محرك شرارة الاشتعال

صورة لـ نيكولوس أوغست أوتو

في عام 1860، وفي الفترة ذاتها تقريبا في فرنسا وألمانيا، ولد محرك الاحتراق الداخلي. وفي 24 يناير، تحصل اتيان لينوار على براءة اختراع ل "نظام محرك الهواء المتوسع [مرتين] بواسطة احتراق الغاز الملتهب كهربائيا". وعدم وجود ضغط الغاز قبل الإشعال، وعاين لينوار محرك الأداء الضعيف [1]. حتى 16 يناير 1862 لم يكن الفيزيائي ألفونس دي بو قد أتم نظريته حول الدورة الحرارية لاشتعال محرك رباعي الأشواط. وقد عمل على مبدأ جميع محركات البنزين الموجودة. ومع ذلك يعتبر بو دي عالم نظري، وليس تطبيقي، رغم أنه طور محرك الاشتعال الأول على أساس هذه الدورة الحرارية، وبفضل نيكولاوس أوتو في 1864 [1]. في الأيام الأولى لاستعمال محرك الاحتراق الداخلي، وتغيير الاشتعال كل هذا سمح لتعديل قوة المحرك. على الرغم من فعالية، ويقتصر هذا الأسلوب على ظاهرة تدق وتحل محله لفتح المكربن. وكان العيب في الإشعال ارتفاع استهلاك الوقود على الدوام، بغض النظر عن الطلب على الطاقة في المحرك. وتستخدم محركات بسرعة شرارة الاشتعال وتثبيتها على السيارات الصناعية : دايملر بنز وبيجو ورينو، وPanhard Levassor، وما إلى ذلك [1].

يمكن تحقيق صورة لمحرك الروتاري في تجهيز الطائرات الحربية mondiale.En ذات السرعة العالية والمحركات ثنائية الأشواط، وعلى الدراجات والدراجات النارية، فضلا عن معدات الزراعة، بسبب خفة وقدرتها على العمل في أي موقف. وعموما حول السيارات التي تعمل بالطاقة أربع أسطوانات [2]، [3].

لمدة قرن تقريبا، فإن هندسة المحركات تغيرت بشكل كبير. وصلت إلى أربع أسطوانات خمس أسطوانات آخذة الظهور في السباقات في سنوات 90، وعلى نماذج وادير الفك. في وقت لاحق، وعدد من الاسطوانات لم تتوقف زيادته، فضلا عن بنيات التشريد والتبديل.وفي عام 1896، وضع بنز "Kontra" أول محرك من نوع الملاكم. هذا هو محرك اثنين أسطوانات معارضة معروفة لنشرها على نطاق واسع. وقد وجدت محركات الملاكم العديد من التطبيقات في مجال السيارات واكتسبت شعبية بعد استعمالها من طرف فولكس واجن بيتل. في الواقع، لأن العمارة التي تعارض اسطوانات، والمحرك يتيح إمكانية خفض مركز الجاذبية العالية وبالتالي تحسين السلوك الديناميكي للسيارة، ما محركات عبر الإنترنت أو الخامس لا يسمح [ 4]. حكم آخر، مناسب للطيران وعدد كبير من اسطوانات ومحرك شعاعي.

هذه المحركات تعمل على مبدأ المعاملة بالمثل لبيستونز وكان فقط في وقت لاحق الكثير الذي اخترع المحرك الدوار. هذا أحدث الابتكارات هي من بنات أفكار وانكل فيليكس الذي يستمد هذا المبدأ في عام 1927. 20 ديسمبر 1951، وانكل وN.S.U. توقيع اتفاق الشراكة الذي لموضوعها مكبس محرك الروتاري، ودعا محرك وانكل [5]. حاليا، فقط سلسلة سيارات مازدا إنتاج الشركة المصنعة مزودة محرك من هذا القبيل، ولكن تم أيضا استخدام هذا النوع من المحرك على الدراجات النارية. لاحظ أنه في 1890s يظهر لأول مرة، quadricycles والدراجات النارية، محرك الروتاري الذي هو العمود المرفقي الثابتة والمنقولة كتلة الاسطوانة. سوف غنوم والرون، واحدة من المصنعين الأكثر شهرة وتجهيز أول طائرة من هذا الأسلوب قبل اتخاذ سلسلة كبيرة للغاية بالنسبة للطائرة مقاتلة من الحرب العالمية الأولى. المحركات الدوارة تجهيز أيضا بعض الدراجات النارية، وضعت في عجلة القيادة، دون نجاح كبير [6].

