El primer motor

La tecnología general de los automóviles cambia cada día que pasa, y el progreso de la tecnología de los motores, que es el corazón de los automóviles, ha atraído más atención. Ahora, al introducir un motor de automóvil: la tecnología de sincronización variable de válvulas, la tecnología de doble árbol de levas en cabeza, la tecnología de inyección directa en el cilindro, la tecnología de gestión de cilindros VCM, la tecnología de turbocompresor, etc., se han utilizado ampliamente. Los materiales también se están desarrollando en la dirección del aligeramiento; : los motores totalmente de aluminio se utilizan ampliamente en la actualidad; la contaminación de los automóviles también es inevitable, por lo que las nuevas tecnologías energéticas incluyen rieles de alto voltaje de motores diésel, pilas de combustible, energía híbrida y energía eléctrica pura que también se han vuelto populares, pero parece. Si retrocedemos a la historia de los motores podremos comprender mejor los tremendos cambios que han ocurrido en la tecnología automotriz durante los últimos 100 años. El rápido desarrollo de la tecnología automotriz también se puede ver en los libros de texto sobre automóviles de mi país: ¡el desarrollo de nuevas tecnologías ha dificultado que los libros de texto sobre automóviles se mantengan al día! Hoy en día, la mayoría de los libros de texto sobre automoción todavía utilizan los motores de Dongfeng Motor como ejemplos, y los motores Dongfeng siguen siendo motores anticuados con carburadores, que están simplemente a siglos de diferencia de los motores totalmente electrónicos de hoy. La etapa exploratoria anterior al motor de gasolina se remonta a los inicios del automóvil. En aquella época, el automóvil era ridiculizado por los carruajes tirados por caballos y provocaba una grave contaminación, pero la importancia de su inicio fue extraordinaria. A mediados del siglo XVIII, Watt inventó la máquina de vapor. Después de eso, la gente empezó a imaginar la instalación de la máquina de vapor en un automóvil para transportar personas. N.J. Cugnot de Francia fue la primera persona en instalar una máquina de vapor en un automóvil. En 1770, Guynew construyó una locomotora de vapor de tres ruedas. Este vagón mide 7,23 metros de largo y tiene una velocidad de 3,5 kilómetros por hora. Es la primera locomotora de vapor del mundo. En 1771, Cournot mejoró el vagón de vapor, que podía alcanzar una velocidad de 9,5 kilómetros por hora y remolcar de 4 a 5 toneladas de carga. En 1858, Reno, que se estableció en París, Francia, inventó el motor de gas y solicitó una patente en 1860. El motor reemplaza el vapor de la máquina de vapor alternativa con una mezcla de gas y aire, usa baterías y bobinas de inducción para generar chispas eléctricas, y usa las chispas eléctricas para encender la mezcla y explotar. Este tipo de motor tiene cilindros, pistones, bielas, volantes, etc. El motor de gasolina es el producto principal del motor de combustión interna porque la relación de compresión del motor de gasolina es cero. En 1867, el alemán Nicolaus August Otto se inspiró en el motor de gas desarrollado en Reno. Investigó mucho sobre los motores de gas y produjo un motor neumático de gas horizontal que luego fue mejorado y exhibido en Francia. en exposiciones internacionales. Debido a su alta eficiencia, el motor despertó un gran interés entre los visitantes. Durante el largo proceso de investigación, Otto propuso la teoría de cuatro tiempos del motor de combustión interna, que sentó las bases teóricas para la invención del motor de combustión interna. Los alemanes Aumler y Karl Benz desarrollaron cada uno un moderno motor de gasolina basado en los principios del motor de Otto, allanando el camino para el desarrollo de los automóviles. El Mercedes-Benz No. 1 está equipado con un motor de gasolina monocilíndrico de dos tiempos

