso de trabajo. Un ejemplo de motor de combustión interna combinado es motor de pistón con sobrealimentación de turbina de gas (turboalimentación). RCV es un motor de combustión interna cuyo sistema de distribución de gas se implementa mediante la rotación del cilindro. El cilindro gira, pasando alternativamente por los tubos de entrada y salida, mientras que el pistón realiza movimientos alternativos.

Unidades adicionales necesarias para un motor de combustión interna La desventaja de un motor de combustión interna es que produce alta potencia sólo en un rango de velocidad estrecho. Por tanto, los atributos integrales de un motor de combustión interna son la transmisión y el motor de arranque. Sólo en determinados casos (por ejemplo, en aviones) se puede prescindir de una transmisión compleja. La idea de un coche híbrido, en el que el motor funcione siempre en modo óptimo, está conquistando poco a poco el mundo. También se necesitan ICE sistema de combustible(para presentar mezcla de combustible) y sistema de escape (para eliminar los gases de escape).

La historia de la creación del primer motor de combustión interna. El primero de verdad.
Motor de combustión interna (ICE) eficiente
Apareció en Alemania en 1878. Pero la historia de la creación
ICE tiene sus raíces en Francia.
En 1860, el inventor francés Etvain Lenoir
inventado
El primer motor de combustión interna. Pero esta unidad
era imperfecto, con baja eficiencia y no podía usarse
en la práctica. Otro francés vino al rescate.
inventor Beau de Rochas, quien en 1862 propuso
Utilice cuatro tiempos en este motor:
1.Entrada
2.Compresión
3.Trazo de trabajo
4.Carrera de escape
El primer automóvil con motor de combustión interna de cuatro tiempos fue
carruaje de tres ruedas de Karl Benz, construido en 1885
año.
Un año después (1886) apareció la versión de Gottlieb Daimer.
Ambos inventores trabajaron independientemente el uno del otro.
En 1926 se fusionaron para crear Deimler-Benz.
A.G.

Principio de funcionamiento de un motor de combustión interna.

Un coche moderno, en la mayoría de los casos,
impulsado por un motor interno
combustión. Hay una gran cantidad de motores de este tipo.
multitud. Se diferencian en volumen,
número de cilindros, potencia, velocidad
rotación, combustible utilizado (diesel,
motores de combustión interna de gasolina y gas). Pero, fundamentalmente,
dispositivo de motor de combustión interna,
Parece que. ¿Cómo funciona este dispositivo y por qué?
llamado motor de cuatro tiempos
¿Combustión interna? Sobre la combustión interna
Está vacío. El combustible se quema dentro del motor. A
¿Por qué 4 tiempos del motor, qué es?
De hecho, también hay dos tiempos.
motores. Pero se usan en autos.
extremadamente raro. motor de cuatro tiempos
llamado porque su trabajo puede ser
Dividir en cuatro partes iguales.
El pistón pasará por el cilindro cuatro veces, dos
arriba y dos veces abajo. El ritmo comienza en
el pistón está en el extremo inferior o
punto superior. Para los mecánicos automovilistas esto
llamado punto muerto superior (TDC) y
punto muerto inferior (BDC).

El primer golpe es el golpe de admisión.

El primer golpe, también conocido como golpe de admisión,
comienza desde el PMS (arriba
punto muerto). Bajando
el pistón succiona el cilindro
mezcla aire-combustible. Trabajo
este tacto ocurre cuando
abrir la válvula de admisión. Por cierto,
Hay muchos motores con
Varias válvulas de admisión.
Su número, tamaño, tiempo.
estar en estado abierto
puede afectar significativamente
potencia del motor. Comer
motores en los que
dependiendo de la presión del pedal
gas, forzado
aumento del tiempo de residencia
válvulas de admisión abiertas
condición. Esto está hecho para
aumentando el número
combustible de admisión, que
después de la combustión, aumenta
potencia del motor. Automóvil,
en este caso, tal vez mucho
acelerar más rápido.

