Ένας τύπος των Μ.Ε.Κ (Μηχανών Εσωτερικής Καύσεως) είναι ο τετράχρονος κινητήρας ο οποίος επικρατεί κατα κράτος στα σύγχρονα οχήματα (λεπτομέρεις λειτουργίας σε άλλο post).H βασική αρχή του τετράχρονου είναι οτι εκτελεί τέσσερις χρόνους λειτουργίας σε δύο περιστροφές του στροφάλου οι χρόνοι αυτοί είναι:
1.Εισαγωγή (ο χρόνος οπου το καύσιμο μείγμα εισέρχεται στον κύλινδρο)
2.Συμπίεση (ο χρόνος οπου το καύσιμο μείγμα συμπιέζεται στον κύλινδρο)
3.Εκτόνωση (ο χρόνος οπου το καυσιμο μείγμα αναφλέγεται και η πίεση των αερίων ωθεί το έμβολο προς τα κάτω)
4.Εξαγωγή (ο χρόνος οπου τα καυσαέρια απο την καύση εξέρχονται του κυλίδρου)
Ο μοναδικός ωφέλιμος χρόνος είναι η εκτονωση κατα την οποία μόνο τότε παράγει έργο (ενέργεια) ο κινητήρας οι άλλοι τρείς θεωρούνται νεκροί χρόνοι.
- Σχηματική παράσταση των χρόνων ενός τετράχρονου βενζινοκινητήρα
- 4s_seq.gif (54.99 KiB) 3869 προβολές
[youtubehd]http://www.youtube.com/watch?v=sFTio-MBbP8[/youtubehd]
Ο κινητήρας αποτελείται απο πολλά επιμέρους στοιχεία,εξαρτήματα και υποσύνολα που όλα μαζί σαν σύνολο αποτελούν την καρδιά του οχήματος.
Τρεις είναι οι μεγάλες κατηγορίες των κινητήρων:
α. Ο εν σειρά κινητήρας
β. Ο κινητήρας διάταξης ¨V¨
γ. Ο επίπεδος κινητήρας (boxer).
Ανάλογα τον τρόπο χρήσης,τις διαστάσεις του αμαξώματος,και την κλάση του οχήματος οι κινητήρες ταξινομούνται ανάλογα με τον αριθμό των κιλίνδρων και τις κατηγορίες που προανέφερα έτσι έχουμε:
1.Τον βασικό μονοκύλινδρο ο οποίος χρησιμοποιήται μόνο σε δίκυκλα.
2. Σε δικύλινδρο έχουμε εν σειρά ή διάταξης ¨V¨.
3. Σε τρικύλινδρο μόνο εν σειρά
4. Σε τετρακύλινδρο σε όλες τις κατηγορίες (εν σειρά,¨V¨,και επίπεδο (boxer)
5. Σε πεντακύλινδρο μόνο εν σειρά
6. Σε εξακύλιδρο εν σειρά,διάταξης ¨V¨ και επίπεδο (boxer)
7. Σε οκτακύλινδρο μόνο σε ¨V¨ (σε παλιά αυτοκίνητα υπήρχε και εν σειρά)
8. Σε δεκακύλινδρο σε ¨V¨ και επίπεδο (boxer)
9. Σε δωδεκακύλινδρο σε ¨V¨ και επίπεδο (boxer)
Όπως βλέπουμε λοιπόν ο πιο διαδεδομένος είναι ο τετρακύλινδρος και αυτό γιατί μπορεί να κυβιστεί αρκετά (μέχρι 2400cc) αποκτώντας μια αξιοσημείωτη ιπποδύναμη,έχει σχετικά μικρό κόστος κατασκευής,λιγότερα σχετικά κινούμενα μέρη και μικρό σχετικά όγκο.
α. Ο εν σειρά κινητήρας:Ο εν σειρά κινητήρας είναι απο τις πιο διαδεδομένες κατηγορίες,οι κυλινδροί του τοποθετούνται εν σειρά,κάνοντας έτσι ευκολότερη άρα και φθηνότερη την κατασκευή του κορμού του (block),η κεφαλή μπαίνει στο πάνω μέρος του κορμού και το κάτω μέρος κλείνεται με την ελαιολεκάνη (κάρτερ).
