Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Injini ya mwako

Mchoro wa silinda inapatikana katika injini za petroli za kiharusi 4:
C - crankshaft .
E -kutolea nje camshaft .
I - camshaft ya inlet.
P - pistoni .
R - kuunganisha fimbo .
S - spark plug .
V - valves . nyekundu: kutolea nje, bluu: ulaji.
W - koti ya maji ya baridi .
muundo wa kijivu - kuzuia injini .








Mchoro unaelezea mzunguko bora wa mwako na Carnot

Injini ya mwako wa ndani ( ICE ) ni injini ya joto ambapo mwako wa mafuta hutokea na kioksidishaji (kawaida hewa) katika chumba cha mwako ambacho ni sehemu muhimu ya mzunguko wa maji mzunguko. Katika injini mwako ndani, upanuzi wa high- joto na high- shinikizo gesi zinazozalishwa na mwako inatumika moja kwa moja nguvu na baadhi ya sehemu ya injini. Nguvu hutumiwa kwa kawaida kwa pistoni , vile vya turbine , rotor au pua . Nguvu hii inachochea sehemu juu ya umbali, kubadilisha nishati ya kemikali katika nishati ya mitambo muhimu.

Mradi wa kwanza wa injini ya mwako ndani ya kibiashara uliundwa na Étienne Lenoir karibu na 1859 [1] na injini ya kwanza ya ndani ya mwako ilianzishwa mwaka wa 1876 na Nikolaus Otto (angalia injini ya Otto ).

Wakati mrefu injini ya mwako ndani huelezea injini ambayo mwako ni katikati , kama vile injini zaidi ya kiharusi na mbili za pistoni za injini, pamoja na vigezo, kama vile injini ya pistoni sita ya kiharusi na injini ya Rotary Wankel . Darasa la pili la injini za mwako ndani hutumia mwako unaoendelea: mitambo ya gesi , injini za ndege na injini nyingi za roketi , ambayo kila mmoja ni injini za mwako ndani ya kanuni kama ilivyoelezwa awali. [1] [2] Magereta pia ni aina ya injini ya mwako ndani. [2]

Kwa upande mwingine, katika injini za mwako nje , kama vile injini ya mvuke au Stirling , nishati hutolewa kwa maji ya kazi yasiyojumuisha, yamechanganywa na, au yanayotokana na bidhaa za mwako. Maji ya kazi yanaweza kuwa hewa, maji ya moto, maji yenye nguvu au hata sodiamu ya kioevu, yenye joto katika boiler . ICE kawaida hutumiwa na nishati yenye nguvu za nishati kama vile petroli au dizeli, liquids inayotokana na mafuta . Ingawa kuna mengi ya maombi ya kuimarisha, ICE nyingi hutumiwa katika matumizi ya simu na ni nguvu kubwa ya magari kama vile magari, ndege na boti.

Kwa kawaida ICE ni kulishwa na mafuta kama gesi asilia au mafuta ya petroli bidhaa kama vile petroli , dizeli au mafuta ya mafuta . Kuna matumizi ya ongezeko la nishati mbadala kama vile biodiesel kwa injini za kupumua na bioethanol au methanol kwa injini za kuwaka. Wakati mwingine hutumiwa na hidrojeni , na huweza kupatikana kutoka kwa mafuta ya mafuta au nishati mbadala.

Yaliyomo

Historia

Wanasayansi na wahandisi mbalimbali walichangia maendeleo ya injini za mwako ndani. Mwaka wa 1791, John Barber alianzisha turbine . Mnamo mwaka wa 1794 Thomas Mead aliyesajiliwa na injini ya gesi . Pia katika 1794 Robert Street ilitengeneza injini ya mwako ndani, ambayo pia ilikuwa ya kwanza kutumia mafuta ya maji , na ikajenga injini karibu wakati huo. Mnamo 1798, John Stevens alijenga injini ya kwanza ya mwako wa Marekani. Mnamo 1807, wahandisi wa Kifaransa Nicéphore (ambaye alijenga kupiga picha ) na Claude Niépce waliendesha injini ya mwako ndani ya moto, wakitumia mlipuko wa vumbi, Pyréolophore . Injini hii ilipanda mashua kwenye mto wa Saône , Ufaransa. Mwaka huo huo, mhandisi wa Uswisi François Isaac de Rivaz alijenga injini ya mwako ndani inayowaka moto na umeme. Mnamo 1823, Samuel Brown alitoa hati miliki ya injini ya kwanza ya mwako kutumiwa viwanda.

Mwaka wa 1854 nchini Uingereza, wavumbuzi wa Italia Eugenio Barsanti na Felice Matteucci walijaribu patent "Kupata nguvu za kushambulia kwa mlipuko wa gesi", ingawa maombi haikuendelea kwa hatua iliyopewa. [3] Mwaka wa 1860, Ubelgiji Jean Joseph Etienne Lenoir alitoa injini ya mwako ndani ya gesi. Mwaka wa 1864, Nikolaus Otto alihalazimisha injini ya gesi ya kwanza ya anga. Mnamo mwaka 1872, George Brayton wa Marekani alinunua injini ya kwanza ya injini ya mwako. Mwaka wa 1876, Nikolaus Otto , akifanya kazi na Gottlieb Daimler na Wilhelm Maybach , mmiliki wa hati miliki, mzunguko wa nne. Mnamo 1879, Karl Benz alinunua hati ya kuaminika ya gesi mbili za kiharusi . Mnamo 1892, Rudolf Diesel alianzisha malipo ya kwanza ya ushindani, injini ya kupumua. Mnamo mwaka 1926, Robert Goddard alizindua roketi ya kwanza ya maji. Mwaka 1939, Heinkel He 178 akawa ndege ya kwanza ya ndege ya dunia.

Etymology

Kwa wakati mmoja, injini ya neno (kupitia Kifaransa ya Kale , kutoka kwa Kilatini ingenium , "uwezo") ilimaanisha kipande chochote cha mashine - maana ambayo inaendelea katika maneno kama vile injini ya kuzingirwa . "Motor" (kutoka kwa Kilatini motor , "mover") ni mashine yoyote inayozalisha nguvu ya mitambo. Kwa kawaida, motors za umeme hazijulikani kama "injini"; hata hivyo, injini za mwako hujulikana kama "motors." ( Injini ya umeme inahusu locomotive inayoendeshwa na umeme.)

Katika boti injini ya mwako ndani ambayo imewekwa katika kanda inajulikana kama injini, lakini injini ambazo hukaa kwenye transom zinajulikana kama motors. [4]

Maombi

Injini ya kuingiliana ikiwa imepatikana ndani ya gari

Kukubaliana injini piston ni kwa mbali ya kawaida chanzo cha umeme kwa ardhi na maji magari , ikiwa ni pamoja magari , pikipiki , meli na kwa kiwango kidogo, injini (baadhi ni umeme lakini wengi hutumia injini Dizeli [5] [6] ). Mitambo ya Rotary ya kubuni Wankel hutumiwa katika magari fulani, ndege na pikipiki.

Ambapo uwiano mkubwa wa nguvu-hadi-uzito unahitajika, injini za mwako ndani huonekana kwa njia ya mitambo ya mwako au injini za Wankel. Ndege inayotumiwa hutumia ICE ambayo inaweza kuwa injini ya kurudi. Ndege zinaweza badala ya kutumia injini za ndege na helikopta zinaweza kuajiri turboshafts ; ambayo yote ni aina ya mitambo. Mbali na kutoa huduma, ndege wanaweza kuajiri ICE tofauti kama kitengo cha nguvu msaidizi . Mitambo ya Wankel imefungwa kwa magari mengi ya anga yasiyo ya kawaida .

Jenereta kubwa ya Dizeli ilitumiwa kwa nguvu za kuhifadhi


ICE huendesha baadhi ya jenereta kubwa za umeme ambazo zina nguvu magridi ya umeme. Wao hupatikana katika namna ya mitambo ya mwako katika mimea ya nguvu ya mzunguko pamoja na pato la kawaida la umeme katika kiwango cha 100 MW hadi 1 GW. Utoaji wa joto la juu hutumiwa kuchemsha na kuimarisha maji ili kuendesha turbine ya mvuke . Hivyo, ufanisi ni wa juu kwa sababu nishati zaidi hutolewa kwenye mafuta kuliko kile kinachoweza kutolewa na turbine ya mwako peke yake. Katika ufanisi wa mimea ya nguvu za mzunguko katika kiwango cha 50% hadi 60% ni kawaida. Kwa kiwango kidogo cha jenereta za dizeli hutumiwa kwa nguvu za salama na kwa kutoa nguvu za umeme kwenye maeneo yasiyounganishwa na gridi ya umeme .

Injini ndogo (kawaida ya injini 2 za kiharusi) ni chanzo cha kawaida cha nguvu kwa ajili ya lawnmowers , trimmers ya kamba , safu za mnyororo , wasambazaji wa majani , washerisi wa shinikizo , snowmobiles , jet skis , motors outboard , mopeds , na pikipiki .

Uainishaji

Kuna njia kadhaa zinazowezekana za kutengeneza injini za mwako ndani.

Kupitisha :

Kwa idadi ya viharusi
  • Mbili injini ya kiharusi
  • Mzunguko wa Makanisa 1879 [7]
  • Mzunguko wa Siku
Kwa aina ya moto
  • Injini ya kupuuza
  • Injini ya kupuuza chembe (inavyoonekana kama injini ya petroli )
Kwa mzunguko wa mitambo / thermodynamical (mzunguko huu 2 haujumuisha injini zote za kurudi, na hutumiwa mara nyingi):
  • Mzunguko wa Atkinson
  • Miller mzunguko

Rotary :

  • Injini ya Wankel

Mwako unaoendelea:

Aina zifuatazo za injini ya ndege ni pia aina za turbini za gesi:
  • Turbojet
  • Turbofan
  • Turboprop

Mitambo ya kurudi

muundo

Bare ya silinda ya injini ya V8
Pistoni, pete ya pistoni, siri ya gudgeon na fimbo ya kuunganisha

Chanzo cha injini ya mwako ndani ya moto ni kuzuia injini , ambayo ni kawaida ya chuma cha kutupwa au alumini . Hifadhi ya injini ina vidonda . Katika injini yenye silinda moja zaidi hupangwa kwa mstari wa 1 ( moja kwa moja injini ) au safu mbili ( injini ya sanduku au injini ya V ); Mihuri 3 hutumiwa mara kwa mara ( W injini ) katika injini za kisasa, na maandalizi mengine ya injini yanawezekana na yametumika. Mitambo ya silinda moja ni ya kawaida kwa pikipiki na katika injini ndogo za mashine. Injini za kilichopozwa maji zina vifungu katika kuzuia injini ambapo maji ya baridi huzunguka ( koti ya maji ). Baadhi ya injini ndogo ni kilichopozwa na hewa, na badala ya kuwa na koti ya maji kizuizi cha silinda ina mapafu yaliyojitokeza kutoka kwenye hilo ili kupumua kwa kuhamisha moja kwa moja joto kwenye hewa. Ukuta wa silinda mara nyingi kumalizika kwa kuheshimiwa kupata mkato wa msalaba , ambao ni bora zaidi kuhifadhi mafuta. Sehemu mbaya sana inaweza kuharibu haraka injini kwa kuvaa kwa kiasi kikubwa kwenye pistoni.

