Enjin sebaris: jenis, peranti, kelebihan dan kekurangan

2024 Pengarang: Erin Ralphs | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-02-19 18:04

Enjin pembakaran dalaman sebaris ialah salah satu enjin yang paling ringkas. Unit-unit ini dipanggil sedemikian kerana silinder disusun dalam satu baris. Omboh membuat satu aci engkol berputar apabila enjin dihidupkan. Enjin dalam talian adalah salah satu yang pertama dipasang pada kereta. Ia direka dan dibina pada awal industri automotif.

Bagaimana semuanya bermula?

Nenek moyang enjin pembakaran dalaman dalam talian moden ialah enjin satu silinder. Direka dan dibina oleh Etienne Lenoir pada tahun 1860. Secara amnya diterima bahawa ini benar, walaupun terdapat percubaan untuk mendapatkan paten untuk enjin ini walaupun sebelum Lenoir. Tetapi pembangunannya adalah sama yang mungkin dengan reka bentuk yang kini dipasang di bawah hud kebanyakan kereta penumpang bersiri bajet.

Motor hanya mempunyai satu silinder, dan kuasanya bersamaan dengan 1.23 kuasa kuda, besar pada masa itu. Sebagai perbandingan, "Oka" 1111 moden mempunyai dua silinder dan kuasanya adalah dari 30 hingga 53 kuasa kuda.

Lebih besar dan lebih berkuasa

Idea Lenoir ternyata bernas. Ramai jurutera dan penciptamenghabiskan bertahun-tahun dan berusaha untuk memperbaiki enjin sebanyak mungkin (tentunya, pada tahap keupayaan teknikal yang ada pada masa itu). Penekanan utama diberikan pada peningkatan kuasa.

Pada mulanya, perhatian tertumpu pada satu silinder - mereka cuba meningkatkan saiznya. Kemudian nampaknya semua orang bahawa dengan meningkatkan saiz, anda boleh mendapatkan lebih banyak kuasa. Dan peningkatan dalam volum adalah yang paling mudah. Tetapi satu silinder tidak mencukupi. Saya terpaksa menambah banyak butiran selebihnya - rod penyambung, omboh, blok.

Semua enjin tersebut ternyata sangat tidak stabil, mempunyai jisim yang besar. Semasa operasi motor sedemikian, terdapat perbezaan masa yang besar antara kitaran pencucuhan campuran. Secara harfiah setiap butiran dalam unit sedemikian bergegar dan bergegar, yang memaksa jurutera memikirkan penyelesaian. Dan mereka melengkapkan sistem dengan pengimbang.

Jalan buntu

Tidak lama kemudian menjadi jelas kepada semua orang bahawa penyelidikan telah menemui jalan buntu. Enjin Lenoir tidak dapat berfungsi dengan normal dan betul, kerana nisbah kuasa, berat dan saiz sangat teruk. Banyak tenaga tambahan diperlukan untuk menambah isipadu silinder semula. Ramai yang mula menganggap idea untuk mencipta enjin sebagai keruntuhan. Dan orang masih akan menunggang kuda dan kereta, jika bukan kerana satu penyelesaian teknikal.

Pereka mula menyedari bahawa adalah mungkin untuk memutar aci engkol bukan sahaja dengan satu omboh, tetapi dengan beberapa sekali gus. Yang paling mudah ialah pembuatan enjin dalam talian - mereka menambah beberapa silinder lagi.

Dunia dapat melihat unit empat silinder pertama pada akhir abad ke-19. Tidak mustahil untuk membandingkan kuasanya dengan enjin moden. Walau bagaimanapun, dari segi kecekapan, ia lebih tinggi daripada semua pendahulunya yang lain. Kuasa telah meningkat disebabkan oleh peningkatan jumlah kerja, iaitu, dengan menambah silinder. Dengan pantas, pakar dari pelbagai syarikat dapat mencipta enjin berbilang silinder sehingga raksasa 12 silinder.

Prinsip operasi

Bagaimanakah ICE berfungsi? Selain fakta bahawa setiap enjin mempunyai bilangan silinder yang berbeza, enjin sebaris dengan enam atau empat silinder berfungsi dengan cara yang sama. Prinsipnya adalah berdasarkan ciri tradisional mana-mana enjin pembakaran dalaman.

Semua silinder dalam blok disusun dalam satu baris. Aci engkol, digerakkan oleh omboh kerana tenaga pembakaran bahan api, adalah satu-satunya untuk semua bahagian kumpulan silinder-omboh. Perkara yang sama berlaku untuk kepala silinder. Ia adalah satu-satunya untuk semua silinder. Daripada semua enjin dalam talian sedia ada, reka bentuk seimbang dan tidak seimbang boleh dibezakan. Kami akan mempertimbangkan kedua-dua pilihan di bawah.

