_Engine_0.png)
Introduzione
Questo modello 3D rappresenta un motore diesel a combustione interna a quattro tempi. Il motore è progettato per camion, furgoni e autocarri, non per veicoli passeggeri di piccole dimensioni. Tutti i componenti principali di un tipico motore a combustione a quattro tempi di queste dimensioni sono illustrati nel modello. Di seguito è fornito un riepilogo di ciascuna parte del motore seguito da una descrizione dettagliata.
Parti del Motore Spiegate
Un motore a combustione a quattro tempi è composto dalle seguenti parti principali:
- Bilanciere – agisce sul ponte valvole o sullo stelo della valvola.
- Gioco Valvole – spazio tra la punta della valvola e il bilanciere.
- Molla Valvola – riporta le valvole in posizione chiusa quando il bilanciere non applica forza.
- Iniettore di Carburante - inietta il carburante.
- Tubo di Ingresso Carburante – trasferisce il carburante all'iniettore.
- Valvola di Aspirazione – permette l'ingresso dell'aria nella camera di combustione.
- Valvola di Scarico – permette ai gas di scarico di uscire dalla camera di combustione.
- Ugello Iniettore – spruzza carburante atomizzato nella camera di combustione.
- Volume di Chiusura – il volume calcolato tra il punto morto superiore e la parte superiore del cilindro.
- Volume Spazzato – il volume determinato dalla corsa del pistone e dall'area del foro del cilindro.
- Volume del Cilindro – il volume totale all'interno del cilindro.
- Alesaggio del Cilindro – il diametro interno del cilindro.
- Rapporto di Compressione – un calcolo basato sui rapporti di volume all'interno del cilindro. I motori a benzina hanno un basso rapporto di compressione (6-9:1) mentre i motori diesel hanno rapporti di compressione più alti (14-20:1).
- Punto Morto Superiore (TDC) – il punto più lontano di transito di un pistone verso le valvole di ingresso e scarico.
- Asta di Spinta – trasferisce la forza dal lobo della camma al bilanciere.
- Testa del Pistone – la parte superiore del pistone.
- Scanalature Anelli del Pistone – dove si trovano gli anelli del pistone all'interno del pistone.
- Anelli del Pistone - utilizzati per sigillare lo spazio tra il pistone e il rivestimento del cilindro.
- Corsa – la distanza che il pistone percorre dal punto morto inferiore (BDC) al punto morto superiore (TDC).
- Pistone – il pistone.
- Gonna del Pistone – la parte inferiore del pistone (può essere corta o lunga).
- Perno del Pistone – la connessione tra il pistone e la biella.
- Parete del Cilindro – il confine della camera di combustione (chiamato anche rivestimento del cilindro).
- Rivestimento del Cilindro – la superficie interna del cilindro.
- Albero a Camme – utilizzato per controllare la temporizzazione del motore come l'iniezione di carburante e la temporizzazione delle valvole; azionato dall'albero motore.
- Camma – preme contro i bilancieri per azionare i bilancieri.
- Seguace della Camma – viene spinto dalla camma e trasferisce il movimento all'asta di spinta.
- Punto Morto Inferiore (BDC) – il punto più vicino che un pistone raggiunge all'albero motore.
- Sistema di Raffreddamento ad Acqua.
- Filtro del Carburante
- Tendicinghia
- Pompa dell'Acqua di Raffreddamento
- Filtro Sfiato del Carter
- Raffreddatore d'Aria
- Turbocompressore
- Motorino di Avviamento
- Coppa dell'Olio
- Coperchio del Bilanciere
Componenti del Motore (Dettagliati)
Valvola di Sfiato dell'Aria del Sistema di Raffreddamento
La valvola di sfiato dell'aria viene utilizzata per espellere l'aria nell'atmosfera. È necessario sfiatare l'aria dopo aver riempito il sistema di acqua di giacca. L'aria nel sistema può ridurre il trasferimento di calore e causare cavitazione nella pompa dell'acqua di giacca.
Filtro dell'Olio di Lubrificazione
L'olio di lubrificazione viene continuamente filtrato per prevenire danni alle parti del motore da particelle metalliche (rivestimenti dei cilindri, anelli del pistone ecc.).
Il carburante viene filtrato per evitare che particelle incombustibili entrino nella camera di combustione; queste particelle possono corrodere le parti del motore e ostruire gli ugelli dell'iniettore (alterando il modello di spruzzo e riducendo l'efficienza del motore).
Tendicinghia
Il tendicinghia assicura che la cinghia non si allenti con l'usura; inoltre facilita la sostituzione della cinghia (rimuovendo il tendicinghia, la cinghia è facilmente rimovibile).
Pompa dell'Acqua di Raffreddamento
La pompa dell'acqua di raffreddamento (o 'acqua di giacca') fa circolare l'acqua di giacca attraverso il motore con due scopi principali: garantire una dissipazione uniforme del calore e consentire la rimozione del calore generato dal motore.
Cinghia Principale
La trasmissione a cinghia principale trasferisce energia tramite una cinghia. Consente di utilizzare una parte della potenza del motore per azionare accessori come la pompa dell'acqua di giacca e l'alternatore.