Pistons ni sehemu ndogo za cylindrical ambazo hufunga muhuri mmoja wa silinda kutokana na shinikizo la juu la bidhaa zilizosimama hewa na mwako na slide kuendelea ndani yake wakati injini inafanya kazi. Ukuta wa juu wa pistoni huitwa taji yake na kawaida ni gorofa au concave. Baadhi ya injini za kiharusi mbili hutumia pistoni na kichwa cha deflector . Pistons ni wazi chini na mashimo isipokuwa kwa muundo muhimu wa kuimarisha (mtandao wa pistoni). Wakati injini inafanya kazi shinikizo la gesi katika chumba cha mwako kuna nguvu juu ya taji la pistoni ambayo huhamishiwa kupitia mtandao wake kwenye siri ya gudgeon . Kila pistoni ina pete zimefungwa karibu na mzunguko wake ambayo huzuia zaidi gesi kutembea ndani ya ganda au mafuta ndani ya chumba cha mwako. Mfumo wa uingizaji hewa unatoa kiasi kidogo cha gesi ambacho kinakimbia pistoni wakati wa operesheni ya kawaida (gesi za kupumua) nje ya ganda la sakafu ili lisijumuishe kuharibu mafuta na kutua. Katika injini mbili za kiharusi petroli crankcase ni sehemu ya njia ya hewa-mafuta na kwa sababu ya mtiririko wa kuendelea hawana haja ya mfumo tofauti wa uingizaji hewa.

Treni ya Valve juu ya kichwa cha silinda ya dizeli. Injini hii inatumia mikono ya mwamba lakini hakuna pushrods.

Kichwa cha silinda kinakabiliwa na kuzuia injini na bolts au studs nyingi . Ina kazi kadhaa. Kichwa silinda hufunga mikokoteni upande wa kinyume na pistoni; ina vidogo vidogo ( bandari ) kwa ulaji na kutolea nje na valves zinazohusiana na ulaji ambazo zinafungua silinda kujazwa na valves safi na kutolea nje ambayo hufungua kuruhusu gesi za mwako ziepukie. Hata hivyo, injini za kiroho za 2 za kiharusi zinaunganishwa na bandari za gesi moja kwa moja kwenye ukuta wa silinda bila valve za poppu; pistoni inasimamia ufunguzi na kufutwa badala yake. Kichwa silinda Pia ana cheche kuziba katika kesi ya injini ikiwashwa na injector kwa injini zinazotumia sindano moja kwa moja. Mitambo yote ya CI hutumia sindano ya mafuta, kwa kawaida sindano ya moja kwa moja lakini injini nyingine badala ya kutumia sindano ya moja kwa moja . SI injini wanaweza kutumia kabureta au sindano ya mafuta kama bandari sindano au sindano ya moja kwa moja . Mitambo ya SI wengi ina kuziba moja kwa kila silinda lakini wengine wana 2 . Gasket kichwa kuzuia gesi ya kuvuja kati ya kichwa silinda na kuzuia injini. Kufungua na kufungwa kwa valves hudhibitiwa na camshafts moja au kadhaa na chemchemi-au katika injini fulani-mfumo wa desmodromic ambao hautumiki chemchem. Kamera ya kamera inaweza kusonga moja kwa moja shina la valve au inaweza kutenda juu ya mkono wa mwamba , tena, moja kwa moja au kwa njia ya kushinikiza .

Blogu ya injini inayoonekana kutoka chini. Vipande, mafuta ya dawa ya dawa na nusu ya fani kuu zinaonekana wazi.

Mchoro huo umefungwa chini na sump ambayo hukusanya mafuta ya kuanguka wakati wa operesheni ya kawaida ili kusafiri tena. Cavity iliyoundwa kati ya kuzuia silinda na sump nyumba crankshaft kwamba waongofu kukubaliana mwendo wa pistons kwa mwendo rotational. Nguvu ya kamba ni mahali pa karibu na kuzuia injini na fani kuu , ambayo inaruhusu kugeuka. Bulkheads katika crankcase huunda nusu ya kila kuzaa kuu; nusu nyingine ni cap inayoweza kupoteza. Katika baadhi ya matukio moja ya jengo la kuzaa kuu hutumiwa badala ya kofia kadhaa ndogo. Fimbo ya kuunganisha imeshikamana na kukamilisha sehemu ya kamba ya kamba (upande wa mwisho ) na pistoni kwa upande mwingine kupitia pini ya gudgeon na hivyo huhamisha nguvu na kutafsiri mwendo wa kurudi kwa pistoni kwa mwendo wa mviringo wa kamba . Mwisho wa fimbo ya kuunganisha iliyoshirikishwa na siri ya gudgeon inaitwa mwisho wake mdogo, na mwisho mwingine, ambako umeshikamana na shimo la kichwa, mwisho mwingi. Mwisho mwingi una nusu inayoweza kupunguzwa kuruhusu mkusanyiko kote kando. Inahifadhiwa pamoja kwa fimbo ya kuunganisha na bolts zinazoondolewa.

Kichwa cha silinda kina aina nyingi za ulaji na aina nyingi za kutolea nje zilizounganishwa na bandari husika. Aina ya ulaji huunganisha kwenye kichujio cha hewa moja kwa moja, au kwa kamba wakati mtu anapopo, ambayo huunganishwa na chujio cha hewa . Inashirikisha hewa inayoingia kutoka kwa vifaa hivi kwa mitungi ya kibinafsi. Utoaji wa kutolea nje ni sehemu ya kwanza katika mfumo wa kutolea nje . Inakusanya gesi za kutolea nje kutoka kwenye mitungi na huiongoza kwa sehemu inayofuata katika njia. Mfumo wa kutolea nje wa ICE unaweza pia ni pamoja na mzunguko wa kichocheo na muffler . Sehemu ya mwisho katika njia ya gesi za kutolea nje ni tailpipe .

4-kiharusi injini

Mchoro unaonyesha uendeshaji wa injini ya 4 ya kiharusi SI. Maandiko:
1 - Induction
2 - Ukandamizaji
3 - Nguvu
4 - Kutosha



Kituo cha juu kilichokufa (TDC) cha pistoni ni nafasi ambapo iko karibu na valves; kituo cha chini kilichokufa (BDC) ni msimamo kinyume ambapo ni zaidi kutoka kwao. Kiharusi ni harakati ya pistoni kutoka TDC hadi BDC au kinyume chake pamoja na mchakato unaohusishwa. Wakati injini inafanya kazi mchoro wa mchoro huzunguka kwa kasi kwa kasi ya mara kwa mara. Katika ICE-4 kiharusi kila uzoefu wa pistoni 2 viharusi kwa mapinduzi ya crankshaft kwa utaratibu wafuatayo. Kuanza maelezo katika TDC, haya ni: [8] [9]

  1. Ulaji , induction au suction : Valves ya ulaji ni wazi kama matokeo ya lobe cam ikicheza chini ya shina valve. Pistoni huongezeka kwa kasi kuongezeka kwa chumba cha mwako na kuruhusu hewa kuingia katika kesi ya injini ya CI au mchanganyiko wa mafuta katika hali ya injini SI ambazo hazitumii sindano moja kwa moja . Mchanganyiko hewa au hewa-mafuta huitwa malipo kwa hali yoyote.
  2. Ukandamizaji : Katika kiharusi hiki, valves zote zimefungwa na pistoni inakwenda juu kupunguza kiwango cha chumba cha mwako kinachofikia kiwango cha chini wakati pistoni iko kwenye TDC. Pistoni hufanya kazi kwa malipo kama inavyoshikilia; Matokeo yake ni shinikizo lake, ongezeko la joto na wiani; ulinganisho wa tabia hii hutolewa na sheria bora ya gesi . Kabla kabla ya pistoni kufikia TDC, moto unaanza. Katika kesi ya injini ya SI, pua ya chembe hupata pigo kubwa la voltage ambayo inazalisha cheche ambayo inatoa jina lake na inaacha malipo. Katika kesi ya injini ya CI mafuta injector haraka injects mafuta ndani ya chumba mwako kama dawa; mafuta yanawaka kutokana na joto la juu.
  3. Nguvu au kiharusi : Shinikizo la gesi za mwako hupiga pistoni chini, na kuzalisha kazi zaidi kuliko inavyotakiwa kuimarisha malipo. Kuongezea kiharusi cha kukandamiza, gesi za mwako hupanuka na matokeo yake ni joto, shinikizo na wiani hupungua. Wakati pistoni iko karibu na BDC valve ya kutolea nje inafungua. Gesi za mwako hupanua kwa upungufu kutokana na shinikizo la kushoto-zaidi ya shinikizo la nyuma , shinikizo la kupima kwenye bandari ya kutolea nje; hii inaitwa kupigwa .
  4. Kutosha : valve ya kutolea nje inabaki kufunguliwa wakati pistoni inakwenda juu ya kuchochea gesi za mwako. Kwa injini za asili zinazopangwa sehemu ndogo ya gesi za mwako huweza kubaki katika silinda wakati wa operesheni ya kawaida kwa sababu pistoni haifunga chumba cha mwako kabisa; gesi hizi kufuta katika malipo ijayo. Wakati wa mwisho wa kiharusi hiki, valve ya kutolea nje inafunga, valve ya ulaji inafungua, na mlolongo unarudia katika mzunguko unaofuata. Valve ya ulaji inaweza kufungua kabla ya valve ya kutolea nje ilifunga ili kuruhusu kufuta vizuri.

Mitambo 2 ya kiharusi

Tabia ya kufafanua ya aina hii ya injini ni kwamba kila pistoni inakamilisha mzunguko kila mapinduzi ya crankshaft. Michakato 4 ya ulaji, ukandamizaji, nguvu na kutolea nje hufanyika kwa viharusi 2 tu ili iwezekanavyo kujitolea tu kwa kila mmoja wao. Kuanzia TDC mzunguko unajumuisha:

  1. Nguvu : Wakati pistoni ikishuka magesi yanayowaka yanafanya kazi juu yake-kama injini ya 4-kiharusi. Mazungumzo sawa ya thermodynamic kuhusu upanuzi yanayotumika.
  2. Kutafuta : Kutoka 75 ° ya mzunguko wa mchoro wa bunduki kabla ya BDC valve ya kutolea nje au bandari hufungua, na kupigwa kwa kasi hutokea. Muda mfupi baada ya hapo valve ya ulaji au bandari ya uhamisho inafungua. Malipo inayoingia inashirikisha gesi iliyobaki ya mwako kwenye mfumo wa kutolea nje na sehemu ya malipo inaweza kuingia mfumo wa kutolea nje pia. Pistoni hufikia BDC na inarudi mwelekeo. Baada ya pistoni imetembea umbali mfupi hadi kwenye silinda valve ya kutolea nje au bandari inafunga; Hivi karibuni valve ya ulaji au bandari ya uhamisho inafunga pia.
  3. Ukandamizaji : Pamoja na ulaji na kutolea nje wote kufungwa pistoni inaendelea kuhamia juu compressing malipo na kufanya kazi juu yake. Kama ilivyo katika injini ya 4-kiharusi, moto unaanza tu kabla ya pistoni kufikia TDC na kuzingatia sawa juu ya thermodynamics ya compression juu ya malipo.

