nikdy jsem nebyl auto chlap. Jen jsem neměl zájem na nářadí kolem pod kapotou přijít na to, jak moje auto funguje. Až na výměnu vzduchových filtrů nebo výměnu oleje každou chvíli, kdybych někdy měl problém s mým autem, vzal bych to do mechanika a když vyšel, aby vysvětlil, co se děje, zdvořile jsem přikývl a předstíral, že vím, o čem mluví.
ale v poslední době jsem měl svědění, abych se skutečně naučil základy toho, jak auta fungují. Nemám v plánu stát se plnou na grease monkey, ale chci mít základní znalosti o tom, jak všechno v mém autě vlastně dělá to jít. Minimálně mi tyto znalosti umožní mít ponětí o tom,o čem mechanik mluví, až příště vezmu auto. Navíc se mi zdá, že člověk by měl být schopen pochopit základy technologie, kterou používá každý den. Pokud jde o tento web, vím o tom, jak funguje kódování a SEO; je čas, abych prozkoumal konkrétnější věci v mém světě, jako to, co je pod kapotou mého auta.
myslím, že existují i další dospělí muži, kteří jsou jako já-muži, kteří nejsou auto kluci, ale jsou trochu zvědaví, jak jejich vozidla fungují. Takže mám v plánu sdílet to, co se učím ve své vlastní studii a šťourat se v příležitostném seriálu nazvaném Gearhead 101. Cílem je vysvětlit samotné základy toho, jak různé části v autě fungují, a poskytnout zdroje, kde se můžete dozvědět více sami.
takže bez dalších okolků začneme naši první třídu Gearhead 101 vysvětlením vstupů a výstupů srdce automobilu: spalovacího motoru.
spalovací motor
spalovací motor se nazývá „spalovací motor“, protože palivo a vzduch spalují uvnitř motoru, aby vytvořily energii pro pohyb pístů ,které zase pohybují autem (ukážeme vám, jak se to stane podrobně níže).
oproti externímu spalovacímu motoru, kde se palivo spaluje mimo motor a energie vytvořená z tohoto spalování je to, co ho pohání. Parní stroje jsou tím nejlepším příkladem. Uhlí se spaluje mimo motor, který ohřívá vodu za vzniku páry, která pak pohání motor.
většina lidí si myslí, že ve světě mechanizovaného pohybu se parní motory s vnějším spalováním dostaly před odrůdu vnitřního spalování. Skutečností je, že spalovací motor byl na prvním místě. (Ano, starověcí Řekové si pohrávali s parními motory, ale z jejich experimentů nevzešlo nic praktického.)
v 16. století vynálezci vytvořili formu spalovacího motoru používajícího střelný prach jako palivo k pohonu pohybu pístů. Vlastně to nebyl střelný prach, který je pohnul. Způsob, jakým tento časný spalovací motor fungoval, byl, že jste nacpali píst až na vrchol válce a pak pod pístem zapálili střelný prach. Po výbuchu by se vytvořilo vakuum a nasávalo píst dolů do válce. Protože se tento motor spoléhal na změny tlaku vzduchu při pohybu pístu, nazývali jej atmosférickým motorem. Nebylo to moc efektivní. V 17. století parní stroje vykazovaly hodně slibů, takže spalovací motor byl opuštěn.
teprve v roce 1860 by byl vynalezen spolehlivý, funkční spalovací motor. Belgický kolega jménem Jean Joseph Etienne Lenoir patentoval motor, který vstřikoval zemní plyn do válce, který byl následně zapálen stálým plamenem poblíž válce. Fungovalo to podobně jako atmosférický motor střelného prachu, ale ne příliš efektivně.
v návaznosti na tuto práci založili v roce 1864 dva němečtí inženýři jménem Nicolaus August Otto a Eugen Langen společnost, která vyráběla motory podobné Lenoirovu modelu. Otto se vzdal řízení společnosti a začal pracovat na návrhu motoru, se kterým si pohrával od roku 1861. Jeho design vedl k tomu, co dnes známe jako čtyřtaktní motor, a základní konstrukce se dodnes používá v automobilech.
