Төрт доңғалақты автокөлік инженериясының негізгі ғылымы
Төрт доңғалақты көліктің қозғалтқышы - отыннан энергияны кинетикалық энергияға айналдыратын, содан кейін оны көлік тұрақты және басқарылатын түрде қозғала алатындай етіп тарататын «жүрек». Автомобиль қозғалтқышы ғылымының негіздерін түсіну тек автомобиль студенттері немесе техниктері үшін ғана емес, сонымен қатар көлік иелері үшін де пайдалы, оларға зақымдану белгілерін жақсырақ білуге, негізгі техникалық қызмет көрсетуді орындауға және көліктің жалпы қалай жұмыс істейтінін түсінуге көмектеседі. Бұл мақалада автомобиль қозғалтқышының негізгі ұғымдары, оның негізгі компоненттері, жұмыс процестері, қолдаушы жүйелері және техникалық қызмет көрсету принциптері талқыланады.
1. Машиналарды және олардың негізгі функцияларын түсіну
Автокөлік қозғалтқыштары, әдетте, ішкі жану қозғалтқыштары болып табылады, олар жану камерасында ауа мен отын қоспасын жағу арқылы қуат өндіреді. Жанудан пайда болатын жылу энергиясы поршеньнің өзара қозғалысы түрінде механикалық энергияға айналады, содан кейін ол иінді білік арқылы айналуға айналады. Бұл айналу қуат беру жүйесі арқылы беріледі, сайып келгенде дөңгелектерді айналдырады.
Төрт доңғалақты көлік қозғалтқышының негізгі функцияларына мыналар жатады:
1. Көлікті жылжыту үшін қуат өндіріңіз.
2. Генератор (электрлік), айнымалы ток компрессоры және күшейткіш рульдік сорғы (белгілі бір түрлерінде) сияқты тірек жүйелерін қуатпен қамтамасыз етеді.
3. Әртүрлі жүктеме және айналу жағдайларында жұмыс тұрақтылығын сақтау.
2. Автокөліктердегі қозғалтқыштардың түрлері
Жалпы, автомобиль қозғалтқыштарын бірнеше санатқа бөлуге болады:
a. Жұмыс цикліне негізделген
– 4 тактілі қозғалтқыш: сору, қысу, жану және шығару жүрістерінен тұрады. Бұл жеңіл автомобильдерде қолданылатын ең көп таралған түрі.
– 2 тактілі қозғалтқыш: қарапайым, бірақ шығынды көп қажет етеді және жоғары шығарындыларға ие, қазіргі заманғы автомобильдерде сирек қолданылады.
b. Тұтану әдісіне негізделген
– Бензин қозғалтқышы (ұшқын тұтану): жануды тұтандыру үшін ұшқын шамдарын пайдаланады.
– Дизельді қозғалтқыш (сығымдау арқылы тұтану): ауаның сығымдалуына байланысты жоғары температурадан отынның жануы.
c. Цилиндр орналасуына негізделген
– Сызықтық (сызықтық): цилиндрлер түзу орналасқан, бұл күнделікті көліктерде жиі кездеседі.
– V қозғалтқышы: цилиндрлер V пішінін құрайды, үлкен қуатты және көптеген цилиндрлер үшін ықшам дизайнды ұсынады.
– Боксер/жалпақ: цилиндрлер көлденеңінен қарама-қарсы орналасқан, ауырлық центрі төмен.
3. Қозғалтқыштың негізгі компоненттері және олардың функциялары
Машина жұмыс істеуі үшін көптеген өзара байланысты компоненттерден тұрады. Міне, ең негізгі компоненттер:
1. Цилиндр блогы: поршень жоғары және төмен қозғалатын цилиндр орналасқан. Оның ішінде май мен салқындатқыш су өткізгіштері бар.
2. Цилиндр басы: цилиндрдің жоғарғы жағын жабады және клапандарды, ұшқын шамдарын/инжекторларын, сондай-ақ ауа енгізу және шығару құбырларын орналастырады.
