Injini ya ndani: aina, kifaa, faida na hasara

2024 Mwandishi: Erin Ralphs | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-02-19 19:09

Injini ya mwako wa ndani ya ndani ni mojawapo ya injini rahisi zaidi. Vitengo hivi vinaitwa hivyo kwa sababu mitungi imepangwa kwa safu. Pistoni hufanya crankshaft moja kuzunguka wakati injini inafanya kazi. Injini ya mtandaoni ilikuwa mojawapo ya ya kwanza kusakinishwa kwenye magari. Ziliundwa na kujengwa mwanzoni mwa tasnia ya magari.

Yote yalianza vipi?

Mwanzo wa injini ya kisasa ya mwako wa ndani ya laini ilikuwa injini ya silinda moja. Iliyoundwa na kujengwa na Etienne Lenoir mnamo 1860. Inakubaliwa kwa ujumla kuwa hii ni hivyo, ingawa kulikuwa na majaribio ya kupata hataza ya injini hii hata kabla ya Lenoir. Lakini ni maendeleo yake haswa ambayo yanafanana iwezekanavyo na miundo hiyo ambayo kwa sasa imewekwa chini ya vifuniko vya magari mengi ya mfululizo ya abiria ya bajeti.

Motor ilikuwa na silinda moja tu, na nguvu yake ilikuwa sawa na nguvu farasi 1.23, kubwa wakati huo. Kwa kulinganisha, "Oka" 1111 ya kisasa ina mitungi miwili na nguvu yake ni kutoka 30 hadi 53 farasi.

Kubwa na yenye nguvu zaidi

Wazo la Lenoir liligeuka kuwa zuri. Wahandisi na wavumbuzi wengialitumia miaka na bidii kujaribu kuboresha injini iwezekanavyo (bila shaka, kwa kiwango cha uwezo wa kiufundi uliokuwepo wakati huo). Msisitizo mkuu uliwekwa katika kuongeza nguvu.

Mwanzoni, umakini uliwekwa kwenye silinda moja - walijaribu kuongeza ukubwa wake. Kisha ilionekana kwa kila mtu kuwa kwa kuongeza ukubwa, unaweza kupata nguvu zaidi. Na ongezeko la kiasi lilikuwa basi rahisi zaidi. Lakini silinda moja haitoshi. Ilinibidi kuongeza kwa kiasi kikubwa maelezo mengine - fimbo ya kuunganisha, pistoni, kizuizi.

Injini hizo zote zilibadilika kuwa zisizo thabiti, zilikuwa na uzito mkubwa. Wakati wa operesheni ya gari kama hilo, kulikuwa na tofauti kubwa kwa wakati kati ya mizunguko ya kuwasha ya mchanganyiko. Kwa kweli kila undani katika kitengo kama hicho kiligonga na kutikisika, ambayo iliwalazimu wahandisi kufikiria suluhisho. Na wakaupa mfumo wa kusawazisha.

Njia ya mwisho iliyokufa

Hivi karibuni ikawa wazi kwa kila mtu kuwa utafiti ulikuwa umefikia kikomo. Injini ya Lenoir haikuweza kufanya kazi kwa kawaida na kwa usahihi, kwani uwiano wa nguvu, uzito na ukubwa ulikuwa wa kutisha. Nguvu nyingi za ziada zilihitajika ili kuongeza kiasi cha silinda tena. Wengi walianza kuzingatia wazo la kuunda injini kuanguka. Na watu bado wangeendesha farasi na mikokoteni, kama si kwa suluhu moja la kiufundi.

Wabunifu walianza kutambua kwamba inawezekana kuzungusha kishindo cha shimo si tu kwa bastola moja, bali na kadhaa mara moja. Rahisi zaidi ilikuwa utengenezaji wa injini ya mtandao - waliongeza silinda chache zaidi.

Ulimwengu uliweza kuona kitengo cha kwanza cha silinda nne mwishoni mwa karne ya 19. Haiwezekani kulinganisha nguvu zake na injini ya kisasa. Hata hivyo, katika suala la ufanisi, ilikuwa ya juu zaidi kuliko watangulizi wake wengine wote. Nguvu iliongezeka kutokana na kuongezeka kwa kiasi cha kazi, yaani, kwa kuongeza mitungi. Kwa haraka sana, wataalamu kutoka makampuni mbalimbali waliweza kuunda injini za silinda nyingi hadi monsters ya silinda 12.

Kanuni ya uendeshaji

ICE hufanya kazi vipi? Mbali na ukweli kwamba kila injini ina idadi tofauti ya mitungi, injini ya inline yenye mitungi sita au minne inafanya kazi kwa njia ile ile. Kanuni hiyo inategemea sifa za jadi za injini yoyote ya ndani ya mwako.

Silinda zote kwenye block zimepangwa kwa safu mlalo. Crankshaft, inayoendeshwa na pistoni kutokana na nishati ya mwako wa mafuta, ndiyo pekee kwa sehemu zote za kikundi cha silinda-pistoni. Vile vile hutumika kwa kichwa cha silinda. Ni pekee kwa mitungi yote. Kati ya injini zote zilizopo za mstari, miundo yenye usawa na isiyo na usawa inaweza kutofautishwa. Tutazingatia chaguo zote mbili hapa chini.

