Beépített motor: típusok, eszköz, előnyei és hátrányai

2024 Szerző: Erin Ralphs | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-19 16:37

A soros belső égésű motor az egyik legegyszerűbb motor. Ezeket az egységeket azért nevezik ilyennek, mert a hengerek egy sorban vannak elrendezve. A dugattyúk az egyik főtengelyt forgatják, amikor a motor jár. A soros motort az elsők között szerelték fel az autókra. Az autóipar hajnalán tervezték és gyártották őket.

Hogy kezdődött az egész?

A modern soros belső égésű motor őse egyhengeres motor volt. Etienne Lenoir tervezte és építette 1860-ban. Általánosan elfogadott, hogy ez így van, bár erre a motorra már Lenoir előtt is voltak kísérletek szabadalom megszerzésére. De pontosan a fejlesztése az, amely a lehető legjobban hasonlít azokhoz a konstrukciókhoz, amelyeket jelenleg a legtöbb olcsó sorozatos személygépkocsi motorháztetője alá szerelnek.

A motornak csak egy hengere volt, teljesítménye 1,23 lóerő volt, ami akkoriban hatalmas volt. Összehasonlításképpen a modern "Oka" 1111 kéthengeres, teljesítménye 30-53 lóerő.

Nagyobb és erősebb

Lenoir ötlete zseniálisnak bizonyult. Sok mérnök és feltalálóéveket és erőfeszítéseket töltött azzal, hogy a motort a lehető legjobban javítsa (természetesen az akkori műszaki képességek szintjén). A fő hangsúlyt a teljesítmény növelésére helyezték.

Kezdetben a figyelem egyetlen hengerre összpontosult – megpróbálták növelni a méretét. Aztán mindenkinek úgy tűnt, hogy a méret növelésével nagyobb teljesítményre tehet szert. A hangerő növelése pedig akkor volt a legkönnyebb. De egy henger nem volt elég. Nagymértékben meg kellett növelnem a többi részletet – hajtórúd, dugattyú, blokk.

Az összes motor nagyon instabilnak bizonyult, nagy tömeggel rendelkeztek. Egy ilyen motor működése során óriási időbeli különbség volt a keverék gyújtási ciklusai között. Egy ilyen egységben szó szerint minden részlet zörgött és remegett, ami arra késztette a mérnököket, hogy a megoldáson gondolkodjanak. És felszerelték a rendszert egy kiegyensúlyozóval.

Zsákutca

Hamarosan mindenki számára világossá vált, hogy a kutatás zsákutcába jutott. A Lenoir motor nem tudott normálisan és megfelelően működni, mivel a teljesítmény, a súly és a méret aránya szörnyű volt. Sok további energiára volt szükség a henger térfogatának ismételt növeléséhez. Sokan kezdték összeomlásnak tekinteni a motor létrehozásának gondolatát. És az emberek még mindig lovagolnának és szekereznének, ha nem lenne egyetlen műszaki megoldás.

A tervezők kezdték felismerni, hogy nem csak egy dugattyúval lehet forgatni a főtengelyt, hanem egyszerre többvel is. A legegyszerűbb a soros motor gyártása volt – még néhány hengert adtak hozzá.

A világ a 19. század végén láthatta az első négyhengeres egységet. Lehetetlen összehasonlítani teljesítményét egy modern motorral. A hatékonyságot tekintve azonban magasabb volt, mint az összes többi elődje. A teljesítmény a megnövekedett munkatérfogatnak köszönhetően, vagyis hengerek hozzáadásával nőtt. A különböző cégek szakemberei meglehetősen gyorsan többhengeres motorokat tudtak létrehozni akár 12 hengeres szörnyetegekig.

Működési elv

Hogyan működik az ICE? Eltekintve attól, hogy minden motornak más-más hengerszáma van, a hat- vagy négyhengeres soros motor ugyanúgy működik. Az elv bármely belső égésű motor hagyományos jellemzőin alapul.

A blokk összes hengere egy sorban van elrendezve. Az üzemanyag égési energiája miatt dugattyúkkal meghajtott főtengely az egyetlen a henger-dugattyú csoport minden részéhez. Ugyanez vonatkozik a hengerfejre is. Ez az egyetlen minden hengerhez. Az összes létező soros motor közül megkülönböztethető kiegyensúlyozott és kiegyensúlyozatlan kivitel. Az alábbiakban mindkét lehetőséget megfontoljuk.