anatomie motoru automobilu
motor V-6
ukážu vám, jak zde čtyřtaktní motor funguje, ale než to udělám, myslel jsem, že by bylo užitečné projít různými částmi motoru, abyste měli představu o tom, co dělá ve čtyřtaktním procesu. V těchto vysvětleních je terminologie, která se opírá o jiné pojmy v seznamu, takže se nemusíte bát, pokud se nejprve zmatíte. Přečtěte si celou věc, abyste získali celkový přehled, a pak si ji přečtěte znovu, abyste měli základní znalosti o každém kusu, jak se o něm mluví.
blok motoru (blok válců)
blok motoru je základem motoru. Většina bloků motoru je odlitá z hliníkové slitiny, ale někteří výrobci stále používají železo. Blok motoru je také označován jako blok válců kvůli velkému otvoru nebo trubkám nazývaným válce, které jsou odlévány do integrované konstrukce. Válec je místo, kde písty motoru klouzají nahoru a dolů. Čím více válců má motor, tím je výkonnější. Kromě válců jsou do bloku zabudovány další kanály a průchody, které umožňují proudění oleje a chladicí kapaliny do různých částí motoru.
proč se motor nazývá “ V6 „nebo “ V8″?
skvělá otázka! Souvisí to s tvarem a počtem válců, které má motor. U čtyřválcových motorů jsou válce obvykle namontovány v přímce nad klikovým hřídelem. Toto uspořádání motoru se nazývá inline motor.
další uspořádání čtyřválců se nazývá “ plochá čtyřka.“Zde jsou válce položeny vodorovně ve dvou bankách, přičemž klikový hřídel jde dolů uprostřed.
pokud má motor více než čtyři válce, dělí se na dva válce — tři válce (nebo více) na stranu. Rozdělení válců do dvou břehů způsobuje, že motor vypadá jako motor ve tvaru “ V “ se šesti válci = motor V6. Motor ve tvaru písmene V s osmi válci = V8-čtyři v každé bance válců.
spalovací komora
spalovací komora v motoru je místo, kde se kouzlo děje. Je to místo, kde se palivo, vzduch, tlak a elektřina spojují a vytvářejí malou explozi, která pohybuje písty automobilu nahoru a dolů, čímž vytváří sílu k pohybu vozidla. Spalovací komora se skládá z válce, pístu a hlavy válců. Válec působí jako stěna spalovací komory, horní část pístu působí jako podlaha spalovací komory a hlava válce slouží jako strop spalovací komory.
Hlava válce
hlava válce je kus kovu, který sedí nad válci motoru. Do hlavy válců jsou odlévány malé zaoblené zářezy, aby se v horní části komory vytvořil prostor pro spalování. Těsnění hlavy utěsňuje spoj mezi hlavou válců a blokem válců. Sací a výstupní ventily, zapalovací svíčky a vstřikovače paliva (tyto části jsou vysvětleny později) jsou také namontovány na hlavě válce.
píst
písty se pohybují nahoru a dolů po válci. Vypadají jako plechovky od polévky vzhůru nohama. Když se palivo vznítí ve spalovací komoře, síla tlačí píst dolů, což zase pohybuje klikovým hřídelem (viz níže). Píst se připevňuje k klikovému hřídeli pomocí ojnice, aka ojnice. Připojuje se k ojnici pomocí pístního čepu a ojnice se připojuje k klikovému hřídeli pomocí ložiska ojnice.
na horní straně pístu najdete tři nebo čtyři drážky odlité do kovu. Uvnitř drážek jsou vloženy pístní kroužky. Pístní kroužky jsou součástí, která se skutečně dotýká stěn válce. Jsou vyrobeny ze železa a jsou dodávány ve dvou variantách: kompresní kroužky a olejové kroužky. Kompresní kroužky jsou horní kroužky a tlačí ven na stěny válce, aby zajistily silné těsnění pro spalovací komoru. Olejový kroužek je spodní kroužek na pístu a zabraňuje prosakování oleje z klikové skříně do spalovací komory. Také otírá přebytečný olej po stěnách válce a zpět do klikové skříně.
