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Einführung
Dieses 3D-Modell zeigt einen Viertakt-Diesel-Verbrennungsmotor. Der Motor ist für Lastwagen, Transporter und LKWs usw. und nicht für kleine Personenkraftwagen gedacht. Alle Hauptkomponenten, die mit einem typischen Viertakt-Verbrennungsmotor dieser Größe verbunden sind, werden im Modell gezeigt. Eine Zusammenfassung jedes Motorteils folgt unten, gefolgt von einer detaillierten Beschreibung.
Erklärung der Motorteile
Ein Viertakt-Verbrennungsmotor besteht aus den folgenden Hauptteilen:
- Kipphebel – betätigt die Ventilbrücke oder den Ventilschaft.
- Ventilspiel – der Abstand zwischen Ventilspitze und Kipphebel.
- Ventilfeder – bringt die Ventile in die geschlossene Position zurück, wenn der Kipphebel keine Kraft ausübt.
- Kraftstoffeinspritzdüse - injiziert Kraftstoff.
- Kraftstoffeinlassrohr – leitet Kraftstoff zur Einspritzdüse.
- Ansaugventil – ermöglicht den Eintritt von Luft in den Verbrennungsraum.
- Auslassventil – ermöglicht das Austreten von Abgasen aus dem Verbrennungsraum.
- Kraftstoffeinspritzdüsenspitze – zerstäubt Kraftstoff in den Verbrennungsraum.
- Restvolumen – das Volumen zwischen dem oberen Totpunkt und der Oberseite des Zylinders.
- Hubvolumen – das Volumen, das durch den Hub des Kolbens und die Fläche der Zylinderbohrung bestimmt wird.
- Zylindervolumen – das Gesamtvolumen innerhalb des Zylinders.
- Zylinderbohrung – der Innendurchmesser des Zylinders.
- Verdichtungsverhältnis – das Verhältnis der Volumina im Zylinder. Benzinmotoren haben ein niedrigeres Verdichtungsverhältnis (6-9:1), während Dieselmotoren höhere Verdichtungsverhältnisse (14-20:1) aufweisen.
- Oberer Totpunkt (OT) – der höchste Punkt des Kolbens in Richtung Einlass- und Auslassventile.
- Stoßstange – überträgt Kraft von der Nockenwelle auf den Kipphebel.
- Kolbenboden – die Oberseite des Kolbens.
- Kolbenringnuten – Aufnahme für die Kolbenringe im Kolben.
- Kolbenringe - dichten den Raum zwischen Kolben und Zylinderlaufbuchse ab.
- Hub – die Strecke, die der Kolben vom unteren Totpunkt (UT) zum oberen Totpunkt (OT) zurücklegt.
- Kolben – der Kolben.
- Kolbenschürze – der untere Teil des Kolbens (kann kurz oder lang sein).
- Kolbenbolzen – verbindet Kolben und Pleuelstange.
- Zylinderwand – begrenzt den Verbrennungsraum (auch als Zylinderlaufbuchse bekannt).
- Zylinderlaufbuchse – die innere Oberfläche des Zylinders.
- Nockenwelle – steuert die Motorfunktionen wie Kraftstoffeinspritzung und Ventilsteuerung; wird von der Kurbelwelle angetrieben.
- Nocken – betätigt die Tassenstößel, um die Kipphebel zu bewegen.
- Nockenfolger – wird vom Nocken betätigt und überträgt die Bewegung auf die Stoßstange.
- Unterer Totpunkt (UT) – der niedrigste Punkt, den ein Kolben zur Kurbelwelle erreicht.
- Kühlwassersystem-Entlüftung.
- Kraftstofffilter
- Riemenspanner
- Kühlwasserpumpe
- Kurbelgehäuseentlüftungsfilter
- Ladeluftkühler
- Turbolader
- Anlasser
- Ölwanne
- Kipphebelabdeckung
Motorkomponenten (detailliert)
Das Entlüftungsventil wird verwendet, um Luft aus dem System zu entfernen. Es ist notwendig, die Luft nach dem Nachfüllen des Kühlwassersystems zu entlüften. Luft im System kann die Wärmeübertragung beeinträchtigen und Kavitation in der Kühlwasserpumpe verursachen.
Schmieröl wird kontinuierlich gefiltert, um zu verhindern, dass Metallpartikel Motorteile (Zylinderlaufbuchsen, Kolbenringe usw.) beschädigen.
Kraftstoff wird gefiltert, um zu verhindern, dass Verunreinigungen in den Verbrennungsraum gelangen; diese Partikel können Motorteile korrodieren und Einspritzdüsen verstopfen (was das Sprühbild verändert und die Effizienz des Motors verringert).
Riemenspanner
Der Riemenspanner hält den Riemen straff, auch wenn er sich im Laufe der Zeit dehnt; er erleichtert auch den Austausch des Riemens (entfernen Sie den Spanner und der Riemen lässt sich leicht entfernen).
Kühlwasserpumpe
Die Kühlwasserpumpe (oder 'Mantelwasserpumpe') zirkuliert Mantelwasser durch den Motor und hat zwei Zwecke. Sie sorgt dafür, dass die Wärme gleichmäßig durch den Motor abgeführt wird, und die Zirkulation des Mantelwassers ermöglicht die Entfernung der vom Motor erzeugten Wärme.
Hauptantriebsriemen
Der Hauptantriebsriemen überträgt Energie mittels eines Riemens. Der Hauptantrieb ermöglicht es, einen kleinen Teil der Gesamtleistung des Motors für den Antrieb von Nebenaggregaten wie der Mantelwasserpumpe und dem Generator zu nutzen.
