Motorkonfiguration - Engine configuration

Det motorer beskriver de grundlæggende operative principper, som forbrændingsmotorer er kategoriseret.

Stempelmotorer er ofte kategoriseret efter deres cylinderlayout, ventiler og knastaksler. Wankelmotorer er ofte kategoriseret efter antallet af rotorer, der er til stede. Gasturbinemotorer er ofte kategoriseret i turbojets, turbofans, turboprops og turboshafts.

Typer af cylinderlayout

Encylindrede motorer

Lige / inline motorer

Lige motorer, også kendt som inline -motorer, har alle cylindre justeret i en række langs krumtapakslen uden forskydning. Når en lige motor er monteret i en vinkel, kaldes den undertiden en "skrå motor". Typer af lige motorer omfatter:

V motorer

V -motorer, også kendt som Vee -motorer, har cylindrene justeret i to separate planer eller 'banker', så de ser ud til at være i et "V", når de ses langs krumtapakslens akse. Typer af V -motorer omfatter:

Flade motorer

Flade motorer, også kendt som "vandret modstående" eller "bokser" -motorer, har cylindrene anbragt i to banker på hver side af en enkelt krumtapaksel. Typer af flade motorer omfatter:

• flad-to , almindeligvis kaldet "flad-tvilling"
• flad-fire
• flad-seks
• flad-otte
• flad-tolv

Motordrevne stempelmotorer

En modsatstemplet motor er som en flad/boksermotor, idet stemplepar er koaksiale, men i stedet for at dele en krumtapaksel, i stedet dele et enkelt forbrændingskammer pr. Stempelpar. Krumtapakselkonfigurationen varierer blandt motordrevne motordesign. Et layout har en flad/boksermotor i midten og tilføjer et ekstra modsat stempel til hver ende, så der er to stempler pr. Cylinder på hver side.

W motorer

W -motorer har cylindrene i en konfiguration, hvor cylinderbankerne ligner bogstavet W, på samme måde som en V -motor ligner bogstavet V. Typer W -motorer omfatter:

• W3
• W8
• W12
• W16
• W18

X motorer

En X -motor er i det væsentlige to V -motorer, der er forbundet med en fælles krumtapaksel. Et flertal af disse var eksisterende V-12-motorer konverteret til en X-24-konfiguration.

U -motorer

U -motorer består af to separate lige motorer (komplet med separate krumtapaksler) forbundet med gear eller kæder. De fleste U-motorer har fire-cylindre (dvs. to lige-to-motorer tilsammen), såsom firkantede fire motorer og tandem-dobbeltmotorer

H motorer

I lighed med U -motorer består H -motorer af to separate flade motorer, der er forbundet med gear eller kæder. H -motorer er blevet produceret med mellem 4 og 24 cylindre.

Vandret K -motor

Horisontal K-Type motorkonfiguration foreslået og analyseret af Rushiraj Kadge . Denne motor kan prale af følgende fordele:

Bedre afbalanceret. Det betyder, at mere strøm kan udvindes fra Horisontal K -konfiguration. Den foreslåede konfiguration har mindst friktionstab. CG -højden for den foreslåede konfiguration er mindre, hvilket betegner højere stabilitet Massen af ​​den foreslåede konfiguration er mindre med samme antal frem- og tilbagegående og roterende masser. Dette skyldes den reducerede længde af krumtapakslen. Hvis det antages, at strømmen er konstant, er forholdet mellem effekt og vægt af den foreslåede konfiguration mere.

Radiale motorer

En radialmotor har en enkelt krumtapaksel med cylindre arrangeret i en plan stjerneform omkring det samme punkt på krumtapakslen. Denne konfiguration blev almindeligvis brugt med 5 luftkølede cylindre i fly.

Delta motorer

En Delta-motor har tre (eller dens flere) cylindre med modstående stempler, justeret i tre separate planer eller 'banker', så de ser ud til at være i en Δ, når de ses langs hovedakslens akse. Et bemærkelsesværdigt eksempel på denne type layout er Napier Deltic .

Andre layout

Mindre almindelige konfigurationer omfatter Swashplate-motoren, hvor K-Cycle-motoren er en, hvor stempelpar er i en modsat konfiguration, der deler en cylinder og forbrændingskammer.

Ventiler

Størstedelen af ​​firetaktsmotorer har klappeventiler , selvom nogle flymotorer har ærmeventiler . Ventiler kan være placeret i cylinderblokken ( sideventiler ) eller i topstykket ( overheadventiler ). Moderne motorer er altid af sidstnævnte design. Der kan være to, tre, fire eller fem ventiler pr. Cylinder, hvor indsugningsventilerne overstiger udstødningsventilerne i tilfælde af et ulige tal. Interferensmotorer er sådanne motorer, hvor en ventil kan kollidere med et stempel, hvis ventiltimingen var forkert.

