Automobiliai yra neatsiejama mūsų kasdienio gyvenimo dalis, todėl sunku įsivaizduoti gyvenimą be jų. Tačiau ar kada nors susimąstėte, kas slypi po jūsų automobilio variklio dangčiu? Automobilių varikliai yra sudėtingi mechanizmai, kurie degalus paverčia mechanine energija, kurios jėga yra varoma transporto priemonė. Variklis, motoras - energijos rūšies keitimo įtaisas, verčiantis kokios nors rūšies energiją į mechaninę. Automobilio variklis yra neabejotinai sudėtingiausia automobilio dalis. Jis generuoja galią, taip leisdamas automobiliui judėti į priekį.
Yra keli automobilių variklių tipai, ir kiekvienas iš jų pasižymi unikaliomis savybėmis ir privalumais. Šiandien rinkoje rasite daugybę skirtingų variklių tipų, kurių kiekvienas turi savų privalumų ir trūkumų. Nėra vieno tobulo visiems automobiliams tinkamo variklio, todėl svarbu pasirinkti tinkamą variklį savo automobiliui.
Pagrindiniai automobilių variklių tipai
Benzininis variklis
Benzininiai varikliai yra labiausiai paplitęs automobilių variklių tipas. Jie varomi benzinu ir paprastai užtikrina gerą galią bei degalų naudojimo efektyvumą. Benzinas yra lakus, nuodingas, lengvai užsidegantis, turintis aštrų kvapą bespalvis skystis, gaunamas tiesiogiai distiliuojant naftą. Benzino sudėtis priklauso nuo pačios naftos sudėties ir perdirbimo technologijos. Aromatinų angliavandenilių gali būti nuo 10-12 % iki 40 %, kai kuriose benzino rūšyse gali būti iki 20% benzeno. Skirstomas į neetiliuotą ir etiliuotą (nuodingesnis), apibūdinamas oktaniniu skaičiumi, frakcine sudėtimi, gebėjimu oksiduotis, rūgštingumu, sieros kiekiu, spalva. Labai pavojingas etiliuotas benzinas, į kurį įeina tetraetilšvino. Kadangi šiuo metu dėl kenksmingumo švino junginiai detonacijai išvengti Europoje praktiškai nenaudojami, benzinas su švinu dabar yra įdomus tik istoriniu požiūriu. Dabar vietoj švino naudojami kitokie, nekensmingi kalio organinių jungunių tepimo priedai.
Lietuvos Energetikos ministerijos ir Standartizacijos departamento įsakyme Nr.52/37 yra numatytos tokios Lietuvoje parduodamo benzino rūšys, kurių kokybė turi atitikti to įsakymo reikalavimus:
- 76 OS variklių benzinas;
- 80 OS variklių benzinas;
- 91 OS variklių benzinas;
- 92 OS etilinuotas variklių benzinas;
- 92 OS neetilinuotas variklių benzinas;
- 93 OS variklių benzinas;
- 95 OS variklių benzinas;
- 96 OS variklių benzinas;
- Aukštos kokybės (95 OS ir daugiau) variklių benzinas.
Benzinas skirstomas pagal sezoniškumą - tai benzino rūšys, kurios esti skirtingos vasarą ir žiemą, taip pat skirtinguose klimato zonose. Benzinas yra lakus skystis, todėl jo eksploatacinėms savybėms labai svarbu aplinkos temperatūra. Kad variklis geriausiai dirbtų konkrečiomis klimato sąlygomis, būtina naudoti tam tikro lakumo benziną. Daugumoje pasaulio šalių benzino sezoniškumą nusako jo lakumo klasės. Kitur benzinas tik skirstomas į vasarinį ir žieminį.
Variklis gerai dirba tada, kai benzino sudėtis atitinka variklio konsistencinius ypatumus bei darbo režimą, taip pat kai benzinas be sutrikimų tiekiamas varikliui. Benzinas, skirtas šiuolaikiniams varikliams, turi netepti ir neteršti variklio, degalų tiekimo ir išmetimo sistemų. Suteikti benzinui teigiamą savybių derinį vien tik koreguojant jo cheminę sudėtį yra neįmanoma, todėl benzino priedai yra labai svarbūs ir jų parinkimui bei tarpusavio suderinimui naftos produktų gamintojai skiria daug dėmesio. Esant gausybei nevienodų efektyvumų priedų rūšių, naftos kompanijos gali kurti savo firminius produktus su išskirtinėmis savybėmis. Taip „Shell“, „Neste“, „Texaco“, „Aral“ ir kitų kompanijų naujieji reformuluoti benzinai tapo išskirtiniais ne tik patobulinus benzino sudėtį, bet ir sukūrus originalius priedų rinkinius.
