เครื่องยนต์สมัยใหม่ทำงานอย่างไร

คุณบิดกุญแจในการจุดระเบิดและสตาร์ทเครื่องยนต์ คุณเหยียบน้ำมันและรถเคลื่อนไปข้างหน้า คุณดึงกุญแจออกและเครื่องยนต์ดับ นั่นเป็นวิธีที่เครื่องยนต์ของคุณทำงานใช่ไหม? มีรายละเอียดมากกว่าที่พวกเราส่วนใหญ่รับรู้ โดยมีเบื้องหลังเกิดขึ้นทุกวินาที

การทำงานภายในของเครื่องยนต์ของคุณ

เครื่องยนต์ของรถคุณประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน ได้แก่ เสื้อสูบและฝาสูบ

ด้านบนของเครื่องยนต์เรียกว่าฝาสูบ ประกอบด้วยวาล์วที่เปิดและปิดเพื่อควบคุมการไหลของส่วนผสมของอากาศ/เชื้อเพลิงและก๊าซไอเสียจากแต่ละกระบอกสูบ ต้องมีอย่างน้อยสองวาล์วต่อสูบ: วาล์วหนึ่งสำหรับไอดี (ปล่อยส่วนผสมของเชื้อเพลิงอากาศที่ไม่เผาไหม้เข้าไปในกระบอกสูบ) และอีกหนึ่งวาล์วสำหรับไอเสีย (ปล่อยส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วออกจากเครื่องยนต์) เครื่องยนต์หลายตัวใช้วาล์วหลายตัวสำหรับทั้งไอดีและไอเสีย

เพลาลูกเบี้ยวติดอยู่ตรงกลางหรือด้านบนของฝาสูบเพื่อควบคุมการทำงานของวาล์ว เพลาลูกเบี้ยวมีส่วนยื่นที่เรียกว่าแฉกที่บังคับให้วาล์วเปิดและปิดอย่างแม่นยำ

เพลาลูกเบี้ยวและเพลาข้อเหวี่ยงมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด จะต้องทำงานในช่วงเวลาที่เหมาะสมเพื่อให้เครื่องยนต์ทำงานได้ทั้งหมด พวกเขาเชื่อมต่อกันด้วยโซ่หรือเข็มขัดเวลาเพื่อรักษาเวลานี้ เพลาลูกเบี้ยวต้องทำการหมุนให้ครบสองครั้งสำหรับทุกๆ รอบของเพลาข้อเหวี่ยง หนึ่งรอบของเพลาข้อเหวี่ยงสมบูรณ์เท่ากับสองจังหวะของลูกสูบในกระบอกสูบ วัฏจักรกำลัง—กระบวนการที่ผลิตกำลังที่คุณต้องการจริง ๆ ในการเคลื่อนย้ายรถของคุณ—ต้องใช้ลูกสูบสี่จังหวะ มาดูกันดีกว่าว่าลูกสูบทำงานอย่างไรภายในเครื่องยนต์และสี่ขั้นตอนที่แตกต่างกัน:

• การบริโภค: ในการเริ่มรอบการทำงาน สิ่งแรกที่เครื่องยนต์ต้องการคือส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่เข้าสู่กระบอกสูบ วาล์วไอดีจะเปิดที่ฝาสูบเมื่อลูกสูบเริ่มเคลื่อนที่ลง ส่วนผสมของอากาศเชื้อเพลิงเข้าสู่กระบอกสูบด้วยอัตราส่วนประมาณ 15:1 เมื่อลูกสูบถึงจุดต่ำสุดของระยะชัก วาล์วไอดีจะปิดและซีลกระบอกสูบ

• การบีบอัด: ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นในกระบอกสูบ บีบอัดส่วนผสมของอากาศ/เชื้อเพลิง แหวนลูกสูบปิดผนึกด้านข้างของลูกสูบในกระบอกสูบ ป้องกันการสูญเสียกำลังอัด เมื่อลูกสูบขึ้นถึงจุดสูงสุดของจังหวะนี้ เนื้อหาในกระบอกสูบจะอยู่ภายใต้แรงดันสูงสุด การบีบอัดปกติอยู่ระหว่าง 8:1 ถึง 10:1 ซึ่งหมายความว่าส่วนผสมในกระบอกสูบถูกบีบอัดจนเหลือประมาณ XNUMX ใน XNUMX ของปริมาตรเดิมที่ไม่ได้บีบอัด

