Sve o Motoru Automobila: Kako Radi, Delovi, Šta je V Motor?

A ako volite svoje vozilo, zar ne mislite da biste želeli da znate više o onom velikom komadu metalnog bloka koji vozi vaš automobil, prevozi vas do mesta o kojima nikada niste sanjali i koji vam pružaju užitke koje nikad ranije niste doživeli? Pa, došli ste na pravo mesto. Nije važno ukoliko ne znate ništa o automobilu ili ste veliki zaluđenik za automobile, važno je znati i par stvari o mašini i koja svakodnevno napaja vaše vozilo.

Motor sa unutrašnjim sagorevanjem

Skoro sve vrste vozila kreću se zahvaljujući moći koju stvaraju njihovi motori. Kao što vam je potrebna hrana kako biste stvorili energiju potrebnu za sve vaše fizičke i psihološke potrebe, vašem automobilu takođe treba gorivo da bi se mogao kretati ili voziti. Bez ovog goriva biće vam gotovo nemoguće pokrenuti automobil. Međutim, nije sve u tome. Važno je znati šta se događa sa gorivom tokom ulaska u motor i kako ovaj proces može da pokreće vozilo.

Odgovor se krije u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem. Najblaže rečeno, motor sa unutrašnjim sagorevanjem je ono što pretvara hemijsku energiju koju gorivo prvo daje u termalnu, a zatim u mehaničku energiju koja pokreće menjač i točkove vašeg automobila. Upravo je ovaj proces pretvaranja hemijske u toplotnu, a zatim u mehaničku energiju srž motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Tehnički je sam proces nazvan unutrašnjim sagorevanjem.

Princip na delu je zaista jednostavan. Kada se materijali koji imaju ogromnu energiju, poput benzina, stave unutar malog zatvorenog prostora gde se zagreva, energija koja je unutar ovog materijala širi se i oslobađa se eksplozivno. Zamislite to kao mali gumeni balon koji ispunjavate vazduhom. Širi se i širi dok ne pukne. Ako imate predmet na vrhu ovog balona, lako ga možete poslati u vazduh velikom brzinom, zbog velike energije koju je odjednom ispustio balon prilikom eksplozije.
Slično tome, motor radi na tom principu. Stvara mnogo malih eksplozija u određenom vremenskom periodu. Kada se uzmu zajedno, ove male eksplozije mogu predstavljati ogromnu energiju koja može da pokrene vaš automobil.

Komponenti automobilskog motora

Ukratko, da bi se auto pokrenuo, motor automobila koristi gorivo. To je tako jednostavno. Međutim, ono što treba shvatiti je da ova energija – od benzina sve do finalne mehaničke energije – prolazi kroz različite delove ili komponente koji su ključni za bilo koji sistem motora. Pogledajmo različite komponente automobila.

Blok motora

Nazvan i blokom cilindra, blok motora u osnovi je temelj ili jezgro motora vašeg automobila. Bez njega, sve ostale komponente jednostavno neće imati osnovu koja ih vezuje ili na koju će se montirati. Nazvan je blokom cilindra zbog prisustva neobično velike rupe ili čak serije cevi unutar samog bloka u kojima će klipovi raditi. Cevi ili otvori poznati su kao cilindri. Tehnički gledano, što više cilindara ima blok motora, to je motor snažniji. Naravno, unutar bloka postoje i druge manje rupe, prolazi ili kanali koji omogućavaju prolazak raznih kritično važnih tečnosti, kao što su rashladna tečnost i ulje. Blok cilindra uglavnom je izrađen od livene legure aluminijuma, mada nije neobično videti neke blokove napravljene od livenog gvožđa, mada su oni znatno teži.

Komora za sagorevanje

Sećate se šta smo rekli o motoru sa unutrašnjim sagorevanjem kao čudesnom komadu tehnologije koji hemijsku energiju pretvara u mehaničku energiju? Pa, ta magija se zapravo dešava u komori za sagorevanje. Ovde se vaše gorivo meša sa vazduhom, vrši pritisak i zatim se zapali da se proizvedu one male eksplozije o kojim smo razgovarali ranije. Ove eksplozije su ispunjene sa toliko energije da pomeraju klipove prema dole u bloku cilindra. Komora za sagorevanje je u osnovi onaj deo cilindra u bloku motora koji je definisan površinama zida cilindra, glavom cilindra i vrhom klipa koji služe kao zid, plafon i pod komore za sagorevanje, pojednostavljeno.

