Mi is dolgozik a motorház alatt?

Magazin
2008. november 24. hétfő, 22:58 | Szerző: Petya626
Megpróbáltam össze szedni a különböző fajtájú (Dízel, Benzin, Soros, V, Boxer, Wankel) motorokról egy két dolgot amit persze lehet, hogy mindenki tud de azért gondoltam jó ha egy helyen megvan mindez ebben a kis rövid cikkben.

Benzin Motor (Otto Motor)

I. A négy ütemű Otto motor működése

Az első ütem: a szívás

A lefelé haladó dugattyú maga után szívja a porlasztóból a benzin-levegő keveréket. A porlasztó által elporlasztott levegővel összekevert benzin a szívócsövön keresztül áramlik a henger belsejébe.

Amikor a dugattyú az alsó helyzetbe ér, a dugattyú fölötti hengertér teljesen feltöltődik a benzin-levegő keverékkel. A dugattyú a legfelső helyzetről (felső holtpont) a legalsó helyzetre (alsó holtpont) való mozgáskor a forgattyútengely fél fordulattal elfordult. Ettől a pillanattól kezdődik a második ütem.

A második ütem: a sűrítés

A vezérműtengely által vezérelt szívószelep elzárja a szívócső furatát. A forgattyútengely további forgása következtében a dugattyú lentről felfelé halad.

Az előző ütemben beszívott benzin-levegő keverék nem tud kiáramlani a hengerből (a kipufogószelep szintén zárva van). A dugattyú tehát a fölötte lévő keveréket erősen összenyomja (összesűríti). Attól a pillanattól kezdve, hogy a dugattyú ismét a legfelső helyzetbe kerül, kezdődik a harmadik ütem.

A harmadik ütem: a terjeszkedés (munkavégzés)

Amikor a dugattyú a legfelső helyzetet eléri, a gyújtógyertya elektródái között villamos szikra ugrik át. Ez a szikra meggyújtja az égéstérben összesűrített benzin-levegő keveréket, ami robbanásszerűen elég

A terjeszkedő gázok óriási nyomása a dugattyút fentről lefelé löki. A dugattyú a hajtórúdon keresztül fél fordulattal elfordítja a forgattyútengelyt, aminek e fél fordulattal az esetben a motor hasznos munkája. A keletkező égésterméket el kell távolítani a hengerből. Ez már a negyedik ütem alatt zajlik le.

A negyedik ütem: a kipufogás

A dugattyú a legalsó helyzetből – ahová az előző ütemben került – ismét felfelé halad. Ekkor viszont nyitva van a kipufogószelep, és a dugattyú kitolja maga előtt a kipufogócsőbe az égésterméket.

Miután a dugattyú ismét a legfelső helyzetbe kerül, záródik a kipufogószelep, nyílik a szívószelep, és az egész folyamat kezdődik elölről. A folyamat termodinamikai modellje az Otto-ciklus vagy Otto-körfolyamat.

II. Megvalósított motorok

A vázolt eredeti Otto-körfolyamat csak az első, lassújárású motoroknál volt megvalósítva. Hamar rájöttek arra, hogy nagyobb fordulatszámnál (100 fordulat/perc felett) a dugattyú mozgása egyedül nem tudja elég gyorsan megfordítani a gáz áramlását, amikor a szívószelepek kinyitnak. Ezért a korszerű motoroknál a dugattyú felső holtpontja közelében a szívó- és kipufogószelepek egymásba nyitnak kissé. A kipufogószelepen kiáramló gázok magukkal ragadják a szívószelepen keresztül a beáramló üzemanyag-levegő keveréket és így javítják a szívást. Természetesen a távozó füstgázokkal együtt egy kevés friss keverék is távozik, ami rontja a motor hatásfokát. Versenymotoroknál ezzel a kis kiáramló hideg keverékkel a szelepeket hűtik. A kipufogószelepeket is kb. húsz fokkal az alsó holtpont elérése előtt már kezdik nyitni, hogy az égéstermékeknek elég idejük legyen távozni. A gyújtás sem a felső holtpontban történik, hanem a motor fordulatszámától, és leggyakrabban a szívócsőben uralkodó nyomástól függően előgyújtást alkalmaznak.

