Benzininis variklis: kaip jis veikia ir kokie jo pranašumai?
Benzininis variklis – tai stūmoklinis degimo variklis, kuris degina benziną arba kelių rūšių dujas (SGD, LPG, vandenilį) ir paverčia šiluminę energiją mechaniniu darbu.
Šiame straipsnyje mes atskleisime benzininį variklį ir jo funkciją bei kokius pranašumus jis turi prieš dyzelinį variklį.
Turinys
Kaip veikia benzininis variklis?
Šiluminė energija variklyje gaunama degimo metu paverčiant kurą šiluma. Variklis veikia uždegdamas mišinį elektros kibirkštimi naudojant uždegimo žvakę. Deginant kuras, variklyje pakyla temperatūra ir slėgis.
Padidėjęs darbinės medžiagos slėgis veikia variklio stūmoklius, kurie šią energiją paverčia mechaniniu darbu. Stūmokliai cilindruose atlieka tiesia linija slenkamąjį judesį, tokiu būdu tarpininkaudami energijos perdavimui tarp degimo kameros ir judančio mechanizmo, susieto su stūmokliais. Tačiau be to, stūmokliai užtikrina darbinės medžiagos mainus cilindruose.
Variklio stūmokliai: ką jie turi atlaikyti ir kokia jų funkcija?
Benzininis variklis gali veikti dviem būdais – kaip dvitaktis arba keturtaktis. Kadangi didžioji dauguma šiuolaikinių automobilių komplektuojami su keturtakčiais varikliais, apibūdinsime keturių ciklų benzininio variklio funkciją. Kaip tai veikia?
Keturių taktų benzininis variklis:
1. Siurbimas
Stūmokliui judant žemyn, erdvė virš stūmoklio didėja ir tuo pačiu atsidaro ir įsiurbimo vožtuvai. Tai sukels slėgio kritimą virš stūmoklio (slėgis virš stūmoklio yra mažesnis nei atmosferos slėgis). Šis slėgio skirtumas leis varikliui per įsiurbimo vamzdį įsiurbti reikiamą oro kiekį į cilindrus.
Degimo variklio vožtuvas: kam jis skirtas ir kaip jis veikiamas?
Tačiau, be paties oro, į cilindrus patenka ir kuras. Oras ir kuras kartu sudaro degų mišinį. Uždegimo mišinys susidaro arba įsiurbimo kanaluose, siurbimo vamzdyje arba tiesiai cilindre, priklausomai nuo degalų įpurškimo technologijos.
2. Suspaudimas
Stūmokliui pasiekus apatinę negyvąją vietą ir pasibaigus įsiurbimo fazei, jis pradeda judėti aukštyn. Stūmoklis savo judėjimu į viršų suspaudžia mišinį, kuris dėl to įkaista, o kadangi negali išsiplėsti, kyla ir slėgis.
Suspaudimo laipsnis: ar žinojote, ką jis rodo ir kokį poveikį jis turi varikliui?
Aukšta temperatūra ir slėgis skatina kuro garavimą ir maišymąsi su oru, todėl mišinys tampa sprogstamesnis. Tačiau spaudžiant mišinio negalima per daug suspausti, kad nepasiektų degalų savaiminio užsidegimo temperatūros (detonacinio degimo). Suspaudimo metu įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai yra uždaryti.
3. Išsiplėtimas
Šiame etape prasideda degimo procesas. Ant uždegimo žvakės šokinėja kibirkštis, uždegdama suspaustą mišinį. Po uždegimo mišinys pradeda plėstis, kuris spaudžia stūmoklį ir juda žemyn į apatinį negyvąjį tašką, dėl ko šiluminė energija paverčiama mechaniniu darbu.
4. Išmetimas
Šios fazės metu išmetimo vožtuvai atsidaro, kad išmetamosios dujos galėtų išeiti iš cilindro. Išsiplėtimo pabaigoje slėgis cilindre yra didesnis nei atmosferos slėgis, dėl to išmetamosios dujos yra išstumiamos iš cilindro.
Likusios išmetamosios dujos išstumiamos stūmokliu, kai jis juda į viršutinį negyvąjį centrą. Tačiau siekiant pagerinti cilindro ištuštinimą, išmetimo vožtuvai užsidaro tik tada, kai stūmoklis pasiekia viršutinį negyvąjį tašką, o įsiurbimo vožtuvai jau yra atidaryti.
Mišinio paruošimas:
Kaip jau minėjau, mišinys formuojamas įsiurbimo kanaluose, įsiurbimo kolektoriuje arba tiesiai cilindre, priklausomai nuo kuro įpurškimo technologijos. Mišiniui paruošti naudojamas karbiuratorius arba tiesioginis ar netiesioginis įpurškimo įtaisas.
Karbiuratorius: kaip veikia mišinio paruošimo įrenginys?
Benzininio variklio veikimą reguliuoja mišinio kiekis, o šį reguliavimą dažniausiai tvarko įsiurbimo kolektoriuje esantis droselis.
Droselio vožtuvas: kaip jis veikia ir galimi jo gedimai
Tačiau pastaraisiais metais droselio sklendė buvo pakeista įvairiomis kintamo vožtuvo veikimo ir pakėlimo sistemomis, kurios perima jo funkciją.
Kibirkštinio uždegimo variklio privalumai:
Benzininis variklis yra paprastesnės konstrukcijos, palyginti su dyzeliniu varikliu, todėl jo gamyba taip pat yra pigesnė, todėl automobiliai su benzininiu varikliu dažniausiai yra pigesni nei automobiliai su dyzeliniu varikliu.
Dyzelinis variklis: kaip jis veikia ir kokie jo pranašumai?
Be to, benzininis variklis yra žymiai galingesnis, palyginti su dyzeliniu (naudojant tą pačią technologiją). Šie varikliai taip pat labiau tinka trumpiems maršrutams ir žiemos sezonui. Taip yra daugiausia dėl to, kad laikas, per kurį jie pasiekia darbinę temperatūrą, yra daug trumpesnis nei dyzelinio variklio.