Glava cilindra

Kao što smo već rekli, glava cilindra je ono što formira plafon komore za sagorevanje. Kao takav, može se zamisliti kao poklopac cilindra. Zaobljena udubljenja ulivaju se unutar glave cilindra kako bi se dobila mala prostorija u komori za sagorevanje da bi se došlo do sagorevanja. Površina na kojoj glava cilindra dolazi u dodir sa blokom cilindra ugrađena je zaptivkom za glavu da bi se osiguralo nepropusno okruženje za sagorevanje. Ostali delovi koji su montirani na glavu cilindra uključuju usisne i izduvne ventile, dizne za gorivo i svećice. Ovim su u suštini svi potrebni sastojci za sagorevanje dovedeni do komore za sagorevanje.

Klipovi

Možete gledati na klip kao špric za injekciju, klip je ono čime se gura vakcina iz injekcije, a cilindar je ono u čemu se sve to dešava. Klipovi se pomeraju sagorevanjem goriva u komori. Prilikom paljenja goriva dolazi do eksplozije u komori za sagorevanje, oslobođena energija gura klip ka dole. Kretanje klipa prema dole pomera kolenasto vratilo preko nosača klipa koji se takođe naziva i klipnjača. Klip je povezan za klipnjaču pomoću klina( čivija), dok je klipnjača pričvršćena na kolenasto vratilo pomoću ležaja klipnjače.

Kolenasto vratilo

Klipovi se pomeraju gore-dole, pa kako sad to pokreće naše vozilom koje se kreće horizontalno, a ne vertikalno? Tako da posao pretvaranja vertikalne kretnje klipa u ​​rotaciono kretanje najbolje je prepustiti kolenastom vratilu. Vašem automobilu je potrebno ovo rotaciono kretanje da bi okretao točkove vašeg automobila. Kolenasto vratilo je orijentisana po dužini u odnosu na blok motora, koji se obično nalazi u blizini dna bloka. Na jednom kraju kolenastog vratila je sistem kaiševa koji ga povezuju sa bregastim vratilom. Ovo dovodi snagu do ostalih komponenti ili delova vašeg automobila. Na drugom kraju kolenastog vratila, povezano je u sistem delova koji efikasno prenose snagu na vaše točkove. Uljni zaptivci se nalaze na oba kraja kolenastog vratila kako bi se sprečilo kapljanje ili curenje ulja iz motora automobila.

Zaštita kolenastog vratila je kutija koji se takođe nalazi ispod bloka motora. Kućište kolenastog vratila je ono što štiti kolenasto vratilo i sve ostale kritično osetljive komponente, uključujući klipnjače od spoljnih otpadaka i prašine, što može da naruši njihov optimalan rad. Na kućištu kolenastog vratila se nalazi odeljak koji čuva motorno ulje. Ova posuda za ulje sadrži pumpu za ulje i filter koji u osnovi cirkuliše ulje preko kolenastog vratila, zidova cilindra i ležajeva klipnjača. Ovo olakšava kretanje klipa duž cilindra.

Kolenasto vratilo takođe sadrži balansirajuće tegiće, koji se nalaze bilo gde dužinom kolenastog vratila. Ovi tegići služe za balansiranje kolenastog vratila tako da ne stvara nepotreban stres i vibracije u motoru dok se kolenasto vratilo okreće. Postoje i glavni ležajevi, koji su smešteni po dužini kolenastog vratila. One omogućavaju znatno glađu površinu između bloka cilindra i kolenastog vratila, omogućavajući efikasniju rotaciju.

