Unutrašnjost Automobilskih Motora: Kako Rade

Kao inženjer, znate da je svaki impresivan tehnološki podvig moguć zahvaljujući komplikovanom sistemu delova koji savršeno rade zajedno.

Automobilski motor, koji koristi gorivo za kretanje automobila, aviona, traktora, autobusa i motocikala, može biti najbolji primjer za to.

Bilo da ste student inženjerstva ili iskusni profesionalac, naučit ćete nešto novo o ovoj važnoj tehnologiji i briljantnim umovima koji su je omogućili.

Zato se vežite i pridružite nam se u ovoj edukativnoj vožnji kroz srce automobilskog motora!

Uvod u automobilske motore

Formalna definicija:

Mašina koja troši gorivo koja daje pogonsku snagu za automobile, avione, traktore, autobuse i motocikle i nosi se u vozilu.

Dakle, ako želite da uštedite novac na benzinu, najbolje što vam možemo reći je da jednostavno izvadite motor svog automobila. Šalim se!

Motor je komplikovana mašina koja okreće točkove automobila pretvarajući toplotu iz sagorevanja benzina u snagu. Što daje brzinu nečemu.

Četverotaktni ciklus sagorevanja koristi se za pretvaranje benzina u kretanje u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem, koji je najčešći tip motora.

Ovaj ciklus ima četiri dijela: usis, kompresiju, sagorijevanje i izduv.

Tipovi motora

Postoje različite vrste motora, kao što su linijski motori sa četiri cilindra ili V-motori sa šest ili osam cilindara.

Raspored motora određuje koliko je velik, koliko dobro radi i koliku snagu ima.

Linijski motori su manji od V-motora, koji su duži i složeniji.

Glavne komponente

Blok cilindra, glava cilindra i kućište motora su najvažniji dijelovi automobilskog motora.

Srce motora je blok cilindra, koji je obično napravljen od gvožđa ili legure aluminijuma. Ima cilindre koji drže klipove, koji se kreću gore-dolje kako bi stvorili energiju.

Komora za sagorevanje je takođe u bloku cilindara. To je mjesto gdje se gorivo i zrak miješaju da bi došlo do sagorijevanja.

Glava cilindra se nalazi na vrhu bloka cilindra. Ima svjećicu, bregaste osovine i ventile.

Bregaste osovine kontroliraju kako se ventili otvaraju i zatvaraju, što kontrolira koliko goriva, zraka i izduvnih plinova ulazi i izlazi iz komore za sagorijevanje.

Svjećica pali mješavinu goriva i zraka tako da može doći do sagorijevanja.

Karter je obično napravljen od livenog gvožđa i nalazi se na dnu motora.

Sadrži dijelove kao što su klipovi, radilica, bregaste osovine, razvodni lanac, uljno korito, filter za ulje itd. Zajedno, ovi dijelovi pretvaraju gorivo u pokret.

Kada je automobil ugašen, motor startera daje klipu potrebnu silu da se pomakne prema dolje.

Poboljšanja u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

U posljednjih nekoliko godina došlo je do poboljšanja u tehnologiji motora, kao što su direktno ubrizgavanje goriva, turbo punjenje i promjenjivo vrijeme ventila.

Zbog ovih promjena, automobil troši manje plina, ima više snage i ispušta manje zagađenja.

Video: Kako to funkcionira?

Savjet: Uključite dugme za titl ako vam je potrebno. Odaberite "automatski prijevod" u gumbu za podešavanja, ako niste upoznati sa engleskim jezikom. Možda ćete morati prvo kliknuti na jezik videozapisa prije nego što vaš omiljeni jezik postane dostupan za prijevod.

Vrste automobilskih motora

Postoje različite vrste motora koji se koriste u automobilima, koji se mogu grupirati prema dvije stvari: vrsti goriva i načinu na koji je motor podešen (broj cilindara) (konfiguracija cilindra).

Benzinski i dizel motori su najčešće vrste motora automobila, ali postoje i druge stvari koje izdvajaju jedan motor od drugog.