Dyzelinis variklis
Dyzeliniai varikliai yra panašūs į benzininius, tačiau vietoj jų naudojami dyzeliniai degalai. Jie varomi dyzeliniais degalais ir paprastai yra efektyvesni už benzininius variklius. Jie taip pat paprastai tarnauja ilgiau dėl specifiškos sandaros ir naudojamų dalių. Dyzelinių variklių pagrindinis skirtumas nuo benzininių - uždegimo sistema. Dyzeliniai varikliai veikia kompresinio uždegimo įpurškimo sistema. Šiuose varikliuose degalai įpurškšti į degimo kamerą užsidega dėl joje esančios karšto oro temperatūros. Aukštą oro temperatūrą lemia adiabatinis suspaudimas (procesas, kurio metu tarp sistemos ir aplinkos nevyksta šilumos mainai). Šiuose varikliuose suspaudžiamas tik oras, bet ne degalai.
Hibridinis variklis
Hibridiniuose varikliuose benzininis variklis derinamas su elektriniu varikliu, taip padidinant degalų naudojimo efektyvumą ir sumažinant išmetamųjų teršalų kiekį. Hibridinės transporto priemonės varomos ir benzininiu varikliu, ir elektros varikliu. Jos pasižymi ir elektrinių, ir benzininių transporto priemonių privalumais, tačiau jų įsigijimas gali būti brangesnis.
Elektrinis variklis
Elektriniai varikliai varomi elektra ir akumuliatoriais. Jie neišmeta jokių teršalų ir yra itin tylūs bei efektyvūs. Elektrinės transporto priemonės varomos ne tradiciniais benzininiais ar dyzeliniais varikliais, o elektros varikliais. Jie tampa vis populiaresni dėl ekologiškumo ir mažų eksploatavimo išlaidų. Elektrinis variklis elektros energiją paverčia mechanine energija. Įkraunami elektromobiliai, arba tiesiog elektromobiliai. Šie automobiliai varomi vien tik elektra.
Rotacinis variklis (Wankelio variklis)
Rotaciniai varikliai unikalūs tuo, kad juose vietoj stūmoklių naudojamas besisukantis trikampio formos rotorius. Wankelio variklis yra rotacinio variklio tipas, kuriame naudojamas trikampio formos rotorius su ovalo formos korpusu. Wankelio varikliai yra kompaktiški, lengvi ir pasižymi dideliu galios ir svorio santykiu. F. Vankelis (Vokietija) sukūrė rotorinį vidaus degimo variklį.
Variklis su turbokompresoriumi
Varikliuose su turbokompresoriumi naudojamas turbokompresorius, kuris padidina į variklį patenkančio oro kiekį, todėl padidėja galia. Turbokompresorius - tai prie variklio montuojamas įtaisas, skirtas variklio darbo efektyvumui pagerinti ir našumui padidinti. Turbokompresorių sudaro dvi pusės sujungtos velenu. Vienoje pusėje karštos išmetamosios dujos suka turbiną, kuri sujungta su kita turbina, įsiurbiančia orą ir suspaudžiančia jį į variklį. Šis suspaudimas suteikia varikliui papildomos galios ir efektyvumo, nes į degimo kamerą patenka daugiau oro, o tai leidžia įpilti daugiau degalų ir padidinti galią.
Alternatyvūs degalai
Alternatyva benzinui bei dyzelinui - dujiniai degalai, kurie gali būti naudojami tiek benzininiuose, tiek ir dyzeliniuose varikliuose. Dujų šilumingumas yra didesnis už skystųjų degalų, tačiau joms sudegti reikia daugiau oro, todėl variklio galia yra keliolika procentų mažesnė.
Dar naudojami alternatyvieji degalai - tai ne iš tradicinių išteklių gaunami skystieji ir dujiniai degalai. Ši degalų rūšis savo savybėmis labai skiriasi nuo benzininių ir dyzelinių degalų, todėl norint juos praktiškai panaudoti reikės iš esmės keisti variklių technines charakteristikas.
Automobilio variklio sandara ir priežiūra
Variklį sudaro dvi pagrindinės dalys: cilindrų blokas - variklio pagrindinių judančių dalių korpusas bei nuimamas viršutinis dangtis - cilindrų galvutė. Variklio blokas yra pagrindinė variklio dalis. Jame yra kelios angos cilindrams, vandeniui bei alyvai, kuriomis, tekant skysčiams, aušinamas ir tepamas variklis. Variklio bloke taip pat yra stūmokliai, alkūninis velenas, paskirstymo velenas ir nuo keturių iki dvylikos cilindrų. Cilindrų galvutėje yra daug elementų, įskaitant vožtuvų spyruokles, vožtuvus, stūmoklius, svirteles ir paskirstymo velenus, kuriais valdomi kanalai, leidžiantys įsiurbiamam orui patekti į cilindrus įsiurbimo takto metu.