Bregasto vratilo

Da bi motor radio, potrebna mu je preciznost kada je u pitanju dodavanje goriva, mešanje vazduha, primena pritiska i isporuka električnog naboja. Svaki mali poremećaj rada bilo koje od ovih komponenti može dovesti do gubitka snage u motoru ili čak oštećenja motora. Zbog toga je funkcija bregastog vratila veoma važna. Služi za precizno otvaranje i zatvaranje usisnih i izduvnih ventila kako bi se omogućilo pravovremeno sagorevanje, osiguravajući optimalne performanse motora. Bregasto vratilo radi u tandemu sa kolenastim vratilom vašeg automobila koristeći zupčasti kaiš. Zbog toga mnogi na bregasto vratilo gledaju kao na mozak motora.

Bregasto vratilo je smešteno neposredno iznad kolenastog vratila. Linijski motori obično imaju jedno bregasto vratilo koja upravlja i usisnim i izduvnim ventilima. U motoru s V-konfiguracijom, međutim, jedno bregasto vratilo vrši kontrolu nad ventilima koji se nalaze na jednoj strani konfiguracije, dok će drugo bregasto vratilo upravljati ventilima na drugoj strani. Postoje takođe određene V-konfiguracije koje predviđaju 2 odvojena bregasta vratila na svakoj strani. Nedavne inovacije motora sada koriste jedno bregasto vratilo koje upravlja i sa usisnim i izduvnim ventilima, uključujući ventil za štelovanje bregastog vratila. 

Senzor položaja

Od presudnog je značaja da kolenasto i bregasto vratilo budu u sinhornizaciji kako bi osigurali optimalni rad motora. Zato moraju međusobno komunicirati. Jedini način na koji to mogu učiniti je kroz zupčasti kaiš, ili lanac, u zavisnosti od materijala od kog je napravljen. Zapravo nema ništa previše složeno u ulozi lanca ili kaiša u performansama motora. Jednostavno je potrebno osigurati da bregasto vratilo i kolenasto vratilo u svakom trenutku budu u sinhronizovanom radu. Ako nisu sinhronizovani, onda se motor jednostavno neće upaliti ili još gore napraviće haos tokom rada motora, što može dovesti do fatalnog oštećenja motora. 

Ventilski sklopovi

Ventilski sklopovi su smešteni na vrhu glave motora i sastoje se od ventila, dizača, klackalica i ruku. Tehnički gledano, ovaj mehanički sistem u vašem motoru je ono što precizno kontroliše efikasno funkcionisanje ventila motora.

Ventili

Gledajte na ventile kao na nos. Potrebno je da udišete vazduh da biste se osećali živim; takođe morate da izdahnete kako se metabolički otpadni proizvodi ne bi akumulirali u vašem telu. Iako analogija može propustiti poentu, ventili su otvori na koje se vazduh i gorivo ubrizgavaju u komoru za sagorevanje i to su otvori koji usmeravaju nusprodukte sagorevanja van sistema. Ti ventili koji dopuštaju gorivo i vazduh u komoru nazivaju se usisni ventili, dok su oni koji dopuštaju sistemu da se reši otpada, poznati kao izduvni ventili. Zajedno stvaraju efikasnije uslove za korišćenje maksimalne energije goriva i rešavanje otpada koje nastaje tokom sagorevanja goriva u obliku dima iz auspuha.

Obično jedan cilindar sadrži po jedan usisni i izduvni ventil. Međutim, većina vozila visokih performansi imaće dva usisna i dva izduvna ventila za svaki cilindar, time povećavajući broj cilindara na 4. Naravno, ima i onih koji prave kompromise u konfiguraciji sistema dva ventila ili četiri ventila po clindru, stavljajući 3 usisna ventila i 1 izduvni. Generalno, više ventila po cilindru je bolje kada je u pitanju rad motora, jer omogućava efikasnije ‘disanje’ motora.

Pokretne poluge 

Poluga je pričvršćena za poklopac ventila, što znači da pri pomeranju bregastog vratila, na jednoj strani se ventil otvori, da bi ispustio izduvne gasove, a na drugoj strani se zatvori da bi se dogodilo sagorevanje goriva.

Udarni štapovi i podizači

Postoje neke vrste motora, posebno onih kod kojih se bregasto vratilo nalazi iznad klipova i takvi motori ne dozvoljavaju kontakt između poklopca ventila i bregastog vratila. U takvim slučajevima koriste se dizači i udarni štapovi za otvaranje ili zatvaranje ventila.

