МЭДЛЭГ: Хөдөлгүүрийн ерөнхий бүтэц, ажиллах зарчим

Хөдөлгүүр нь янз бүрийн үүрэг гүйцэтгэх механизм системүүдээс тогтдог.

Хөдөлгүүрийн ерөнхий бүтэц,ажиллах зарчимыг дөрвөн ээлжит нэг цилиндртэй карбюраторт хөдөлгүүрээр жишээ болгон авч үзье. Цилиндр дотор поршен бүсний хамт байрлаж, тахир голтой шатунаар холбогдно. Тахир гол эргэхэд поршен ухрах давших хөдөлгөөн хийх бөгөөд тахир голоос хуваарилах гол эргэлт авна. Хуваарилах гол нь хий хуваарилах механизмын бусад эд ангиар дамжуулан оруулах болон гаргах хавхлагийг нээнэ.

Поршен доош шилжихэд оруулах хавхлаг нээгдэж, цилиндрийн дотор сийрэгжилт уусч шатах холимог карбюратороос сорогдон цилиндрт ордог. Шатах холимог урьдчилан карбюраторт бэлтгэгддэг. Поршен дээш шилжихэд хоёр хавхлаг хоёул хаагдаж ажлын холимог шахагдна. Поршенг тодорхой байрлалд ирмэгц очлуураар цахилгаан нум уусч холимгийг асаана. Үүний дунд өндөр температур ба даралттай хий уусэх бөгөөд хийн тэлэх даралтын уйлчлэлээр поршен доош шилжихдээ шатунаар тахир голыг эргэлтэнд оруулна. Ийнхүү поршенгийн ухрах давших хөдөлгөөн тахир голын эргэх хөдөлгөөн болж хувирдаг. Поршен дээш шилжихэд гаргах хавхлаг нээгдэж цилиндрийн дотроос шатсан хийг турж гаргана.

Автомашины хөдөлгүүр нь тахир гол шатуны механизм, хий хуваарилах механизм, хөргөх ба тослох систем, тэжээлийн систем, анх асаах систем, карбюраторт хөдөлгүүр онцлог нь асаалтын системтэй байна. Олон цилиндртэй хөдөлгүүрт цилиндрийн ажлын эзлэхүүнийг цилиндрийн тоогоор үржээд литрээр илэрхийлснийг литраж гэнэ. Шахалтын зэрэг нь поршен доод туйлын цэгээс дээд туйлын цэг хүртэл шилжихэд цилиндрийн бүрэн эзлэхүүн хэд дахин багасахыг илтгэнэ. Карбюраторт хөдөлгүүрийн шахалт зэрэг е=6.5-10, дизель хөдөлгүүрийнх е = 14 - 21 хооронд байдаг.

Шахалтын зэрэг ихэсхэд хөдөлгүүрийн чадал өсч түлшний хэмнэлт сайжирдаг. Цилиндрийн диаметр D болон поршенгийн явалт S нь хөдөлгүүрийн хэмжээг тодорхойлох гол үзүүлэлт болдог.

 

• Доод туйлын цэг - Поршенгийн хамгийн доод байрлалд харгалзах цэг (ДоТЦ)
• Тахир голын радиус - Тахир голын үндсэн хүзүүний тэнхлэгээс шатуны хүзүүний тэнхлэг хуртлэх зай
• Поршенгийн явалт S - Поршенгийн туйлын цэгүүдийн хоорондох зай. Энэ нь тахир голын радиусыг хоёр дахин авсантай тэнцүү байдаг. Поршен нэг явалт хийхэд тахир гол хагас буюу зуун наян градусын өнцгөөр эргэнэ.
• Ээлж - Поршенгийн нэг явалтанд хийгдэх ажлын циклийн хэсэг.
• Шатах хөндийн эзлэхүүн Vш , - Поршен дээд туйлын цэгт байрлах үед түүний дээр үлдэх эзлэхүүн
• Цилиндрийн ажлын эзлэхүүн Vа - поршен дээд туйлын цэгээс доод туйлын цэг хүртэл шилжихэд чөлөөлөгдөх хэсгийн эзлэхүүн
• Цилиндрийн бүрэн эзлэхүүн Vh - Поршен доод туйлыг цэгт байрлах үед түүний дээр үлдэх эзлэхүүн. Цилиндрийн бүрэн эзлэхүүн нь шатах хөндлийн эзлэхүүн болон цилиндрийн ажлын эзлэхүүний нийлбэртэй тэнцүү байна. (Vа = Vш + Vh)

Хөдөлгүүрийн ажлын цикл

Дотоод шаталтын хөдөлгүүрийн тасралтгүй ажиллагааг хангахын тулд цилиндрт тогтоосон дарааллаар явагдах процессуудын нийлбэр цогцсыг хөдөлгүүрийн ажлын цикл гэдэг. Хөдөлгүүрийн ажлын цикл нь оруулах, шахах, шатах-тэлэх, гаргах процессоос тогтдог. Ажлын цикл нь тахир голын хоёр эргэлт буюу поршенгийн дөрвөн явалтад хийгдвэл түүнийг дөрвөн ээлжит хөдөлгүүр гэнэ. Харин тахир голын нэг эргэлт буюу поршенгийн хоёр явалтанд ажлын цикл хийгдэж байвал түүнийг хоёр ээлжит хөдөлгүүр гэнэ.

