I’ ve never been a car guy. Minua ei vain kiinnostanut kiertää konepellin alla miettimässä, miten autoni toimii. Jos en vaihtaisi ilmansuodattimiani tai vaihtaisi öljyä silloin tällöin, jos minulla olisi ongelmia autoni kanssa, vein sen mekaanikolle, ja kun hän tuli ulos selittämään, mikä oli vialla, nyökkäsin kohteliaasti ja teeskentelin tietäväni, mistä hän puhui.
mutta viime aikoina minulla on ollut kutina, että haluan oikeasti oppia perusasiat siitä, miten autot toimivat. En aio ryhtyä täysillä rasvaapinaksi, mutta haluan perusymmärryksen siitä, miten kaikki autossani oikeasti saa sen kulkemaan. Tämä tieto antaa minulle vähintäänkin vihjeen siitä, mistä mekaanikko puhuu, kun seuraavan kerran otan autoni vastaan. Lisäksi miehen pitäisi ymmärtää päivittäin käyttämänsä teknologian perusteet. Kun se tulee tämän sivuston, tiedän miten koodaus ja SEO toimii; minun on aika tutkia konkreettisempia asioita maailmassani, kuten mitä autoni konepellin alla on.
luulen, että on muitakin aikuisia miehiä, jotka ovat kuin minä — miehiä, jotka eivät ole automiehiä, mutta ovat vähän uteliaita siitä, miten heidän autonsa toimivat. Joten aion jakaa oppimani omassa työhuoneessani ja puuhastella satunnaisessa sarjassa, jota kutsumme Gearhead 101: ksi. Tavoitteena on selvittää perusasiat siitä, miten auton eri osat toimivat ja antaa resursseja siihen, mistä voi itse oppia lisää.
joten pitemmittä puheitta aloitamme ensimmäisen luokan Vaihdepää 101: n kertomalla auton sydämen sisäsyrjästä: polttomoottorista.
polttomoottoria
polttomoottoria kutsutaan ”polttomoottoriksi”, koska polttoaine ja ilma palavat moottorin sisällä synnyttääkseen energiaa mäntien liikuttamiseen, jotka puolestaan liikuttavat autoa (näytämme miten se tapahtuu jäljempänä yksityiskohtaisesti).
vertaa sitä ulkoiseen polttomoottoriin, jossa polttoaine poltetaan Moottorin ulkopuolella ja tästä palamisesta syntyvä energia on sen voima. Höyrykoneet ovat tästä paras esimerkki. Moottorin ulkopuolella poltetaan hiiltä, joka lämmittää vettä höyryn tuottamiseksi, joka sitten antaa moottorille virtaa.
useimmat ihmiset ajattelevat, että koneellisen liikkeen maailmassa höyrykäyttöiset ulkoiset polttomoottorit tulivat ennen polttomoottoria. Todellisuudessa polttomoottori tuli ensin. (Kyllä, muinaiset kreikkalaiset pelleilivät höyrykäyttöisten moottoreiden kanssa, mutta heidän kokeistaan ei seurannut mitään käytännöllistä.)
1500-luvulla keksijät loivat eräänlaisen polttomoottorin, jonka polttoaineena käytettiin ruutia mäntien liikkeen voimanlähteenä. Itse asiassa ruuti ei liikuttanut heitä. Tämä varhainen polttomoottori toimi niin, että mäntä tungettiin sylinterin yläosaan ja sytytettiin ruuti männän alle. Räjähdyksen jälkeen muodostuisi tyhjiö, joka imisi männän sylinteriin. Koska tämä moottori luotti ilmanpaineen muutoksiin männän liikuttamiseksi, he kutsuivat sitä ilmakehämoottoriksi. Se ei ollut kovin tehokasta. 1600-luvulle tultaessa höyrykoneet olivat lupaavia, joten polttomoottorista luovuttiin.
vasta vuonna 1860 keksittäisiin luotettava, toimiva polttomoottori. Belgialainen kollega Jean Joseph Etienne Lenoir patentoi Moottorin, joka ruiskutti maakaasua sylinteriin, joka myöhemmin syttyi sylinterin lähellä olevasta pysyvästä liekistä. Se toimi samalla tavalla kuin ruutimoottori, mutta ei liian tehokkaasti.
tämän työn pohjalta kaksi saksalaista insinööriä nimeltä Nicolaus August Otto ja Eugen Langen perustivat vuonna 1864 yrityksen, joka valmisti Lenoirin mallin mukaisia moottoreita. Otto luopui yrityksen johtamisesta ja alkoi työstää konesuunnittelua, jolla hän oli leikitellyt vuodesta 1861. Hänen muotoilunsa johti siihen, mitä nykyään kutsutaan nelitahtimoottoriksi, ja perusmallia käytetään autoissa vielä nykyäänkin.