يجري الثابتة مخطط الأداء (السلطة، وعزم الدوران، والاستهلاك) من شركة دايو ماتيز من مبدأ cm3.Le 796 الاشتعال بواسطة شمعة، واثنين من التركيز على جوانب محددة لتطورات محركات الإشعال بالشرر : الإشعال، وكيفية جلب الوقود إلى الدائرة. ويرتبط تطور الإضاءة إلى أن الكهرباء والإلكترونيات. بعد اختراع الموزع دلكو، الصناعية في عام 1908، والتغيرات الملحوظة هي إلا مقدمة من الترانزستور بدلا من تبديل، حوالي 1970، والانتقال إلى اشتعال إلكترونية كاملة، على بعد حوالى 1980 [7]. جانب من الوقود، والمبدأ القائل بأن أغلبية كان لأكثر من قرن هو المكربن. وكان أخترعت في حوالي 1885، ولكن التأليف غير واضحة، أغلبية واضحة حتى حوالي 1990 قبل أن تحل محلها في حقن غير مباشر، والذي ينتشر من عام 1960، وسمحت فقط لتمرير معايير الانبعاثات. كل التقنيات هي إعداد خليط الوقود للأكسدة المنبع للغرفة. في تقنية الحقن المباشر، والتي كانت تستخدم في مجال الطيران خلال الحرب العالمية الثانية ومنذ عام 1952 على محرك موتور 2 - السكتة الدماغية، ويتم حقن الوقود فقط في غرفة بالقرب من ولاعة [8]. هذا يمكن ان يكون مفيدا من حيث الأداء، ولكن هذه التقنية لا تزال متخلفة اليوم على محركات شرارة الاشتعال. الشرارة الأولى، وأربعة محركات الإشعال السكتة الدماغية صمام الجانب المستخدمة في المعارضة أو لحقوا به، بما في ذلك كانت تسيطر عادة على اعتراف الفراغ الناجم عن حركة المكبس. ويستخدم هذا الأسلوب واحد أو اثنين من أعمدة الكامات ويسمح مقربة، وذلك على عدد محدود من الأجزاء المتحركة، وبين العمود المرفقي والصمامات، ويتمتع أوجها بين 1910 و 1940. للمنافسة، وبعد ذلك في سلسلة كبيرة من أجل تقريب وتدفق الوقود ونقطة الاشتعال، والصمامات ترحيل في المؤخرة، رئيس اسطوانة—وهف التقنية، ل "فوق الصمامات. قيادتهم يستخدم الأسلحة الروك للحفاظ على عمود الحدبات واحد بالقرب من العمود المرفقي. وأخيرا، وهذا هو الأسلوب الأكثر شيوعا اليوم، يمكن تشبيه لعمود الحدبات صمام ينبع، وتمر أيضا في الاسطوانة—عمود الحدبات للرئيس تقنية تحر أو لأسواق المال "فوق عمود الحدبات—بفضل تحسين توزيع والينابيع، والتي تتيح مراقبة أفضل لهذه المسألة الحاسمة من الذعر من الصمامات في سرعة عالية. مركز شمعة أمر حاسم لعملية الأمثل، وتقنيات مثل رؤساء المزدوج فوق كام، وترك مركز الفضاء الحر، هي الآن الأكثر شيوعا [9].

Graphique de performances (puissance, couple, consommation) d'une شيفروليه سبارك de 796 cm³.

جزيء البنزين اوكتان النمذجة. واحتراق خليط الوقود والهواء في محرك الاحتراق الداخلي هو عملية كيميائية، والأكسدة حاد للحرارة من الوقود والاوكسجين. يستخدم عادة لوصف اوكتان جزيء وحرق من هذا النوع. يتم توفيرها المعادلة العامة في أي نقطة داخل الاحتراق بواسطة الصيغة التالية : على أن تكون أكثر دقة في تقدير الاستجابة الفعلية، ونحن نأخذ الأعداد الحقيقية الخلد التحليل الكيميائي للوقود. كتلة الهواء النظري المثالي / الوقود لمحرك الاحتراق الداخلي هو 14.7:1، 14,7 غرام من الهواء إلى 1 غرام من الوقود. وهذا ما يسمى مزيج القياس المتكافئ [ملاحظة 1]. ومن المهم ملاحظة أن هذه المعادلة تفترض أن السائل هو متجانسة في أي نقطة في الفضاء، وهي ليست الحال في الممارسة. ومن الصعوبة بمكان إنشاء نموذج تماما رد فعل الاحتراق التي تتم في الغرفة، لأنه هو احتراق متقطعة، أي أن يعتمد على درجة الحرارة والوقت والاضطراب من هذه الظاهرة. تحليل الكمبيوتر كسر المشكلة إلى واحدة من فترات ميكروثانية مع ذلك قادرة على حساب لدرجات الحرارة والوقت، ولكن لا يمكن حساب لظاهرة الاضطراب كما هو تعديل السائل عند أي نقطة في [الفضاء 16].

