מכשיר מנוע בעירה פנימית - וידאו, דיאגרמות, תמונות
מנוע הבעירה הפנימית הוא אחת מאותן ההמצאות שהפכו את חיינו באופן קיצוני – אנשים הצליחו לעבור מעגלות רתומות לסוסים למכוניות מהירות וחזקות.
למנועי הבעירה הפנימית הראשונים היו הספק נמוך, והיעילות אפילו לא הגיעה לעשרה אחוזים, אבל ממציאים בלתי נלאים - לנואר, אוטו, דיימלר, מייבאך, דיזל, בנץ ועוד רבים אחרים - הביאו משהו חדש, שבזכותו שמות רבים הם מונצח בשמות חברות רכב מפורסמות.
מנועי בעירה פנימית עברו דרך ארוכה בהתפתחות ממנועים פרימיטיביים מעושנים ולעיתים מקולקלים למנועי ביטורבו אולטרה-מודרניים, אך עקרון פעולתם נותר זהה – חום הבעירה של הדלק הופך לאנרגיה מכנית.
השם "מנוע בעירה פנימית" משמש מכיוון שהדלק נשרף באמצע המנוע, ולא בחוץ, כמו במנועי בעירה חיצוניים - טורבינות קיטור ומנועי קיטור.
הודות לכך, מנועי בעירה פנימית קיבלו מאפיינים חיוביים רבים:
- הם הפכו להרבה יותר קלים וחסכוניים;
- אפשר היה להיפטר מיחידות נוספות להעברת אנרגיית הבעירה של דלק או קיטור לחלקים הפועלים של המנוע;
- לדלק למנועי בעירה פנימית יש פרמטרים מוגדרים ומאפשר לך לקבל הרבה יותר אנרגיה שניתן להמיר לעבודה שימושית.
מכשיר ICE
ללא קשר לאיזה דלק פועל המנוע - בנזין, דיזל, פרופאן-בוטאן או דלק אקולוגי המבוסס על שמנים צמחיים - האלמנט הפעיל העיקרי הוא הבוכנה, שנמצאת בתוך הצילינדר. הבוכנה נראית כמו זכוכית מתכת הפוכה (יותר מתאימה השוואה לכוס וויסקי - עם תחתית עבה שטוחה ודפנות ישרות), והגליל נראה כמו חתיכת צינור קטנה שבתוכה הבוכנה נכנסת.
בחלק העליון השטוח של הבוכנה ישנו תא בעירה - שקע עגול, לתוכו נכנסת תערובת האוויר-דלק ומתפוצצת כאן, ומניעה את הבוכנה. תנועה זו מועברת לגל הארכובה באמצעות מוטות חיבור. חלקם העליון של מוטות החיבור מחוברים לבוכנה בעזרת סיכת בוכנה המוחדרת לשני חורים בצידי הבוכנה, וחלקם התחתון מחובר למוט המחבר של גל הארכובה.
למנועי הבעירה הפנימית הראשונים היו בוכנה אחת בלבד, אך זה הספיק כדי לפתח הספק של כמה עשרות כוחות סוס.
כיום משתמשים גם במנועים עם בוכנה בודדת, למשל במנועי התנעה לטרקטורים, המשמשים כמתנע. עם זאת, מנועי 2, 3, 4, 6 ו-8 צילינדרים הם הנפוצים ביותר, אם כי מיוצרים מנועים עם 16 צילינדרים ומעלה.
בוכנות וצילינדרים ממוקמים בבלוק הצילינדר. מהאופן שבו הצילינדרים ממוקמים זה בזה ולאלמנטים אחרים של המנוע, נבדלים מספר סוגים של מנועי בעירה פנימית:
- בשורה - צילינדרים מסודרים בשורה אחת;
- בצורת V - הגלילים ממוקמים זה מול זה בזווית, בקטע הם דומים לאות "V";
- בצורת U - שני מנועים מקושרים זה לזה;
- בצורת X - מנועי בעירה פנימית עם בלוקים תאומים בצורת V;
- בוקסר - הזווית בין בלוקי הצילינדר היא 180 מעלות;
- 12 צילינדרים בצורת W - שלוש או ארבע שורות של צילינדרים מותקנים בצורת האות "W";
- מנועים רדיאליים - בשימוש בתעופה, הבוכנות ממוקמות בקורות רדיאליות מסביב לגל הארכובה.
מרכיב חשוב במנוע הוא גל הארכובה, אליו מועברת התנועה ההדדית של הבוכנה, גל הארכובה ממיר אותה לסיבוב.
כאשר מהירות המנוע מוצגת במד המהירות, זהו בדיוק מספר סיבובי גל הארכובה בדקה, כלומר, הוא מסתובב במהירות של 2000 סל"ד גם במהירויות הנמוכות ביותר. מצד אחד, גל הארכובה מחובר לגלגל התנופה, ממנו מוזנת הסיבוב דרך המצמד לתיבת ההילוכים, מצד שני, גלגלת גל הארכובה מחוברת לגנרטור ולמנגנון חלוקת הגז באמצעות הנעת רצועה. במכוניות מודרניות יותר, גלגלת גל הארכובה מחוברת גם לגלגלות המיזוג וההגה.
הדלק מסופק למנוע דרך קרבורטור או מזרק. מנועי הבעירה הפנימית של קרבורטור כבר מתיישנים בגלל פגמי עיצוב. במנועי בעירה פנימית כאלה, יש זרימה רציפה של בנזין דרך הקרבורטור, ואז הדלק מעורבב בסעפת היניקה ומוזן לתוך תאי הבעירה של הבוכנות, שם הוא מתפוצץ תחת פעולת ניצוץ הצתה.
במנועי הזרקה ישירה, דלק מעורבב עם אוויר בבלוק הצילינדר, שם ניצוץ מסופק מהמצת.
מנגנון חלוקת הגז אחראי על הפעולה המתואמת של מערכת השסתומים. שסתומי היניקה מבטיחים זרימה בזמן של תערובת הדלק האוויר, ושסתומי הפליטה אחראים להסרה של מוצרי בעירה. כפי שכתבנו קודם, מערכת כזו משמשת במנועי ארבע פעימות, בעוד שבמנועי שתי פעימות אין צורך בשסתומים.
סרטון זה מראה כיצד פועל מנוע בעירה פנימית, אילו פונקציות הוא מבצע וכיצד הוא עושה זאת.
מכשיר מנוע בעירה פנימית ארבע פעימות
טעינה…