1886 se considera la fecha de nacimiento del automóvil, y siempre se ha hablado de Mercedes-Benz. Pero su unidad de potencia estaba realmente "en mal estado": el primer "Mercedes-Benz de tres ruedas" estaba equipado con un motor de gasolina monocilíndrico horizontal de dos tiempos con una velocidad máxima de 16 kilómetros por hora. Este era el motor del primer coche. En aquella época, la valiente señora Carl Benz conducía este Mercedes-Benz nº 1 cuesta arriba y necesitaba que su hijo empujara el carro. Por supuesto, se calaba en el camino y la dirección fallaba. no funcionaba correctamente y tuvo que caminar 100 kilómetros hasta casa de sus padres durante todo el día. Aplicación de los motores de cuatro tiempos El motor de cuatro tiempos fue desarrollado por el alemán Otto. Pero en los coches aplicados hay que mencionar a Daimler. Se convirtió en la primera persona en instalar un motor de cuatro tiempos en un coche porque ayudó a Otto a desarrollar un motor de cuatro tiempos. Evidentemente, pasar de un cuatro tiempos a uno de dos tiempos es una gran mejora. El equilibrio y la eficiencia de combustión del motor de cuatro tiempos son mejores. Básicamente, toda la tecnología de motores de automóviles actual utiliza tecnología de cuatro tiempos. Una vez determinado el modo de funcionamiento básico del motor, alguien cuestionó la tradición. Motor rotativo

Motor rotativo exclusivo de Mazda

En 1957, el alemán Wankel inventó el motor de pistón rotativo, que es una rama importante en el desarrollo de los motores de gasolina. La característica del motor rotativo es que utiliza un mecanismo que combina la línea epitrocoidal del círculo del rotor interior y la línea cicloide interior del círculo del rotor exterior. No tiene biela de cigüeñal ni mecanismo de válvula, y puede convertir directamente el movimiento del pistón triangular. en movimiento rotacional. Su número de piezas es un 40% menor que el de la gasolina de pistón alternativo. Es liviano, de tamaño pequeño, de alta velocidad y de gran potencia. En 1958, Wankel cambió el rotor exterior por un rotor fijo para el movimiento planetario, creando un nuevo motor de pistón rotativo con una potencia de 22,79 kilovatios y una velocidad de 5500 rpm. Esta máquina tiene un importante valor de desarrollo y ha atraído la atención de varios países. La Toyo Corporation (Mazda Corporation) de Japón compró el prototipo del motor rotativo y lo instaló en el automóvil. Se puede decir que el motor rotativo nació en Alemania y creció en Japón. Hoy en día, el motor rotativo todavía sólo lo utiliza Mazda. No sé cuándo florecerá por completo la tecnología única de Mazda. Una vez determinada la forma de funcionamiento del motor, se perfecciona la tecnología del motor. A medida que pasa el tiempo, muchos diseños de motores clásicos ya no pueden satisfacer las necesidades de las personas. El carburador del motor fue inventado por primera vez en 1892 por el estadounidense Durie.

Con la evolución de la tecnología, las funciones de los carburadores se han vuelto más completas. Hasta mediados y finales del siglo pasado, los carburadores se dividían en cinco partes: sistema principal de suministro de combustible, sistema de arranque, sistema de ralentí, sistema de enriquecimiento de carga grande (economizador) y. Acelera el sistema. La función de las cinco partes es vaporizar la gasolina según las necesidades del motor en diferentes circunstancias, mezclarla con aire en una determinada proporción para formar una mezcla combustible e ingresar al cilindro en una cantidad adecuada en el momento oportuno.