Wakati injini ya 4 ya kiharusi hutumia pistoni kama pampu ya kusambaza chanya ili kukamilisha kukataa kuchukua 2 ya viharusi 4, injini ya 2-kiharusi inatumia sehemu ya mwisho ya kiharusi cha nguvu na sehemu ya kwanza ya kiharusi ya kupambana na ulaji na kutolea nje pamoja . Kazi inayotakiwa kuondokana na malipo na kutolea nje gesi hutoka kwa chombo chochote au pigo la tofauti. Kwa kukataa, kufukuzwa kwa gesi ya kuchomwa na kuingizwa kwa mchanganyiko mpya, mbinu mbili kuu zinaelezewa: Kuvunja mzigo, na kukataa kwa uniflow, habari za SAE zilizochapishwa katika 2010s ambazo 'Loop Scavenging' ni bora chini ya hali yoyote kuliko kukataa kwa uniflow. [7]

Crankcase scavenged

Mchoro wa chombo kilichochochea injini ya injini ya 2 inafanya kazi

Baadhi ya injini za SI zinatengenezwa na hazitumii valves za poppu. Badala yake, kioo na sehemu ya silinda chini ya pistoni hutumiwa kama pampu. Bandari ya ulaji imeshikamana na kamba ya kamba kupitia valve ya mwanzi au valve ya disk ya rotary inayotokana na injini. Kwa kila silinda bandari ya uhamisho inaunganisha kwenye mwisho mmoja hadi kwenye kioo na kwa upande mwingine hadi ukuta wa silinda. Bandari ya kutolea nje inaunganishwa moja kwa moja na ukuta wa silinda. Bandari ya kuhamisha na kutolea nje hufunguliwa na imefungwa na pistoni. Valve ya mwanzi inafungua wakati shinikizo la crankcase ni kidogo chini ya shinikizo la ulaji, ili lijazwe na malipo mapya; hii hutokea wakati pistoni inakwenda juu. Wakati pistoni ikisonga chini chini shinikizo la ongezeko la crankcase na valve ya mwanzi hufunga mara moja, basi malipo katika crankcase yanasisitizwa. Wakati pistoni inakwenda juu, inafungua bandari ya kutolea nje na bandari ya uhamisho na shinikizo la juu la malipo katika kioo hufanya kuingia kwenye silinda kupitia bandari la uhamisho, kupiga gesi za kutolea nje. Ufungaji huo unafanywa kwa kuongeza mafuta ya kiharusi 2 kwa mafuta katika uwiano mdogo. Petroil inahusu mchanganyiko wa petroli na mafuta yaliyotaja hapo awali. Aina hii ya injini mbili za kiharusi ina ufanisi wa chini kuliko injini za 4-stroke na kutolewa kwa gesi zaidi za kutolea nje kwa hali zifuatazo:

  • Wanatumia mfumo wa kulazimisha jumla: kupoteza mafuta yote hatimaye huwaka pamoja na mafuta.
  • Kuna mahitaji yanayotokana na kukataa: Kwa upande mmoja, malipo safi ya kutosha yanahitajika kuingizwa katika kila mzunguko ili kuhamisha karibu gesi zote za mwako lakini kuanzisha mengi ya hayo inamaanisha kwamba sehemu yake hupata kutolea nje.
  • Wanapaswa kutumia bandari ya uhamisho kama pua iliyowekwa kwa uangalifu na kuwekwa ili sasa ya gesi imeundwa kwa njia ambayo inafuta silinda nzima kabla ya kufikia bandari ya kutolea nje ili kuondosha gesi za mwako, lakini kupunguza kiasi cha malipo amejaa. Mitambo ya kiharusi 4 ina manufaa ya kumfukuza karibu gesi zote za mwako kwa sababu wakati wa kutolea nje chumba cha mwako kinapungua kwa kiwango chake cha chini. Katika injini ya kukimbia kwa injini ya injini mbili, kutolea nje na ulaji hufanywa hasa wakati huo huo na kwa chumba cha mwako kwa kiwango chake cha juu.

Faida kubwa ya injini mbili za kiharusi za aina hii ni uelewa wa mitambo na uwiano mkubwa wa nguvu-uzito kuliko wenzao wa 4-kiharusi. Licha ya kuwa na viboko viwili vya nguvu kwa kila mzunguko, injini ya chini ya mara mbili ya nguvu inaweza kufikia katika mazoezi.

Nchini Marekani, injini mbili za kiharusi zilizuiliwa kwa magari ya barabara kutokana na uchafuzi wa mazingira. Njia za barabara za pikipiki bado ni mara mbili ya kiharusi lakini si mara chache za kisheria. Hata hivyo, maelfu mengi ya injini za matengenezo ya lawn 2 hutumika. [ citation inahitajika ]

Blower scavenged

Mchoro wa kufungia sare

Kutumia blower tofauti huepuka vikwazo vingi vya kukataa kwa crankcase, kwa gharama ya utata ulioongezeka ambao inamaanisha gharama kubwa na ongezeko la mahitaji ya matengenezo. Injini ya aina hii inatumia bandari au valves kwa ulaji na valves kwa kutolea nje, isipokuwa injini za pistoni zilizopinga , ambazo zinaweza pia kutumia bandari za kutolea nje. Mpepo ni kawaida wa aina ya mizizi lakini aina nyingine zimetumiwa pia. Kubuni hii ni kawaida katika injini ya CI, na imekuwa mara kwa mara kutumika katika injini SI.

Mitambo ya CI ambayo inatumia blower kawaida kutumia sclowing uniforming . Katika muundo huu ukuta wa silinda ina bandari kadhaa za ulaji zilizowekwa sare safu kando ya mzunguko tu juu ya nafasi ambayo taji ya pistoni hufikia wakati wa BDC. Valve ya kutolea nje au kadhaa kama ile ya injini za kiharusi 4 hutumiwa. Sehemu ya mwisho ya aina nyingi za ulaji ni sleeve ya hewa ambayo hupanda bandari za ulaji. Bandari za ulaji zimewekwa kwenye pembe ya usawa kwenye ukuta wa silinda (Ndio: wao ni katika ndege ya taji ya pistoni) ili kutoa swirl kwa malipo inayoingia ili kuboresha mwako. IC kubwa zaidi ya kurudia IC ni injini za kasi za CI za aina hii; hutumiwa kwa uendeshaji wa baharini (angalia injini ya dizeli ya baharini ) au kizazi cha umeme na kufikia ufanisi mkubwa zaidi wa mafuta kati ya injini za mwako ndani ya aina yoyote. Baadhi ya injini ya locomotive ya dizeli hufanya kazi kwenye mzunguko wa 2 wa kiharusi. Nguvu zao zina nguvu za kuvunja karibu 4.5 MW au 6,000 HP . Darasa la EMD SD90MAC la locomotives hutumia injini ya 2-kiharusi. Kikundi kinachofanana GE AC6000CW ambaye mwendeshaji mkuu ana karibu nguvu moja ya kuvunja anatumia injini ya 4-kiharusi.

Mfano wa injini hii ni Weltsilä-Sulzer RTA96-C turbocharged 2-kiharusi dizeli, kutumika katika meli kubwa vyombo. Ni injini ya uwakaji wa mwako ndani ya ufanisi na yenye nguvu zaidi duniani na ufanisi wa mafuta zaidi ya 50%. [10] [11] [12] [13] Kwa kulinganisha, injini ndogo ndogo za kiharusi nne ni karibu 43% ya ufanisi wa mafuta (SAE 900648); ukubwa wa kutafakari ] ukubwa ni faida kwa ufanisi kutokana na ongezeko la uwiano wa kiasi na eneo la uso.

Tazama viungo vya nje vya video ya mwako wa-silinda katika injini ya pikipiki ya kupatikana kwa pikipiki 2.

Historia ya kubuni

Kamati ya Dugald ilianzisha injini ya kwanza ya mzunguko wa mzunguko mwaka 1879. Ilikuwa ikitumia silinda tofauti ambayo ilifanya kazi kama pampu ili kuhamisha mchanganyiko wa mafuta kwenye silinda. [7]

Mnamo mwaka wa 1899, John Day kilichorahisishwa na muundo wa Clerk katika aina ya injini ya mzunguko 2 ambayo hutumiwa sana leo. [14] Mzunguko wa injini za mchana ni scankcase iliyopigwa na bandari wakati. Kamba na sehemu ya silinda chini ya bandari ya kutolea nje hutumiwa kama pampu. Uendeshaji wa injini ya mzunguko wa siku unapoanza wakati kitovu iligeuka ili pistoni itembee kutoka BDC kwenda juu (kuelekea kichwa) ukifanya utupu katika eneo la kioo / silinda. Carburetor kisha hupatia mchanganyiko wa mafuta ndani ya crankcase kupitia valve ya mwanzi au valve ya disk ya rotary (inayotokana na injini). Kuna kutupwa kwenye ducts kutoka kwenye kioo kwa bandari katika silinda ili kutoa ulaji na mwingine kutoka bandari ya kina hadi bomba la kutolea nje. Urefu wa bandari katika uhusiano na urefu wa silinda inaitwa "muda wa bandari."

Juu ya upandaji wa kwanza wa injini hakutakuwa na mafuta yaliyoingizwa ndani ya silinda kama crankcase ilikuwa tupu. Juu ya kushuka kwa pistoni sasa inajumuisha mchanganyiko wa mafuta, ambayo imefuta pistoni kwenye silinda na fani kwa sababu ya mchanganyiko wa mafuta ikiwa mafuta huongezwa. Kama pistoni inakwenda kushuka kwanza inafunua kutolea nje, lakini kwa kiharusi cha kwanza hakuna mafuta ya kuteketezwa ili kutolea nje. Kama pistoni inapoendelea zaidi, inafungua bandari ya ulaji ambayo ina duct inayotembea kwenye kamba. Kwa kuwa mchanganyiko wa mafuta katika crankcase ni chini ya shinikizo mchanganyiko unaendelea kupitia duct na ndani ya silinda.

Kwa sababu hakuna kizuizi katika silinda ya mafuta ili kuhamia moja kwa moja nje ya bandari ya kutolea nje kabla ya pistoni kupanda kwa kutosha karibu na bandari, injini za awali zilizotumia pistoni ya juu ili kupunguza kasi ya mtiririko wa mafuta. Baadaye mafuta yalikuwa "yaliyotumiwa" nyuma ndani ya silinda kwa kutumia chumba cha upanuzi wa chumba. Wakati pistoni ilipokaribia karibu na TDC cheche huungua mafuta. Kama pistoni inaendeshwa chini na nguvu inaanza kufungua bandari ya kutolea nje ambapo mafuta ya kuchomwa moto yanafukuzwa chini ya shinikizo la juu na bandari ya ulaji ambapo mchakato umekamilika na itaendelea kurudia.

Mitambo ya baadaye ilitumia aina ya kuandika iliyoandaliwa na kampuni ya Deutz ili kuboresha utendaji. Iliitwa mfumo wa Schnurle Reverse Flow . DKW ilisaidia kubuni hii kwa pikipiki zao zote. DKW RT 125 yao ilikuwa moja ya magari ya kwanza kufikia zaidi ya 100 mpg kwa matokeo. [15]

Hatua ya

Mitambo ya ndani ya mwako inahitaji kupuuza mchanganyiko, ama kwa kuwaka moto (SI) au kupumua (CI) . Kabla ya uvumbuzi wa mbinu za kutosha za umeme, tube ya moto na mbinu za moto zilizotumiwa. Injini za majaribio zilizo na laser moto zinajengwa. [16]

Cheza mchakato wa kupuuza

Bosch Magneto
Pointi na Ushauri wa Coil

Injini ya kuwaka moto ilikuwa ya uboreshaji wa injini za awali zilizotumia moto wa moto. Wakati Bosch ilipanda magneto ikawa mfumo wa msingi wa kuzalisha umeme kuimarisha kuziba. [17] Wengi injini ndogo bado hutumia kupupa kwa magneto. Injini ndogo zinatengenezwa kwa kuunganisha mkono kwa kutumia nyota iliyopungua au kwa mkono. Kabla ya Charles F. Kettering ya maendeleo ya Delco ya starter magari yote petroli engined magari kutumika crank mkono. [18]

Mitambo kubwa huwasha nguvu mitambo yao ya kuanzia na mifumo ya mkali kwa kutumia nishati ya umeme iliyohifadhiwa kwenye betri ya risasi ya asidi . Hali ya betri iliyosimamishwa inasimamiwa na alternator ya magari au (hapo awali) jenereta ambayo inatumia nguvu za injini kuunda hifadhi ya nishati ya umeme.