• แหล่งจ่ายไฟ: เมื่อสิ่งที่อยู่ในกระบอกสูบถูกบีบอัด หัวเทียนจะจุดประกายส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิง มีการควบคุมการระเบิดที่ดันลูกสูบลง เรียกว่าจังหวะกำลังเพราะเป็นแรงที่เปลี่ยนเพลาข้อเหวี่ยง

• ไอเสีย: เมื่อลูกสูบอยู่ที่ด้านล่างสุดของระยะชัก วาล์วไอเสียที่หัวกระบอกสูบจะเปิดขึ้น เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นอีกครั้ง (ภายใต้อิทธิพลของรอบกำลังที่เกิดขึ้นพร้อมกันในกระบอกสูบอื่น) ก๊าซที่เผาไหม้ในกระบอกสูบจะถูกดันขึ้นและออกจากเครื่องยนต์ผ่านทางวาล์วไอเสีย เมื่อลูกสูบถึงจุดสูงสุดของจังหวะนี้ วาล์วไอเสียจะปิดและวงจรจะเริ่มขึ้นอีกครั้ง

• พิจารณาดู: หากเครื่องยนต์ของคุณเดินเบาที่ 700 RPM หรือ RPM นั่นหมายความว่าเพลาข้อเหวี่ยงหมุนเต็มที่ 700 ครั้งต่อนาที เนื่องจากรอบการทำงานเกิดขึ้นทุกๆ การหมุนรอบที่สอง แต่ละกระบอกสูบจะมีการระเบิด 350 ครั้งในกระบอกสูบทุกๆ นาทีที่ไม่ได้ใช้งาน

เครื่องยนต์หล่อลื่นอย่างไร?

น้ำมันเป็นของเหลวที่สำคัญในการทำงานของเครื่องยนต์ มีทางเดินเล็ก ๆ ในส่วนประกอบภายในของเครื่องยนต์ ซึ่งเรียกว่าทางเดินน้ำมัน ซึ่งน้ำมันจะถูกบังคับ ปั้มน้ำมันจะดึงน้ำมันเครื่องจากอ่างน้ำมันเครื่องและบังคับให้ไหลเวียนผ่านเครื่องยนต์ เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ที่เป็นโลหะหนาแน่นจะทำงานได้อย่างราบรื่น กระบวนการนี้เป็นมากกว่าการหล่อลื่นส่วนประกอบต่างๆ ช่วยป้องกันแรงเสียดทานที่ก่อให้เกิดความร้อนส่วนเกิน ทำให้ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ภายในเย็นลง และสร้างซีลที่แน่นระหว่างชิ้นส่วนเครื่องยนต์ เช่น ระหว่างผนังกระบอกสูบและลูกสูบ

ส่วนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศเกิดขึ้นได้อย่างไร?

อากาศถูกดูดเข้าไปในเครื่องยนต์เนื่องจากสูญญากาศที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ เมื่ออากาศเข้าสู่เครื่องยนต์ หัวฉีดเชื้อเพลิงจะพ่นเชื้อเพลิงที่ผสมกับอากาศในอัตราส่วนประมาณ 14.7:1 ส่วนผสมนี้จะถูกดูดเข้าไปในเครื่องยนต์ในแต่ละรอบไอดี

สิ่งนี้อธิบายถึงการทำงานภายในพื้นฐานของเครื่องยนต์สมัยใหม่ เซ็นเซอร์ โมดูล และระบบและส่วนประกอบอื่นๆ หลายสิบตัวทำงานในระหว่างกระบวนการนี้ ทำให้เครื่องยนต์ทำงาน รถยนต์ส่วนใหญ่บนท้องถนนมีเครื่องยนต์ที่ทำงานในลักษณะเดียวกัน เมื่อคุณพิจารณาถึงความแม่นยำที่จำเป็นในการทำให้ส่วนประกอบเครื่องยนต์หลายร้อยชิ้นทำงานได้อย่างราบรื่น มีประสิทธิภาพ และเชื่อถือได้ในระยะทางหลายพันไมล์ตลอดอายุการใช้งานหลายปี คุณจะเริ่มชื่นชมการทำงานของวิศวกรและกลไกเพื่อพาคุณไปยังที่ที่คุณต้องการ ไป.