Auton moottorin anatomia
V – 6-Moottori
näytän teille, miten nelitahtimoottori toimii täällä vähän, mutta ennen sitä ajattelin, että olisi hyödyllistä käydä läpi moottorin eri osat, jotta saatte käsityksen siitä, mikä tekee mitäkin nelitahtiprosessissa. Näissä selityksissä on terminologiaa, joka nojaa luettelon muihin termeihin, joten älä huoli, jos hämmennyt ensin. Lue koko juttu saadaksesi kokonaiskuvan, ja lue se sitten uudelleen, jotta sinulla on perusymmärrys jokaisesta kappaleesta, kun siitä puhutaan.
moottorilohko (sylinterilohko)
moottorilohko on Moottorin perusta. Useimmat moottorilohkot on valettu alumiiniseoksesta, mutta jotkut valmistajat käyttävät yhä rautaa. Moottorilohkoa kutsutaan myös sylinterilohkoksi integroidun rakenteen sisään valetun ison reiän tai sylintereiksi kutsuttujen putkien vuoksi. Sylinterissä moottorin männät liukuvat ylös ja alas. Mitä enemmän sylintereitä moottorissa on, sitä tehokkaampi se on. Sylinterien lisäksi lohkoon on rakennettu muita kanavia ja käytäviä, joiden kautta öljyä ja jäähdytysnestettä pääsee virtaamaan Moottorin eri osiin.
miksi moottoria kutsutaan nimellä ”V6” tai ”V8”?
suuri kysymys! Se liittyy moottorin sylinterien muotoon ja lukumäärään. Nelisylinterisissä moottoreissa sylinterit on tyypillisesti asennettu suoraan kampiakselin yläpuolelle. Tätä Moottorin asettelua kutsutaan inline-moottoriksi.
toinen nelisylinterinen asetelma on nimeltään ” tasainen nelikko.”Tässä sylinterit on asetettu vaakasuoraan kahteen penkkiin, kampiakseli menee keskeltä alas.
kun moottorissa on enemmän kuin neljä sylinteriä, ne jaetaan kahteen sylinteripankkiin — kolme sylinteriä (tai enemmän) per sivu. Sylinterien jakaminen kahteen pankkiin saa moottorin näyttämään ”V”: ltä.V: n muotoinen moottori, jossa on kuusi sylinteriä = V6-moottori. V-muotoinen moottori, jossa on kahdeksan sylinteriä = V8-neljä kussakin sylinterirankassa.
polttokammio
Moottorin polttokammio on paikka, jossa taika tapahtuu. Siinä polttoaine, ilma, paine ja sähkö yhdistyvät synnyttäen pienen räjähdyksen, joka liikuttaa auton mäntiä ylös ja alas ja luo näin voiman ajoneuvon liikuttamiseen. Palotila koostuu sylinterin, männän ja Sylinterikannen osista. Sylinteri toimii palotilan seinänä, männän yläosa toimii palotilan lattiana ja Sylinterinkansi toimii palotilan kattona.
Sylinterinkansi
Sylinterinkansi on metallikappale, joka istuu moottorin sylinterien päälle. Sylinterikanteen on valettu pieniä, pyöristettyjä painaumia, jotta kammion yläosassa olisi tilaa palamiselle. Tiivistetiiviste tiivistää sylinterinkannen ja sylinterilohkon välisen liitoksen. Sylinterikanteen asennetaan myös imu-ja ulosottoventtiilit, sytytystulpat ja polttoaineruiskut (nämä osat selitetään myöhemmin).
mäntä
männät liikkuvat sylinteriä ylös ja alas. Ne näyttävät ylösalaisin olevilta soppatölkeiltä. Kun polttoaine syttyy palotilassa, voima työntää mäntää alaspäin, mikä puolestaan liikuttaa kampiakselia (katso alla). Mäntä kiinnittyy kampiakseliin kiertotangon eli konetangon kautta. Se kytkeytyy kiertokankeen männän tapin kautta, ja kiertokanki kytkeytyy kampiakseliin kiertokankilaakerin kautta.