Betri hutoa nguvu ya umeme kwa kuanzia wakati injini ina mfumo wa kuanzia motor , na hutoa nguvu za umeme wakati injini iko. Betri pia hutoa nguvu za umeme wakati wa hali ya kawaida ya kukimbia ambako alternator haiwezi kuhifadhi zaidi ya 13.8 volts (kwa mfumo wa kawaida wa umeme wa 12V). Kama voltage alternator iko chini ya voltage 13.8, betri ya risasi-asidi kuhifadhi inazidi kuchukua mzigo wa umeme. Wakati wa hali zote za mbio, ikiwa ni pamoja na hali ya kawaida ya uvivu, alternator hutoa nguvu za umeme za msingi.

Mifumo mingine imezuia nguvu ya mchanganyiko wa rotor (rotor) wakati wa hali ya wazi ya koo. Kuleta shamba hupunguza kupakia kwa mitambo ya alternator kwa karibu sifuri, na kuongeza uwezo wa nguvu. Katika kesi hii betri hutoa nguvu zote za msingi za umeme.

Mitambo ya petroli huchukua mchanganyiko wa hewa na petroli na kuimarisha kwa harakati ya pistoni kutoka kituo cha chini kilichokufa hadi kituo cha juu kilichokufa wakati mafuta yanapokanzwa. Kupungua kwa ukubwa wa eneo lenye jasho la silinda na kuzingatia kiwango cha chumba cha mwako kinaelezewa na uwiano. Injini za awali zilikuwa na uwiano wa upungufu wa 6 hadi 1. Kama uwiano wa compression uliongezeka ufanisi wa injini iliongezeka pia.

Kwa mifumo ya induction ya awali na moto, uwiano wa compression ulipaswa kuwekwa chini. Kwa maendeleo ya teknolojia ya mafuta na usimamizi wa mwako injini za juu za utendaji zinaweza kukimbia kwa uaminifu katika uwiano wa 12: 1. Kwa mafuta ya chini ya octane tatizo litatokea kama uwiano wa compression uliongezeka kama mafuta yaliyokuwa yanawaka kwa sababu ya kupanda kwa joto ambayo ilisababisha. Charles Kettering aliongeza kiongeza cha kuongoza ambacho kiliruhusu uwiano wa juu wa compression.

Mchanganyiko wa mafuta unapuuzwa katika maendeleo ya tofauti ya pistoni katika silinda. Kwa rpm ya chini, cheche hupangwa kwa muda mfupi ili kufikia karibu na pistoni kufikia kituo cha juu kilichokufa. Ili kuzalisha nguvu zaidi, kama rpm inapoinua spark ni ya haraka zaidi wakati wa harakati za pistoni. Cheche hutokea wakati mafuta bado yanasisitizwa kwa kasi zaidi kama rpm inaongezeka. [19]

Voltage ya juu muhimu, kawaida volts 10,000, hutolewa na coil induction au transformer. Coil induction ni mfumo wa kuruka, kwa kutumia usumbufu wa mfumo wa msingi wa umeme kwa njia ya aina fulani ya mchanganyiko ulioingiliana. Kusambaza inaweza kuwa pointi za mawasiliano au transistor ya nguvu. Tatizo na aina hii ya moto ni kwamba kama RPM inavyoongezeka upatikanaji wa nishati ya umeme hupungua. Hii ni hasa tatizo tangu kiasi cha nishati inahitajika kuungua mchanganyiko mkubwa wa mafuta ni ya juu. Matokeo yake mara nyingi ilikuwa juu ya rpm misfire.

Mtejaji wa kutolewa kwa mteja ulianzishwa. Inazalisha voltage inayoongezeka ambayo inatumwa kwenye kuziba ya cheche. Vidonge vya mfumo wa CD vinaweza kufikia volts 60,000. [20] Ukali wa CD hutumia transfoma ya hatua-up. Transformer hatua-up anatumia nishati kuhifadhiwa katika capacitance kuzalisha cheche umeme . Kwa mfumo wowote, mfumo wa mitambo au umeme hutoa high-voltage kwa muda mrefu juu ya silinda sahihi. Cheche hii, kupitia kuziba ya chembe, huwasha mchanganyiko wa mafuta-mafuta katika mitungi ya injini.

Wakati injini za mwako ndani ya petroli zina rahisi sana kuanza katika hali ya hewa ya baridi kuliko injini za dizeli, bado wanaweza kuwa na matatizo ya hali ya hewa ya kuanzia wakati wa hali mbaya. Kwa miaka mingi ufumbuzi ulikuwa ni kuifunga gari katika maeneo yenye joto. Katika sehemu fulani za dunia mafuta yalikuwa yamevuliwa na moto juu ya usiku na kurudi kwenye injini kwa kuanza kwa baridi. Mwanzoni mwa miaka ya 1950, kitengo cha Gasifier cha petroli kilianzishwa , ambako, wakati wa hali ya hewa ya baridi kuanza, petroli ghafi ilipelekwa kwenye kitengo ambapo sehemu ya mafuta ilimwa moto na kusababisha sehemu nyingine kuwa moto mkali uliotumwa kwa moja kwa moja kwenye aina ya valve ya ulaji. Kitengo hiki kilikuwa maarufu kabisa mpaka joto la injini za injini liwe kiwango cha juu kwenye injini ya petroli kuuzwa katika hali ya baridi. [21]

Mchakato wa uchochezi wa kupakia

Dizeli , PPC na HCCI injini, kutegemea tu juu ya joto na shinikizo iliyoundwa na injini katika mchakato wake wa compression kwa moto. Ngazi ya ukandamizaji ambayo hutokea mara nyingi mara mbili au zaidi kuliko injini ya petroli. Mitambo ya dizeli inachukua hewa tu, na muda mfupi kabla ya kunyoosha kilele, dawa kidogo ya mafuta ya dizeli ndani ya silinda kupitia injini ya injini ambayo inaruhusu mafuta kuungua mara moja. HCCI aina ya injini huchukua hewa na mafuta, lakini endelea kutegemea mchakato usio na mwako wa mwako, kwa sababu ya shinikizo kubwa na joto. Hii ndiyo sababu injini za dizeli na HCCI zinahusika zaidi na masuala ya kuanzia baridi, ingawa zinaendesha vizuri pia katika hali ya hewa ya baridi mara moja ilianza. Mitambo ya dizeli ya ushuru na injini ya moja kwa moja katika magari na malori ya mwanga hutumia glowplugs (au nyingine ya joto kabla: angalia Cummins ISB # 6BT ) ambayo hupunguza chumba cha mwako kabla ya kuanza kupunguza hali ya kuanza katika hali ya hewa ya baridi. Dizeli nyingi huwa na betri na mfumo wa malipo; hata hivyo, mfumo huu ni wa sekondari na unaongezwa na wazalishaji kama anasa kwa urahisi wa kuanzia, kugeuza mafuta na kutoweka (ambayo pia yanaweza kufanyika kwa njia ya kubadili au vifaa vya mitambo), na kwa kukimbia vipengele vya umeme vya umeme na vifaa. Wengi injini mpya hutegemea vitengo vya umeme vya umeme na vya umeme (ECU) ambavyo pia hurekebisha mchakato wa mwako ili kuongeza ufanisi na kupunguza uzalishaji.

kulainisha

Mchoro wa injini kwa kutumia lubrication iliyosababishwa

Nyuso katika mawasiliano na mwendo wa jamaa kwenye nyuso nyingine zinahitaji lubrication ili kupunguza kuvaa, kelele na kuongeza ufanisi kwa kupunguza kupoteza nguvu katika kushinda msuguano , au kufanya utaratibu ufanyie kazi. Kwa uchache sana, injini inahitaji lubrication katika sehemu zifuatazo:

  • Kati ya pistoni na mitungi
  • Fani ndogo
  • Vipande vidogo vya mwisho
  • Mazao makuu
  • Vipengee vya valve (Vipengele vifuatavyo vinaweza kuwa haipo):
    • Vitambaa
    • Nguvu za miamba
    • Pushrods
    • Mzunguko wa muda au gia. Mikanda ya toothed haihitaji lubrication.

Katika injini za kiharusi 2 za kiharusi, mambo ya ndani ya crankcase, na kwa hiyo mchoro, kuunganisha fimbo na chini ya pistoni hupunjwa na mafuta ya kiharusi ya 2 katika mchanganyiko wa hewa-mafuta ambayo hufukizwa pamoja na mafuta . Treni ya valve inaweza kuwa ndani ya chumba kilichojaa mafuta ya mafuta ili hakuna pampu ya mafuta inahitajika.

Katika mfumo wa lubrication ya splash hakuna pampu ya mafuta hutumiwa. Badala yake, kikapu kinachopiga ndani ya mafuta katika sump na kutokana na kasi yake ya juu, huchochea kitambaa, kuunganisha fimbo na chini ya pistoni. Fimbo ya kuunganisha kubwa ya mwisho ya kofia inaweza kuwa na masharti yaliyounganishwa ili kuongeza athari hii. Treni ya valve inaweza pia kufungwa katika sehemu ya mafuriko, au kufunguliwa kwenye kikapu kwa njia ambayo inapata mafuta yaliyotengenezwa na inaruhusu kurudi kwenye sump. Kusafishwa kwa kiwango cha kawaida ni kawaida kwa injini ndogo ndogo za 4.

Katika kulazimishwa (pia inayoitwa shinikizo ) mfumo wa lubrication , lubrication ni kukamilika katika kitanzi imefungwa ambayo hubeba mafuta mafuta kwenye nyuso zinazotumiwa na mfumo na kisha kurudi mafuta kwenye hifadhi. Vifaa vya msaidizi wa injini havifanyi kazi kwa kitanzi hiki; kwa mfano, alternator inaweza kutumia kuzaa mpira kufungwa na lubricant yao wenyewe. Hifadhi ya mafuta ni kawaida sump, na wakati huu ndio kesi, inaitwa mfumo wa mvua . Iwapo kuna hifadhi tofauti ya mafuta, kioo bado huchukua, lakini kinachochomwa na pampu yenye kujitolea; hii inaitwa mfumo wa sump kavu .

Kwenye chini yake, sump ina ulaji wa mafuta unaofunikwa na chujio cha mesh kilichounganishwa na pampu ya mafuta kisha kwenye chujio cha mafuta nje ya kamba, kutoka huko hutolewa kwenye fani za msingi za mchoro na treni ya valve. Halafu ina angalau moja ya nyumba ya sanaa ya mafuta (daraja ndani ya ukuta wa kamba) ambako mafuta hutolewa kwenye chujio cha mafuta. Fani kuu huwa na groove kupitia mzunguko wa nusu au nusu; mafuta huingia kwenye mimea hii kutoka kwenye vituo vya kushikamana na nyumba ya sanaa ya mafuta. Mchoro wa mbao huwa na mishumaa ambayo huchukua mafuta kutoka kwenye mimea hii na kuiweka kwenye fani kubwa za mwisho. Vipande vyote vya mwisho vidogo vimewekwa kwa njia hii. Kuleta moja kwa moja kunaweza kutoa mafuta kwa fani ya mwisho ya 0, 1 au 2. Mfumo huo unaweza kutumika kutengeneza pistoni, pini yake ya gudgeon na mwisho mdogo wa fimbo yake ya kuunganisha; katika mfumo huu, fimbo ya kuunganisha kubwa ya mwisho ina groove kote kando ya crankshaft na kuchimba kushikamana na groove ambayo inasambaza mafuta kutoka huko kwa chini ya pistoni na kutoka kisha kwa silinda.