El segundo golpe es el de compresión.

La siguiente carrera del motor es
carrera de compresión. Después del pistón
llegado al punto más bajo, comienza
se eleva hacia arriba, apretando así
mezcla que entró intacta al cilindro
consumo. La mezcla de combustible se comprime a
Volúmenes de la cámara de combustión. Qué es esto
una cámara así? Espacio libre
entre la parte superior del pistón y
la parte superior del cilindro en
el pistón está en el punto muerto superior
Este punto se llama cámara de combustión.
Válvulas, durante este golpe de funcionamiento del motor.
completamente cerrado. Cuanto más densos son
cerrado, se produce la compresión
mejor calidad. Gran valor
tiene, en en este caso, estado
Pistón, cilindro, aros de pistón.
Si hay grandes brechas, entonces
una buena compresión no funcionará, pero
en consecuencia, el poder de tal
motor será mucho menor. Grado
compresión - compresión, puedes comprobar
con un dispositivo especial. Por tamaño
compresión, podemos concluir que
Grado de desgaste del motor.

El tercer golpe es el golpe de poder.

El tercer tiempo está funcionando, comienza con
CDT. se le llama trabajador
No es una coincidencia. Después de todo, esto es exactamente lo que
la acción sucede
forzando el coche
mover. En este ritmo para trabajar
el sistema de encendido se enciende. Por qué
¿Así se llama este sistema? Sí
porque ella es responsable de
Encendido de la mezcla de combustible comprimida.
en el cilindro, en la cámara de combustión.
Funciona de forma muy sencilla: una vela.
el sistema da una chispa. Justicia
por el simple hecho de hacerlo, vale la pena señalar que la chispa
emitido en la bujía para
unos grados antes de llegar
pistón del punto superior. Estos
grados, en un motor moderno,
se ajustan automáticamente
"cerebros" del coche. Después
cuando el combustible se enciende, sucede
explosión: aumenta bruscamente en
volumen, forzando al pistón
moverse hacia abajo. Válvulas en este golpe.
funcionamiento del motor, como en
anteriores, están cerrados
condición.

El cuarto golpe es el golpe de liberación.

Cuarto golpe de trabajo
motor, último -
salida. Habiendo alcanzado
punto más bajo, después
golpe de potencia, en el motor
comienza a abrir
válvula de escape. Semejante
válvulas, así como válvulas de admisión,
tal vez varios.
Subiendo, el pistón
a través de esta válvula se elimina
gases de escape de
cilindro - ventila
su. Cuanto mejor funcione
válvula de escape
más gases de escape
será retirado del cilindro,
liberando así
espacio para un nuevo lote
mezcla aire-combustible.

Tipos de motor de combustión interna

Motor de combustión interna diésel

Motor diésel - pistón
motor de combustión interna,
principio de combustión
combustible atomizado de
contacto con comprimido calentado
aire. Motores diésel trabajar
en gasóleo(en lenguaje común -
"diesel")
En 1890, Rudolf Diesel desarrolló la teoría
"motor térmico económico"
que, gracias a la fuerte compresión en
cilindros mejora significativamente su
eficiencia. Recibió una patente por su
motor 23 de febrero de 1893. Primero
Diesel construyó un ejemplo funcional, llamado "Dieselmotor", a principios de 1897.
año, y el 28 de enero del mismo año se logró con éxito
probado

El principio de funcionamiento de un motor de inyección.

En inyección moderna
motores para todos
cilindro proporcionado
boquilla individual.
Todos los inyectores están conectados a
riel de combustible, donde
el combustible está bajo
presión que crea
bomba de combustible eléctrica.
Cantidad inyectada
El combustible depende de
duración de apertura
inyectores. El momento del descubrimiento.
regula la unidad electrónica
control (controlador) en
basado en procesado
ellos datos de varios
sensores

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