Las ventajas del carburador "antiguo" son: puede controlar la relación aceite-gas del motor de combustión interna a un nivel ideal y siempre funcionará sin cambios independientemente del clima o la temperatura. Además, el carburador tiene un bajo costo, alta confiabilidad y es fácil de reparar y mantener. Por supuesto, los carburadores también tienen muchas debilidades: por ejemplo, durante el arranque en frío, el ralentí, la aceleración rápida o en entornos de baja presión, un método de suministro de aceite tan fijo en realidad no puede satisfacer completamente las necesidades operativas del motor e incluso puede producir humo negro y una combustión incompleta. y caballos de fuerza insuficientes. Por lo tanto, desde 2002, China prohibió la venta de automóviles con carburador y, desde entonces, todos los modelos han cambiado a motores de inyección electrónica. Por supuesto, los motores de tipo carburador circulan actualmente por las carreteras. A medida que pase el tiempo, los motores de tipo carburador desaparecerán por completo del escenario de la historia. Motor EFI EFI apareció por primera vez en 1967 con el dispositivo de inyección electrónica tipo D desarrollado por la empresa alemana Porsche y posteriormente se utilizó en automóviles alemanes como Volkswagen. Este dispositivo utiliza la presión dentro del tubo de admisión como parámetro, pero en comparación con el carburador, todavía tiene las desventajas de una estructura compleja, alto costo e inestabilidad. En respuesta a estas deficiencias, Pausch ha desarrollado un dispositivo de inyección de gasolina controlado electrónicamente tipo L. Utiliza el flujo de aire en el tubo de admisión como parámetro y puede determinar directamente el volumen de aire de admisión en función de la relación entre el flujo de aire de admisión y el. Velocidad del motor. Según este se inyecta la gasolina correspondiente. Debido a su diseño razonable y funcionamiento confiable, este dispositivo es ampliamente utilizado por las empresas fabricantes de automóviles europeas y japonesas y sentó las bases del prototipo del dispositivo de inyección de combustible controlado electrónicamente de hoy.

Los motores de inyección electrónica se han popularizado por completo hasta ahora. La computadora de conducción del sistema EFI detectará la temperatura del motor, el flujo de aire de admisión, los cambios de velocidad y las condiciones de vibración en cualquier momento, y ajustará el suministro de combustible y. encendido de acuerdo con las necesidades reales, por lo que puede lograr un equilibrio bastante bueno en potencia de salida, economía de combustible y rendimiento de emisiones. Al mismo tiempo, para aumentar la entrada de aire del motor y mejorar la eficiencia del combustible, el motor evolucionó desde la temprana inyección de un solo punto a la inyección multipunto, y el número de válvulas aumentó de dos a cinco. El más avanzado actualmente es el motor de inyección electrónica equipado con tecnología de válvula variable VVT. En términos generales, la mayor ventaja del sistema de inyección electrónica de combustible es que el suministro de combustible se controla con mucha precisión, lo que permite que el motor tenga una relación aire-combustible correcta en cualquier condición. No solo el motor sigue funcionando sin problemas, sino también sus gases de escape. También puede cumplir con las regulaciones ambientales. Sin embargo, el sistema de inyección electrónica de combustible no es el más científico. Debido a las limitaciones inherentes de la estructura del motor de combustión interna, la boquilla de inyección electrónica está instalada al lado de la válvula y la inyección de combustible y gas solo se puede completar cuando la válvula está abierta. Por lo tanto, la inyección se verá afectada por la apertura y. ciclo de cierre, provocando un retraso, afectando así el control del tiempo de inyección por parte de la computadora. Afortunadamente, este problema se ha resuelto mediante la tecnología de inyección directa en el cilindro. En los últimos dos años, cuando los fabricantes europeos y estadounidenses se dieron cuenta de que la investigación y el desarrollo de la tecnología de inyección electrónica habían entrado en un período de cuello de botella, la tecnología de inyección directa en cilindros se convirtió en el foco principal de los principales fabricantes. En la actualidad, los motores de inyección directa en cilindros que han atraído mucha atención en el mercado incluyen: el motor de inyección directa en cilindros Audi FSI y el motor de inyección directa de modo dual Cadillac SIDI. En comparación con los motores EFI, el inyector de combustible de los motores de inyección directa en el cilindro se mueve dentro del cilindro. Por lo tanto, la cantidad de aceite y gas en el cilindro no se verá afectada por la apertura y el cierre de la válvula. determina el momento y la cantidad de inyección de combustible. En cuanto a la válvula, solo controla el tiempo de entrada del aire, y los dos se mezclan antes de ingresar al cilindro. Dado que el espacio y el tiempo de mezcla del petróleo y el gas son bastante cortos, el sistema de inyección directa en el cilindro debe depender de una alta presión para presionar el combustible desde el inyector hacia el cilindro para lograr un alto grado de atomización, mezclando así mejor el aceite y el gas. gas. Entre ellos, cuanto mayor es la relación de compresión del motor mixto de petróleo y gas, más potente es su rendimiento energético y el correspondiente efecto de ahorro de energía es más obvio. La relación de compresión del motor de inyección directa FSI de 3,2 litros de Audi alcanza 10,3:1; la relación de compresión del motor de inyección directa en cilindro SIDI de modo dual de 3,6 litros de Cadillac alcanza 11,3:1. Además, la mayoría de las cámaras de combustión y pistones del sistema de inyección directa en el cilindro también tienen ranuras guía especiales, de modo que el petróleo y el gas pueden generar vórtices ciclónicos después de ingresar a la cámara de combustión para mejorar el efecto de atomización y la eficiencia de la combustión de la mezcla. petróleo y gas. En términos generales, la potencia máxima de un motor que utiliza tecnología de inyección directa en cilindros es entre un 10% y un 15% mayor que la de un motor de inyección multipunto de la misma cilindrada, y el par máximo se puede aumentar entre un 5% y un 10%. . Una mejora de este tipo puede describirse como un cambio cualitativo y es difícil lograr este efecto simplemente aumentando el número de válvulas. Continúan surgiendo nuevas tecnologías de motores. Una vez determinados el modo de funcionamiento del motor y el método de inyección de combustible, la evolución del motor no termina. Las generaciones anteriores de fabricantes de automóviles han hecho incansables esfuerzos para mejorar la tecnología del motor. Algunas mejoras ni siquiera pueden registrarse. Se nota que ahora el motor funciona más suave y las vibraciones no son tan intensas. La economía de combustible también es mejor y la potencia es mayor. Y todo esto depende del uso de nuevas tecnologías.