Mifumo mingine pia hutumiwa kulainisha silinda na pistoni. Fimbo ya kuunganisha inaweza kuwa na pua ili kutupa ndege ya mafuta kwenye silinda na chini ya pistoni. Bomba hiyo iko katika harakati ya jamaa na silinda hiyo husafisha, lakini daima inaelekea kuelekea kwenye pistoni.

Kwa kawaida mifumo ya lubrication ya kulazimishwa ina mtiririko wa lubricant juu kuliko kile kinachohitajika ili kulainisha kwa kuridhisha, ili kusaidia na baridi. Hasa, mfumo wa lubricant husaidia kuhamisha joto kutoka sehemu za injini za moto kwenye kioevu baridi (katika injini za maji kilichopozwa) au mapezi (katika injini za hewa zilizopo) ambazo huhamisha kwenye mazingira. Mafuta lazima yamepangwa kuwa imara ya kemikali na kudumisha viscosities zinazofaa ndani ya kiwango cha joto ambacho kinakutana na injini.

Usanidi wa silinda

Mipangilio ya kawaida ya silinda ni pamoja na usanidi wa moja kwa moja au wa ndani , Configuration V zaidi, na pana zaidi laini gorofa au sanduku Configuration . Ndege za ndege zinaweza pia kupitisha usanidi wa radial , ambayo inaruhusu ufanisi zaidi wa baridi. Mipangilio isiyo ya kawaida kama vile H , U , X , na W pia imetumiwa.

Mitambo ya silinda nyingi ina treni yao ya valve na mchoro wa kamba ili kusanikizwa ili pistoni ni sehemu tofauti za mzunguko wao. Inapendekezwa kuwa na mzunguko wa pistoni umewekwa safu (hii inaitwa hata kukimbia ) hasa katika injini za uingizaji wa kulazimishwa; hii inapunguza vidonda vya torati [22] na hufanya injini za ndani zilizo na mitungi zaidi ya 3 kwa usawa katika nguvu zake za msingi. Hata hivyo, maandalizi ya injini fulani yanahitaji kurusha isiyo ya kawaida ili kufikia usawa bora kuliko kile kinachowezekana na hata kurusha. Kwa mfano, injini ya 4 ya kiharusi I2 ina usawa bora wakati angle kati ya crankpins ni 180 ° kwa sababu pistons huhamia katika mwelekeo kinyume na nguvu za inertial kufuta sehemu, lakini hii inatoa mfano isiyo ya kawaida ya kurusha ambapo silinda moja moto 180 ° ya mzunguko wa crankshaft baada ya nyingine, basi hakuna moto wa silinda kwa 540 °. Pamoja na mfano wa kupiga risasi hata pistoni ingeenda kwa pamoja na nguvu zinazohusiana zitaongeza.

Mipangilio kadhaa ya crankshaft haipaswi haja ya kichwa silinda kabisa kwa sababu wanaweza badala yake kuwa na pistoni kila mwisho wa silinda inayoitwa design ya pistoni iliyopinga . Kwa sababu vituo vya mafuta na viwanja vinawekwa kwenye mwisho wa kinyume cha silinda, mtu anaweza kufikia kukataa kwa sawi, ambayo, kama injini ya nne ya kiharusi ina ufanisi zaidi ya kasi ya kasi ya injini. Ufanisi wa joto ni bora kwa sababu ya ukosefu wa vichwa vya silinda. Mpangilio huu ulitumiwa katika injini ya ndege ya dizeli ya Junkers Jumo 205 , kwa kutumia mabaki mawili kwenye mwisho wa benki moja ya mitungi, na zaidi ya ajabu katika injini ya dizeli ya Napier Deltic . Hizi zilizotumia shaba tatu ili kutumikia mabenki matatu ya mitungi miwili iliyokamilika iliyopangwa katika pembetatu ya equilateral na mabichi ya pembe kwenye pembe. Ilikuwa pia kutumika katika injini za ndege moja ya mabomu , na bado hutumiwa katika injini ya propulsion ya bahari na jenereta za usaidizi baharini.

Mzunguko wa Dizeli

Mchoro wa Pv kwa mzunguko Bora wa Dizeli. Mzunguko unafuata namba 1-4 katika mwelekeo wa saa.

Lori nyingi na injini za dizeli za magari hutumia mzunguko kukumbusha mzunguko wa kiharusi wanne, lakini kwa mfumo wa kupupa kwa kupumua, badala ya kuhitaji mfumo wa kupuuza tofauti. Tofauti hii inaitwa mzunguko wa dizeli. Katika mzunguko wa dizeli, mafuta ya dizeli huingizwa moja kwa moja ndani ya silinda hivyo mwako hutokea kwa shinikizo la mara kwa mara, kama pistoni inavyoendelea.

Mzunguko wa Otto

Mzunguko wa Otto ni mzunguko wa kawaida kwa magari mengi ya injini ya mwako, ambayo hutumia petroli kama mafuta. Mzunguko wa Otto ni sawa sawa na ilivyoelezwa kwa injini ya nne ya kiharusi. Inajumuisha hatua kuu sawa: Ulaji, ukandamizaji, moto, upanuzi na kutolea nje.

Mitambo tano ya kiharusi

Mnamo mwaka wa 1879, Nikolaus Otto alinunua injini ya kupanua mara mbili (kanuni mbili za kupanua mara mbili na tatu zilikuwa na matumizi mengi katika injini za mvuke), pamoja na vidole viwili vidogo vidogo vya chini vya shinikizo la chini, ambapo upanuzi wa pili wa gesi ulifanyika; mmiliki alirudi, akisema utendaji mbaya. Mnamo 1906, dhana hiyo iliingizwa katika gari iliyojengwa na EHV ( Eisenhuth Hasira ya Kampuni ya Gari ) CT, USA; [23] na katika karne ya 21 Ilmor imejaribu na kupimwa kwa mafanikio injini ya kuwaka ya moto ya mara mbili ya kiharusi ya 5, na uzalishaji mkubwa wa nguvu na chini ya SFC (matumizi maalum ya mafuta). [24]

Mitambo sita ya kiharusi

Injini sita ya kiharusi ilinunua mwaka wa 1883. Aina nne za kiharusi sita hutumia pistoni mara kwa mara katika silinda ya kawaida (Griffin sita-kiharusi, Bajraz sita, kiharusi sita na Crower sita-kiharusi), kukimbia kila kamba tatu mapinduzi. Mifumo ya kukamata joto lililopoteza la mzunguko wa Otto kiharusi nne na sindano ya hewa au maji.

Kichwa cha Beare na injini za "pistoni chaja" hufanya kazi kama injini za pistoni , pistoni mbili katika silinda moja, kupiga maandamano mawili zaidi kama vile kiharusi cha kawaida.

Mizunguko mingine

Mitambo ya kwanza ya ndani ya mwako haijasimamisha mchanganyiko. Sehemu ya kwanza ya kushuka kwa pistoni ilipata mchanganyiko wa mafuta-hewa, kisha valve ya kuziba imefungwa na, katika salio la chini ya kiharusi, mchanganyiko wa mafuta-hewa unafuta. Valve ya kutolea nje ilifunguliwa kwa piston upstroke. Majaribio haya ya kufuata kanuni ya injini ya mvuke hakuwa na ufanisi sana. Kuna idadi tofauti ya mzunguko huu, hasa mzunguko wa Atkinson na Miller . Mzunguko wa dizeli ni tofauti kabisa.

Vipindi vya mzunguko wa mgawanyiko hutofautiana viboko vinne vya ulaji, unyogovu, mwako na kutolea nje katika mitungi miwili tofauti. Silinda ya kwanza hutumiwa kwa ulaji na uingizaji. Air compressed kisha kuhamishiwa kwa njia ya crossover kifungu kutoka silinda compression ndani ya silinda ya pili, ambapo mwako na kutolea nje kutokea. Injini ya mgawanyiko ni mchanganyiko wa hewa upande mmoja na chumba cha mwako.

Mitambo ya mzunguko wa awali imekuwa na matatizo mawili makubwa-kupumua kwa kasi (ufanisi wa volumetric) na ufanisi wa chini wa mafuta. Hata hivyo, miundo mapya imeanzishwa ambayo hutafuta kushughulikia matatizo haya.

Injini ya Scuderi inashughulikia tatizo la kupumua kwa kupunguza kibali kati ya pistoni na kichwa silinda kupitia mbinu mbalimbali za malipo za turbo. Kubuni ya Scuderi inahitaji matumizi ya valves nje ya kufungua ambayo inaruhusu pistoni kusonga karibu sana na kichwa silinda bila kuingiliwa kwa valves. Scuderi hutaja ufanisi wa chini wa mafuta kupitia kurusha baada ya kituo cha juu cha kufa ( ATDC ).

ATDC kukimbia inaweza kufanywa kwa kutumia hewa high-shinikizo katika kifungu uhamisho kuunda mtiririko sonic na high turbulence katika silinda nguvu.

Turbines za mwako

Jet injini

Injini ya Jet Turbofan

Mitambo ya ndege hutumia safu ya safu za shabiki ili kuondokana na hewa ambayo huingia ndani ya combustor ambapo huchanganywa na mafuta (kawaida JP mafuta) na kisha hupigwa. Kuungua kwa mafuta huwafufua joto la hewa ambayo ni kisha imechoka nje ya injini inayojenga. Injini ya kisasa ya turbofan inaweza kufanya kazi kwa juu kama ufanisi wa 48%. [25]

Kuna sehemu sita kwa injini ya Jet Fan:

  • Fan
  • Compressor
  • Mchanganyiko
  • Turbine
  • Mchanganyiko
  • Busezi [26]

Vipande vya gesi

Kitengo cha Nguvu cha Turbine

Turbine ya gesi inasisitiza hewa na hutumia kugeuza turbine. Ni kimsingi injini ya ndege inayoongoza matokeo yake kwenye shimoni. Kuna hatua tatu kwa turbine: 1) hewa hutolewa kupitia compressor ambapo joto linaongezeka kutokana na compression, 2) mafuta ni aliongeza katika mwako, na 3) hewa ya moto ni nimechoka kwa njia ya turbine blades ambayo kugeuka shimoni kushikamana na compressor.

Turbine ya gesi ni mashine ya rotary sawa na kanuni ya turbine mvuke na ina sehemu tatu kuu: compressor, chumba mwako, na turbine. Hewa, baada ya kukabiliwa na compressor, ni moto kwa moto moto ndani yake. Hewa kali na bidhaa za mwako hupanua katika turbine, huzalisha pato la kazi. Kuhusu 2/3 ya kazi anatoa kujazia: wengine (kama 1/3) inapatikana kama muhimu pato kazi. [27]

Vipande vya Gesi ni miongoni mwa injini za uwakaji za ndani za ufanisi zaidi. Umeme Mkuu wa 7HA na 9ha ya turbine pamoja na mimea ya umeme ya mzunguko hupimwa kwa ufanisi zaidi ya 61%. [28]

Mzunguko wa Brayton

Mzunguko wa Brayton

Turbine ya gesi ni mashine ya rotary kiasi fulani sawa na kanuni ya turbine mvuke. Inajumuisha sehemu kuu tatu: compressor, chumba mwako, na turbine. Hewa inakabiliwa na compressor ambapo kupanda kwa joto hutokea. Hewa iliyoimarishwa inawaka zaidi na mwako wa mafuta ya sindano katika chumba cha mwako kinachozidi kuongezeka. Nishati hii huzunguka turbine ambayo ina nguvu ya compressor kupitia ushirika wa mitambo. Gesi za moto zinaweza kukamilisha kutolewa.