Knastaksler

Poppet ventiler åbnes ved hjælp af en knastaksel, der roterer ved halvdelen af ​​krumtapakslen. Dette kan enten være kæde, tandhjul eller tandrem drevet fra krumtapakslen og kan være placeret i krumtaphuset (hvor det kan betjene en eller flere cylindre) eller i topstykket.

Hvis knastakslen er placeret i krumtaphuset, vil et ventiltog af skubberstænger og vippearme være påkrævet for at betjene overliggende ventiler. Mekanisk enklere er sideventiler , hvor ventilspindler direkte hvilede på knastakslen Men dette giver dårlig gasstrømme inden topstykket samt varme problemer og faldt i unåde til brug automobil, se flathead motor .

Størstedelen af ​​moderne bilmotorer placerer knastakslen på topstykket i et overliggende knastaksel (OHC) design. Der kan være en eller to knastaksler i topstykket; et enkelt knastaksel -design kaldes single overhead camshaft (SOHC). Et design med to knastaksler pr. Cylinderhoved kaldes dobbelt overliggende knastaksel (DOHC). Bemærk, at knastaksler tælles pr. Cylinderhoved, så en V-motor med en knastaksel i hvert af sine tocylindrede hoveder er stadig et SOHC-design, og en V-motor med to knastaksler pr. Topstykke er DOHC, eller uformelt et "quad cam "motor.

Med overliggende knastaksler bliver ventiltrænet kortere og lettere, da der ikke kræves stødstænger. Nogle overliggende knastakseludformninger har stadig vippearme ; dette letter justering af mekaniske frigange.

En fire ventiler pr. Cylinder design har normalt to ventiler til indtag og to til udstødning, hvilket kræver to knastaksler pr. Cylinderbank. Hvis der er to knastaksler i topstykket, kan knasterne undertiden bære direkte på knastfølgerne på ventilstængerne (tappets). Kamfølgerne hjælper med støjreduktion, dæmpet vibration, stødabsorbering og bæring af aksial belastning. Dette sidstnævnte arrangement er det mest inerti -frie, tillader de mest uhindrede gasstrømme i motoren og er det sædvanlige arrangement for højtydende bilmotorer. Det gør det også muligt at placere tændrøret i midten af ​​topstykket, hvilket fremmer bedre forbrændingsegenskaber. Ud over en vis antal ventiler, det effektive areal dækket aftager , så fire er den fælles-flest. Ulige ventiler betyder nødvendigvis, at indsugnings- eller udstødningssiden skal have en ventil mere. I praksis er dette altid indsugningsventilerne - selv i design med lige numre er indløbsventiler ofte større end udstødning.

Meget store motorer (f.eks. Marinemotorer ) kan enten have ekstra knastaksler eller ekstra lober på knastakslen, så motoren kan køre i begge retninger. Endvidere kan andre manipulationer af ventiler bruges til f.eks . Motorbremsning , f.eks. I en Jake -bremse .

En ulempe ved overliggende knaster er, at der er brug for en meget længere kæde (eller rem) til at drive knasterne end med en knastaksel placeret i cylinderblokken, normalt er der også brug for en strammer. Et brud på selen kan ødelægge motoren, hvis stemplerne berører åbne ventiler øverst i dødpunktet .

Wankel (roterende) motorer

Wankelmotorer (undertiden kaldet 'roterende motorer') kan klassificeres baseret på antallet af rotorer, der er til stede. De fleste produktions Wankel motorer har to rotorer, dog er der også produceret motorer med en, tre og fire rotorer. Wankelmotorer kan også klassificeres baseret på, om de er naturligt aspirerede eller turboladede .

De fleste Wankel -motorer drives af benzin, men prototype -motorer, der kører på diesel og brint, er blevet undersøgt.

Gasturbinemotorer

Gasturbinemotorer - mest brugt til fly - er normalt opdelt i følgende kategorier:

• Turbojet , gasser bevæger sig gennem en fremdriftsdyse
• Turbofan , gasser bevæger sig gennem en kanalventilator
• Turboprop , gasser bevæger sig gennem en ubehandlet propel, normalt med variabel stigning
• Turboshaft , en gasturbine optimeret til fremstilling af mekanisk drejningsmoment i stedet for tryk

Referencer