A szelepek mozgatását általában bütykökkel ellátott vezértengely vezérli, a szelep zárását és zárva tartását erős acélrugó végzi (konstrukciótól függően tekercsrugó vagy hajtűrugó). Mivel mind a kipufogószelep, mind a szívószelep egy négyütemű ciklus alatt (vagyis két motorfordulat alatt) egyszer kell, hogy nyisson, a vezértengely fordulatszáma a motor fordulatszámának pontosan fele kell legyen. Ebben a konstrukcióban a motor fordulatszámát a szelep zárási sebessége határolja be. A zárási sebességét pedig a szelep és a hozzá tartozó mechanizmus (szelephimba, rúd stb.) tömege ill. a rugó keménysége határozza meg. Minél kisebb a tömeg és minél keményebb a rugó, annál gyorsabban zár a szelep, azonban a túl erős rugó a kopást növeli. Újabb nagyfordulatszámú konstrukciókban (például versenyautókban, motorkerékpárokban) légrugózású szelepet, illetve kényszerzárású szelepet használnak. Ez utóbbinál a szelep zárásának folyamata pontosan megtervezhető. A kényszerzárású szelepek abban különböznek a hagyományos zárásúaktól, hogy itt a zárást nem rugó, hanem egy másik bütyök végzi, ennek köszönhető a pontosabb működés.

Összefoglalásként megállapítható, hogy a tényleges tervezési paraméterek meghatározása csak kompromisszum eredménye lehet.

III. Olajozás

Szóró olajozás: Főleg a régebbi típusú négyütemű motoroknál találunk ilyet. Legelterjedtebb az a megoldás, amikor a szivattyú egy kis olajat szállít a forgattyúsházba. Forgás közben a hajtókar felszórja az olajat a hengerfalra és a szétszórt olajköd keni a motor többi alkatrészét. A vezérműlánc is segít, hogy a szelepek megfelelelő kenést kapjanak. Egyes helyekre furatokon jut el az olaj. Ez az olajozási mód kedvezőbb abból a szempontból, hogy mindig friss olajat kap a motor, de hátránya, hogy nem nagy nyomással kerül az egyes helyekre, és a hűtés nagyon kicsi. Az olajtartályból csak egy cső vezet a motorba.

Cirkuláris nyomóolajozás: Két csövezeték vezet a tartálytól a forgattyúsházig. Az olajat az olajszivattyú tartja keringésben. A szivattyú mindig újabb és újabb olajmennyiséget szállít, és az olajat nyomással kényszeríti a furatokon keresztül a kenésre váró helyekre. Mivel az olaj állandóan kering, mindíg új olaj érkezik, a régi használt olaj a csapágyakból kifolyik, és a forgó hajtórúd felhordja a hengerfalra. A hengerfal tehát mindíg szóróolajozást kap és a dugattyún lévő legalsó olajlehúzó gyűrű a felesleges olajat lehúzza a henger faláról. A visszacsepegő olajat a forgattyústengely szétveri, és a forgattyúsházban lévő olajköd keni a motor kisebb alkatrészeit és végül az olaj visszakerül a forgattyúsházba.

Ez az olajozás kétféle kivitelben készül:

* Nedves karteres olajozás

Az olajat a forgattyúsházban tároljuk, ilyenkor egy szivattyú is elég, mert a visszafolyó olaj mindíg összegyűl a kartertér alján, és azt a szivattyú újból átnyomja a furaton a kenésre kerülő helyekre. Ilyenkor a forgattyúsházban tároljuk az olajat.