Mitambo ya mzunguko wa gesi ya gesi hutumia mfumo wa mwako unaoendelea ambapo ukandamizaji, mwako, na upanuzi hutokea wakati huo huo katika sehemu tofauti katika nguvu zinazoendelea za injini. Hasa, mwako unafanyika kwa shinikizo la mara kwa mara, badala ya mzunguko wa Otto, kiasi cha mara kwa mara.

Mitambo ya Wankel

Mzunguko wa Rotary Wankel. Shaft inarudi mara tatu kwa kila mzunguko wa rotor karibu na lobe na mara moja kwa kila mapinduzi ya orbital karibu na shaft eccentric.

Injini ya Wankel (injini ya rotary) haina pigo la pistoni. Inashirikiana na mgawanyiko huo wa awamu kama injini ya nne ya kiharusi na awamu hufanyika katika maeneo tofauti katika injini. Katika maneno ya thermodynamic ifuatavyo mzunguko wa injini ya Otto , hivyo inaweza kufikiriwa kama injini ya "awamu nne". Ingawa ni kweli kwamba viboko vitatu vya nguvu vinatokea kwa mapinduzi ya rotor, kwa sababu ya uwiano wa 3: 1 wa rotor kwa shimoni ya eccentric, kiharusi kimoja tu cha mapinduzi ya shimoni hutokea. Shaba (eccentric) shimoni huzunguka mara moja wakati wa kiharusi kila nguvu badala ya mara mbili (kiwavu), kama ilivyo katika mzunguko wa Otto, ikitoa uwiano mkubwa zaidi wa nguvu na uzito kuliko injini za pistoni. Aina hii ya injini ilikuwa hasa kutumika katika Mazda RX-8 , mapema RX-7 , na mifano mengine ya gari. Injini pia hutumiwa katika magari yasiyo ya kawaida ya anga, ambapo ukubwa mdogo na uzito na uwiano mkubwa wa nguvu na uzito ni faida.

Uingizaji wa kulazimishwa

Induction inceded ni mchakato wa kutoa hewa compressed kwa ulaji wa ndani ya injini ya mwako. Injini ya kulazimishwa induction hutumia gesi compressor kuongeza shinikizo, joto na wiani wa hewa . Injini bila induction kulazimishwa inachukuliwa injini ya kawaida inayotaka .

Induction inachukua kutumika katika sekta ya magari na angalau kuongeza nguvu injini na ufanisi. Inasaidia sana injini za anga, kama zinahitajika kufanya kazi katika urefu wa juu.

Induction inceded inafanikiwa na supercharger , ambapo compressor ni moja kwa moja powered kutoka shaft injini au, katika turbocharger , kutoka turbine kinachotumiwa na injini kutolea nje.

Mafuta na vioksidishaji

Mitambo yote ya mwako ndani hutegemea mwako wa mafuta ya kemikali , kwa kawaida na oksijeni kutoka hewa (ingawa inawezekana kuingiza oksidi ya nitrous kufanya zaidi ya kitu kimoja na kupata nguvu ya kuongeza). Mchakato wa mwako husababisha uzalishaji wa joto kubwa, pamoja na uzalishaji wa mvuke na dioksidi kaboni na kemikali nyingine kwa joto la juu sana; joto limefikiwa linatambuliwa na kemikali inayozalishwa na mafuta na vioksidishaji (angalia stoichiometry ), pamoja na kupondokana na mambo mengine.

Mafuta

Nishati za kisasa za kawaida zinajumuisha hidrokaboni na hutolewa zaidi kutokana na mafuta ( petroli ). Mafuta ya mafuta yanajumuisha mafuta ya dizeli , petroli na gesi ya petroli , na matumizi mabaya ya propane . Isipokuwa kwa vipengele vya utoaji wa mafuta, injini nyingi za mwako ndani ambazo zimetengenezwa kwa matumizi ya petroli zinaweza kukimbia kwenye gesi ya asili au gesi ya mafuta ya mafuta ya petroli bila marekebisho makubwa. Dizeli kubwa zinaweza kukimbia na hewa iliyochanganywa na gesi na sindano ya majaribio ya moto ya dizeli. Kioevu na gesi ya nishati , kama vile ethanol na biodiesel (aina ya dizeli ambayo ni zinazozalishwa kutoka mazao ambayo mavuno triglycerides kama vile maharage ya mafuta), inaweza pia kutumika. Injini na marekebisho sahihi yanaweza pia kukimbia kwenye gesi ya hidrojeni , gesi ya kuni , au gesi ya makaa , pamoja na kutoka kwa kinachojulikana kama gesi ya uzalishaji kutoka kwa mimea mingine inayofaa. Majaribio pia yamefanyika kwa kutumia mafuta yenye nguvu ya poda, kama vile mzunguko wa sindano ya magnesiamu .

Hivi sasa, mafuta yaliyotumika ni pamoja na:

  • Petroli :
    • Roho ya mafuta ya petroli (neno la Amerika Kaskazini : petroli , neno la Uingereza : petroli)
    • Dizeli ya petroli .
    • Autogas ( gesi ya petroli iliyoimarishwa ).
    • Gesi ya asili iliyosimamiwa .
    • Jet mafuta ( mafuta ya anga )
    • Mafuta ya mara kwa mara
  • Makaa ya mawe :
    • Petroli inaweza kufanywa kutoka kaboni (makaa ya mawe) kwa kutumia mchakato wa Fischer-Tropsch
    • Mafuta ya dizeli yanaweza kufanywa kutoka kwa kaboni kwa kutumia mchakato wa Fischer-Tropsch
  • Biofuels na mafuta ya mboga:
    • Mafuta ya karanga na mafuta mengine ya mboga .
    • Woodgas , kutoka kwenye gesi ya kuni ya mbao yenye kuni imara kama mafuta
    • Biofuels:
      • Biobutanol (badala ya petroli).
      • Biodiesel (nafasi ya petrodiesel).
      • Dimethyl Ether (nafasi ya petrodiesel).
      • Bioethanol na Biomethanol ( kuni pombe ) na mimea mingine (tazama Flexible-fuel vehicle ).
      • Biogas
  • Hydrogeni (hasa injini za roketi za ndege )

Hata poda na mabomu ya maji yaliyoboreshwa yanaona matumizi fulani. Injini ambazo hutumia gesi kwa mafuta zinaitwa injini za gesi na wale wanaotumia hidrokaboni maji huitwa mafuta ya injini; Hata hivyo, injini za petroli pia huitwa colloquially kama "injini ya gesi" ("injini ya petroli" nje ya Amerika ya Kaskazini).

Ukosefu mkubwa wa mafuta ni kwamba lazima iwe rahisi kusafirishwa kwa njia ya mfumo wa mafuta kwenye chumba cha mwako , na kwamba mafuta hutoa nishati ya kutosha kwa namna ya joto juu ya mwako ili kutumia matumizi ya injini.

Mitambo ya dizeli kwa ujumla ni nzito, hasira, na nguvu zaidi kwa kasi ya chini kuliko injini ya petroli . Pia ni zaidi ya ufanisi wa mafuta katika hali nyingi na hutumiwa katika magari nzito barabara, baadhi ya magari (inazidi hivyo kwa kuongeza mafuta yao juu ya injini ya petroli), meli, barabara za barabara , na ndege nyepesi. Mitambo ya petroli hutumiwa katika magari mengine mengi ya barabara ikiwa ni pamoja na magari mengi, pikipiki , na mopeds . Kumbuka kuwa katika Ulaya , magari ya kisayansi ya injini ya dizeli yamechukua zaidi ya 45% ya soko tangu miaka ya 1990. Pia kuna injini zinazoendesha maji ya hidrojeni , methanol , ethanol , gesi ya mafuta ya petroli (LPG), biodiesel , parafini na trekta ya mafuta ya mafuta (TVO).

Hydrogeni

Hydrogeni inaweza hatimaye kuchukua nafasi ya mafuta ya kawaida ya mafuta katika injini za jadi za mwako. Vinginevyo mafuta ya teknolojia ya kiini inaweza kuja na ahadi zake na matumizi ya injini za mwako ndani inaweza hata kutolewa.

Ingawa kuna njia nyingi za kuzalisha hidrojeni ya bure, mbinu hizo zinahitaji kubadilisha molekuli zinazoweza kuwaka katika hidrojeni au kunyonya nishati ya umeme. Isipokuwa umeme huo unatokana na chanzo kinachoweza kuongezwa-na hauhitajiki kwa madhumuni mengine- hidrojeni haina kutatua mgogoro wowote wa nishati . Katika hali nyingi hasara ya hidrojeni, kuhusiana na mafuta ya kaboni, ni kuhifadhi kwake . Hydrojeni ya maji yenye wiani sana (mara 14 chini ya maji) na inahitaji insulation kubwa-wakati hidrojeni ya gesi inahitaji tankage nzito. Hata wakati imetenganishwa, hidrojeni ina nishati maalum zaidi lakini hifadhi ya nguvu ya nguvu bado iko karibu mara tano kuliko petroli. Hata hivyo, wiani wa nishati ya hidrojeni ni kubwa sana kuliko ile ya betri za umeme, na kuifanya kuwa mgombea mkubwa kama carrier wa nishati kuchukua nafasi ya mafuta ya mafuta. Mchakato wa 'Hydrogen on Demand' (tazama moja kwa moja borohydride mafuta cell ) hujenga hidrojeni kama inahitajika, lakini ina mambo mengine, kama vile bei ya juu ya borohydride ya sodiamu ambayo ni malighafi.

Oxidizers

Injini moja ya silinda ya petroli, c. 1910

Kwa kuwa hewa ni mengi juu ya uso wa dunia, oxidizer ni kawaida oksijeni ya anga, ambayo ina faida ya kutohifadhiwa ndani ya gari. Hii huongeza uwiano wa nguvu-kwa-uzito na nguvu-kwa-kiasi. Vifaa vingine hutumiwa kwa madhumuni maalum, mara nyingi kuongeza nguvu za pato au kuruhusu operesheni chini ya maji au katika nafasi.

  • Umejaa hewa imetumika mara nyingi katika torpedoes . [29]
  • Oksijeni iliyoimarishwa, pamoja na hewa iliyosilishwa, ilitumiwa katika aina ya Kijapani ya 93 ya torpedo . Baadhi ya manowari hubeba oksijeni safi. Miamba mara nyingi hutumia oksijeni ya maji . [30]
  • Nitromethane imeongezwa kwa mafuta ya racing na mfano ili kuongeza nguvu na kudhibiti mwako.
  • Nitridi oksidi imetumiwa-na petroli ya ziada-katika ndege tactical, na katika magari maalum vifaa kuruhusu kupasuka fupi ya nguvu aliongeza kutoka injini ambayo vinginevyo kukimbia juu ya petroli na hewa. Inatumiwa pia katika uwanja wa ndege wa Burt Rutan.
  • Nguvu ya peroxide ya hidrojeni ilikuwa chini ya maendeleo kwa Submarines ya Vita ya Ulimwengu ya Kijerumani II. Inaweza kutumika katika minara ndogo isiyo ya nyuklia, na ilitumiwa kwenye injini za roketi (hasa Mshale Mweusi na Mchezaji wa roketi ya Messerschmitt Me 163 ).
  • Kemikali nyingine kama vile klorini au fluorin zilitumiwa kwa majaribio, lakini hazikupatikana kwa vitendo.