Dizne

Znamo da vazduh i gorivo moraju biti prisutni u komori za sagorevanje da bi se proizvela eksplozivna energija koja će pomerati klipove i okretati kolenasto vratilo. Gorivo se stoga mora ugurati u komoru za sagorevanje gde će se pomešati sa vazduhom. U prošlosti je to činio karburator. Danas dovod goriva u komoru za sagorevanje vrše dizne. Trenutno postoje tri vrste sistema za ubrizgavanje goriva. Oni uključuju sledeće.

Direktno ubrizgavanje goriva – U ovom sistemu svaki cilindar dolazi sa sopstvenim diznom. Gorivo se raspršuje direktno u komoru.
Prenosivo ubrizgavanje goriva – Kod ove vrste ubrizgavanja gorivo se raspršuje u usisni razvodnik koji se nalazi neposredno ispred usisnog ventila. Kada se otvori ventil, gorivo i vazduh ulaze istovremeno u komoru.
Ubrizgavanje goriva kroz upravljački poklopac gasa – Ovaj tip ubrizgavanja goriva može se računati kao napredniji oblik isporučivanja goriva u karburatoru. Jedna dizna se povezuje sa kućištem leptira za gas u kom se mešaju vazduh i gorivo. Zatim se mešavina vazduh i gorivo ubrizgavaju kroz usisne ventile u cilindre.

Svećice

Čak i ako imate dobru mešavinu vazduha i goriva, trebaće vam toplota da biste proizveli vatru. To obezbeđuje svećica. Svaki cilindar sadrži svećicu koja se nalazi iznad cilindra. Električni naboj isporučuje svećica, palivši kompresovanu mešavinu vazduha i goriva. Ovo stvara mini eksploziju o kojoj smo razgovarali, oslobađajući dovoljno energije za pomeranje klipova.

Pokušajmo da sumiramo ono što znamo do sada.

• Gorivo i vazduh se mešaju i dovode u komoru za sagorevanje kroz usisne ventile.
• Kako se smeša sabija i svećica dodaje toplotu, nastaju mini eksplozije koje pokreću klipove.
• Sporedni proizvodi sagorevanja se zatim izbacuju iz sistema izduvnim ventilima.
• U međuvremenu, kretanje klipova okreće kolenasto vratilo.
• Prednji deo kolenastog vratila pokreće druge delove automobila.
• Zadnji deo kolenastog vratila pokreće pogonski sistem prenoseći snagu do točkova.

Tako radi motor automobila. Naravno, u svim tim koracima ugrađene su funkcije raznih drugih komponenti motora.

Raspored cilindara u motoru

Biće vam oprošteno što mislite da u automobilskom svetu danas postoje samo dve vrste rasporeda cilindara u motoru: V i u liniji, odnosno linijski. Žao nam je što moramo da vas razočaramo, ali ima očigledno više od ove dve konfiguracije. Ovde ćemo detaljnije pogledati svaku od njih.

Linijski

Kao što pojam implicira, raspored cilindara je prilično jednostavan linearni način. Većina automobila danas koristi ovu konfiguraciju iz više razloga. Cilindri se nalaze direktno iznad kolenastog vratila. Primeri za to su sve više prisutni motori sa 4 cilindra u liniji i sve više prisutni u Evropi su motori sa 6 cilindara u liniji. Audi i BMV su fanatici kada su u pitanju motori sa 6 cilindara u liniji.

Prednosti ovih motora:

• Kompaktni i lagani
• Manja potrošnja goriva
• Idealno za moderne automobile sa prednjim pogonom
• Laki za tjuniranje
• Lakše za održavanje

Mane ovih motora:

• Ograničena maksimalna veličina
• Viši centar ravnoteže
• Manje kruto od ostalih konfiguracija motora

V konfiguracija

Ovo je možda jedna od najpoznatijih konfiguracija motora kada se govori o snazi. To je ono što razdvaja američke (muscle) automobile i egzotične sportske automobila od onih kojima je važna samo lepota. Uobičajeno kolenasto vratilo je usidrenje za cilindre koji su u V rasporedu pod drugačijim uglovima, mada je orijentacija od 90 stepeni prilično česta u trkačkim krugovima. Motor obično sadrži broj cilindara koji obično dolazi sa V oznakom. Na primer, V6 znači da imate 6 cilindara, dok će V8 imati 8 cilindara i tako dalje.