1.Ο μονοκύλινδρος κινητήρας είναι η πιο απλή και φθηνή κατασκευή η οποία δεν υπάρχει στα αυτοκίνητα αντίθετα είναι διαδεδομένος στα δίκυκλα,ο μονοκύλιδρος κινητήρας με έναν οφέλιμο χρόνο ανα δύο περιστροφές του στροφάλου αποτέλεσε την αρχή για την εξέληξή των υπολοίπων διατάξεων
2.Ο δικύλινδρος εν σειρά κινητήρας:Ο δικύλινδρος εν σειρά κινητήρας αποτέλεσε την πρώτη λύση για φθηνά αυτοκίνητα (Fiat 500) με δύο οφέλιμους χρόνους σε δύο περιστροφές του στροφάλου και τα κομβία των μπιελών διατεταγμένα ανα 180΄,υπέφερε απο υπερβολικούς κραδασμούς.
- Δικύλινδρος εν σειρά απο μοτοσυκλέτα.jpg (54.55 KiB) 3869 προβολές
3. Ο τρικύλινδρος εν σειρά κινητήρας:Ο τρικύλινδρος εν σειρά κινητήρας αποτελεί στη ουσία μια μέση λύση για μικρά αυτοκίνητα τόσο σε όγκο όσο και σε κυβισμό ο οποίος δεν ξεπερνά τα 1200cc.Με τρείς οφέλιμους χρόνους κάθε δύο περιστροφές του στροφάλου και τα κομβία των μπιελών διατεταγμένα ανα 120΄ είναι πιο ισορροπιμένος απο τον δικύλινδρο.
- Τρικύλιδρος εν σειρά.jpg (94.66 KiB) 3869 προβολές
4. Ο τετρακύλινδρος εν σειρα: Ο τετρακύλινδρος εν σειρα κινητήρας είναι ο πιο διαδεδομένος και χρησιμοποιήται ευρέως στα αυτοκίνητα παραγωγής λόγω της σχετικής ιπποδύναμης και κυβισμού που μπορεί να αποκτήσει,με τέσσερις οφέλιμους χρόνους σε δύο περιστροφές του στροφάλου και τα κομβία των μπιελών ανα 90΄ ο κινητήρας αυτός είναι σχετικά ισορροπιμένος και σε συνδιασμό με την σχετική αύξηση του κυβισμού του μπορεί να πετύχει αρκετά καλές επιδώσεις.
- Τετρακύλινδρος εν σειρά.jpg (54.21 KiB) 3869 προβολές
5. Ο πεντακύλινδρος εν σειρά: Ο πεντακύλινδρος εν σειρά κινητήρας είναι μια ¨πατέντα¨ που χρησιμοποιεί η AUDI υοθετώντας το σύστημα modular*.Με πέντε οφέλιμους χρόνους σε δύο περιστροφές του στροφάλου και τα κομβία των μπιελών ανα 72΄,ο κινητήρας αυτός εξαλήφει σχετικά τους κραδασμούς και καλύπτει σχετικά τους νεκρούς χρόνους των κυλίδρων.
- Πεντακύλινδρος εν σειρα.jpg (106.8 KiB) 3869 προβολές
6. Ο εξακύλινδρος εν σειρά: Ο εξακύλινδρος εν σειρά κινητήρας χρησιμοποιήται σε κυβισμούς απο 2400cc έως 4000cc με έξι περίπου ολοκληρωμένους οφέλιμους χρόνους σε κάθε δύο περριστροφές του στροφάλου υπερκαλύπτει τις ανάγκες σε ροπή,με τα κομβία των μπιελών διατεταγμένα ανα 60΄ είναι πιο ζυγισμένος απο τους προαναφερόμενους.Σοβαρό μειωνέκτιμα στη συγκεκριμένη διάταξη αποτελεί το μεγάλο μήκος του στροφάλου ο οποίος υπόκειτε σε μεγάλες στρεπτικές δυνάμεις καθώς και το μεγάλο μήκος του κινητήρα σαν σύνολο.