3. Поршень: жану қысымын алу үшін цилиндрде алға-артқа қозғалады.
4. Поршень сақинасы: қысуды сақтайды және майдың жану камерасына кіруіне жол бермейді.
5. Поршень штангасы (шайқаушы штанга): поршеньді иінді біліктің білігіне қосады.
6. Иінді білік: өзара қозғалысты айналуға айналдырады.
7. Таратушы білік: уақытқа сәйкес клапандардың ашылуы мен жабылуын реттейді.
8. Сору және шығару клапандары: ауа/отынның кіруін және шығуын реттейді.
9. Уақыт белдігі/тізбегі: иінді біліктің және таратушы біліктің айналуын синхрондайды.
Бұл компоненттердің қызметін түсіну маңызды, себебі қозғалтқыш ақауларының көпшілігі тозудан, ағып кетуден немесе бөлшектер арасындағы синхрондалмаған жұмыстан басталады.
4. 4 тактілі қозғалтқыштың жұмыс принципі
Қазіргі заманғы автомобильдердің көпшілігінде 4 тактілі қозғалтқыш қолданылады. Цикл келесідей:
1. Қабылдау соққысы
Поршень төмен қарай жылжиды, қабылдау клапаны ашылады, ауа-отын қоспасы (немесе дизельдегі ауа) цилиндрге кіреді.
2. Қысу соққысы
Поршень жоғары қарай қозғалады, екі клапан да жабылады, ал ауа-отын қоспасы сығылады. Бензин қозғалтқышында ұшқын шамы сығылу соңында тұтанады; дизельді қозғалтқышта ауа сығылудан қызған кезде отын бүркіледі.
3. Қуатты соққы
Жану орын алады, ал қысым поршеньді күшпен төмен қарай итереді. Бұл қозғалтқыштың негізгі қуат көзі.
4. Шығару жүрісі
Поршень жоғары қарай жылжиды, шығару клапаны ашылады, ал қалған жану газдары шығару жүйесіне қарай шығады.
Бір толық цикл үшін иінді біліктің екі айналымы қажет. Поршеньдер мен клапандар арасындағы дәл уақыт тиімділіктің, қуаттың және шығарындылардың кілті болып табылады.
5. Машинаны қолдау жүйесі
Қолдау жүйелерінсіз машина тегіс жұмыс істемейді. Кейбір маңызды жүйелер:
а. Отын жүйесі
Қазіргі заманғы автомобильдер әдетте отын бүрку (EFI) жүйесін пайдаланады. MAF/MAP сенсоры, O2 сенсоры және TPS сияқты сенсорлар тиісті отын мөлшерін анықтау үшін деректерді ECU-ға жібереді. Отын бүрку жүйелері дәл басқаруына байланысты карбюраторларға қарағанда тиімдірек.
b. Тұтану жүйесі (бензин қозғалтқышы)
Тұтану жүйесі батареядан, катушкадан, ұшқын шамынан және ЭБУ/тұтандырғыштан тұрады. Катушка кернеуді арттырады, сондықтан ұшқын шамы қажетті уақытта қуатты ұшқын шығара алады.
c. Майлау жүйесі
Қозғалтқыш майы үйкелісті азайтады, компоненттерді салқындатады, кірді тазартады және тот басудың алдын алады. Маңызды компоненттерге май сорғысы, май сүзгісі және май құбырлары жатады. Майдың жетіспеушілігі немесе майдың нашарлауы қозғалтқыштың қатты тозуына және тіпті істен шығуына әкелуі мүмкін.
