Πώς λειτουργούν οι πετρελαιοκινητήρες;

Μια μηχανή εσωτερικής καύσης μετατρέπει

τη χημική ενέργεια του καυσίμου

σε μηχανική ενέργεια.

Οι πετρελαιοκινητήρες

στην υπηρεσία της ανθρωπότητας,

για πάνω από έναν αιώνα,

είναι οι πλέον πολύπλευρες και οικονομικές

μηχανές εσωτερικής καύσης.

Για την αποτελεσματική απελευθέρωση

της χημικής ενέργειας του καυσίμου,

το καύσιμο ψεκάζεται

και εξωθείται σε επαφή με αέρα

υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης.

Η ενέργεια αυτή

μετασχηματίζεται αποτελεσματικά

σε μηχανική ενέργεια περιστροφής.

Επομένως, η όλη λειτουργία

ενός πετρελαιοκινητήρα

σχετίζεται με τη συνεχή παραγωγή

αέρα υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης.

Στο βίντεο αυτό θα δούμε

πώς γίνεται αυτό.

Το έμβολο (κοινώς: το πιστόνι),

ο διωστήρας (κοινώς: η μπιέλα),

ο στρόφαλος και

ο κύλινδρος

συναποτελούν ένα μηχανισμό

που ονομάζεται

ρυθμιστικός μηχανισμός στροφάλου.

Εδώ, η μεταφορική κίνηση του εμβόλου

μετασχηματίζεται σε περιστροφική κίνηση

του στροφάλου.

Σε μια μηχανή εσωτερικής καύσης

ο μηχανισμός αυτός υποστηρίζεται

μέσα στο μπλοκ του κινητήρα.

Η κυλινδροκεφαλή,

οι βαλβίδες εισαγωγής - εξαγωγής

και οι σπινθηριστής (κοινώς: το μπουζί)

είναι προσαρμοσμένα επάνω

στο μπλοκ του κινητήρα.

Όταν το έμβολο κινείται προς τα κάτω,

ανοίγουν οι βαλβίδες εισαγωγής

και εισέρχεται φρέσκος αέρας,

με άλλα λόγια, ο κινητήρας εισπνέει.

Στη διάρκεια του χρόνου επιστροφής,

οι βαλβίδες εισαγωγής - εξαγωγής

παραμένουν κλειστές και ο αέρας

στο εσωτερικό του κυλίνδρου συμπιέζεται.

Στη διάρκεια του χρόνου συμπίεσης,

το έμβολο παράγει έργο στον αέρα,

με αποτέλεσμα,

η θερμοκρασία και η πίεση

του αέρα, να ανέρχονται σε επίπεδα

ανώτερα από την τιμή αυτανάφλεξης

του πετρελαίου κίνησης.

Ποσότητα πετρελαίου κίνησης ψεκάζεται και

εγχέεται στο συμπιεσμένο αέρα.

Το καύσιμο εξατμίζεται

και υποβάλλεται σε μια ανεξέλεγκτη

και αυθόρμητη έκρηξη.

Αποτέλεσμα αυτής είναι η επίτευξη των

ανώτατων τιμών πίεσης και θερμοκρασίας.

Το υψηλής ενέργειας ρευστό

ωθεί το έμβολο προς τα κάτω,

ο θερμός αέρας παράγει έργο στο έμβολο

και η ενέργεια του ρευστού μετατρέπεται

σε μηχανική ενέργεια του εμβόλου.

Αυτός είναι ο μοναδικός χρόνος στον οποίο

το έμβολο απορροφά ισχύ από το ρευστό.

Λόγω αδράνειας του συστήματος

το έμβολο μετατοπίζεται ξανά προς τα πάνω.

Αυτή τη φορά, ανοίγει η βαλβίδα εξαγωγής

και τα καυσαέρια απορρίπτονται

στο περιβάλλον.

Και επαναλαμβάνεται ο χρόνος αναρρόφησης.