Дөрвөн ээлжит хөдөлгүүрийн ажлын үеийг авч үзье. Үүний тулд индикаторын диаграммыг ашиглая. Энз нь цилиндрийн эзлэхүүнээс түүний доторх даралт ажлын нэг циклийн туршид хэрхэн хамаарахыг харуулдаг.

Агаарын хэвийн орчны - даралтыг Рo шугамаар харуулав. Оруулах ээлж нь поршен дээд туйлын цэгээс доод туйлын цэг хуртэл шилжих буюу тахир гол 180 градус өнцгөөр эргэх уед явагдана. Оруулах ээлж эхлэх үед цилиндрт үлдэгдэл хий байх тул даралт нь агаарынхаас ялимгүй их байна. Оруулах ээлж эхлэх мөчид оруулах хавхлаг нээгдсэн байна. Поршен дээд туйлын цэгээс холдохын хирээр цилиндрийн доторх даралт багасч, сийрэгжил (г. шугам) үүсдэг. Сийрэгжлийи хэмжээ нь оруулах хэсгийн эсэргүүцэл, тахир голын эргэлтийн хурдаас хамаарна.

Оруулах ээлжийн дундаж даралт 0.08-0.09 МПа (0.8-0.9 кг/см2), дизель хөдөлгүүрт карбюраторт хөдөлгүүрийнхээс арай их байна. Даралтын ялгаврын нөлөөгөөр карбюраторт хөдөлгүүрт шатах холимог, дизель хөдөлгүүрт цэвэр агаар сорогдон цилиндрт орно. Үүнийг шинэ цэнэг гэнэ. Шинэ цэнэг оруулах хоолойн хана, хөдөлгүүрийн гавал, цилиндрийн хананд шүргэж, мөн цилиндрт үлдсэн шатсан хийтэй холилдсоноос халдаг. Ийнхүү оруулах ээлжийн эцэст цилиндрийн дотор хийн температур карбюраторт хөдөлгүүрт 80-120°С, дизель хөдөлгүүрт 50-80°С хүрдэг, Цилиндрийг шинэ цэнэгээр хэр дүүргэж байгааг цилиндрийн дүүргэлтийн коэффициентээр илэрхийлдэг ба Үүнийг цилиндрт орж байгаа шинэ цэнэгийн эзэлхүүнийг цилиндрийн бүрэн эзэлхүүнд харьцуулж тодорхойлдог.

Цилиндрийн дүүргэлтийн коэффициент карбюраторт хөдөлгүүрт 0,75- 0,85, дизель хөдөлгүүрт 0,9 орчим байдаг. Зарим хөдөлгүүрт цилиндрийн дүүргэлтийг сайжруулахын тулд оруулах ээлжийн үед шинэ цэнэгийг даралтаар үлээлгэж цилиндр рүү оруулдаг.

 

Шахах ээлж нь поршен доод туйлын цэгээс дээд туйлын цэг рүү шилжих буюу тахир гол 180-360° хүртэл өнцөгөөр эргэх үед явагдана. Оруулах болон гаргах хавхлаг энэ ээлжинд хаалттай байна. Поршен дээш шилжихийн хирээр цилиндрийн доторх хийн даралт агаарын даралтаас илүү гарч цаашид нэмэгдсээр шахах ээлжийн эцэст карбюраторт хөдөлгүүрт 0,9-1,5 МПа (9-15кг/см2), дизель хөдөлгүүрт 3,5-4,5 МПа (35-45 г/см2) хүрнэ, Цилиндрийн доторх хийн даралт ихсэхэд мөн температур нь өсч шахах ээлжийн эцэст карбюраторт хөдөлгүүрт 270-480 °С, дизель хөдөлгүүрт 450-650 °С хүрдэг Түлшийг гүйцэд сайн шатаахын тулд поршен дээд туйлын цэгт ирэхээс өмнө (2 цэгт) карбюраторт хөдөлгүүрт цахилгаан очоор, дизель хөдөлгүүрт Түлшийг маш нарийн ширхэгээр тоосруулан цацаж шаталтыг үүсгэнэ.

Шатах-тэлэх ээлж нь поршен дээд туйлын цэгээс доод туйлын цэг рүү шилжих буюу тахир гол 360-540° хүртэл өнцөгөөр эргэх үед явагдана.