d. Салқындату жүйесі
Жану кезінде жоғары жылу пайда болады. Салқындату жүйесі оңтайлы жұмыс температурасын (әдетте шамамен 80–95°C) сақтайды. Оның негізгі компоненттері - радиатор, су сорғысы, термостат, радиатор желдеткіші және салқындатқыш сұйықтық. Қызып кету қозғалтқыштың негізгі жауы болып табылады, себебі ол цилиндр басының тығыздағышын зақымдауы, басының майысуы немесе блоктың жарылуы мүмкін.
e. Шығару және шығару жүйелері
Шығарылған газдар коллектор, каталитикалық түрлендіргіш және глушитель арқылы бағытталады. Каталитикалық түрлендіргіш ластаушы заттарды азайтады. Оттегі сенсоры ЭБУ-ға отын қоспасын реттеуге көмектеседі, бұл шығарындыларды азайтуға және отын үнемдеуге мүмкіндік береді.
6. Қуат, айналу моменті және тиімділік
Автокөлік әлемінде екі негізгі термин бар:
– Айналдыру моменті: көлік қозғала бастағанда немесе жоғары көтерілгенде сезілетін «айналу күші».
– Қуат (ат күші/PS/кВт): жоғары жылдамдықта немесе тұрақты үдеуде сезілетін уақыт бірлігінде жұмыс өндіру мүмкіндігі.
Жақсы қозғалтқыш тек қуатты ғана емес, сонымен қатар тиімді де. Тиімділікке қысу коэффициенті, жану сапасы, ішкі үйкеліс, жану камерасының дизайны және қазіргі заманғы автомобильдердегі айнымалы клапан уақыты (VVT) сияқты ЭБУ стратегиялары әсер етеді.
7. Машинаңызды ұзақ уақыт қызмет ету үшін негізгі техникалық қызмет көрсету
Механикалық инженерияның негізгі білімдері техникалық қызмет көрсету әдеттеріне де қатысты. Кейбір маңызды қадамдар:
1. Май мен сүзгіні өндірушінің ұсыныстарына сәйкес үнемі ауыстырып отырыңыз.
2. Оңтайлы жану үшін отынды октан/цетан санына сәйкес пайдаланыңыз.
3. Салқындатқыш сұйықтықты тексеріп, ағып кетулердің жоқтығына көз жеткізіңіз.
4. Ауа сүзгісін ауа берілуі бітеліп қалмас үшін тазалаңыз.
5. Қозғалтқыштың ақсап тұруы, шамадан тыс түтін, температураның көтерілуі немесе дөрекі дыбыстар сияқты алғашқы белгілерге назар аударыңыз.
6. Егер өнімділік төмендесе немесе отын шығыны ысырап болса, инжекция және тұтану жүйесіне қызмет көрсетіңіз.
Жүргізу әдеттерінің де әсері бар: қозғалтқышты жеткілікті түрде жылыту, қозғалтқыш әлі суық кезде жоғары айналымдарды жиі мәжбүрлемеу және көліктің жүктемесін сақтау.
Қорытынды
Төрт доңғалақты көлік қозғалтқышы ғылымының негіздері жану принциптерін, поршеньнің айналу механикасын және отын, тұтану, майлау, салқындату және шығарындыларды қолдау жүйелерін түсінуді қамтиды. Негізгі компоненттерді және төрт тактілі қозғалтқыштың қалай жұмыс істейтінін түсіну арқылы біз мәселелерді оңай анықтай аламыз, негізгі техникалық қызмет көрсетуді жүргіземіз және қозғалтқыштың оңтайлы жұмысын сақтай аламыз. Дұрыс күтілген қозғалтқыш ұзақ қызмет етіп қана қоймай, сонымен қатар отынды тиімдірек пайдаланады және экологиялық таза.
Қаласаңыз, мен бұл мақаланы құрылымымен (кіріспе-мәселені тұжырымдау-талқылау-қорытынды-библиография) мектеп тапсырмасының толық нұсқасына бейімдей аламын немесе техникалық нұсқасын жасай аламын (мысалы, EFI, ECU және ақаулықтарды диагностикалауға назар аудара отырып).