Egyenleg

A főtengely összetett kialakítása miatt fontos. A kiegyensúlyozás szükségessége a hengerek számától függ. Minél több belőlük van egy adott ICE-ban, annál nagyobbnak kell lennie az egyensúlynak.

Egy kiegyensúlyozatlan motor csak olyan kivitelű lehet, ahol nem több mint négy henger. Ellenkező esetben működés közben rezgések jelennek meg, amelyek ereje tönkreteheti a főtengelyt. Még olcsó hathengeres motorok iskiegyensúlyozóval jobb lesz, mint a drága soros négyes kiegyensúlyozó tengelyek nélkül. Tehát az egyensúly javítása érdekében a soros négydugattyús motorokhoz néha zárótengelyek felszerelése is szükséges.

Motorhelyzet

A hagyományos négyhengeres egységeket általában hosszirányban vagy keresztirányban szerelik fel az autó motorházteteje alá. De a hathengeres aggregát csak hosszirányban szerelhető be, semmi több (egyes Volvo modellek és Chevrolet Epica autók kivételével).

A főtengelyhez képest aszimmetrikus kialakítású soros belső égésű motornak is vannak jellemzői. A tengely gyakran kompenzáló öntvényekkel készül – ezeknek az öntvényeknek csillapítaniuk kell a dugattyús rendszer működéséből adódó tehetetlenségi erőt.

A soros hatos motor mára már kevésbé népszerű – mindez a jelentős üzemanyag-fogyasztás és a nagy átmérők hibája. De még a hosszú hengerblokk ellenére is tökéletesen kiegyensúlyozott a motor.

Az egység előnyei és hátrányai

Néhány árnyalattól eltekintve a soros belső égésű motorok ugyanazokkal az előnyökkel és hátrányokkal rendelkeznek, mint a legtöbb V-motor és más kivitelű motor. A négyhengeres motor a leggyakoribb, a legegyszerűbb és legmegbízhatóbb. A tömeg viszonylag könnyű, a javítási költségek viszonylag alacsonyak. Az egyetlen hátránya a kiegyensúlyozó tengelyek hiánya a kialakításban. Ez a legjobb belső égésű motor a modern, még a középkategóriás autókhoz is. Vannak kis kapacitású soros motorok is kevesebbela hengerek száma. Példaként a kéthengeres gazdaságos SeAZ Oka 1111.

A hathengeres egységek tökéletes egyensúlyban vannak, és itt a „négy” hiánya kompenzálva van. De az egyensúlyért árat kell fizetni. Ezért a „négyhez” képest lényegesen jobb jellemzők ellenére ezek a belső égésű motorok, amelyek hengerei soros elrendezésűek a motorban, kevésbé elterjedtek. A főtengely hosszú, a gyártási költség meglehetősen magas, a méretek pedig viszonylag nagyok.

Technikai korlát

Most nem a 19. század van, de a modern erőforrások még mindig messze vannak a műszaki tökéletességtől. És itt még a modern turbinák és a magas oktánszámú üzemanyag sem segít. A belső égésű motor hatásfoka körülbelül 20%, az összes többi energiát a súrlódásra, a tehetetlenségre és a robbanásra fordítják. A benzinnek vagy a gázolajnak csak egyötöde megy hasznos munkára.

A motorok alapvető tulajdonságait már a legnagyobb hatékonysággal fejlesztették ki. Ugyanakkor az égésterek és a dugattyúcsoport lényegesen kisebb térfogatú és méretű. A kompakt méretnek köszönhetően az alkatrészeknek kisebb a tehetetlensége – ez csökkenti a detonációból eredő sérülések valószínűségét.

A kompakt dugattyúk tervezési jellemzői bizonyos korlátozásokat vezetnek be. Magas fokú kompresszió mellett a kis méret miatt csökken a dugattyúnyomás átvitele a hajtórúdra. Ha a dugattyúk átmérője nagyobb, akkor az óriási bonyolultság miatt lehetetlen pontos kiegyensúlyozott munkavégzést elérni. Még egy modern BMW motorban is vannak ilyenekhiányosságok, bár német mérnökök fejlesztették ki.

Következtetés

Sajnos a motorgyártás elérte technológiai határát. Nem valószínű, hogy a tudósok komoly technikai felfedezéseket tesznek, és nagyobb hatékonyságot érjenek el egy belső égésű motorral. Szóval minden remény, hogy eljön az elektromos járművek korszaka.