Alkūninis velenas yra apatinėje variklio bloko dalyje. Šis mechanizmas per švaistiklį yra sujungtas su stūmokliais. Alkūninis velenas variklio stūmoklio judesį aukštyn ir žemyn paverčia sukamuoju judesiu. Smagratis, tai apvalus skirstymo veleno elementas. Jis atsakingas už transporto priemonės eigos išlyginimą.
Dujų paskirstymo mechanizmas kontroliuoja savalaikį oro įsiurbimą į cilindrus ir išmetamųjų dujų pašalinimą iš jų. Jį sudaro vožtuvai su spyruoklėmis, paskirstymo velenas su krumpliaračiais ir dalys, perduodančios veleno judesį vožtuvams. Dujų paskirstymo mechanizmo grandinė perduoda pavarą iš alkūninio veleno krumpliaračio į skirstymo veleno krumpliaratį. Dujų paskirstymo sistemoje yra įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai. Šiuolaikiniuose varikliuose yra naudojami nuo vieno iki trijų įsiurbimo vožtuvų ir vienas arba du išmetimo vožtuvai vienam cilindrui. Įsiurbimo vožtuvai su spyruoklėmis reguliuoja oro tiekimą į cilindrus iš įsiurbimo sistemos. Išmetimo vožtuvai su spyruoklėmis reguliuoja išmetamųjų dujų šalinimą iš cilindrų į išmetimo sistemą.
Alyva yra būtina variklio tepimui. Ji sumažina trintį variklyje, o tai mažina jo temperatūrą. Kai variklis gerai suteptas, jis veikia efektyviai ir leidžia pasiekti didesnę degalų ridą. Alyvą reikėtų keisti pagal automobilio gamintojo rekomendacijas ar dar dažniau - tai tikrai nepakenks. Taip pat svarbu pilti ir automobiliui tinkamą bei kokybišką alyvą. Laiku nepakeitsta alyva užsineša priemaišomis, kurių nebegali išfiltruoti filtras, o jos gadina turbokompresorių. Alyvos siurblys perpumpuoja alyvą. Alyvos dugninė, tai metalinis indas, dengiantis variklio bloko dugną. Jis tarnauja kaip rezervuaras, kuriame saugoma variklio alyva, cirkuliuojanti po variklį. Alyvos filtras skirtas pašalinti šiukšles, purvą ir metalo fragmentus iš variklio alyvos. Alyvos lygio jutiklis naudojamas alyvos lygiui stebėti.
Variklio aušinimo skystis, arba antifrizas. Šis skystis iš variklio pašalina perteklinę šilumą. Aušinimo skystis taip pat apsaugo nuo metalinių dalių rūdijimo ir plastikinių ar guminių komponentų korozijos. Jei variklyje nėra aušinimo skysčio, vidaus degimo metu išsiskirianti šiluma perkaitins variklį ir jis užsikirs. Aušinimo skysti taip pat vertėtų naudoti tokį, kokį rekomenduoja automobiliui gamintojas. Aušinimo sistemos paskirtis yra nuolat palaikyti tinkamą variklio temperatūra. Ji pašalina šilumos perteklių ir apsaugo variklio cilindrų sieneles nuo perkaitimo. Aušinimo skysčio siurblys yra varomas diržu nuo alkūninio veleno. Veikdama siurblio sparnuotė išstumia aušinimo skystį iš siurblio. Termostatas reguliuoja automobilio aušinimą.
Variklio izoliacija neleidžia variklio skleidžiamam karščiui ir triukšmui patekti į automobilio saloną. Automobiliu garso izoliacijai naudojamos medžiagos skirstomos į vibraciją izoliuojančias, garsą izoliuojančias arba garsą sugeriančias.
Engines 101: The Basics of How Engines Work | Toyota
Norint džiaugtis automobiliu ilgai ir be rūpesčių, svarbu profilaktiškai atlikti pagrindines variklio priežiūros procedūras. Tinkama automobilio priežiūra yra esminė siekiant išlaikyti jo ilgaamžiškumą ir efektyvumą. Kad automobilio variklis būtų geros būklės, svarbu laikytis reguliaraus techninės priežiūros grafiko. Laikydamiesi šių paprastų veiksmų užtikrinsite, kad jūsų automobilio variklis bei pats automobilis sklandžiai ir efektyviai veiktų ilgesnį laiką.
Supratimas apie automobilių variklių anatomiją ir tipus gali padėti priimti pagrįstus sprendimus perkant ir prižiūrint automobilį. Automobilių varikliai yra esminė mūsų transporto dalis. Žinant apie skirtingus variklio tipus ir jų anatomiją, galime geriau suprasti ir prižiūrėti savo automobilį.