- Εξακύλιδρος εν σειρά.jpg (94.53 KiB) 3869 προβολές
β. Ο κινητήρας διάταξης ¨V¨: Ο ¨V¨ κινητήρας αποτελεί μια σύνθετη κατασκευή όπως λέει και το όνομά του οι κύλινδροι τοποθετούνται σε διάταξη ¨V¨,ανάλογα με τη περιεχόμενη γωνία των κυλίνδρων ως προς τον στρόφαλο έχουμε κινητήρα ¨V¨ με περιεχόμενη γωνία 60΄,κινητήρα ¨V¨ με περιεχόμενη γωνία 90΄ και κινητήρα ¨V¨ με περιεχόμενη γωνία 120΄.Η κατασκευή του κορμού εδώ είναι πιο σύνθετη και χρησιμοποιούνται δύο κεφαλές (μία ανα σειρά κυλίδρων).Όπως καταλαβαίνετε περισσότερα υλικά και δυσκολία στη κατασκευή ανεβάζουν και το κόστος παραγωγής.
1. Ο κινητήρας ¨V4¨ : Ο κινητήρας αυτός βγαίνει σε δύο παραλαγές με τα κομβία των μπιελών ανα 90΄ άρα εναν οφέλιμο χρόνο σε δύο περιστροφές του στροφάλου και με τα κομβία των μπιελών ανα 180΄ με δύο οφέλιμους χρόνους σε δύο περιστροφές του στροφάλου.Σοβαρό πλεονέκτιμα της συγκεκριμένης διάταξης είναι ο μικρός όγκος του συνόλου,όμως η απόδοσή του που μπορεί να επιτευχθεί απο έναν τετρακύλινδρο εν σειρα καθώς και το κόστος κατασκευής όπως επίσης και η πολυπλοκότητά του των καθιστά σπάνιο σε σε αυτοκίνητα παραγωγής.
- Τετρακύλινδρος V.jpg (66.42 KiB) 3869 προβολές
2. Ο κινητήρας ¨V6¨: Ο κινητήρας αυτός έχει τα κομβία των μπιελών,όπως άλλωστε και ο εν σειρά,διατεταγμένα ανα 60΄ με μιά μπιέλα ανα έμβολο ή διατεταγμένα ανα 120΄ με μια διπλή μπιέλα ανα δύο έμβολα.Η δεύτερη λύση αποτελεί και την καλύτερη μιας και χρειάζεται πιο κοντό άρα και πιο συμπαγές στρόφαλο.Ανάλογα με την περιεχόμενη γωνία των κυλίνδρων σε 60΄ ή 120΄ και την εφαρμογή της πρώτης ή της δεύτερης λύσης αυτός ο κινητήρας είναι απόλυτα ζυγησμένος και ομαλός κατα τη λειτουργία του.
- Ένας κορμός (μπλόκ) V6 κινητήρα.jpg (61.42 KiB) 3869 προβολές
3. Ο κινητήρας ¨V8¨: Ο κινητήρας αυτός χρησιμοποιήται σε αυτοκίνητα υψιλού κυβισμού και επιδόσεων.Με οκτώ οφέλιμους χρόνους σε δύο περιστροφές του στροφάλου και τα κομβία των μπιελών ανα 90΄ για τις μονές και 180΄ για τις διπλές (μπιέλες) ο κινητήρας αυτός αποτελεί την κορωνίδα όλων των κινητήρων.Βέβαια η πολυπλοκότητα κατασκευής και το κόστος τον καθιστούν απαγορευτικό για αυτοκίνητα ευρείας παραγωγής και κατανάλωσης.
- Οκτακύλινδος V.jpg (58.03 KiB) 3869 προβολές
- Οκτακύλινδος V 2.jpg (42.29 KiB) 3869 προβολές
- Στροφαλος οκτακύλινδρου V με διπλά κομβία μπιέλας.jpg (29.25 KiB) 3869 προβολές
4. Ο κινητήρας ¨V10¨ : Ο συγκεκριμένος κινητήρας παράγεται μόνο με διπλές μπιέλες και τα κομβία των μπιελών στο στρόφαλο διατεταγμένα ανα 72΄ πιο ομαλή λειτουργεία απο τον ¨V8¨ αλλά και πιο ακριβός στην κατασκευή.