Αυτός ο κύκλος,

που περιλαμβάνει 4 χρόνους,

επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά

για συνεχή παραγωγή ισχύος.

Ίσως έχετε προσέξει ότι μια λεκάνη

υπάρχει στην κορυφή του εμβόλου

του πετρελαιοκινητήρα.

Στη διάρκεια του χρόνου συμπίεσης,

αυτή η λεκάνη συμβάλλει στην παραγωγή

αέρα που στροβιλίζεται ταχύτατα,

ώστε το εγχεόμενο καύσιμο

να αναμιχθεί αποτελεσματικά με τον αέρα.

Η μηχανική σχεδίαση ενός κινητήρα

εσωτερικής καύσης και ιδίως ενός

πετρελαιοκινητήρα εσωτερικής καύσης

αποτελεί μια προκλητική και

ενδιαφέρουσα εργασία.

Καθώς η διαδικασία της καύσης

στους πετρελαιοκινητήρες

δεν είναι ποτέ ομοιόμορφη και ομαλή,

οι πετρελαιοκινητήρες είναι περισσότερο

επιρρεπείς σε δονήσεις και θόρυβο

συγκρινόμενοι με τους βενζινοκινητήρες.

Για το λόγο αυτό, οι πετρελαιοκινητήρες

απαιτούν μια στιβαρή δομική σχεδίαση.

Από τους 4 συνολικά χρόνους, στη

διάρκεια του χρόνου εκτόνωσης και μόνον,

ασκείται ένα τεράστιο ποσό δύναμης

επάνω στο έμβολο.

Έτσι, σε μια μονοκύλινδρη μηχανή

εσωτερικής καύσης έχουμε πάντοτε

μεγάλη ανομοιομορφία δύναμης,

όπως φαίνεται.

Παρόμοια, η παραγόμενη ισχύς

επίσης θα μεταβάλλεται.

Αλλά με περισσότερους κυλίνδρους,

αυτό το πρόβλημα μπορεί να αντιμετωπιστεί.

Σκεφθείτε τί γίνεται με αυτό

τον 4-κύλινδρο πετρελαιοκινητήρα.

Εδώ, οι 4 διαφορετικοί χρόνοι μπορούν

να συμβαίνουν ταυτόχρονα.

Έτσι, ο χρόνος εκτόνωσης είναι

συνεχώς παρών στον κινητήρα.

Αποτέλεσμα είναι,

ένας 4-κύλινδρος κινητήρας

να παρουσιάζει καλύτερη ομοιομορφία

δύναμης και ισχύος.

Με δυο λόγια, όσο περισσότερους κυλίνδρους

έχει ένας κινητήρας,

τόσο ομαλότερα λειτουργεί αυτός.

Ένας 4-κύλινδρος κινητήρας

γενικά λειτουργεί σε σχέση με

την ακόλουθη σειρά πυροδότησης: 1-3-4-2

Ένα βαρύ βολάν, λειτουργεί ως

μια δεξαμενή τροφοδοσίας ισχύος,

λόγω της βοήθειας που προσφέρει επειδή

εξομαλύνει την ανομοιομορφία της ισχύος.

Τεράστια ανομοιόμορφη δύναμη προξενείται

με τη μορφή μιας δυναμικής ασυμμετρίας

λόγω της υπερβολικής μάζας

στην πλευρά του διωστήρα.

Αυτή αναιρείται με την παροχή αντίβαρων

στην πλευρά του στροφάλου.

Το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων

ελέγχονται με ακρίβεια από

ένα ζεύγος εκκεντροφόρων.

Οι εκκεντροφόροι αντλούν

την κίνησή τους από τον κινητήρα.

Είναι σαφές, ότι οι εκκεντροφόροι πρέπει

απαραίτητα να περιστρέφονται με τη μισή

από την ταχύτητα περιστροφής του

στροφαλοφόρου άξονα.

Ελπίζουμε να παρακαλουθήσατε

μια ωραία ειασαγωγή στη λειτουργία

των πετρελαιοκινητήρων

Σας ευχαριστούμε.