Klikový hřídel
klikový hřídel je to, co převádí pohyb pístů nahoru a dolů na rotační pohyb, který umožňuje pohybu vozu. Klikový hřídel obvykle zapadá podélně do bloku motoru poblíž dna. Rozkládá se od jednoho konce bloku motoru k druhému. Na přední straně konce motoru, klikový hřídel se připojuje k gumovým pásům, které se připojují k vačkovému hřídeli a dodávají energii ostatním částem automobilu; na zadním konci motoru, Vačkový hřídel se připojuje k hnacímu ústrojí, který přenáší energii na kola. Na každém konci klikového hřídele najdete olejová těsnění nebo „O-kroužky“, které zabraňují úniku oleje z motoru.
klikový hřídel se nachází v takzvané klikové skříni na motoru. Kliková skříň je umístěna pod blokem válců. Kliková skříň chrání klikový hřídel a ojnice před vnějšími předměty. Oblast ve spodní části klikové skříně se nazývá olejová vana a tam je uložen olej vašeho motoru. Uvnitř olejové vany najdete olejové čerpadlo, které pumpuje olej přes filtr, a poté je olej stříkán na klikový hřídel, ložiska ojnice a stěny válce, aby bylo zajištěno mazání pohybu zdvihu pístu. Olej nakonec kape zpět do olejové vany, jen aby začal proces znovu
podél klikového hřídele najdete vyvažovací laloky, které fungují jako protizávaží pro vyvážení klikového hřídele a zabránění poškození motoru z kolísání, ke kterému dochází při otáčení klikového hřídele.
také podél klikového hřídele najdete hlavní ložiska. Hlavní ložiska poskytují hladký povrch mezi klikovým hřídelem a blokem motoru pro otáčení klikového hřídele.
vačkový hřídel
vačkový hřídel je mozkem motoru. Pracuje ve spojení s klikovým hřídelem pomocí rozvodového řemene, aby se zajistilo, že sací a výstupní ventily se otevírají a zavírají ve správný čas pro optimální výkon motoru. Vačkový hřídel používá laloky ve tvaru vejce, které se přes něj rozprostírají, aby řídily načasování otevírání a zavírání ventilů.
většina vačkových hřídelů prochází horní částí bloku motoru přímo nad klikovým hřídelem. U inline motorů řídí jediný vačkový hřídel sací i výstupní ventily. U motorů ve tvaru písmene V se používají dva samostatné vačkové hřídele. Jeden ovládá ventily na jedné straně V a druhý ovládá ventily na opačné straně. Některé motory ve tvaru písmene V (jako ten na našem obrázku) budou mít dokonce dva vačkové hřídele na banku válců. Jeden vačkový hřídel ovládá jednu stranu ventilů a druhý vačkový hřídel ovládá druhou stranu.
rozvodový systém
jak bylo uvedeno výše, vačkový hřídel a klikový hřídel koordinují svůj pohyb pomocí rozvodového řemene nebo řetězu. Rozvodový řetěz drží klikový hřídel a vačkový hřídel ve stejné relativní poloze k sobě po celou dobu provozu motoru. Pokud se vačkový hřídel a klikový hřídel z jakéhokoli důvodu synchronizují (například rozvodový řetěz přeskočí ozubené kolo), motor nebude fungovat.