Tendicinghia
Il tendicinghia assicura che la cinghia non si allenti con l'usura; inoltre facilita la sostituzione della cinghia (rimuovendo il tendicinghia, la cinghia è facilmente rimovibile).
Raffreddatore d'Aria di Carica
L'aria di carica (aria compressa) viene raffreddata per aumentare la densità dell'aria. Un aumento della densità significa più ossigeno disponibile per la combustione per unità di volume.
La densità dell'aria non deve essere troppo alta altrimenti si formerà umidità.
Filtro Sfiato del Carter
Il vapore d'aria/olio viene sfiatato dal carter. L'olio nel vapore viene separato e drenato di nuovo nel carter, mentre l'aria viene espulsa. La separazione dell'olio riduce le perdite di olio e i costi operativi complessivi.
Scarico Aria Compressa del Turbocompressore
L'aria compressa è spesso chiamata 'aria di carica'.
La compressione dell'aria consente di aumentare la densità dell'ossigeno per unità di volume. Più ossigeno per ciclo di accensione è disponibile per la combustione, quindi più energia per ciclo di combustione può essere rilasciata.
Ingresso Aria del Turbocompressore
L'aria ambiente viene aspirata nel compressore del turbocompressore a causa della differenza di pressione creata dal compressore in movimento.
Compressore Aria del Turbocompressore
L'aria ambiente viene compressa dal compressore d'aria del turbocompressore per aumentare la densità dell'aria utilizzata per la combustione.
L'aumento della densità dell'aria comporta un aumento della densità dell'ossigeno, consentendo di rilasciare più energia per ciclo di combustione.
Gruppo Rotante del Mozzo Centrale (CHRA)
L'albero e i cuscinetti che collegano la turbina a gas di scarico del turbocompressore e il compressore d'aria del turbocompressore sono alloggiati all'interno del gruppo rotante del mozzo centrale (CHRA).
Turbina a Gas di Scarico del Turbocompressore
I gas di scarico dalla camera di combustione azionano una turbina a gas di scarico. La turbina è collegata su un albero comune al compressore d'aria.
Scarico
Dopo la turbina a gas di scarico, il gas di scarico viene espulso nell'atmosfera.
Nota: Un tubo collegherebbe lo scarico del turbocompressore all'atmosfera (non mostrato qui). Un silenziatore può essere utilizzato per ridurre il rumore.
Albero di Trasmissione
L'albero di trasmissione collega il motore al destinatario della potenza previsto. Normalmente, un cambio o una frizione vengono installati come intermediari, consentendo un maggiore controllo sull'utilizzo della potenza del motore.
Un volano immagazzina energia rotazionale e resiste ai cambiamenti di velocità di rotazione. Essenzialmente, un volano è un disco di metallo pesante che ammorbidisce i cicli di combustione del motore. La quantità di energia immagazzinata nel volano è proporzionale alla radice quadrata della sua velocità di rotazione.
Blocco Motore / Blocco Cilindri
Il blocco motore ospita gli interni del motore. I canali all'interno del blocco vengono utilizzati per distribuire l'acqua di giacca per il raffreddamento.
Solenoide del Motorino di Avviamento
Un solenoide impegna il dente dell'ingranaggio del motorino di avviamento con il volano al ricevimento di un segnale di avviamento. Una molla disimpegna nuovamente il dente dell'ingranaggio per evitare danni quando il motore ruota a velocità più elevate.
Motorino di Avviamento
Il motorino di avviamento è un motore elettrico utilizzato per avviare il motore al ricevimento di un segnale di avviamento. Non è possibile avviare il motore senza il motorino di avviamento poiché il motore deve essere in movimento prima dell'iniezione di carburante.
Tappo di Scarico della Coppa dell'Olio
L'olio di lubrificazione del motore può essere drenato qui. L'olio dovrà essere sostituito a un certo punto, cosa evidente dal cambiamento di colore (da chiaro a marrone scuro). Gli scambi di olio sono regolati dalle ore di servizio o da un intervallo di tempo specificato.
Coppa/Serbatoio dell'Olio di Lubrificazione
L'olio di lubrificazione è immagazzinato nella coppa/serbatoio dell'olio.
Tubo di Aspirazione dell'Olio di Lubrificazione
Il tubo di aspirazione collega la coppa e la pompa dell'olio di lubrificazione (lato aspirazione).
Collettore di Scarico
I gas di scarico dai cilindri di combustione vengono convogliati nel collettore di scarico. A volte viene utilizzato un collettore di scarico comune per tutti i cilindri, ma non sempre.
Coperchio del Bilanciere
Il coperchio del bilanciere racchiude i bilancieri. È necessario racchiuderli poiché sono lubrificati a spruzzo e operano a velocità relativamente elevate.
Corsi di Ingegneria Online Correlati
Fondamenti di Motori a Combustione Interna
Fondamenti di Motori Diesel (Parte 1)
Fondamenti di Motori Diesel (Parte 2)
Risorse Aggiuntive
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