* Száraz karteres olajozás

ennél a megoldásnál az olajat külön tartályban tároljuk, és két csővezeték vezet a tartálytól a forgattyúsházig. ilyen esetben két olajszivattyút építenek be, az egyik az olajat a szükséges helyekre nyomja, a másik mindíg visszanyomja a forgattyúsház aljáról az olajtartályba. Két szivattyús megoldás esetében nem kell nagyra méretezni a karterteret.

IV. Vezérlés

Felépítése szerint három típust különböztetünk meg:

* Alulvezérelt oldalszelepelt S.V. (standing Valve = Álló szelepes)

A bütyköstengely alul van, a szelepek aa hengerhez visszanyitva oldalt. építés szempontjától ez a legkedvezőbb, de nagy hátránya, hogy a robbanótér nagyobb része nem a henger ( dugattyú ) felett van, hanem a szelepek felett. Kedvezőtlen robbanótér miatt manapság már nem, vagy csak igen ritkán készítik.

* Alulvezérelt felülszerepelt O.H.V (Overhead Valve = hengerfej feletti szelep)

A bütykös tengely alul van. de a szelepeket a legkedvezöbb robbanótér kialakítás miatt felül helyezik el. Felülszelepelt motor esetében a teljesítmény a S.V.-hez képest nagyobb. A szelepek mozgatása az alul lévő bütyköstengely által himba segítségével történik. A bütyök felnyomja a tolórudat, a himba egyik felét, a másik fele lenyomja a szelepet és a szelep kinyit. ha a bütyök elfordul a rugó a szelepet visszahúzza. Ez a kialakítás helykihasználás szempontjából ugyan jobb, de a vezérlés többlet súlya miatt (a tolórudak és himbák tetemes súlytöbbletet, az egész vezérlés súlyának 15%-át is jelenthetik) nagyobb a teljesítményveszteség, azaz kevésbé hatékony.

* Felülvezérelt felülszelepelt O.H.C (Overhead Camshaft = felülfekvő vezérműtengely)

Felül helyezkedik el a szelep és a bütyköstengely is. Ez a legpontossabb és legelterjettebb megoldás is. A bütyköstengely hajtása a forgattyústengelyről függőleges tengellyel (királytengely) vagy vezérműláncal, fogasszíjjal készül. Vezérmútengelyek száma szerint lehet:

* -egy vezérműtengelyes S.O.H.C ( Single Overhead Camshaft = hengerfej feletti szelep)

Itt a vezérműtengely a hengerfejben helyezkedik el, így a motor nyomatékának nem kell egy tolórúd többletsúlyát is "legyőznie". Egy ilyen vezérlésnél a vezérműtengely bütykei vagy közvetlenül, vagy egy himbán keresztül működtetik a szelepeket. A legtöbb SOHC blokk hengerenként kétszelepes, de vannak gyártók akik készítenek hengerenként négyszelepes SOHC blokkokat is. Fontos belegondolni, hogy az SOHC blokkok hengerfejenként rendelkeznek egy vezérműtengellyel, így egy V8-as SOHC blokknak például két vezérműtengelye van!

* -két vezérműtengelyes D.O.H.C ( Double Overhead Camshaft = dupla hengerfej feletti szelep)

A DOHC kialakítás a hengerenként négyszelepes elrendezés előnyeit használja ki. Viszont van hátránya is: előállítási költségek (több alkatrész, nagyobb ár), a rosszabb helykihasználás (a több tengelynek és szelepnek több hely is kell), és a szervizelés (kétszer annyi szelepet kell beállítani).