• Ravni ili linijski motori.

Svi cilindri u ravnom/linijskom motoru su u liniji, okrenuti prema gore i obično okomito na automobil.

Ovo je najčešći izgled za porodične hečbekove i manje automobile.

• Kvarovi.

Ravni motori imaju dva niza cilindara sa obe strane jedne radilice.

• V-motori.

Cilindri u V-motoru su postavljeni u dvije odvojene grupe koje formiraju V oko radilice.

• W-motori.

W-motori imaju tri reda cilindara koji formiraju W oko radilice.

Način na koji su cilindri postavljeni također može biti različit.

Mali automobili imaju trocilindrične motore, ali turbo punjači su omogućili njihovo postavljanje i u veće porodične hečbekove.

Šestocilindrični motori se obično nalaze u vrhunskim sportskim automobilima i automobilima sa performansama. Mogu se postaviti u V ili u pravu liniju.

Superautomobili i luksuzni saloni imaju motore sa osam ili više cilindara, kao što su V8, V10 i V12.

Neki od najkvalitetnijih automobila Volkswagen grupe imaju W12 motore.

Benzinski i dizel motori

U automobilskim aplikacijama, glavne razlike između benzinskih i dizel motora su način na koji se proizvodi energija, vrsta goriva koje se koristi, termička efikasnost, očekivani životni vijek, broj okretaja u minuti (RPM) i obrtni moment.

• Benzinski motori.

Sagorijevanje zapaljenom svjećicom koristi se u benzinskim motorima za miješanje plina i zraka prije nego što se komprimiraju i pale.

U većini slučajeva, benzinski motori imaju veći broj obrtaja od dizel motora, ali imaju manji obrtni moment.

• Diesel Engines.

Prije ubrizgavanja goriva u zrak, dizel motori ga istiskuju, što motor čini termički efikasnijim i vjerovatno će trajati duže.

Budući da dizel ima veću gustoću energije od benzina, dizel motori troše manje goriva od benzinskih motora.

Način na koji se ovi različiti tipovi motora koriste u automobilima mijenjao se tokom vremena i ovisi o tome kako je automobil namijenjen za korištenje, koliko dobro treba da radi i koliko goriva treba da potroši.

Ekspanzija automobilske industrije

Razvoj automobilskog motora

Tokom industrijske revolucije, rast auto industrije i potreba za motorima veće snage doveli su do stvaranja motora sa unutrašnjim sagorevanjem (ICE).

Ovi motori su prvobitno napravljeni da rade na tečna goriva, ali su promenjeni tako da mogu da rade na benzin.

U 1900-im godinama su napravljeni dvotaktni i četverotaktni motori i postalo je moguće napraviti mnogo automobila odjednom.

Poboljšanja konverzije tečnog goriva i smanjenje emisija

Inženjeri su smislili načine da pretvore tečna goriva u pare kako bi se mogla koristiti. Ovo je poboljšalo efikasnost goriva i snagu motora.

Za rješavanje problema zagađenja iz automobila napravljeni su i kompjuterizovani sistemi za upravljanje motorom.

ICE emisije kriterijskih zagađivača kao što su dušikovi oksidi (Nox) i čestice (PM) smanjene su za više od 99% zahvaljujući istraživanju i razvoju u posljednjih 30 godina.

Napredno istraživanje i razvoj motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Danas ljudi pokušavaju da motori sa unutrašnjim sagorevanjem rade bolje i da budu bolji za životnu sredinu.

Istraživanje i razvoj naprednih motora sa unutrašnjim sagorevanjem fokusiraju se na nove tehnologije kao što su paljenje sa kompresijom homogenog punjenja (HCCI) i suprotni klipni motori (OPE), kao i na stvaranje električnih i hibridnih pogonskih sklopova.

Iako broj električnih vozila raste, ICE su i dalje važni za transportnu industriju i koristit će se još dugo vremena.

Veličina automobilskog motora i protok zraka

Većina motora automobila mjeri se u litrama, što je ukupna zapremina svih njihovih cilindara.

