Vidaus degimo variklis yra šilumos variklis, kuris gamina šiluminę energiją degindamas kurą. Tada ši energija paverčiama mechaniniu darbu arba reakcijos efektu. Terminas vidaus degimo variklis dažniausiai reiškia stūmoklinį vidaus degimo variklį, tačiau tai neteisinga, nes vidaus degimo variklis ne visada turi būti tik stūmoklinis vidaus degimo variklis.

Šiame straipsnyje mes nušviesime vidaus degimo variklį platesne prasme, apžvelgsime jo privalumus, trūkumus ir, žinoma, pasiskirstymą bei darbo principą.

Turinys

• Kaip veikia vidaus degimo variklis?
• Vidaus degimo variklis gali veikti taip
• Degimo variklių padalinys
• Kitas vidaus degimo variklių padalinys
• Vidaus degimo variklių privalumai
• Vidaus degimo variklių trūkumai

Kaip veikia vidaus degimo variklis?

Vidaus degimo variklis degina degalus, kuriuos cheminės reakcijos dėka paverčia šiluma. Ši šiluma savo ruožtu kaitina darbines dujas, todėl padidėja jų slėgis arba tūris, todėl variklis gali atlikti mechaninį darbą arba reakcijos veiksmą.

Susijęs įrašas - 

Variklio stūmokliai: ką jie turi atlaikyti ir kokia jų funkcija?

Variklio mechaninis darbas atliekamas spaudžiant judančią variklio dalį (pavyzdžiui, stūmoklius). Tačiau raketinio ar reaktyvinio variklio atveju judėjimui nepanaudojamas mechaninis variklio darbas, o vietoj jo naudojamas reaktyvusis iš variklio išeinančios medžiagos poveikis, užtikrinantis jos judėjimą priešinga kryptimi.

Vidaus degimo variklis gali veikti taip:

• Su kuru, kuris yra kietas, skystas arba dujinis
• Aplinka, kurioje jis veikia, dažniausiai yra atmosferos deguonis arba medžiaga, kuri degimo metu išskiria deguonį
• Degimas gali vykti variklio viduje (vidaus degimas) arba už jo ribų (išorinis degimas). )
• Judanti variklio dalis, kurią spaudžia darbinės dujos, gali judėti įvairiomis kryptimis
• Darbinės dujos gali būti atskiros, tačiau jose gali būti ir išmetamųjų dujų
• Darbo dujos nuolat keičiasi , bet jis taip pat gali būti nuolat uždarytas variklyje

Kadangi yra keletas skirtingų konstrukcijų vidaus degimo variklių tipų, kurie veikia pagal skirtingus kriterijus, būtina juos suskirstyti į kelis vienas nuo kito nepriklausomus taškus.

Tačiau šis suskirstymas yra tik trumpas, nes kiekvienas vidaus degimo variklių tipas skirstomas į tolesnius pogrupius.

Degimo variklių padalinys

Pagal vietą, kurioje vyksta degimas:

• Varikliai su vidaus degimu (pavyzdžiui, benzinas, dyzelinas, Wankel variklis ir degimo turbina)
• Varikliai su išoriniu degimu, kuriuose reikia atskirti, ar energija patenka į darbo erdvę tiekiant darbines dujas (pvz., dujas). turbina) arba perduodant šilumą per darbinės medžiagos šildytuvą (pavyzdžiui, Stirlingo variklį)

Pagal darbo ciklą:

• Nepertraukiamo darbo ciklo varikliai (pavyzdžiui, degimo turbina)
• Varikliai su pertraukiamu darbo ciklu (dvitakčiai ir keturtakčiai varikliai)

Pagal darbo principą:

• Varikliai su stūmokliniu stūmokliu, tiksliau varikliai su stūmokliniu stūmoklio judėjimu (dauguma stūmoklinių degimo variklių) ir varikliai su apskrito stūmoklio judėjimo varikliais (Wankel variklis)
• Mentiniai varikliai (turbinos)
• Reaktyvieji varikliai (raketinis variklis, arba reaktyvinis variklis) • •

Pagal degimo įjungimo būdą:

• Vidaus degimo varikliai (degimą sukelia uždegimo žvakės kibirkštis)
• Dyzeliniai varikliai (degimą sukelia aukšta temperatūra ir darbinio mišinio suspaudimas)
• Kaitriniai varikliai (yra degimo kamera, išdėstyta taip, kad galėtų šildomas išoriniu šilumos šaltiniu) Varikliai su kombinuotu uždegimu

Kitas vidaus degimo variklių padalinys

Pagal deginamo kuro rūšį:

• Dujos (dega dujinis kuras, pvz., SGD, taigi ir gamtinės dujos) – skystos (dega benzinas, dyzelinas ar kitos medžiagos)
• Kietos (anglies miltelių pavidalo)
• Daugiakuras (gali pereiti prie kelių rūšių kuro deginimo)
• Dviejų degalų (vienu metu degina kelių rūšių degalus)

Dažniausiai vidaus degimo varikliams naudojamas kuras:

• benzinas
• dyzelinas
• suslėgtos gamtinės dujos (SGD)
• suskystintos naftos dujos (SND)
• alkoholiai (metanolis, etanolis)
• skystas vandenilis
• žibalas
• ir kt.

Tačiau be degalų daugumos vidaus degimo variklių mišinio sudedamoji dalis yra oras, nes jame yra degimui reikalingo deguonies.

Pagal mišinio paruošimo vietą:

• Mišinio kūrimas vyksta ne darbo erdvėje (karbiuratorius, SPI, MPI)
• Mišinio kūrimas vyksta darbo erdvėje (tiesioginis degalų įpurškimas, pvz., Common-rail)

Pagal mišinio paruošimo būdą:

• Varikliai su karbiuratoriaus paruošimo būdu
• Varikliai su degalų įpurškimu

Pagal oro transportavimo būdą:

• Varikliai su atmosferiniu cilindrų pripildymu (siurbimas suteikia vakuumą, atsirandantį dėl stūmoklio judėjimo cilindre)
• Varikliai su turbokompresoriumi (cilindras užpildomas didesniu slėgiu nei aplinkinė atmosfera)

Tačiau kiekvienas vidaus degimo variklių tipas turi savo privalumų ir trūkumų, pažvelkime į juos.

Vidaus degimo variklių privalumai

• Stūmoklinio degimo varikliai pasiekia aukštą energijos konversijos efektyvumą (greitas paleidimas)
• Jie gali būti skirti deginti skirtingą kurą, bet taip pat įvairių dydžių ir skirtingos paskirties
• Varikliai su skystu kuru leidžia pasiekti labai žemą degalų sąnaudos • •

Vidaus degimo variklių trūkumai

• Nepalankus poveikis aplinkai ir žmonių bei kitų organizmų sveikatai
• Jų paleidimui reikalingas pašalinis energijos šaltinis (išskyrus raketų variklius)
• Stūmoklinio degimo varikliai pasižymi nepalankiomis eksploatacinėmis savybėmis
• Ribota eksploatavimo trukmė