V. A hagyományos Otto-motor szerkezeti elemei

* Henger
* Dugattyú
* Forgattyús mechanizmus:
o Csapszeg
o Hajtórúd
o Forgattyús tengely
o Lendítőkerék
* Szelepvezérlés
o Vezértengely (bütykös tengely)
o Szelepek
* Gyújtás rendszere
o Gyújtógyertya
o Elektromos szikrát előállító szerkezet
* Porlasztó, karburátor vagy üzemanyag befecskendező szerkezet

Dízel Motor

I. Miben hasonlít és tér el?

A dízelmotor szerkezetében hasonlít a nála ismertebb mechanizmusú benzinmotor (Otto-motor) felépítéséhez, hiszen alapvetően mindkettő henger(ek)ből, dugattyú(k)ból, főtengelyből, kiegyenlítő-tömeg(ek)ből, vezérműből, szelepekből stb. épül fel, s mindkettő a négy ütem - szívás, sűrítés, robbanás és kipufogás - szerint dolgozik, de működése és az azt kiszolgáló berendezések jelentősen eltérnek.
A fő különbség, hogy a dízelnél a tüzelőanyag (leginkább gázolaj) gyújtószikra segítsége nélkül, a legalább hússzoros kompresszió (légsűrítés) miatti felmelegedés hatására öngyulladással ég el és végez munkát a hengerben. Az Otto motorok benzin+levegő keveréket kapnak a karburátorból, viszont a dízelmotor hengere csak levegőt szív be, azt sűríti, az adagoló az égéstérben felhevült levegőbe fecskendezi az üzemanyagot.

II. Működési elve

Keverékképzése az úgynevezett minőségszabályozás elvén működik, azaz a beszívott levegő mennyisége azonos, csak a befecskendezett tüzelőanyag mennyisége változik. Ezzel szabályozható a fordulatszám. Ellentétben a benzinmotorral, amely az úgynevezett mennyiségszabályozás elvén működik, azaz ott viszonylag állandó arányú a hengertérbe kerülő benzin-levegő keveréke.
A dízelmotor tiszta levegőt szív be és azt sűríti össze. A nagy nyomás miatt a levegő felmelegszik. Ebbe a forró levegőbe az adagolószivattyú dízelolajat fecskendez be, amely magas hőmérsékleten külön gyújtóberendezés (gyertya) nélkül meggyullad, elég. A dízelmotorokat gyakran alkalmazzák személygépkocsik, teherautók, autóbuszok, hajók, mozdonyok hajtására, de tengeralattjárók, és repülőgépek számára is készültek dízelmotorok.

III. Működési sajátosság

A dízelmotor a benzinessel ellentétben jelentős mennyiségű kormot bocsát ki, amelyet elsősorban az üzemanyag kéntartalma okoz. Erre csak a 2000-es évek elejére találtak megfelelő megoldásokat: ezek közül az egyik a szelektív katalitikus utánkezelés (SCR), a másik a koromszűrő.
Az SCR-technológia során a kipufogógázt egy katalizátorba vezetik, ahol egy különleges folyadékot (AdBlue) adnak hozzá. Ezáltal a motor beállításai lehetnek olyanok, hogy ne kormoljon, mert a nagyobb mennyiségben kibocsátott egyéb káros anyagok a katalizátorban átalakulnak. A korommentes égés ugyanis erősen megnöveli a kipufogógáz nitrogén-oxid tartalmát, aminek a szintjét szintén lejjebb kellene szorítani. A koromszűrő lényegesen egyszerűbb: egy hosszú fémhengerből áll, a belsejében vékony, kacskaringós járatokkal, melyekben megmarad a korom.

A motorok felosztása:

A motor egy- vagy többhengeres. Ma csak az egészen kisteljesítményű motorok készülnek egy hengerrel.
A többhengeres motorok hengerei igen változatos elrendezésűek lehetnek:

* Soros (a hengerek egy egyenes mentén, párhuzamosan, egy irányban dolgoznak)
Az egyik legelterjedtebb elrendezés a soros motor, amikor hengerek egymás mellett egy sorban helyezkednek el.
Jellemzően 2, 3, 4, 5 vagy 6 hengeresek
Egy kis animáció KATT IDE
Soros elrendezésű motorSoros elrendezésű motor

