Іштен жану қозғалтқышы

Іштен жану қозғалтқышы, мотор – жанған отынның хим. энергиясын мех. жұмысқа түрлендіретін жылулық қозғалтқыш. Іс жүзінде жарамды алғашқы газдық І. ж. қ-н француз механигі Э.Ленуар құрастырды (1860). 1876 ж. неміс өнертапқышы Н.Отто жетілдірілген 4 тактілі газдық І. ж. қ-н жасады. Бу машиналы қондырғымен салыстырғанда І. ж. қ. қарапайым (І. ж. қ-та энергияны түрлендіргіш бір буын – бу қазанды агрегат болмайды), жинақы, қуат бірлігіне келетін массасы аз әрі тиімді болып келеді. Бірақ І. ж. қ-на жоғары сапалы отын (газ, мұнай) қажет. 1880 ж. Ресейде О.С. Костович алғашқы бензинді-карбюраторлы қозғалтқышты құрастырды. 1897 ж. нем. инженері Р.Дизель сығылу нәтижесінде тұтанатын қозғалтқышты ұсынды. Бұл қозғалтқышты Петербургтегі Л.Нобель з-тында жетілдіру нәтижесінде 1898 – 99 ж. отын ретінде мұнайды пайдалану мүмкіндігі туды.1901 ж. АҚШ-та І. ж. қ. орнатылған тұңғыш трактор жасалды. Ағайынды О. және У.Райттар 1903 ж. І. ж. қ. орнатылған алғашқы ұшақты, сол жылы орыс инженерлері “Вандал” кемесіне І. ж. қ-н орнатып, тұңғыш теплоходты жасады. 1924 ж. Я.М. Гаккельдің жобасы бойынша С.-Петербургте тепловоз құрастырылды. Отынның түріне қарай І. ж. қ. сұйық отынды және газ отынды қозғалтқыш болып бөлінеді. Цилиндрді жаңа жанғыш қоспамен толтыру тәсіліне орай І. ж. қ. 4 және 2 тактілі, ал жанғыш қоспаны (отын мен ауадан құралатын) дайындау түріне қарай сырттай және іштей қоспа түзетін болып ажыратылады. Сырттай қоспа түзетін І. ж. қ-на карбюраторлы (яғни сұйық отын мен ауа қоспасы карбюраторда түзілетін) және газ араластырғыш (газ бен ауадан құралатын жанғыш қоспа араластырғышта түзіледі) қозғалтқыштар жатады. Сырттай қоспа түзетін І. ж. қ-ның цилиндріндегі жұмыстық қоспасы электр ұшқыны арқылы тұтанады. Іштей қоспа түзетін қозғалтқыштарда (дизельде) алдын ала сығылу нәтижесінде қызған ауаға бүркілген отын өздігінен тұтанады. 4 тактілі карбюраторлы І. ж. қ-ның жұмыстық циклі енді білік 2 рет айналып, поршень 4 рет әрлі-берлі жүру кезінде атқарылады. 1-тактіні жанғыш қоспаның цилиндрге ену тактісі деп атайды. Бұл тактіде поршень жоғ. өлі нүктеге жылжиды, сол кезде ену клапаны ашылып, жанғыш қоспа карбюратордан цилиндрге келеді (қ. 1-сурет). 2-такт – сығылу тактісі. 2-такт кезінде поршень төм. өлі нүктеден жоғ. өлі нүктеге жылжиды. Бұл кезде сыртқа шығару және ену клапандары жабылады да, жанғыш қоспа 0,8 – 2 Мн/м2 қысымға дейін сығылады. Сығылу соңында қос-па темп-расы 200 – 400С-қа дейін жетеді. Осы мезетте электр ұшқыны беріліп, қоспа тұтанады. Жану нәтижесінде цилиндрдегі қысым 3 – 6 Мн/м2, темп-ра 1600 – 2200С-қа жетеді. Циклдің 3-тактісі – ұлғаю, яғни жұмыстық жүріс деп аталады. Бұл тактінің барысында отынның жануы кезінде пайда болған жылу мех. жұмысқа түрленеді. 4-такт сыртқа газ шығару тактісі деп аталады. Мұнда поршень төменгі өлі нүктеден жоғарғы өлі нүктеге келеді де, пайдаланылған газ сыртқа айдап шығарылады. 2 тактілі карбюраторлы І. ж. қ-ның жұмыстық циклі поршеньнің 2 жүрісі кезінде, яғни иінді біліктің 1 айналысында орындалады. Мұндай қозғалтқыштағы сығылу, жану және ұлғаю процестері іс жүзінде 4 тактілі І. ж. қ-мен ұқсас. 4 тактілі І. ж. қ-мен салыстырғанда 2 тактілі қозғалтқыштың қуаты аз болады. Карбюраторлы І. ж. қ. білігінің айналу шапшаңдығы әдетте 3000 – 7000 айн/мин-қа тең. Жарыс автомобилі мен мотоцикл қозғалтқыштарының жиілігі 15000 айн/мин, кейде одан да жоғары болады. Массасы бойынша жанғыш қоспадағы ауаның бензин буымен арақатынасы – 15:1 шамасында. Қозғалтқыш жанғыш қоспадағы ауаның бензин буымен салыстырғандағы үлесі 18:1-ден төмен және 12:1-ден жоғары болса ғана жұмыс істейді. Карбюраторлы І. ж. қ-ның қуатын цилиндрге берілетін қоспа мөлшерін өзгерту арқылы реттеуге болады. Айналу жиілігінің жоғары болуы, қоспадағы отын мен ауаның тиімді қатынасы қозғалтқыш қуатын арттыруға әсерін тигізеді. Карбюраторлы І. ж. қ. цилиндрінің диаметрін үлкейтсе, қозғалтқыш детонацияға бейім келеді. Сондықтан қозғалтқыш цилиндрінің диаметрін үлкен етіп жасамайды. Ең қуатты 4 тактілі карбюраторлы І. ж. қ-ның қуаты 600 квт (800 а. к.). Мотоцикл карбюраторының 2 және 4 тактілі І. ж. қ-тарының қуаты 3,5 – 45 квт-қа (5 – 60 а.к.) тең. Авиац. поршеньді қозғалтқыштардың қуаты 1100 квт-қа (1500 а. к.) жетеді. Карбюраторлы І. ж. қ. – әр түрлі тораптар мен жүйелерден құралған күрделі агрегат.