ظاهرة بإنشاء طرق سريعة وغير طبيعية pression.Comme نقطة الاشتعال الذاتي من البنزين—وهذا هو القول إن درجة الحرارة التي وقود تشتعل تلقائيا دون مدخلات شرارة—أعلى من درجة حرارة التبخر وأنه هو السائل متقلبة، يمكن بسهولة أن حقن الغاز مع الهواء لتشكيل "خليط متجانس إلى حد كبير، بما يتفق من حيث الجودة والكمية نظام معين [17]. لتحقيق الاحتراق، ينبغي أن تصل درجة حرارته خليط الاشتعال بالقرب من 380 درجة مئوية [18]. الضغوط في الخليط تصل إلى مستويات أعلى من 30 بار. فترة الاشتعال الذاتي، وبعبارة أخرى هو معرفة مسبقا الوقت خلالها ظروف الاحتراق هي الأمثل قبل الوصول الاشتعال الذاتي عادة. ومن المهم أن يتم الوصول إلى مركز أعلى أو الجهة القتلى خلال تلك الفترة، مما أدى إلى ظاهرة تدق على خلاف ذلك. دراسة آلة ضغط سريع يحقق τ تأخير كدالة للضغط ف، تي درجة الحرارة، والثوابت ن وباء اعتمادا على تكوين البنزين [19]. في ظاهرة تدق، والخلط مضغوط ويسخن بواسطة الأشعة يمكن أن تشعل دون التعرض للضرب من قبل الجبهة اللهب، مما تسبب في حرق أسرع بكثير من المعتاد. وقد أدى هذا إلى ارتفاع الضغط في الغرفة، مرادفا للضوضاء وارتفاع الضغوط في المحرك. يطرق يرجع أساسا إلى توقيت الإشعال [20].

Le phénomène de cliquetis engendre une augmentation rapide et anormale de la pression.

للحد من الانبعاثات، ويتم وضع المحول الحفاز في الناتج من عادم المحرك. كما يوحي اسمها، فهي مصممة حافزا لعلاج كيميائيا العادم لجعلها أقل ضررا. نوعين من المحفزات موجودة ولها أدوار مختلفة. محفزات الأكسدة، وتسهيل أكسدة أول أكسيد الكربون والهيدروكربونات، وتتطلب، بالتالي، وجود فائض من الهواء للعمل، وهو ما يشير إلى خليط العجاف أو نفخ الهواء ينطوي الثانوية تيسير الحد من المحفزات، بدوره، والحد من أكاسيد النيتروجين بسبب نقص الهواء [22].

يسمى الشامل إضافة لهذين النوعين من العوامل المساعدة "سرير مزدوج حافزا". فإنه يعامل على نحو فعال جميع الملوثات المنبعثة من اشتعال المحرك. العوامل الحفازة سرير مزدوج والعيب من كونها باهظة التكاليف، وذلك بسبب تشغيل مزيج غني وإضافة جهاز لنفخ الهواء الثانوي. أغلقت أحد الحلول لهذه المشكلة يكمن في استخدام عامل حفاز ثلاثي، ومراقبة حلقة وفقا لثراء المزيج [22].

خيارات التكنولوجيا المستخدمة في تصميم محرك اشتعال، مثل الحقن المباشر والمسؤول طبقية ومتجانس، ولها تأثير كبير على القانون من احتراق الخليط. وتستند بعض النماذج على القوانين التجريبية، لإقامة علاقات حرق بسهولة، ولكنها ليست صالحة للاستعمال للغاية بعد ذلك، في حين أن نماذج أخرى تعتمد على المعرفة المادية للاحتراق [23]. والهدف من النمذجة هو تحديد جزء من الوقود المحترق استنادا إلى معايير مادية (التجريبية أو النظرية). بعض البرامج، مثل "Thermoptim [24]، وتحقيق نموذج واقعي إلى حد ما.

تأثير مركبات والمتوسط على نسبة حرق كدالة للكرنك زاوية [18] وهو واحد من النماذج الأولى للاحتراق هو النظر في القوانين التجريبية من الحرارة، على افتراض الغاز متجانسة في جميع أنحاء غرفة الاحتراق. أول قانون للديناميكا الحرارية الدول أن الطاقة الداخلية للغاز هو مقدار العمل وتبادل دبليو س الحرارة. النظر في ذلك الوقت، يمكننا بسهولة إنشاء الإصدار التالي من الطاقة، حيث هو سيرة السعة الحرارية عند حجم ثابت، ف الضغط والخامس حجم الدائرة [25] : Wiebe منحنى—انظر سلبيات الأشكال—يمكن إضفاء الطابع الرسمي على معدل إطلاق الطاقة من جزء صغير من الموارد الخارجة عن الوقود المحترق تبعا لزاوية θ دوران العمود المرفقي، وزاوية بدء الاشتعال θall، وحرق الوقت Δθcomb، وكذلك الخامس المعلمات والمتوسط التي من الممكن أن تلعب لقوانين الاحتراق [25]، [18]. مركبات القيمة هي النسبة المئوية للكتلة الوقود المحترق مقابل كتلة قدم. 99,9 ٪ عندما يتم حرق الوقود قدم، مركبات = 6,908. أعلى قيمة للمركبات، وزيادة الاحتراق السريع والمهم احتراق الذروة. قيمة المتوسط لتأثيرها على إطلاق الحرارة. في الواقع، عندما يزيد الجهد المتوسط، هو تحول احتراق الذروة والاحتراق في وقت متأخر. ويعرف القانون من إطلاق الطاقة من رقمين قياسيين : CA50، كرنك زاوية حيث يتم حرق 50 ٪ من الكتلة، وارتفاع مركز القانون الإنساني للاحتراق القانون [ملاحظة 2]. وتستمد هذه المؤشرات من القيم التجريبية الخامس والمتوسط.