Baridi

Ukimbizi unahitajika ili kuondoa joto kali-juu ya joto huweza kusababisha kushindwa kwa injini, kwa kawaida kuvaa (kutokana na kushindwa kwa joto kwa lubrication), kufuta au kupiga. Aina mbili za kawaida za injini ya baridi ni baridi -kilichopozwa hewa na kilichopozwa maji . Mitambo ya kisasa ya magari yote ni maji na kilichopozwa hewa, kama maji baridi / maji ya baridi yanapofanywa kwa mapafu ya hewa na / au mashabiki, wakati injini kubwa zinaweza kuwa na maji yaliyopozwa wakati wa kuimarisha na kuwa na ugavi wa mara kwa mara wa maji kwa njia ya maji au maji safi, wakati injini nyingi za zana na vitu vingine vidogo vilivyopozwa hewa. Mitambo mingine (hewa au kilichopozwa maji) pia ina baridi ya mafuta . Katika injini fulani, hasa kwa injini ya injini ya injini na baridi ya kioevu ya injini ya roketi , mafuta hutumiwa kama baridi, kwa wakati huo huo hutangulizwa kabla ya kuingiza ndani ya chumba cha mwako.

Kuanzia

Starter Electric kama kutumika katika magari

Injini za kuwaka za ndani zinapaswa kuwa na mzunguko wao ulianza. Katika injini za kuhamisha hii hufanyika kwa kugeuza mchoro wa wankel (Wankel Rotor Shaft) ambayo inasababisha mzunguko wa ulaji, ukandamizaji, mwako, na kutolea nje. Mitambo ya kwanza ilianza kwa kugeuka kwa ndege zao, wakati gari la kwanza (Daimler Reitwagen) ilianzishwa kwa kamba. All ICE engined magari ilianza kwa cranks mkono mpaka Charles Kettering maendeleo starter umeme kwa magari. [31]

Njia nyingi zilizopatikana za kuanzia ICE leo ni za magari ya umeme. Kama injini za dizeli zimekuwa kubwa zaidi njia nyingine imeanza kutumika pia, hiyo ni Star Starters . [32]

Njia nyingine ya kuanzia ni kutumia hewa iliyosimamishwa ambayo hupigwa ndani ya mitungi fulani ya injini ili kuanza kugeuka.

Kwa magari mawili ya magurudumu injini zao zinaweza kuanza kwa njia nne:

  • Kwa pedaling, kama juu ya baiskeli
  • Kwa kusukuma gari na kisha kuhusisha clutch (Run na Bump Kuanza)
  • Kwa kupiga chini chini ya pedal moja, inayojulikana kama Kick Kuanza
  • Kuanzia umeme

Pia kuna mwanzo ambapo chemchemi imesimamishwa na mwendo mwingi na kisha kutumika kuanza injini. Injini ndogo hutumia utaratibu wa kamba unaoitwa recoverer kuanzia kama kamba inarudi kuhifadhi baada ya kuvunjwa kabisa ili kuanza injini.

Mitambo ya turbine mara nyingi huanza na magari ya umeme, au kwa hewa.

Hatua za utendaji wa injini

Aina za injini zinatofautiana sana kwa njia mbalimbali:

  • ufanisi wa nishati
  • matumizi ya mafuta / propellant ( akaumega matumizi maalum ya mafuta kwa ajili ya injini za shimoni, hufanya matumizi maalum ya mafuta kwa injini za ndege)
  • uwiano wa nguvu-uzito
  • inatia uwiano wa uzito
  • Curves ya torque (kwa injini za shimoni) husababisha kupoteza (injini za ndege)
  • Uwiano wa uingizaji wa injini za pistoni, uwiano wa jumla wa shinikizo kwa injini za ndege na mitambo ya gesi

Nishati ufanisi

Mara baada ya kuwaka na kuteketezwa, bidhaa za mwako -gesi za moto-huwa na nishati ya joto zaidi kuliko mchanganyiko wa awali wa mafuta-hewa (ambayo ilikuwa na nishati ya juu ya kemikali ). Nishati inayopatikana inadhihirishwa kama joto la juu na shinikizo ambalo linaweza kutafsiriwa kwenye kazi na injini. Katika injini ya kurudi, gesi za juu-shinikizo ndani ya mitungi huendesha pistoni za injini.

Mara baada ya nishati inapatikana imeondolewa, gesi za moto zinazobaki zimejaa (mara kwa mara kwa kufungua valve au kufichua nje ya kutolea nje) na hii inaruhusu pistoni kurudi kwenye nafasi yake ya awali (kituo cha juu kilichokufa, au TDC). Pistoni inaweza kuendelea hadi awamu inayofuata ya mzunguko wake, ambayo inatofautiana kati ya injini. Joto lolote ambalo halitafsiriwa kwenye kazi ni kawaida linachukuliwa kama bidhaa taka na huondolewa kwenye injini ama kwa mfumo wa hewa au maji ya baridi.

Injini za mwako ndani ni injini ya joto , na hivyo ufanisi wao wa kinadharia unaweza kufikiria na mzunguko wa thermodynamic uliofaa. Ufanisi wa mafuta wa mzunguko wa kinadharia hauwezi kupita kiasi cha mzunguko wa Carnot , ambao ufanisi wake umeamua kwa tofauti kati ya joto la juu na la juu la uendeshaji wa injini. Joto la juu la uendeshaji wa injini ni mdogo na mambo mawili kuu; mipaka ya uendeshaji wa mafuta ya vifaa, na upinzani wa moto unaotaka mafuta. Vyuma vyote na alloys vina kikomo cha uendeshaji wa joto, na kuna utafiti mkubwa katika vifaa vya kauri ambavyo vinaweza kufanywa na utulivu mkubwa wa mafuta na mali zinazofaa. Utulivu wa juu wa mafuta unaruhusu tofauti kubwa ya joto kati ya chini (iliyoko) na joto la juu la uendeshaji, hivyo ufanisi mkubwa wa thermodynamic. Pia, kama joto la silinda liinuka, injini inakuwa rahisi kukabiliana na moto. Hii inasababishwa wakati joto la silinda inakaribia hatua ya flash ya malipo. Kwa hatua hii, kupuuza kunaweza kutokea kabla ya moto kuziba moto, na kusababisha shinikizo la silinda nyingi. Kuwaka kwa moto kunaweza kupunguzwa kwa kutumia nishati yenye upinzani wa juu wa kupuuza ( octane rating ), hata hivyo bado inaweka amefungwa ya juu juu ya joto la halali la kiwango cha silinda.

Mipaka ya thermodynamic kudhani kwamba injini inafanya kazi chini ya hali nzuri: ulimwengu usio na msuguano, gesi bora, washughulikiaji kamili, na uendeshaji kwa muda usio na kipimo. Maombi ya ulimwengu halisi huanzisha matatizo ambayo hupunguza ufanisi. Kwa mfano, injini halisi inaendesha bora katika mzigo maalum, inaitwa bandari yake ya nguvu . Injini katika barabara kuu ya barabara inaendesha kazi kwa kiasi kikubwa chini ya mzigo wake bora, kwa sababu imeundwa kwa mizigo ya juu inayohitajika kwa kuongeza kasi. [ kinachohitajika ] Aidha, mambo kama vile upinzani wa upepo hupunguza ufanisi wa mfumo wa jumla. Uchumi wa injini ya injini hupimwa kwa maili kwa galoni au lita kwa kilomita 100. Kiasi cha hydrocarbon huchukua maudhui ya nishati ya kawaida.

Wengi injini za chuma zina kikomo cha thermodynamic cha 37%. Hata wakati wa kusaidiwa na turbochargers na vifaa vya ufanisi wa hisa, injini nyingi huhifadhi ufanisi wa wastani wa asilimia 18% -20%. [33] Teknolojia za hivi karibuni katika Mfumo One moja zimesababisha ufanisi wa joto kwa karibu 47%. [34] Ufanisi wa injini ya roketi ni bora sana, hadi 70%, kwa sababu hufanya kazi katika joto la juu sana na shinikizo na inaweza kuwa na uwiano mkubwa wa upanuzi. [35]

Kuna vyanzo vingi vyenye kuongeza ufanisi wa injini za IC. Kwa ujumla, injini za vitendo zinaathiriwa mara kwa mara na biashara kati ya mali tofauti kama ufanisi, uzito, nguvu, joto, majibu, kutolea nje, au kelele. Wakati mwingine uchumi pia una jukumu katika si tu gharama ya viwanda injini yenyewe, lakini pia viwanda na kusambaza mafuta. Kuongezeka kwa ufanisi wa injini huleta uchumi bora wa mafuta lakini tu kama gharama za mafuta kwa maudhui ya nishati ni sawa.

Hatua za ufanisi wa mafuta na ufanisi wa propellant

Kwa injini za uendeshaji na shimoni ikiwa ni pamoja na injini za propeller, matumizi ya mafuta yanahesabiwa kwa kuhesabu matumizi ya mafuta maalum , ambayo huwa kiwango cha kiwango cha mtiririko wa matumizi ya mafuta umegawanywa na nguvu zinazozalishwa.

Kwa injini za mwako ndani ya mfumo wa injini za ndege, pato la nguvu linatofautiana sana na hewa na kipimo kidogo cha kutofautiana hutumiwa: kuingiza matumizi maalum ya mafuta (TSFC), ambayo ni wingi wa propellant inahitajika kuzalisha mvuto ambao hupimwa kwa pound ama moja saa ya nguvu au gramu za propellant zinahitajika kuzalisha msukumo ambao hufanya hatua ya pili ya kilonewton.

Kwa roketi, TSFC inaweza kutumika, lakini kwa kawaida hatua nyingine sawa ni jadi, kama vile msukumo maalum na ufanisi wa kutolea nje kasi .

Uchafuzi wa hewa na kelele

Uchafuzi wa hewa

Mitambo ya mwako ndani kama vile kuingiza injini za mwako ndani huzalisha uzalishaji wa uchafuzi wa hewa, kutokana na mwako usio kamili wa mafuta ya carbon . Dalili kuu za mchakato ni kaboni dioksidi CO
2

Si mafuta yote yanayotumiwa kabisa na mchakato wa mwako; kiasi kidogo cha mafuta kinapatikana baada ya mwako, na baadhi yake inachukua ili kuunda oksijeni, kama vile formaldehyde au acetaldehyde , au hidrokaboni ambazo hazipo awali katika mchanganyiko wa mafuta. Mwako usio na kawaida hutokea kutokana na oksijeni haitoshi kufikia uwiano kamili wa stoichiometric . Moto huo "umezimishwa" na kuta za silinda za baridi, na kuacha mafuta yasiyoyotokana ambayo yanafukuzwa kwa kutolea nje. Wakati wa kukimbia kwa kasi ya chini, kuzimishwa kwa kawaida kunaonekana katika injini ya dizeli (compression ignition) inayoendesha gesi ya asili. Kuzimwa hupunguza ufanisi na huongeza kuongezeka, wakati mwingine hufanya injini ipoke. Mwako usio kamili pia unasababisha uzalishaji wa monoxide wa kaboni (CO). Kemikali zaidi iliyotolewa ni benzini na 1,3-butadiene ambayo pia ni madhara ya hewa ya uchafuzi .

Kuongezeka kwa kiasi cha hewa katika injini hupunguza uzalishaji wa bidhaa zisizokwisha kuwaka, lakini pia huongeza mmenyuko kati ya oksijeni na nitrojeni kwenye hewa ili kuzalisha oksidi za nitrojeni (NO x ). NO x ni hatari kwa afya zote za mimea na wanyama, na husababisha uzalishaji wa ozoni (O 3 ). Ozone haijawekwa moja kwa moja; badala yake, ni uchafuzi wa pili wa hewa, unaozalishwa katika anga na majibu ya NO x na misombo ya kikaboni haiba mbele ya jua. Ozoni ya ngazi ya chini ni hatari kwa afya ya binadamu na mazingira. Ingawa dutu ya kemikali hiyo, ozoni ya ardhi haipaswi kuchanganyikiwa na ozoni ya stratospheric , au safu ya ozoni , ambayo inalinda dunia kutokana na mionzi ya vivuli vya ultraviolet.