Ali zašto biste želeli V konfiguraciju u svom motoru? Evo zašto.

• Veoma kompaktne dimenzije
• Omogućuje veći broj cilindara
• Veća snaga zahvaljujući položajima cilindra
• Omogućava veću kompresiju
• Odlični nivoi usavršavanja
• Veoma moćan motor

Međutim, shvatite da i V konfiguracija ima svojih nedostataka.

• Složenija
• Skuplja za održavanje
• Veoma teška.

Konfiguarcija u ravni, poznatija kao bokser motor

Popularizovani od strane VW bube, ovi motori su izašli iz upotrebe kod mnogih većih proizvođača automobila, a neki i dan danas imaju ove verzije u proizvodnji, kao što su Porsche i Subaru. Ovaj motor karakterišu klipovi koji su postavljeni jedan naspram drugog horizontalno, pri čemu klipovi imitiraju kretanje ruku boksera otuda i njegovo ime. Konfiguracija ovog motora je široka, ali ne dugačka, pošto je kolenasto vratilo u sendviču između dva kućišta za cilindre, koji su horizontalno postavljeni jedan naspram drugog. 

Prednosti bokser motora uključuju:

• Nizak centar ravnoteže
• Bolje upravljanje
• Odlično izbalansiran, što dovodi do lepšeg rada motora
• Minimalni gubitak snage
• Manja težina motora i opterećenje kolenastog vratila
• Odličan za motorne trke

Nedostaci uključuju:

• Neobično širok
• Glasniji od motora u liniji
• Složeniji

Wankel ili rotacioni motor

Pre 2012. godine, Wankel motor pokazao se kao jedna od najinovativnijih dizajnerskih konfiguracija motora iz Mazde. Jedna od najzanimljivijih stvari u vezi sa Wankelom je ta što dolazi sa vrlo malo pokretnih delova što mu daje izuzetno kompaktan dizajn. Nažalost, loše se pokazao u normama zagađenja i potrošnje, tako da nikada nije prevazišao Mazdinu platformu. Umesto klipa, Wankel je koristio rotore za dobijanje energije iz komore za sagorevanje. Pored toga, umesto da se kolenasto vratilo rotira, ceo blok cilindra se zapravo kretao oko kolenastog vratila. Ekscentrično vratilo okruženo je trostranim simetričnim središnjim rotorom, što omogućava veću efikasnost, zato što se jednom rotacijom rotora postiže isto što i kod puna 4 takta motora sa sagorevanjem.

Pošto jedan ciklus ovog motora ima četiri puta veću snagu nego jedan ciklus kod motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Wankel ima sledeće prednosti.

• Izuzetno dobar odnos snage i težine
• Mali broj pokretnih delova
• Efikasno osmišljeno
• Veoma rafinirano
• Rad pod velikim obrtajima

Ipak, ima ozbiljnih nedostataka.

• Veće emisije štetnih gasova
• Prevelika toplota
• Zahtevaju češće popravke motora zbog kvara na rotacionim zaptivačima

V-motor

Ako volite Bugatti Veiron, tada će vam se svideti konfiguracija W motora. Ovo je vrlo neuobičajena konfiguracija motora, osmišljeno i ekskluzivno se pravi od strane Volkswagen. Možete to posmatrati kao kombinaciju 2 V-motora raspoređenih u prilično uskom položaju. Ovo daje cilindrima svojstven W raspored. Svako kolenasto vratilo opslužuje duplo više cilindara. Jedinstveni raspored cilindara omogućava W-motoru da ima vrlo kompaktan dizajn uprkos činjenici da u njega može biti smešteno više cilindara nego bilo koja druga konfiguracija. Nažalost, to takođe dovodi do vrlo komplikovanog održavanja, a da ne spominjemo izuzetno skupo. Pošto ima više cilindara u gušćoj konfiguraciji, radne temperature imaju tendenciju da budu neobično visoke.