Riemenspanner
Der Riemenspanner hält den Riemen straff, auch wenn er sich im Laufe der Zeit dehnt; er erleichtert auch den Austausch des Riemens (entfernen Sie den Spanner und der Riemen lässt sich leicht entfernen).
Ladeluftkühler
Ladeluft (komprimierte Luft) wird gekühlt, um die Dichte der Luft zu erhöhen. Die Erhöhung der Dichte bedeutet, dass mehr Sauerstoff für die Verbrennung pro Volumeneinheit verfügbar ist.
Die Luftdichte darf nicht zu hoch sein, da sonst Feuchtigkeit entsteht.
Kurbelgehäuseentlüftungsfilter
Luft-/Öldampf wird aus dem Kurbelgehäuse entlüftet. Öl aus dem Dampf wird abgeschieden und in das Kurbelgehäuse zurückgeführt, die Luft wird ausgestoßen. Die Abscheidung des Öls reduziert den Ölverlust und senkt die Betriebskosten.
Turbolader-Druckluftauslass
Komprimierte Luft wird oft als 'Ladeluft' bezeichnet.
Durch das Komprimieren der Luft kann die Sauerstoffdichte pro Volumeneinheit erhöht werden. Mehr Sauerstoff pro Zündzyklus steht für die Verbrennung zur Verfügung, und somit kann mehr Energie pro Verbrennungszyklus freigesetzt werden.
Turbolader-Lufteinlass
Umgebungsluft wird in den Turboladerkompressor gesaugt, aufgrund des Druckunterschieds, der entsteht, wenn der Kompressor in Bewegung ist.
Turbolader-Luftkompressor
Umgebungsluft wird vom Turbolader-Luftkompressor komprimiert, um die für die Verbrennung verwendete Luftdichte zu erhöhen.
Erhöhte Luftdichte führt zu erhöhter Sauerstoffdichte, was es ermöglicht, mehr Energie pro Verbrennungszyklus freizusetzen.
Zentralnaben-Rotationsbaugruppe (CHRA)
Die Welle und die Lager, die die Abgasturbolader-Turbine und den Turbolader-Luftkompressor verbinden, sind in der Zentralnaben-Rotationsbaugruppe (CHRA) untergebracht.
Turbolader-Abgasturbine
Abgase aus der Brennkammer treiben eine Abgasturbine an. Die Abgasturbine ist auf einer gemeinsamen Welle mit dem Luftkompressor verbunden.
Abgasauslass
Nach der Abgasturbine wird das Abgas ausgestoßen und in die Atmosphäre abgegeben.
Hinweis: Ein Rohr würde den Turboladerabgas mit der Atmosphäre verbinden (hier nicht gezeigt). Ein Schalldämpfer kann auch zur Geräuschreduzierung verwendet werden.
Antriebswelle
Die Antriebswelle verbindet den Motor mit dem vorgesehenen Energieempfänger. Normalerweise wird ein Getriebe oder eine Kupplung als Zwischenstück installiert; dies ermöglicht eine bessere Kontrolle darüber, wie die Motorleistung genutzt wird.
Ein Schwungrad speichert Rotationsenergie und widersteht Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit. Im Wesentlichen ist ein Schwungrad eine schwere Metallscheibe, die die Verbrennungszyklen des Motors glättet. Die Menge an Energie, die im Schwungrad gespeichert ist, ist die Quadratwurzel seiner Rotationsgeschwindigkeit.
Der Motorblock beherbergt die inneren Teile des Motors. Kanäle im Block werden verwendet, um Mantelwasser zur Kühlung zu verteilen.
Anlassermagnet
Ein Magnet zieht das Anlasserzahnrad mit dem Schwungrad in Eingriff, wenn ein Startsignal empfangen wird. Eine Feder löst das Zahnrad wieder, damit es nicht beschädigt wird, wenn der Motor mit höheren Drehzahlen rotiert.
Anlasser
Der Anlasser ist ein Elektromotor, der den Motor dreht, wenn ein Startsignal empfangen wird. Es ist nicht möglich, den Motor ohne den Anlasser zu starten, da der Motor in Bewegung sein muss, bevor Kraftstoff eingespritzt wird.
Ölablassschraube
Schmieröl aus dem Motor kann hier abgelassen werden. Das Öl muss irgendwann ausgetauscht werden, was durch eine Farbänderung (klar bis dunkelbraun) offensichtlich wird. Ölwechsel werden durch Betriebsstunden oder ein festgelegtes Zeitintervall geregelt.
Schmierölwanne/Reservoir
Schmieröl wird in der Ölwanne/Reservoir gespeichert.
Schmieröl-Saugrohr
Das Saugrohr verbindet die Ölwanne und die Schmierölpumpe (Saugseite).
Abgasauslasskrümmer
Abgas aus den Verbrennungszylindern wird in den Abgaskrümmer abgegeben. Manchmal wird ein gemeinsamer Abgaskrümmer für alle Zylinder verwendet, aber nicht immer.
Kipphebelabdeckung
Die Kipphebelabdeckung umschließt die Kipphebel. Es ist notwendig, sie zu umschließen, da sie spritzgeschmiert werden und mit relativ hohen Geschwindigkeiten arbeiten.
Zusätzliche Ressourcen
https://en.wikipedia.org/wiki/Four-stroke_engine
https://en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine
https://www.uti.edu/blog/motorcycle/how-4-stroke-engines-work