Nishati za kaboni zina sulfuri na uchafu ambao hatimaye huzalisha monoxides ya sulfuri (SO) na dioksidi ya sulfuri (SO 2 ) katika kutolea nje, ambayo inalenga mvua asidi .

Nchini Marekani, oksidi za nitrojeni, PM, carbon monoxide, dioksidi ya sulfuri, na ozoni, hutumiwa kama inavyothibitisha vimelea vya hewa chini ya Sheria ya Safi ya Safi kwa ngazi ambapo afya na ustawi wa binadamu vinalindwa. Uchafuzi mwingine, kama vile benzini na 1,3-butadiene, hutumiwa kama uharibifu wa hewa unaosababishwa na uchafu ambao inapaswa kupunguzwa iwezekanavyo kulingana na mambo ya kiteknolojia na ya vitendo.

NO x , monoxide ya kaboni na uchafuzi mwingine mara kwa mara hudhibitiwa kupitia kukimbia kwa gesi ya kutolea nje ambayo inarudi baadhi ya kutolea nje nyuma katika uingizaji wa injini, na waongofu wa kichocheo , ambao hubadilisha kemikali za kutolea nje kwa kemikali zisizo na madhara.

Mitambo isiyo ya barabara

Viwango vya uchafu vinazotumiwa na nchi nyingi vina mahitaji maalum kwa injini zisizo za barabara zinazotumiwa na vifaa na magari ambayo haitumiki katika barabara za umma. Viwango vinatengwa na magari ya barabara. [36]

Kelele uchafuzi

Michango muhimu ya uchafuzi wa kelele hufanywa na injini za mwako ndani. Trafiki ya magari na lori inayoendesha barabara na mifumo ya barabara hutoa kelele, kama vile ndege za ndege zinazotokana na kelele za ndege, hasa ndege za wenye ujuzi. Miamba ya roketi hufanya kelele kubwa zaidi.

Idling

Mitambo ya ndani ya mwako huendelea kutumia mafuta na kuondokana na uchafuzi wakati unapofunga hivyo ni jambo la kuhitajika kuweka muda wa kupiga kura kwa kiwango cha chini. Makampuni mengi ya basi sasa anawaagiza madereva kuzima injini wakati basi inasubiri kwenye terminal.

Nchini Uingereza, Kanuni za Adhabu za Usafirishaji wa Gari za Barabara za Barabara za barabara ya 2002 ( Sheria ya Kisheria 2002 Na 1808) [37] ilianzisha dhana ya " kosa la kuahirisha ". Hii ina maana kwamba dereva anaweza kuagizwa " na mtu aliyeidhinishwa ... juu ya uzalishaji wa ushahidi wa idhini yake, inahitaji kumzuia kuendesha gari la gari hilo " na " mtu ambaye hawezi kuzingatia ... atakuwa na hatia ya kosa na kuwajibika juu ya hukumu ya muhtasari kwa faini isiyozidi kiwango cha 3 kwa kiwango kikubwa ". Mamlaka ya wachache tu ni kutekeleza sheria, moja yao kuwa Halmashauri ya Jiji la Oxford . [38]

Angalia pia

  • Joto la Adiabatic la moto
  • Uwiano wa hewa-mafuta
  • Bore
  • Sehemu za sehemu za injini za mwako ndani
  • Injini ya mafuta isiyosafishwa - injini mbili za kiharusi
  • Kuchochea (engine mechanics)
  • Dizeli injini
  • Dieselisation
  • Sindano moja kwa moja
  • Dynamometer
  • Gari la umeme
  • Msimamo wa mtihani wa injini - habari kuhusu jinsi ya kuangalia injini ya mwako ndani
  • Injini ya kuwaka ya nje
  • Mafuta ya mafuta
  • Petroli sindano moja kwa moja
  • Vipande vya gesi
  • Joto pampu
  • Mgongano wa Hifadhi ya Unyogovu
  • Gari la mseto
  • Sindano ya moja kwa moja
  • Jet injini
  • Mzunguko wa sindano ya magnesiamu
  • Mfano wa injini
  • Petrofuli
  • Pistoni injini
  • Injini ya rotary ya pistonless
  • Injini ya kurudi
  • Stroke
  • Turbocharger
  • Uhamisho wa kutofautiana

Marejeleo

  1. ^ a b "History of Technology: Internal Combustion engines" . Encyclopædia Britannica . Britannica.com . Retrieved 2012-03-20 .
  2. ^ a b Pulkrabek, Willard W. (1997). Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine . Prentice Hall. p. 2. ISBN 9780135708545 .
  3. ^ GB 185401072 , Barsanti, Eugenio & Matteucci, Felice, "Obtaining motive power by the explosion of gases"
  4. ^ "World Wide Words: Engine and Motor" . World Wide Words . 1998-12-27 . Retrieved 2016-08-31 .
  5. ^ James, Fales. Technology Today and Tomorrow . p. 344.
  6. ^ Armentrout, Patricia. Extreme Machines on Land . p. 8.
  7. ^ a b c "Two Stroke Cycle Diesel Engine" . First Hand Info . Retrieved 2016-09-01 .
  8. ^ Stone 1992 , pp. 1-2.
  9. ^ Nunney 2007 , p. 5.
  10. ^ Low Speed Engines , MAN Diesel. [ dead link ]
  11. ^ "CFX aids design of world's most efficient steam turbine" (PDF) . Archived from the original (PDF) on 2010-11-18 . Retrieved 2010-08-28 .
  12. ^ "New Benchmarks for Steam Turbine Efficiency - Power Engineering" . Pepei.pennnet.com. 2010-08-24 . Retrieved 2010-08-28 .
  13. ^ Takaishi, Tatsuo; Numata, Akira; Nakano, Ryouji; Sakaguchi, Katsuhiko (March 2008). "Approach to High Efficiency Diesel and Gas Engines" (PDF) . Mitsubishi Heavy Industries Technical Review . 45 (1) . Retrieved 2011-02-04 .
  14. ^ "Two Stroke Spark Ignition (S.I) Engine" . First Hand Info . Retrieved 2016-09-01 .
  15. ^ "DKW RT 125/2H, 1954 > Models > History > AUDI AG" . Audi . Retrieved 2016-09-01 .
  16. ^ "Laser sparks revolution in internal combustion engines" . Physorg.com . 2011-04-20 . Retrieved 2013-12-26 .
  17. ^ "The Early History of the Bosch Magneto Company in America" . The Old Motor . 2014-12-19 . Retrieved 2016-09-01 .
  18. ^ "Hand Cranking the Engine" . Automobile in American Life and Society . University of Michigan-Dearborn . Retrieved 2016-09-01 .
  19. ^ "Spark Timing Myths Debunked - Spark Timing Myths Explained:: Application Notes" . Innovate Motorsports . Retrieved 2006-09-01 .
  20. ^ "Electronic Ignition Overview" . Jetav8r . Retrieved 2016-09-02 .
  21. ^ "Gasifier Aids Motor Starting Under Arctic Conditions" . Popular Mechanics . January 1953. p. 149.
  22. ^ Nunney 2007 , p. 15.
  23. ^ Suzuki, Takashi (1997). The Romance of Engines . SAE. pp. 87–94.
  24. ^ "5-Stroke Concept Engine Design and Development" . Ilmor Engineering . Retrieved 2015-12-18 .
  25. ^ "Aviation and the Global Atmosphere" . Intergovernment Panel on Climate Change . Retrieved 2016-07-14 .
  26. ^ "Engines" . US: NASA Glenn Research Center. 2014-06-12 . Retrieved 2016-08-31 .
  27. ^ "How a Gas Turbine Works" . General Electric Power Generation . General Electric . Retrieved 2016-07-14 .
  28. ^ "Air-cooled 7HA and 9HA designs rated at over 61% CC efficiency" . Gasturbineworld . Retrieved 2016-07-14 .
  29. ^ The Whitehead Torpedo, notes on handling etc . US: Bureau of Ordnance. 1890 . Retrieved 2017-05-15 – via San Francisco Maritime National Park Association. After assembling, the air-flask shall be charged to 450 lbs. pressure
  30. ^ "Re-Creating History" . NASA. Archived from the original on 2007-12-01.
  31. ^ "Cadillac's Electric Self Starter Turns 100" (Press release). US: General Motors . Retrieved 2016-09-02 .
  32. ^ "Ingersoll Rand Engine Starting - Turbine, Vane and Gas Air Starters" . Ingersoll Rand . Retrieved 2016-09-05 .
  33. ^ "Improving IC Engine Efficiency" . Courses.washington.edu . Retrieved 2010-08-28 .
  34. ^ "Turbulent times for Formula 1 engines result in unprecedented efficiency gains" . Ars Technica . Retrieved 2016-05-20 .
  35. ^ Rocket propulsion elements 7th edition-George Sutton, Oscar Biblarz pg 37-38
  36. ^ "2013 Global Sourcing Guide" (PDF) . Diesel & Gas Turbine Publications . Retrieved 2013-12-26 .
  37. ^ "The Road Traffic (Vehicle Emissions) (Fixed Penalty) (England) Regulations 2002" . 195.99.1.70. 2010-07-16 . Retrieved 2010-08-28 . [ permanent dead link ]
  38. ^ "CITY DEVELOPMENT - Fees & Charges 2010-11" (PDF) . Oxford City Council . November 2011. Archived from the original (PDF) on 2012-03-22 . Retrieved 2011-02-04 .

Maandishi

  • Nunney, Malcom J. (2007). Light and Heavy Vehicle Technology (4th ed.). Elsevier Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8037-0 .
  • Stone, Richard (1992). Introduction to Internal Combustion Engines (2nd ed.). Macmillan. ISBN 0-333-55083-8 .
  • Anyebe, E.A (2009). Combustion Engine and Operations, Automobile Technology Handbook . 2 .
  • Singal, R. K. Internal Combustion Engines . New Delhi, India: Kataria Books. ISBN 978-93-5014-214-1 .
  • Ricardo, Harry (1931). The High-Speed Internal Combustion Engine .
  • Patents:
    • ES 156621 [ dead link ]
    • ES 433850 , Ubierna Laciana, "Perfeccionamientos en Motores de Explosion, con Cinco Tiem-Pos y Doble Expansion", published 1976-11-01
    • ES 230551 , Ortuno Garcia Jose, "Un Nuevo Motor de Explosion", published 1957-03-01
    • ES 249247 , Ortuno Garcia Jose, "Motor de Carreras Distintas", published 1959-09-01

Kusoma zaidi

  • Singer, Charles Joseph; Raper, Richard (1978). Charles, Singer; et al., eds. A History of Technology: The Internal Combustion Engine . Clarendon Press. pp. 157–176. ISBN 9780198581550 .
  • Setright, LJK (1975). Some unusual engines . London: The Institution of Mechanical Engineers. ISBN 0-85298-208-9 .
  • Suzuki, Takashi (1997). The Romance of Engines . US: Society of Automotive Engineers. ISBN 1-56091-911-6 .
  • Hardenberg, Horst O. (1999). The Middle Ages of the Internal Combustion Engine . US: Society of Automotive Engineers.
  • Gunston, Bill (1999). Development of Piston Aero Engines . PSL. ISBN 978-1-85260-619-0 .

Viungo vya nje