Para mejorar la entrada de aire, existen: ECVT de Honda, VVT-I de Toyota, CVVT de Hyundai, DVVT de GM y otras tecnologías de sincronización variable de válvulas, para obtener una mejor relación aire-combustible, existe la tecnología de inyección estratificada TFSI de Volkswagen, VIS; tecnología de admisión variable, tecnología de intercooler turboalimentado, etc., para minimizar la contaminación ambiental, se agregan al tubo de escape un sensor de oxígeno, un convertidor catalítico de tres vías y tecnología de reciclaje de desechos. En la actualidad, debido al grave impacto de la contaminación ambiental, los requisitos de emisiones de escape de los automóviles son cada vez mayores. La eliminación de la tecnología de motores antigua se ha vuelto inevitable y también se están desarrollando continuamente más tecnologías que utilizan plenamente la energía. Al mismo tiempo, debido al enorme impacto de la crisis energética mundial, las nuevas tecnologías energéticas que ahorran más energía seguramente desempeñarán un papel importante en el desarrollo de la tecnología de motores. El motor del automóvil finalmente muere. Si miramos la dirección de estímulo de la política automovilística de China, los vehículos puramente eléctricos se han convertido en el foco del apoyo de la política internacional y las instalaciones de apoyo han comenzado a funcionar en ciudades piloto. Los automóviles sin motor están cambiando nuestro automóvil centenario. historia. Fuera de China, otros importantes fabricantes de automóviles también están desarrollando sus propias nuevas tecnologías energéticas. También han logrado muchos avances en la investigación y el desarrollo de la energía del hidrógeno y los vehículos eléctricos puros. La tendencia de desarrollo de los automóviles en el siglo XXI es dejar que el rugido de los motores se retire del escenario de la historia.