Inline motor: typer, enhed, fordele og ulemper

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-19 13:09

Inline forbrændingsmotor er en af de enkleste motorer. Disse enheder kaldes sådan, fordi cylindrene er arrangeret i en række. Stempler får den ene krumtapaksel til at rotere, når motoren kører. Rækkemotoren var en af de første, der blev installeret på biler. De blev designet og bygget i begyndelsen af bilindustrien.

Hvordan startede det hele?

Forfaderen til den moderne in-line forbrændingsmotor var en encylindret motor. Designet og bygget af Etienne Lenoir i 1860. Det er generelt accepteret, at dette er tilfældet, selvom der var forsøg på at opnå patent på denne motor allerede før Lenoir. Men det er netop dens udvikling, der ligner så meget som muligt de designs, der i øjeblikket er installeret under motorhjelmene på de fleste budgetserie-personbiler.

Motoren havde kun én cylinder, og dens effekt var lig med 1,23 hestekræfter, enorm på det tidspunkt. Til sammenligning har den moderne "Oka" 1111 to cylindre og dens effekt er fra 30 til 53 hestekræfter.

Større og mere kraftfuld

Lenoirs idé viste sig at være genial. Mange ingeniører og opfinderebrugt år og kræfter på at forsøge at forbedre motoren så meget som muligt (selvfølgelig på niveau med de tekniske muligheder, der eksisterede på det tidspunkt). Hovedvægten blev lagt på at øge magten.

I begyndelsen var opmærksomheden koncentreret om en enkelt cylinder - de forsøgte at øge dens størrelse. Så syntes det for alle, at ved at øge størrelsen, kan du få mere kraft. Og volumenforøgelsen var da den nemmeste. Men én cylinder var ikke nok. Jeg var nødt til at øge resten af detaljerne meget - plejlstang, stempel, blok.

Alle disse motorer viste sig at være meget ustabile, havde en stor masse. Under driften af en sådan motor var der en enorm forskel i tid mellem blandingens tændingscyklusser. Bogstaveligt t alt alle detaljer i sådan en enhed raslede og rystede, hvilket tvang ingeniørerne til at tænke på en løsning. Og de udstyrede systemet med en balancer.

blind vej

Det stod hurtigt klart for alle, at forskningen var nået en blindgyde. Lenoir-motoren kunne ikke fungere norm alt og korrekt, da forholdet mellem kraft, vægt og størrelse var forfærdeligt. Der skulle en masse ekstra energi til for at øge cylinderens volumen igen. Mange begyndte at overveje ideen om at skabe en motor som et sammenbrud. Og folk ville stadig køre på heste og vogne, hvis ikke for én teknisk løsning.

Designere begyndte at indse, at det er muligt at rotere krumtapakslen ikke kun med et stempel, men med flere på én gang. Den enkleste var fremstillingen af en rækkemotor - de tilføjede et par flere cylindre.

Verden kunne se den første firecylindrede enhed i slutningen af det 19. århundrede. Det er umuligt at sammenligne dens kraft med en moderne motor. Med hensyn til effektivitet var den dog højere end alle dens andre forgængere. Effekten blev øget på grund af det øgede arbejdsvolumen, det vil sige ved at tilføje cylindre. Ret hurtigt var specialister fra forskellige virksomheder i stand til at skabe multicylindrede motorer op til 12-cylindrede monstre.

Driftsprincip

Hvordan fungerer ICE? Udover at hver motor har forskelligt antal cylindre, fungerer en rækkemotor med seks eller fire cylindre på samme måde. Princippet er baseret på de traditionelle egenskaber for enhver forbrændingsmotor.

Alle cylindre i blokken er arrangeret i én række. Krumtapakslen, drevet af stempler på grund af energien fra brændstofforbrænding, er den eneste for alle dele af cylinder-stempelgruppen. Det samme gælder topstykket. Det er den eneste til alle cylindre. Af alle eksisterende rækkemotorer kan der skelnes mellem balancerede og ubalancerede designs. Vi vil overveje begge muligheder nedenfor.