Valvetrain
valvetrain je mechanický systém namontovaný na hlavě válců, který řídí činnost ventilů. Ventilový vlak se skládá z ventilů, vahadel, tlačných tyčí a zvedáků.
ventily
existují dva typy ventilů: sací ventily a výstupní ventily. Sací ventily přivádějí směs vzduchu a paliva do spalovací komory, aby vytvořily spalování pro pohon motoru. Výstupní ventily umožňují výfuk, který je vytvořen po spalování ze spalovací komory.
automobily mají obvykle jeden sací ventil a jeden výstupní ventil na válec. Většina vysoce výkonných vozů (Jaguary, Maseratis atd.) mají čtyři ventily na válec (dva sací, dva výstupní). Přestože se Honda nepovažuje za „vysoce výkonnou“ značku, používá na svých vozidlech také čtyři ventily na válec. Existují dokonce i motory se třemi ventily na válec-dva vstupní ventily, jeden výstupní ventil. Víceventilové systémy umožňují vozidlu lépe“ dýchat“, což zase zlepšuje výkon motoru.
vahadla
vahadla jsou malé páky, které se dotýkají laloků nebo vaček na vačkovém hřídeli. Když lalok zvedne jeden konec kolébky, druhý konec kolébky tlačí dolů na dřík ventilu, otevření ventilu pro vstup vzduchu do spalovací komory nebo uvolnění výfuku. Funguje to jako pila.
tlačné tyče / zvedáky
někdy se laloky vačkového hřídele dotýkají přímo vahadla (jak vidíte u motorů vačkového hřídele nad hlavou), čímž otevírají a zavírají ventil. U motorů s nadzemním ventilem se laloky vačkového hřídele nedostanou do přímého kontaktu s vahadly, takže se používají tlačné tyče nebo zvedáky.
vstřikovače paliva
abychom vytvořili spalování potřebné k pohybu pístů, potřebujeme palivo ve válcích. Před 80. lety používaly automobily karburátory k dodávce paliva do spalovací komory. Dnes Všechna auta používají jeden ze tří systémů vstřikování paliva: přímé vstřikování paliva, vstřikování paliva s portem nebo vstřikování paliva škrticí klapky.
s přímým vstřikováním paliva dostane každý válec svůj vlastní vstřikovač, který stříká palivo přímo do spalovací komory ve správný čas ke spalování.
s portovým vstřikováním paliva namísto stříkání paliva přímo do válce stříká do sacího potrubí těsně mimo ventil. Když se ventil otevře, vzduch a palivo vstupují do spalovací komory.
systémy vstřikování paliva škrticí klapky fungují tak, jak karburátory fungovaly, ale bez karburátoru. Místo toho, aby každý válec dostal svůj vlastní vstřikovač paliva, existuje pouze jeden vstřikovač paliva, který jde do těla škrticí klapky. Palivo se mísí se vzduchem v těle škrticí klapky a poté je rozptýleno do válců pomocí sacích ventilů.
zapalovací svíčka
nad každým válcem je zapalovací svíčka. Když jiskří, zapálí stlačené palivo a vzduch, což způsobí mini-explozi, která tlačí píst dolů.
čtyřtaktní cyklus
takže teď, když známe všechny základní části motoru, pojďme se podívat na pohyb, který ve skutečnosti způsobuje pohyb našeho vozu: čtyřtaktní cyklus.
výše uvedený obrázek ukazuje čtyřtaktní cyklus v jednom válci. To se děje i v ostatních válcích. Opakujte tento cyklus tisíckrát za minutu a dostanete auto, které se pohybuje.
No, tady to máte. Základy toho, jak funguje motor automobilu. Jděte se dnes podívat pod kapotu vašeho auta a zjistěte, zda můžete poukázat na části, o kterých jsme diskutovali. Pokud byste chtěli nějaké další informace o tom, jak auto funguje, podívejte se na knihu Jak auta fungují. Hodně mi to pomohlo v mém výzkumu. Autor odvádí skvělou práci a rozděluje věci do jazyka, kterému rozumí i úplný začátečník.
Značky: Auta