Шаталтын дунд цилиндр дэх даралт ба температур огцом нэмэгдэнэ. Цилиндр дэх хийн даралт хамгийн их болох поршенгийн байрлал тахир гол дээд туйлын цэгээс 10-15° өнцгөөр өнгөрсөн үетэй тохирч байвал хийн тэлэлтийн ажлыг хамгийн үр ашигтай ашигладаг. Энэ ээлжинд цилиндр дэх хийн хамгийн их даралт карбюраторт хөдөлгүүрт 4-5,5 МПа (40-55кг/см2) дизель хөдөлгүүрт 7-8 МПа (70-80 кг/см2) хүрдэг. Шаталтын эцэст цилиндрийн доторх хамгийн их карбюраторт хөдөлгүүрт 2200-2500 °С, дизель хөдөлгүүрт 1500-1900 °С хүрдэг. Шатсан хийн даралт поршенг шилжүүлж ашигтай ажил хийх тул энэ ээлжийн поршенгийн хийх явалтыг ажлын явалт гэдэг. Тэлэх ээлжинд поршен доод туйлын цэг руу шилжихэд цилиндрийн доторх эзлэхүүн ихсэх тул хийн даралт буурдаг.
Гаргах ээлж поршен доод туйлын цэгээс дээд туйлын цэг руу шилжих буюу тахир гол 540-720° өнцгөөр эргэх үед явагдана. Энэ үед гаргах хавхлаг нээлттэй байх бөгөөд поршен шатсан хийг цилиндрээс түрж гаргана. Гаргах ээлжийн эцэст цилиндрийн дотор хийн даралт 0,1-0,12 МПа (1 -1,2кг/см2), температур 600-950 °С хүртэл буурдаг.

Хоёр ээлжит хөдөлгүүрт нь төрлөөсөө хамаарч шатах холимог эсвэл агаарыг урьдчилан тусгай шахуургаар шахна. Эхний ээлж поршен доод туйлын цэгээс дээд туйлын цэг рүү эрчлүүрийн хүчээр шилжих үед явагдана. Эхлээд цилиндрийн доод хэсэгт байрлах оруулах ба гаргах цонх нээлттэй байна. Карбюраторт хөдөлгүүрт шатах холимог, дизельд агаарыг шахуургаар оруулах цонхоор шахаж оруулахад, цилиндр дотор байсан шатсан хий гаргах цонхоор түрэгдэн гарна.

Поршен дээш шилжсээр эхлээд оруулах, дараа нь гаргах цонхыг таглаж, цилиндрт шахах, процесс явагдана.
Поршен дээд туйлын цэгт ирэх үед карбюраторт хөдөлгүүрт цахилгаан очоор ажлын холимгийг асааж шатаах ба харин дизель хөдөлгүүрт улайссан агаар руу Түлшийг тоосруулан цацаж асаадаг. Ийнхүү поршенгийн эхний явалтанд цилиндрийг дүүргэх, шахах процессууд явагдаж, шатах процесс эхэлдэг.

Хоёр дахь ээлж нь поршен дээд туйлын цэгээс доод туйлын цэг руу шилжих үед явагдана.
Түлшний шаталтаас цилиндр доторх хийн даралт, температур ихэсдэг. Хийн даралтын үйлчлэлээр поршен доош шилжиж, ашигтай ажил хийнэ. Поршен доош шилжихэд эхлээд гаргах цонх нээгдэж, шатсан хий даралтаараа энэ цонхоор гадагш гарч эхэлнэ. Цаашид оруулах цонх нээгдэх үед цилиндрийн доторх даралт шахуургын шахах даралтаас бага болсон байх тул шатсан хийг гадагш үлээж гаргана. Үүнийг үлээх процесс гэж нэрлэнэ.

Ийнхүү түлшний шаталт дуусч тэлэх, үлээх процесс дараалан явагдна. Хоёр ээлжийн хөдөлгүүр түлшний зарцуулалт ихтэй, эдэлгээний хугацаа бага, шатсан хий нь хортой хольц их агуулдаг тул ерген ашиглагддаггүй. Түлшний шаталтаас цилиндр доторх хийн даралт, температур ихэсдэг. Хийн даралтын үйлчлэлээр поршен доош шилжиж, ашигтай ажил хийнэ. Поршен доош шилжихэд эхлээд гаргах цонх нээгдэж, шатсан хий даралтаараа энэ цонхоор гадагш гарч эхэлнэ. Цаашид оруулах цонх нээгдэх үед цилиндрийн доторх даралт шахуургын шахах даралтаас бага болсон байх тул шатсан хийг гадагш үлээж гаргана. Үүнийг үлээх процесс гэж нэрлэдэг. Үлээх үед цилиндр шинэ цэнэгээр дүүрч, ажилласан хийг гаргадаг. Хоёр дахь ээлжинд Ийнхүү түлшний шаталт дуусч тэлэх, үлээх процесс дараалан явагдна.