Ako povećate motor, ponekad može proizvesti više konjskih snaga i obrtnog momenta, ali to nije uvijek slučaj.

Senzor protoka zraka u automobilskim motorima

Mjerač lopatica i vruća žica su dva najčešća načina da motor mjeri koliko zraka ulazi.

Vazdušna lopatica sa oprugom povezana na promjenjivi otpornik koristi se od strane lopatica za mjerenje količine zraka koja ulazi u motor.

Senzor masenog protoka zraka vruće žice, s druge strane, koristi otpornu žicu koja visi u protok zraka i zagrijava se do određene temperature

Dolazni zrak zatim hladi žicu, što mijenja električnu struju na način koji je proporcionalan količini zraka koji prolazi kroz nju.

Kármán vortex senzor, s druge strane, nije način mjerenja ulaznog protoka zraka u motoru automobila.

Umjesto toga, to je način mjerenja brzine strujanja zraka izazivanjem vrtloga u strujanju zraka, a zatim mjerenjem promjena pritiska uzrokovanih vrtlozima.

Održavanje motora automobila

Filteri motornog ulja

Filteri motornog ulja važan su dio osiguravanja da motor automobila dobro radi.

Oni rade na uklanjanju prljavštine, ulja i metalnih čestica iz ulja. Ovo omogućava da ulje teče glatko, čisti ulje i štiti metalne dijelove.

Cijena, dizajn, konstrukcija i pažnja posvećena detaljima su važne stvari o kojima treba razmišljati pri odabiru filtera za motorno ulje.

Sistemi upravljanja automobilskim motorom

Postoji mnogo načina za podešavanje i promjenu sistema upravljanja motorom kako biste poboljšali njegove performanse.

Neki načini da se promene sistemi su ponovna kalibracija fabričkih ECM-ova, podešavanje sa priključcima, presretačima i drugim dodatnim delovima, i projektovanje, modifikacija i izrada usisnih razvodnika.

Odvojeno programabilni sistemi upravljanja motorom se također mogu koristiti za promjenu načina rada motora.

Da biste postigli najbolje performanse, važno je izvršiti promjene na siguran i pouzdan način.

Prije izmjena u sistemu upravljanja motorom, trebali biste razgovarati sa stručnjakom ili pročitati nešto o toj temi.

Sati motora

Sati motora su broj sati koje je motor radio od kada je prvi put napravljen, čak i kada se vozilo ne kreće.

Ova metrika je korisna za mjerenje istrošenosti komercijalnih vozila, posebno za praćenje vremena u praznom hodu, budući da mjerač kilometara ne bilježi kilometražu kada vozilo koristi PTO da miruje satima svaki dan.

Sati motora se također mogu koristiti za planiranje preventivnog održavanja i utvrđivanje koliko je vozilo korišteno.

Odnos između sati motora i kilometara može se koristiti za izradu kompletnog plana za zamjenu vozila, poboljšanje rasporeda održavanja i praćenje kako flota radi.

Moderni motori imaju dio koji se zove upravljački modul motora (ECM) koji broji koliko puta se motor okreće i koliko dugo traje svaki okret.

Upravljački moduli motora automobila

Upravljački moduli motora automobila (ECM) koriste brojne sigurnosne mjere kako bi bili sigurni da rade ispravno i spriječili ljude da se petljaju s njima.

Na primjer, oni ugrađuju hardver za verifikaciju i sigurnosne mehanizme, koriste automobilske sigurnosne standarde kao što su SAE J3061 i ISO/SAE 21434, i prolaze kroz procese verifikacije.

ECM-ovi se također mogu zaštititi korištenjem provjera uvjerljivosti kako bi se pronašli signali koji su lažirani ili promijenjeni.

Ovo se radi upoređivanjem vrijednosti senzora sa vrijednostima ožičenih kablova kako bi se uvjerili da su tačne. To lošim ljudima otežava promjene u ECM-u.

