Automobilová technologie ušla dlouhou cestu od doby, kdy Henry Ford v roce 1908 představil svůj první Model T.
Dnes máme elektronické ovládání motoru, airbagy, automatické převodovky a dokonce i CD přehrávač, který funguje jako telefon. Ale jedna věc, kterou mají Model T a moderní automobily společné, je spalovací motor .
Přestože se ovládací prvky, které se používají k jeho fungování, drasticky změnily, provoz základního motoru zůstal stejný.
Konečná hra motoru automobilu spočívá v otáčení klikovým hřídelem . Síla, která uvádí auto do pohybu, začíná na klikovém hřídeli.
Abyste pochopili, jak funguje klikový hřídel, představte si kolo, které šlape po silnici. Pedály jsou odsazeny od středu předního ozubeného kola. Při stlačení pravého pedálu se ozubené kolo otáčí a levý pedál se přesune do polohy, aby mohl být také sešlápnut. Když je levý pedál sešlápnut, pokračuje v otáčení řetězového kolečka a přesouvá pravý pedál do polohy. Tento cyklus se neustále opakuje, otáčením ozubeného kola a posouváním kola dopředu.
Takto v podstatě funguje klikový hřídel. Místo pedálů je klikový hřídel poháněn písty . Písty se pohybují nahoru a dolů, každý z nich zvedá druhý do polohy, aby byl dalším v řadě, aby otáčel klikovou hřídelí.
Abyste pochopili, co způsobuje pohyb pístů, musíte nejprve porozumět konfiguraci spalovacího motoru .
Blok motoru je odlit z kovu, obvykle železa nebo hliníku. V bloku jsou zabudovány válce. Válce jsou obvykle tři až pět palců v průměru a pět až deset palců dlouhé. Tato čísla se velmi liší v závislosti na zdvihovém objemu motoru. Automobilové motory mohou mít kdekoli od dvou do dvanácti válců v jednom bloku motoru. V tomto článku se budeme zabývat řadovým čtyřválcovým motorem .
Čtyřválcový motor je konstruován se všemi čtyřmi válci v přímé linii. Klikový hřídel je umístěn pod válci, takže každý píst při pohybu nahoru a dolů ve válci může otáčet klikovým hřídelem, jako pedály na kole.
Písty pomocí pružných kroužků dokonale zapadají do válců. Je nezbytné, aby se vzduch nemohl dostat kolem pístů, když se pohybují ve válci. Písty jsou spojeny s klikovým hřídelem ojnicemi. Píst tlačí tyč, tyč tlačí klikový hřídel a klikový hřídel se otáčí. Stejně jako, no, chápeš to.
Vršek válců je skutečně těsně utěsněn s hlavou válců. Uvnitř hlavy jsou dva ventily na válec, sací ventil a výfukový ventil. Do hlavy je také zašroubována jedna zapalovací svíčka na válec. Hlava těsní válec tak dobře, že při zavřených ventilech nemůže do prostoru nad pístem a pod hlavou vniknout vzduch. Tento prostor se nazývá spalovací komora.
Co tedy nutí píst cestovat po válci dolů a otáčet klikovou hřídelí ve spalovacím motoru automobilu? Odpověď zní:vnitřní spalování .
Každý píst dokončí sekvenci čtyř zdvihů. Zdvih je definován jako pohyb pístu o délku válce, ať už jde o zdvih nahoru nebo zdvih dolů. Čtyři zdvihy jsou Sání, Komprese, Výkon a Výfuk . Po dokončení těchto čtyř tahů sekvence začíná znovu.
Během sacího zdvihu se píst pohybuje dolů. Protože se žádný vzduch nemůže dostat do oblasti na horní straně pístu (spalovací komory), vzniká při pohybu pístu dolů podtlak. Sací ventil se otevře a podtlak vytvořený pístem nasává směs vzduchu a paliva do válce sacím ventilem. Směs vzduchu a paliva by měla být asi 14,7 dílů vzduchu na 1 díl benzínu. Ve chvíli, kdy se píst dostane na dno sacího zdvihu, je válec naplněn směsí vzduch/palivo.
Sací ventil se uzavře a píst se začne pohybovat nahoru při kompresním zdvihu. Vzhledem k tomu, že oba ventily jsou uzavřeny a nic se nemůže dostat přes písty, není kam jít směs vzduchu a paliva, takže se rozdrtí. Tomu se říká komprese. Směs vzduchu a paliva je stlačena proti hlavě válců a poté zapálí zapalovací svíčka.
Zapalovací svíčka vytváří jiskru, která zapaluje směs stlačeného vzduchu a paliva. Expandující plyny rovnoměrně hořící směsi vzduch/palivo tlačí píst dolů, aplikují točivý moment na klikový hřídel a způsobí jeho otáčení. Toto je elektrický zdvih.
Pravděpodobně jste slyšeli pálení ve válci označované jako exploze. není to výbuch. Výbuch ve spalovací komoře se nazývá detonace a je to velmi špatná věc. Směs vzduchu a paliva hoří rovnoměrně a úplně.
Když píst dosáhne spodní části pracovního zdvihu, to, co zůstane ve válci, je spálené palivo a vzduch. Tyto plyny musí být z válce odstraněny, když píst směřuje vzhůru při zdvihu výfuku. Když se píst pohybuje nahoru po válci, výfukový ventil se otevře a píst vytlačuje všechny výfukové plyny ven z válce přes otevřený výfukový ventil a ven z výfuku.
Takže tady jsou vaše čtyřtakty:
Sací zdvih :Sací ventil se otevře, píst vtáhne směs vzduchu a paliva do válce.
Kompresní zdvih :Píst stlačuje palivo ve spalovací komoře
Silový zdvih :Zapalovací svíčka zapálí směs, expandující plyny tlačí píst dolů a otáčí klikovým hřídelem.
Výfukový zdvih :Výfukové plyny jsou odváděny z válce
Je důležité, aby při zdvihu výfuku byly z válce odstraněny všechny plyny. Nebylo by možné, aby sací zdvih, který následuje, vytvořil podtlak, pokud by ve válci něco bylo. Vakuum je podle definice prostorem absolutně bez hmoty.
Zatímco se klikový hřídel otáčí, všechny válce mají v daném okamžiku jiný zdvih. U čtyřválcového motoru jsou dva písty současně nahoře, jeden na kompresním zdvihu a jeden na výfukovém zdvihu. Ve stejné poloze klikového hřídele jsou další dva písty dole, jeden na silovém zdvihu a druhý na sacím zdvihu.
Ventily se otevírají pomocí vačkového hřídele. Jak se vačkový hřídel otáčí, excentrické laloky tlačí na ventil a nutí ho otevřít. Vačkový hřídel je poháněn rozvodovým řemenem nebo rozvodovým řetězem, který je poháněn klikovým hřídelem. Načasování vačkového hřídele ve vztahu k poloze pístů je zásadní pro to, aby celá věc fungovala.
Takže toto je základ toho, jak funguje motor auta. Ani jsme se nedotkli zapalovacích systémů, systémů dodávky paliva a elektronického řízení motoru. Možná příště. Ale prozatím doufám, že vám tento článek pomůže pochopit, jak to funguje.