Қозғалтқыш қаңқасы – механизмдер мен жүйелерге тиянақ (база) болатын қозғалмайтын бөлшектер тобы. Оған картер блогы, цилиндрлер, иінді білік подшипниктерінің қақпақтары, картер блогының алдыңғы және артқы беттері, сондай-ақ май құйылатын астау мен бірқатар ұсақ бөлшектер жатады. Қозғалыс механизміне цилиндрдегі газ қысымын қабылдайтын және сол қысымды қозғалтқыштың иінді білігінің айналдырушы моментіне түрлендіретін қозғалмалы бөлшектер жатады. Оның құрамына поршень, шатун, иінді білік пен маховик кіреді. Газ тарату механизмі жанғыш қоспаны тиісті цилиндрге дер кезінде беру және пайдаланылған газды сыртқа шығару қызметін атқарады. Бұл механизм құрамына жұдырықшалы білік, итергіш, штанга, клапанды ашатын күйенте мен оны жабатын серіппелер жатады. Майлау жүйесі үйкеліске түсетін беттерге жағар май жеткізетін агрегат пен арналар жүйесінен тұрады. Суыту жүйесі сұйықты немесе ауалы болуы мүмкін. Сұйық арқылы суытқыш сұйықпен (су, антифриз) толтырылған цилиндр астарларынан, сорғыдан, радиатордан (сұйық желдеткіш тудыратын ауа ағынымен суытылып отырады) және су темп-расын реттеп отыратын құрылғыдан құралады. Ауамен суыту цилиндрлерді желдеткішпен не ауа ағынымен (мотоциклде) үрлеуге негізделген. Қоректендіру жүйесі қозғалтқыштың жұмыс режиміне сәйкес белгілі пропорцияда әрі қозғалтқыштың қуатына сәйкес қажетті мөлшерде отын мен ауадан жанғыш қоспа дайындау қызметін атқарады. Бұл жүйе отын багынан, айдамалау сорғысынан, сүзгіден, түтіктер мен карбюратордан құралады. Тұтандыру жүйесі жану камерасындағы жанғыш қоспаны тұтандыратын ұшқын тудыру үшін қажет. Бұл жүйенің құрамына ток көздері – аккумулятор мен генератор, үзгіш енеді. Оталдыру жүйесі электрлік стартерден, беріліс шестерняларынан, ток көзі мен дистанциялық басқару элементтерінен құралады. Жанғыш қоспаны ендіру және қайта шығару жүйесіне түтіктер, ауа сүзгі және бәсеңдеткіш жатады. Газды І. ж. қ. көбінесе табиғи немесе сұйық отынның жануы кезінде пайда болатын газбен жұмыс істейді. Ол сонымен қатар қатты отынның шала жануы кезінде бөлінетін газбен, металлург. және канализац. газбен де жұмыс істейді. Газды І. ж. қ-ның 4 тактілі және не 2 тактілі түрі бар. Қоспаның түзілуі және тұтану тәсілі бойынша газды І. ж. қ., сырттай қоспа түзіп ұшқыннан от алатын І. ж. қ., сырттай қоспа түзіп сығылу нәтижесінде тұтанатын І. ж. қ. және іштей қоспа түзіп ұшқынмен от алатын І. ж. қ. болып ажыратылады. Табиғи газбен жұмыс істейтін газды І. ж. қ. стационар электр ст-нда, компрессорлы газ айдайтын қондырғыларда, т.б. пайдаланылады. І. ж. қ. жұмысының тиімділігі, оның п.ә. коэфф-мен сипатталады. Кемелдендірілген І. ж. қ-ның ең үлкен п.э.коэфф. 44%. І. ж. қ-тар және басқа да жылу қозғалтқыштары гидравлик. және электрлік қозғалтқыштар сияқты тұрақты энергия көзіне (мыс., су қоры, электр ст., т.б.) тәуелді емес. І. ж. қ. қондырғылары кез келген жерде жұмыс істей алатындықтан, олар көлікте (автомобильде, а. ш. және жол құрылыс машиналарында, өздігінен жүретін әскери техникада) кеңінен пайдаланылады. Қазіргі кезде І. ж. қ-ның қуатын, сенімділігі мен ұзақ мерзімге шыдамдылығын арттыру, массасы мен габаритін кішірейту, олардың жаңа құралымдарын жасау (мыс., Ванкель қозғалтқышы) жұмыстары жүргізілуде. Сонымен бірге автомобиль көліктеріндегі карбюраторлы І. ж. қ-н дизельмен алмастыру, көп отынды қозғалтқышты пайдалану, айналу жиілігін арттыру мүмкіндіктері қарастырылуда.

Пайдаланылған cілтемелер