Balance

Det er vigtigt på grund af krumtapakslens komplekse design. Behovet for afbalancering afhænger af antallet af cylindre. Jo flere af dem i en bestemt ICE, jo større skal balancen være.

En ubalanceret motor kan kun være det design, hvor der ikke er mere end fire cylindre. Ellers vil der opstå vibrationer under drift, hvis kraft vil være i stand til at ødelægge krumtapakslen. Selv billige sekscylindrede motorermed en balancer vil være bedre end dyre inline firere uden balancer aksler. Så for at forbedre balancen kan en inline fire-stemplet motor nogle gange også kræve installation af dæmningsaksler.

Motorposition

Traditionelle firecylindrede enheder er norm alt monteret på langs eller på tværs under motorhjelmen på en bil. Men den sekscylindrede enhed kan kun installeres i længderetningen og intet mere (med undtagelse af nogle Volvo-modeller og Chevrolet Epica-biler).

In-line forbrændingsmotoren, som har et asymmetrisk design i forhold til krumtapakslen, har også funktioner. Ofte er akslen lavet med kompenserende støbninger - disse støbninger skal dæmpe den inertikraft, der følger af stempelsystemets drift.

Inline-seks i dag er allerede mindre populær - alt sammen skyld i et betydeligt brændstofforbrug og store overordnede dimensioner. Men selv på trods af den lange cylinderblok er motoren perfekt afbalanceret.

Fordele og ulemper ved enheden

Bortset fra nogle få nuancer har in-line forbrændingsmotorer de samme fordele og de samme ulemper som de fleste V-motorer og motorer af andre designs. Den firecylindrede motor er den mest almindelige, er den enkleste og mest pålidelige. Massen er relativt let, reparationsomkostningerne er relativt lave. Den eneste ulempe er manglen på balanceaksler i designet. Dette er den bedste forbrændingsmotor til moderne biler, selv middelklassen. Der er også rækkemotorer med lille kapacitet med mindreantallet af cylindre. Som eksempel kan nævnes den tocylindrede økonomiske SeAZ Oka 1111.

Seks-cylindrede enheder har en perfekt balance, og her kompenseres manglen på en "firer". Men der er en pris at betale for balancen. På trods af de væsentligt bedre egenskaber sammenlignet med de "fire" er disse forbrændingsmotorer med et in-line arrangement af cylindre i motoren derfor mindre almindelige. Krumtapakslen er lang, produktionsomkostningerne er ret høje, og dimensionerne er relativt store.

Teknisk grænse

Nu er det ikke det 19. århundrede, men moderne kraftenheder er stadig langt fra teknisk perfektion. Og her vil selv moderne turbiner og højoktanbrændstof ikke hjælpe. Effektiviteten af en forbrændingsmotor er omkring 20 %, og al anden energi bruges på friktion, inerti og detonation. Kun en femtedel af benzin eller diesel vil gå til nyttigt arbejde.

Allerede udviklet de grundlæggende egenskaber for motorer med den største effektivitet. Samtidig har forbrændingskamrene og stempelgruppen væsentligt mindre volumener og dimensioner. På grund af den kompakte størrelse har delene mindre inerti - dette reducerer sandsynligheden for beskadigelse på grund af detonation.

Designegenskaberne ved kompakte stempler indfører visse begrænsninger. Med en høj grad af kompression, på grund af den lille størrelse, reduceres transmissionen af stempeltryk til plejlstangen. Hvis stemplerne har en større diameter, så er det umuligt at få et nøjagtigt afbalanceret arbejde på grund af den enorme kompleksitet. Selv en moderne BMW-motor har dissemangler, selvom det er udviklet af tyske ingeniører.

Konklusion

Desværre har motorbygning nået sin teknologiske grænse. Det er usandsynligt, at forskere vil gøre seriøse tekniske opdagelser og opnå større effektivitet fra en forbrændingsmotor. Så alle håber, at elbilernes æra kommer.