Na kraju, moderni ECM-ovi su napravljeni od kompjuterskih dijelova poput mikroprocesora koji mogu brzo primiti, interpretirati i djelovati na ulaze senzora. Ovo pomaže da se osigura da sistem radi ispravno.

EPA ima uspostavljenu politiku kako bi osigurala da se poštuju zabrane Zakona o čistom zraku za neovlaštene uređaje i uređaje za uništavanje naknadnog tržišta.

Ove zabrane traju tokom cijelog vijeka trajanja vozila, dilerima je zabranjeno da prodaju neovlaštena vozila koja su već na putu i zahtijevaju redovne preglede vozila kako bi se uvjerili da dijagnostički sistemi u vozilu rade ispravno.

Tjuneri, koji su proizvodi koji mijenjaju ECU, mogu biti nezakoniti uređaji za uništavanje nakon tržišta, a njihovo korištenje ili stavljanje može biti nezakonito neovlašteno mijenjanje.

Slučajevi upotrebe

zadatak:	Opis:
Automobili i druga vozila	Automobili, kamioni i autobusi najčešća su mjesta gdje se koriste automobilski motori. Ovi motori daju vozilu snagu koja mu je potrebna za kretanje naprijed. Oni su važan dio modernog transporta.
Pogon aviona	Još jedno važno mjesto gdje se koriste motori automobila su u avionima, gdje oni obezbjeđuju potisak potreban za poletanje i let. Većina motora aviona je snažnija i efikasnija od motora automobila jer moraju biti u stanju da stvore više uzgona i savladaju otpor vazduha.
Poljoprivredna oprema	Motori iz automobila često se koriste u traktorima i drugim vrstama poljoprivredne opreme. Ovi motori moraju biti dovoljno jaki i dugotrajni da izdrže teška opterećenja i težak posao koji dolazi s poljoprivredom.
Power Generation	Ponekad se motori automobila mogu koristiti i za proizvodnju energije. Većinu vremena, ovi motori se koriste u generatorskim setovima, koji se koriste za napajanje domova i poslovnih objekata kada nestane struje.
Marine Propulsion	Čamci i druge vrste plovila također mogu biti pokretani motorima automobila. Brodski motori su obično napravljeni tako da traju duže i bolje su otporni na koroziju od motora automobila jer moraju raditi u teškom pomorskom okruženju.
Racing	Drugi način na koji se motori automobila koriste je u trkama, gdje pokreću automobile visokih performansi koji mogu ići vrlo brzo. Većina trkaćih motora je prilagođena kako bi izvukla maksimum iz njih i mogu proizvesti mnogo više snage od običnog motora automobila.
Kosilice i drugi mali alati	Konačno, automobilski motori se također mogu koristiti za pogon kosilica, motornih pila i drugih malih alata. Većinu vremena ovi motori nisu tako jaki kao njihovi veći kolege, ali i dalje moraju biti dovoljno pouzdani i efikasni za svakodnevnu upotrebu.

Reference:

https://en.wikipedia.org/wiki/Automotive_engine

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B0080431526000863

Zaključak

U zaključku, motor automobila je nevjerovatan dio tehnologije koji je promijenio način na koji putujemo i živimo.

Inženjeri su bili na čelu izrade ovih neverovatnih mašina, od prvih motora sa unutrašnjim sagorevanjem do najnaprednijih hibridnih i električnih pogonskih agregata današnjice.

Ali motor automobila je i simbol nečeg dubljeg: naše prirodne želje da pomjerimo granice mogućeg, probijemo barijere i sanjamo o boljem sutra.

Dok gledamo u budućnost, jasno je da će automobilski motor i dalje biti važan dio naših života

To je motor koji pokreće automobile koji nas voze na posao, školu i druga mjesta.

Ali to je i podsjetnik na to koliko je moćna ljudska kreativnost, koliko su ljudi voljni isprobati nove stvari i koliko ljudski um može učiniti.

Dakle, sljedeći put kada upalite svoj automobil, odvojite trenutak da razmislite o nevjerovatnom inženjeringu koji sve to čini mogućim i zapamtite da su mogućnosti zaista beskrajne.