Salio

Ni muhimu kwa sababu ya muundo changamano wa crankshaft. Haja ya kusawazisha inategemea idadi ya mitungi. Kadiri zinavyoongezeka kwenye BARAFU fulani, ndivyo salio linapaswa kuwa kubwa zaidi.

Injini isiyosawazisha inaweza kuwa muundo huo pekee, ambapo hakuna silinda zaidi ya nne. Vinginevyo, vibrations itaonekana wakati wa operesheni, nguvu ambayo itaweza kuharibu crankshaft. Hata injini za silinda sita za bei nafuuna usawazishaji itakuwa bora kuliko nne za inline za gharama kubwa bila shafts za kusawazisha. Kwa hivyo, ili kuboresha usawa, injini ya ndani ya pistoni nne wakati mwingine inaweza pia kuhitaji usakinishaji wa vijiti vya kutulizia.

Msimamo wa gari

Vizio vya kawaida vya silinda nne kwa kawaida huwekwa kwa longitudinal au kinyume chini ya kofia ya gari. Lakini kitengo cha silinda sita kinaweza kusakinishwa kwa muda mrefu tu na hakuna chochote zaidi (isipokuwa mifano ya Volvo na magari ya Chevrolet Epica).

Injini ya mwako wa ndani ya laini, ambayo ina muundo usiolinganishwa kwa heshima na crankshaft, pia ina vipengele. Mara nyingi shimoni hutengenezwa kwa kutupwa kwa fidia - uigizaji huu lazima upunguze nguvu ya hali inayotokana na uendeshaji wa mfumo wa pistoni.

Inline-six leo tayari ina umaarufu mdogo - makosa yote ya matumizi makubwa ya mafuta na vipimo vikubwa kwa ujumla. Lakini hata licha ya kizuizi kirefu cha silinda, injini iko sawia kabisa.

Faida na hasara za kitengo

Mbali na nuances chache, injini za mwako wa ndani za laini zina faida na hasara sawa na injini nyingi za V na injini za miundo mingine. Injini ya silinda nne ni ya kawaida zaidi, ni rahisi na ya kuaminika zaidi. Misa ni nyepesi, gharama za ukarabati ni duni. Vikwazo pekee ni ukosefu wa shafts ya usawa katika kubuni. Hii ndiyo injini bora ya mwako wa ndani kwa magari ya kisasa, hata tabaka la kati. Pia kuna injini za inline zenye uwezo mdogo na kidogoidadi ya mitungi. Kwa mfano, silinda mbili za kiuchumi za SeAZ Oka 1111.

Vizio vya silinda sita vina mizani kamili na hapa ukosefu wa "nne" hulipwa. Lakini kuna bei ya kulipa kwa usawa. Kwa hivyo, licha ya sifa bora zaidi ikilinganishwa na "nne", injini hizi za mwako wa ndani zilizo na mpangilio wa ndani wa mitungi kwenye injini sio kawaida sana. Crankshaft ni ndefu, gharama ya uzalishaji ni kubwa sana, na vipimo ni vikubwa kiasi.

Kikomo cha kiufundi

Sasa sio karne ya 19, lakini vitengo vya kisasa vya nishati bado viko mbali na ukamilifu wa kiufundi. Na hapa hata turbine za kisasa na mafuta ya juu-octane haitasaidia. Ufanisi wa injini ya mwako wa ndani ni karibu 20%, na nishati nyingine zote hutumiwa kwenye msuguano, inertia na detonation. Ni sehemu ya tano pekee ya petroli au dizeli itafanya kazi muhimu.

Tayari imeunda sifa za kimsingi za injini kwa ufanisi mkubwa zaidi. Wakati huo huo, vyumba vya mwako na kikundi cha pistoni vina kiasi kidogo na vipimo. Kwa sababu ya saizi ya kushikana, sehemu zina hali kidogo - hii inapunguza uwezekano wa uharibifu kutokana na mlipuko.

Vipengele vya muundo wa bastola ndogo huleta vikwazo fulani. Kwa kiwango cha juu cha ukandamizaji, kutokana na ukubwa mdogo, uhamisho wa shinikizo la pistoni kwenye fimbo ya kuunganisha hupunguzwa. Ikiwa pistoni zina kipenyo kikubwa, basi haiwezekani kupata kazi sahihi ya usawa kutokana na utata mkubwa. Hata injini ya kisasa ya BMW ina hizimapungufu, ingawa ilitengenezwa na wahandisi wa Ujerumani.

Hitimisho

Kwa bahati mbaya, ujenzi wa injini umefikia kikomo chake cha kiteknolojia. Haiwezekani kwamba wanasayansi watafanya uvumbuzi mkubwa wa kiufundi na kufikia ufanisi mkubwa kutoka kwa injini ya mwako wa ndani. Kwa hivyo wote tunatumai kuwa zama za magari yanayotumia umeme zitakuja.