* Boxer (a hengerek egy egyenes mentén, párhuzamosan, két irányban dolgoznak)
A boxer motor, egy teljesen szétnyitott V-motornak tekinthető, azaz vízszintesen fekszenek benne a hengerek, egymással szemben dolgozva. A V-motortól eltérően mindegyik dugattyú egymáshoz képest 180 fokkal elhelyezett, külön csapon van.
Jellemzően 4, 5, 6, 8 vagy 12 hengeresek.
Boxer motorBoxer motor

* V (a hengerek két szöget bezáró egyenes mentén, soronként párhuzamosan és egy irányban dolgoznak, két-két dugattyú kapcsolódik egy hajtókarcsaphoz)
Gyakran alkalmazzák a V elrendezést is a (V-motor), amikor hengerek két sorban, V-betű alakban helyezkednek el. Két-két dugattyú hajtókarja páronként azonos csapon van
Jellemzően 4, 5, 6, 8, 10 vagy 12 hengeresek.
Egy kis animáció KATT IDE
V elrendezésű motor (Mazda 323)V elrendezésű motor (Mazda 323)

* Csillag (a hengerek egy körvonal kerületén egyenlő távolságban találhatóak. A főtengely a középpontba van szerelve, valamennyi dugattyú egy hajtókarcsaphoz kapcsolódik)
A csillagmotor, egy speciális, csillag alakzatra emlékeztető henger elrendezés.
Minden esetben páratlan hengerszámmal készülnek, hogy ne legyenek olyan hengerek egymással szemben, amelyek hajtókarjai egy vonalba esnek. Folyamatosabb nyomatékot és egyenletesebb járást biztosít.
Ezt az elrendezést elsősorban a repülőgépek hajtására használják.
Csillag motorCsillag motor

* Wankel-motor
A belső égésű motorok egyik fajtája, amelyben a dugattyú a hagyományos belső égésű motoroktól eltérően nem alternáló mozgást végez, hanem vízszintes tengely körül forog egy speciális alakú hengerben.
Bár nem az egyetlen forgódugattyús motortípus, de a Wankel-motort sorozatban gyártották autókhoz, és így vált a legismertebbé.
A tömítés és a megbízhatóság problémáit megoldja, de mind a mai napig nem használják széles körben.
Nevét tervezője, Felix Wankel német mérnök után kapta.
Egy kis animáció KATT IDE
Wankel motor (Mazda)Wankel motor (Mazda)

Az animációk a How Stuff Works oldaláról származik!

5
Átlag: 5 (4 értékelés)

Renesis

Hozzászólás megjelenítési lehetőségek

A választott hozzászólás megjelenítési mód a „Beállítás” gombbal rögzíthető.
Felix Wankel
2008-12-04 csütörtök, 20:22
 

A wankel motorról nem sok szó esik, pedig a mazda forradalmasította a technológiát. Minden elismerés a mazdának. Kár hogy Magyaroszágon ennyire félnek tőle.

Petya626 képe
Petya626
2009-08-23 vasárnap, 22:26
 

Cikk frissítve egy-két képpel! Véleményeket várok Köszönöm!

equation képe
equation
2009-09-30 szerda, 15:06
 

Szépen megfogalmazott és kivitelezett összefoglaló.
Kösz, hogy vetted rá a fáradtságot!

hedo képe
hedo
2011-03-01 kedd, 00:29
 

hello
"A gyújtás sem a felső holtpontban történik, hanem a motor fordulatszámától, és leggyakrabban a szívócsőben uralkodó nyomástól függően előgyújtást alkalmaznak."
ez miért van, miért jobb igy ?

Hozzászólás megjelenítési lehetőségek

A választott hozzászólás megjelenítési mód a „Beállítás” gombbal rögzíthető.
Tartalom átvétel

Magyar Mazda Klub - Mazda közösségi webhely

Médiapartnerünk: carmania.hu