männän yläosassa on kolme tai neljä metalliin valettua uurretta. Sisällä urat männän renkaat laitetaan. Männänrenkaat ovat osa, joka todella koskettaa sylinterin seiniä. Ne on valmistettu raudasta ja niitä on kahta eri lajiketta: puristusrenkaita ja öljyrenkaita. Puristusrenkaat ovat ylimpiä renkaita ja ne painautuvat ulospäin sylinterin seinämiin, jotta palotilaan tiivistys olisi vahva. Öljyrengas on männän pohjarengas ja se estää kampikammiosta tulevaa öljyä valumasta palotilaan. Se myös pyyhkii ylimääräisen öljyn sylinterin seinämiin ja takaisin kampikammioon.
kampiakseli
kampiakseli muuttaa mäntien ylös-ja alas-liikkeen pyörimisliikkeeksi, joka mahdollistaa auton liikkumisen. Kampiakseli mahtuu tyypillisesti pituussuunnassa pohjan lähellä olevaan moottorilohkoon. Se ulottuu moottorilohkon toisesta päästä toiseen. Moottorin pään etuosassa kampiakseli kytkeytyy kumivöihin, jotka kytkeytyvät nokka-akseliin ja välittävät tehoa auton muihin osiin; moottorin takapäässä nokka-akseli kytkeytyy ajolaitteeseen, joka siirtää voiman pyörille. Kampiakselin kummassakin päässä on öljytiivisteet eli” O-renkaat”, jotka estävät öljyn vuotamisen ulos moottorista.
kampiakseli sijaitsee niin sanotussa Moottorin kampikammiossa. Kampikammio sijaitsee sylinterilohkon alapuolella. Kampikammio suojaa kampiakselia ja kiertokankoja ulkopuolisilta esineiltä. Kampikammion pohjalla olevaa aluetta kutsutaan öljypannuksi, ja sinne moottorisi öljy varastoidaan. Öljykannun sisällä on öljypumppu, joka pumppaa öljyä suodattimen läpi, ja sitten öljy ruiskutetaan kampiakseliin, kiertotangon laakereihin ja sylinterin seiniin, jotta MÄNNÄNISKUN liike voidaan voitella. Öljy valuu lopulta takaisin alas öljykannuun, vain aloittaaksesi prosessin uudelleen
kampiakselia pitkin löydät tasapainotuslohkoja, jotka toimivat vastapainoina kampiakselin tasapainottamiseksi ja estävät moottorivaurioita heilahtelusta, joka tapahtuu kampiakselin pyörähtäessä.
myös kampiakselin varrella on päälaakerit. Päälaakerit tarjoavat Kampiakselin ja moottorilohkon väliin sileän pinnan kampiakselin pyörimistä varten.
nokka-akseli
nokka-akseli on Moottorin aivot. Se toimii yhdessä kampiakselin kanssa jakohihnalla varmistaen, että sisäänotto-ja ulosottoventtiilit avautuvat ja sulkeutuvat juuri oikeaan aikaan moottorin optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi. Nokka-akseli käyttää sen poikki ulottuvia munanmuotoisia lohkoja säätelemään venttiilien avaamisen ja sulkeutumisen ajoitusta.
useimmat nokka-akselit ulottuvat moottorilohkon yläosan läpi suoraan kampiakselin yläpuolelle. Inline-moottoreissa yksi nokka-akseli ohjaa sekä imu-että ulosottoventtiilejä. V-muotoisissa moottoreissa käytetään kahta erillistä nokka-akselia. Toinen ohjaa V: n toisella puolella olevia venttiilejä ja toinen vastakkaisella puolella olevia venttiilejä. Joissakin V-muotoisissa moottoreissa (kuten kuvassa) on jopa kaksi nokka-akselia sylinteripankkia kohti. Toinen nokka-akseli ohjaa venttiilien toista puolta ja toinen nokka-akseli toista puolta.
ajoitusjärjestelmä
kuten edellä mainittiin, nokka-akseli ja kampiakseli koordinoivat liikkeensä jakohihnalla tai ketjulla. Ajoitusketju pitää Kampiakselin ja nokka-akselin samassa suhteessa toisiinsa koko moottorin toiminnan ajan. Jos nokka-akseli ja kampiakseli menevät jostain syystä sekaisin (ajoitusketju ohittaa esimerkiksi hammaspyörän), moottori ei toimi.