Baki

Ia penting kerana reka bentuk aci engkol yang kompleks. Keperluan untuk mengimbangi bergantung kepada bilangan silinder. Lebih banyak daripada mereka dalam ICE tertentu, lebih besar baki sepatutnya.

Enjin tidak seimbang hanya boleh menjadi reka bentuk itu, di mana terdapat tidak lebih daripada empat silinder. Jika tidak, getaran akan muncul semasa operasi, daya yang akan dapat memusnahkan aci engkol. Malah enjin enam silinder yang murahdengan pengimbang akan lebih baik daripada empat sebaris mahal tanpa aci pengimbang. Jadi, untuk meningkatkan keseimbangan, enjin empat omboh sebaris kadangkala memerlukan pemasangan aci pegun.

Kedudukan motor

Unit empat silinder tradisional biasanya dipasang secara membujur atau melintang di bawah hud kereta. Tetapi unit enam silinder hanya boleh dipasang secara membujur dan tidak lebih (kecuali beberapa model Volvo dan kereta Chevrolet Epica).

Enjin pembakaran dalaman dalam talian, yang mempunyai reka bentuk asimetri berkenaan dengan aci engkol, juga mempunyai ciri. Selalunya aci dibuat dengan tuangan pampasan - tuangan ini mesti melembapkan daya inersia yang terhasil daripada pengendalian sistem omboh.

Inline-six hari ini sudah kurang popular - semua kesalahan penggunaan bahan api yang ketara dan dimensi keseluruhan yang besar. Tetapi walaupun blok silinder panjang, enjinnya seimbang sempurna.

Kebaikan dan keburukan unit

Selain daripada beberapa nuansa, enjin pembakaran dalaman dalam talian mempunyai kelebihan dan kelemahan yang sama seperti kebanyakan enjin V dan motor reka bentuk lain. Enjin empat silinder adalah yang paling biasa, adalah yang paling mudah dan paling boleh dipercayai. Jisimnya agak ringan, kos pembaikan agak rendah. Satu-satunya kelemahan ialah kekurangan aci keseimbangan dalam reka bentuk. Ini adalah enjin pembakaran dalaman terbaik untuk kereta moden, walaupun kelas pertengahan. Terdapat juga enjin dalam talian berkapasiti kecil dengan kurangbilangan silinder. Sebagai contoh, dua silinder ekonomik SeAZ Oka 1111.

Unit enam silinder mempunyai keseimbangan sempurna dan di sini kekurangan "empat" diberi pampasan. Tetapi ada harga yang perlu dibayar untuk baki. Oleh itu, walaupun ciri-ciri yang jauh lebih baik berbanding dengan "empat", enjin pembakaran dalaman dengan susunan silinder dalam talian dalam enjin ini adalah kurang biasa. Aci engkol panjang, kos pengeluaran agak tinggi, dan dimensinya agak besar.

Had teknikal

Kini ia bukan abad ke-19, tetapi unit kuasa moden masih jauh daripada kesempurnaan teknikal. Dan di sini walaupun turbin moden dan bahan api oktana tinggi tidak akan membantu. Kecekapan enjin pembakaran dalaman adalah kira-kira 20%, dan semua tenaga lain dibelanjakan untuk geseran, inersia dan letupan. Hanya satu perlima petrol atau diesel akan digunakan untuk kerja yang berguna.

Sudah membangunkan sifat asas motor dengan kecekapan yang paling tinggi. Pada masa yang sama, ruang pembakaran dan kumpulan omboh mempunyai volum dan dimensi yang jauh lebih kecil. Disebabkan saiznya yang padat, bahagian-bahagian tersebut kurang inersia - ini mengurangkan kemungkinan kerosakan akibat letupan.

Ciri reka bentuk omboh padat memperkenalkan had tertentu. Dengan tahap mampatan yang tinggi, disebabkan saiz yang kecil, penghantaran tekanan omboh ke rod penyambung dikurangkan. Jika omboh mempunyai diameter yang lebih besar, maka adalah mustahil untuk mendapatkan kerja seimbang yang tepat kerana kerumitan yang sangat besar. Malah enjin BMW moden mempunyai inikekurangan, walaupun ia dibangunkan oleh jurutera Jerman.

Kesimpulan

Malangnya, pembinaan enjin telah mencapai had teknologinya. Tidak mungkin saintis akan membuat penemuan teknikal yang serius dan mencapai kecekapan yang lebih besar daripada enjin pembakaran dalaman. Jadi semua berharap era kenderaan elektrik akan datang.