5. Ο κινητήρας ¨V12¨: Ο συγκεκριμένος κινητήρας όπως και ο προήγούμενος ¨V10¨ παράγεται με διπλές μπιέλες μετα κομβία των μπιελών διατεταγμένα ανα 60΄ πλεονέκτημα του συγκεκριμένου κινητήρα είναι οτι με 12 οφέλιμους χρόνους σε δύο περιστροφές που στροφάλου δηλαδή έναν οφέλιμο χρόνο ανα 60΄ παρέχει υψηλούς ρυθμούς περιστροφής άρα και ιπποδύναμη.Μειονέκτιμα του είναι το κόστος και η πολυπλοκότητα κατασκευής μιας και τον κυβισμό του μπορεί να τον πετύχει (θεωρητικά) και ένας ¨V8¨ .
γ. Ο επίπεδος κινητήρας (boxer): Ο επίπεδος κινητήρας (boxer) είναι ένας κινητήρας οπου οι κύλινδροι είναι αντιτιθέμενοι, ο κορμός τους είναι πιο σύνθετος απο τους ¨V¨ και οι κεφαλές που χρησιμοποιούνται και εδώ είναι δύο.Σημαντικό πλεονέκτημα σε αυτούς τους κινητήρας είναι το μικρό ύψος τους που μειώνει το κέντρο βάρους αλλά και η κατασκευή τους που ειξώνει τις δυνάμεις αδρανείας κατα τους νεκρούς χρόνους.
1. Ο τετρακύλινδρος boxer: Ένας διαδεδομένος κινητήρας που χρησιμοποιήθικε ευρέως απο αυτοκίνητα ευρείας παραγωγής κυρίος λόγο του χαμηλού όγκου και κέντρου βάρους τέτοια αυτοκίνητα είναι η ALFA33,VW Σκαραβαίος με τα κομβία των μπιελών στο στρόφαλο διατεταγμένα ανα 180΄ και προκειμένου να εξισορροπούν τους νεκρούς χρόνους των τεσσάρων οφέλιμων φάσεων.
- Τετρακύλινδος Boxer.jpg (55.81 KiB) 3869 προβολές
2. Ο εξακύλιδρος boxer: Ο συγκεκριμένος κινητήρας χρησιμοποιήται κυρίος απο την Porsche στην 911 επιτυγχάνοντας έτσι με έναν μικρό σε όγκο κινητήρα υψηλές επιδόσεις,αξιοποιόντας όλα τα χαρακτηριστικά ενός ¨V¨.
- Εξακύλινδρος Boxer.jpg (55.46 KiB) 3869 προβολές
3. Ο δεκακύλινδρος boxer: Ο συγκεκριμένος κινητήρας έχει τα ίδια χαρακτηριστικά με τον ¨V¨ και χρησιμοποιήται σε αυτοκίνητα αγώνων λόγο του χαμηλού του ύψους που επιτρέπει χαμηλότερα αμαξώματα άρα και καλύτερο αεροδυναμικό συντελεστή επιτυγχάνοντας έτσι υψηλές επιδώσεις.
4. Ο δωδεκακύλινδρος boxer: Ο συγκεκριμένος κινητήρας έχει τα ίδια χαρακτηριστικά με τον ¨V¨ και χρησιμοποιήται σε αυτοκίνητα αγώνων λόγο του χαμηλού του ύψους που επιτρέπει χαμηλότερα αμαξώματα άρα και καλύτερο αεροδυναμικό συντελεστή επιτυγχάνοντας έτσι υψηλές επιδώσεις.
- 12 κύλινδρος boxer.jpg (59.84 KiB) 3869 προβολές
Βέβαια υπάρχουν και άλλες διατάξεις όπως ο οκτακύλινδρός ή δεκακύνδρος αστεροιδής οπου είχε εφαρμογή σε ελικοφόρα αεροπλάνα.Ακόμα υπάρχουν και εν σειρά δωδεκακύλινδροι κινητήρες σε μεγάλες πετρελαιομηχανές με μικρούς ρυθμούς περιστροφής αλλά μεγάλη ροπή.
Τέλος υπάρχει και ο δικύλιδρος boxer o οποίος χρησιμοποιούνταν απο το Fiat 500 και τις μοτοσυκλέτες BMW R51,R52,οποίος τώρα έχει σχεδόν καταργηθεί στις εφαρμογές της αυτοκίνησης
- Δικύλινδρος Boxer.jpg (45.39 KiB) 3869 προβολές
? Updates every