تسخير الإشعال، باللون الأصفر، يربط أنبوب إلى ولاعة. محرك الإشعال الكهروميكانيكية الإشعال يعمل على مبدأ التحول إلى جعل أدى انقطاع الكهرباء المتقطع، يغذي وبدوره شمعات الإشعال عن طريق الموزع دلكو. وتسمى مجموعة التحول الموزع أنبوب. ربط نفسه هو الدافع وراء التبديل والموزع من الدوار، إلى [29] عمود الحدبات. في 1970s، تم استبدال التبديل من الترانزستور، وزيادة موثوقية الإشعال [30]. يتم توفير الطاقة الكهربائية المطلوبة من قبل مولد بمثابة الدينامو أو المولد و، مدفوعا المحرك. البطارية يمكن أن توفر الجهد المستمر من 12 فولت منخفض يسمى الحالية الابتدائي، وملف الإشعال تتحول في الفولتية العالية التي تتراوح بين 6 000-25 000 خامسا هو تراكم للطاقة في الواقع خلال فترة من الزمن قبل تصريفها في إطار الجهد العالي [31]. يتم وضع مكثف بالتوازي على حلبة الابتدائية ويقلل من الوقت للفشل من خلال زيادة الجهد في الدائرة الثانوية. وأخيرا، فإن العنصر الرئيسي في إشعال ولاعة، مزودة بين الأقطاب التي شرارة [29].

الإشعال الإلكترونية حاليا الحل الأكثر استخداما التقنية، لأنه أكثر كفاءة وأكثر دقة من الاشتعال الكهروميكانيكية. محركات واحد في لفائف ولاعة، والاشتعال لا تحدث إلا عند الضرورة عن طريق البريد. ويستخدم جهاز استشعار وضعت قبالة الأسنان من مخلب دولاب الموازنة لتحديد سرعة المحرك. هذا الاتهام هو، بدوره، وتحسب من خلال النظر في الضغط المطلق (تقاس مقاوم - بيزو) السائدة في مشعب السحب. ثم تتم معالجة البيانات بسرعة وتحميلها بواسطة الكمبيوتر الذي يحدد زاوية الإشعال الأمثل مع تعيين مسبقا في الذاكرة [32].

Le faisceau d'allumage, ici en jaune, relie l'allumeur à la bougie d'allumage.

المطلوبة لملفات الإشعال. [تحرير] التوزيع من قبل الموزع على السيارات، وكان من المعتاد لاستخدام ملف واحد لكل اسطوانة وأثار توزيع من خلال دلكو. هذا الموزع "الروتاري، وفي كل من لبنات يناظر ولاعة اخترع في 1899 من قبل ليون الفرنسية يفبفر، ولكنها وضعت في 1908 من قبل الأفعال الأمريكية وإدوارد تشارلز ف. كيترينج، الذي شاع وتسويقها تحت اسم دلكو.

على الدراجات البخارية والسيارات الآن فصاعدا، لأسباب من الفضاء، ونادرا ما يستخدم في دلكو. واهدر شرارة النظام هو المفضل، والذي يستخدم في لفائف لمدة الشموع. هي التي شنت اثنين من الشموع في متوازية ومثبتة على اسطوانات بيستونز الذي يقابلها 360 درجة. لجميع اسطوانات أخرى يقابل القيم، لفائف الثاني هو ضروري. في كل مرة يصل المكبس في الجهة، سواء الشموع هي شرارة. ان الذي يحدث في اسطوانة غاز جديدة مليئة يشعل خليط، في حين أن الذي يحدث في نهاية اسطوانة العادم له أي تأثير. وبهذه الطريقة، وأربع أسطوانات المحرك التي لا يمكن إلا أن تكون مجهزة مع اثنين من ملفات ومفاتيح اثنين.

• بوابة تقانة
• بوابة سيارات