Valvetrain
valvetrain on sylinterikanteen asennettu mekaaninen järjestelmä, joka ohjaa venttiilien toimintaa. Venttiilijuna koostuu venttiileistä, keinuvarsista, työntövarsista ja nostimista.
venttiilejä
venttiilejä on kahdenlaisia: imuventtiilejä ja ulosottoventtiilejä. Imuventtiilit tuovat polttokammioon ilman ja polttoaineen sekoituksen, joka synnyttää palamisen Moottorin voimanlähteeksi. Poistoventtiilit päästävät palamisen jälkeen syntyvän Pakokaasun ulos palotilasta.
autoissa on tyypillisesti yksi imuventtiili ja yksi ulosottoventtiili sylinteriä kohti. Eniten suorituskykyisiä autoja (Jaguareja, Maserateja jne.) on neljä venttiiliä sylinteriä kohti (kaksi sisäänottoa, kaksi ulosottoa). Vaikka Hondaa ei pidetä ”korkean suorituskyvyn” merkkinä, se käyttää ajoneuvoissaan myös neljää venttiiliä sylinteriä kohden. On jopa moottoreita, joissa on kolme venttiiliä sylinteriä kohden-kaksi imuventtiiliä, yksi ulosottoventtiili. Moniventtiilijärjestelmien avulla auto ”hengittää” paremmin, mikä puolestaan parantaa moottorin suorituskykyä.
Keinuhaarat
Keinuhaarat ovat pieniä vipuja, jotka koskettavat nokka-akselin lohkoja eli nokka-akseleita. Kun lohko nostaa keinun toista päätä, keinun toinen pää painaa alas venttiilin vartta, jolloin venttiili avaa ilman päästämiseksi sisään palotilaan tai päästäen Pakokaasun ulos. Se toimii kuin saha.
Pushrods / Lifters
joskus nokka-akselin lohkot koskettavat suoraan keinuvartta (kuten yläpuolisen nokka-akselin moottoreissa näkyy), jolloin venttiili avautuu ja sulkeutuu. Yläpuolisissa venttiilimoottoreissa nokka-akselin lohkot eivät joudu suoraan kosketukseen keinukäsien kanssa, joten käytetään pushrodeja tai nostimia.
polttoainesuuttimet
mäntien liikuttamiseen tarvittavan palamisen aikaansaamiseksi sylintereihin tarvitaan polttoainetta. Ennen 1980-lukua autoissa käytettiin kaasuttimia polttoaineen syöttämiseen polttokammioon. Nykyään kaikissa autoissa käytetään yhtä kolmesta polttoaineen ruiskutusjärjestelmästä: polttoaineen suorasuihkutus, ported fuel injection tai throttle body fuel injection.
polttoaineen suorasuihkutuksella jokainen sylinteri saa oman injektorin,joka suihkuttaa polttoainetta suoraan palotilaan juuri oikeaan aikaan syttyäkseen.
portatulla polttoaineen ruiskutuksella polttoaine ei suihkuta suoraan sylinteriin, vaan se suihkuttaa imusarjaan aivan venttiilin ulkopuolelle. Kun venttiili avautuu, ilma ja polttoaine pääsevät palotilaan.
Throttle body fuel injection systems toimi tavallaan samoin kuin kaasuttimet, mutta ilman kaasutinta. Sen sijaan, että jokainen sylinteri saisi oman polttoaineruiskun, on vain yksi polttoaineruisku, joka menee kaasurungolle. Polttoaine sekoittuu kaasulaitteen runkoon sisältyvään ilmaan, minkä jälkeen se levitetään sylintereihin imuventtiilien kautta.
Sytytystulppa
jokaisen sylinterin yläpuolella on sytytystulppa. Kipinöidessään se sytyttää puristetun polttoaineen ja ilman, mikä aiheuttaa miniräjähdyksen, joka työntää männän alas.
Nelitahtisykli
joten nyt kun tiedämme kaikki Moottorin perusosat, katsotaan, mikä liike oikeasti saa automme liikkumaan: nelitahtisykli.
yllä olevassa kuvassa nelitahtisykli on yksikylinterinen. Tätä tapahtuu muissakin sylintereissä. Toista tämä sykli tuhat kertaa minuutissa, ja saat auton, joka liikkuu.
no niin. Perusasiat siitä, miten auton moottori toimii. Käy vilkaisemassa autosi konepellin alle ja katso, osaatko osoittaa kohdat, joista puhuimme. Jos haluat lisätietoja siitä, miten auto toimii, katso kirjasta Miten autot toimivat. Se on auttanut minua paljon tutkimuksissani. Kirjailija tekee hienoa työtä hajottamalla asioita kieleen, jota totaalikin aloittelija voi ymmärtää.
Tags: Autot