Banyak orang ingin mempelajari lebih lanjut tentang mobil untuk memperdalam pemahamannya tentang mobil, namun karena rumitnya struktur mobil, mereka semua menyerah. Di bawah ini kami telah menyiapkan serangkaian artikel mobil bergambar untuk Anda, yang menganalisis struktur internal mobil dengan gambar, membuat prinsip-prinsip rumit mudah dipahami.
gambar
Analisis jenis struktur mesin
Mesin adalah sumber tenaga mobil, sama seperti jantung manusia. Namun, ukuran dan struktur hati setiap orang tidak jauh berbeda, namun struktur internal mesin mobil yang berbeda sangatlah berbeda. Jadi apa perbedaan struktur mesin yang berbeda? Mari kita cari tahu bersama di bawah ini.
● Sumber tenaga mobil
gambar
Sumber tenaga pada mobil adalah mesin, dan tenaga mesin berasal dari dalam silinder. Silinder mesin merupakan tempat dimana energi dalam bahan bakar diubah menjadi energi kinetik. Secara sederhana dapat dipahami bahwa bahan bakar dibakar di dalam silinder, menghasilkan tekanan yang sangat besar untuk mendorong piston ke atas dan ke bawah, dan gaya tersebut disalurkan ke poros engkol melalui batang penghubung, dan akhirnya diubah menjadi gerak rotasi, dan kemudian melalui transmisi. dan poros penggerak, tenaga disalurkan ke roda penggerak untuk mendorong mobil maju.
●Jumlah silinder tidak boleh terlalu banyak
gambar
Kebanyakan mobil pada umumnya memiliki mesin empat silinder dan enam silinder. Karena tenaga mesin sebagian besar berasal dari silinder, apakah berarti semakin banyak silinder semakin baik? Padahal, seiring bertambahnya jumlah silinder, maka bagian-bagian mesin pun ikut bertambah. Dengan peningkatan yang sesuai, struktur mesin akan menjadi lebih kompleks, yang juga akan mengurangi keandalan mesin. Selain itu juga akan meningkatkan biaya produksi mesin dan biaya perawatan selanjutnya. Oleh karena itu, jumlah silinder dalam mesin mobil dipilih setelah melalui pertimbangan komprehensif berdasarkan penggunaan mesin dan persyaratan kinerja. Mesin seperti V12, W12 dan W16 hanya digunakan di beberapa mobil berperforma tinggi.
● Struktur mesin tipe V
gambar
Padahal, pengertian sederhana dari mesin berbentuk V adalah silinder-silinder yang berdekatan dikelompokkan menjadi satu pada sudut tertentu. Kalau dilihat dari samping bentuknya seperti V, yaitu mesin yang berbentuk V. Dibandingkan dengan mesin in-line, tinggi dan panjang mesin tipe V dikurangi, yang dapat membuat penutup mesin lebih rendah dan memenuhi persyaratan aerodinamis. Silinder mesin tipe V disusun berlawanan arah dengan sudut tertentu, yang dapat mengimbangi sebagian getaran. Namun kekurangannya adalah harus menggunakan dua kepala silinder, dan strukturnya relatif rumit. Meskipun tinggi mesin telah dikurangi, lebarnya juga bertambah, sehingga sulit untuk memasang perangkat lain di ruang mesin tetap.
●Struktur mesin tipe W
gambar
Silinder di kedua sisi mesin berbentuk V disusun agak miring membentuk mesin berbentuk W. Dibandingkan dengan mesin tipe V, kelebihan mesin tipe W adalah poros engkolnya bisa lebih pendek dan bobotnya bisa lebih ringan, namun lebarnya juga bertambah, dan ruang mesin akan terisi lebih penuh. Kekurangannya adalah mesin tipe W secara struktur terbagi menjadi dua bagian, strukturnya lebih kompleks, dan akan menghasilkan banyak getaran pada saat pengoperasiannya, sehingga hanya digunakan pada beberapa kendaraan.
gambar
● Struktur mesin berlawanan secara horizontal
gambar
Silinder yang berdekatan dari mesin yang berlawanan secara horizontal disusun saling berhadapan (bagian bawah piston menghadap ke luar). Sudut antara kedua silinder adalah 180 derajat, namun pada dasarnya berbeda dengan mesin tipe V 180 derajat. Mesin yang berlawanan secara horizontal mirip dengan mesin segaris karena tidak menggunakan pin engkol yang sama (yaitu, satu piston hanya dihubungkan ke satu pin engkol), dan arah pergerakan piston yang berlawanan berlawanan, tetapi 180 derajat V- tipe mesin justru sebaliknya. Keuntungan dari mesin yang berlawanan secara horizontal adalah dapat mengimbangi getaran dengan baik dan membuat mesin bekerja lebih lancar; pusat gravitasinya rendah, dan bagian depan mobil dapat didesain lebih rendah untuk memenuhi persyaratan aerodinamis; arah poros keluaran daya konsisten dengan arah poros transmisi, dan transmisi daya memiliki efisiensi yang lebih tinggi. Kekurangan: Strukturnya rumit dan pemeliharaannya tidak nyaman; proses produksinya menuntut dan biaya produksinya tinggi. Di antara mobil merek ternama, hanya Porsche dan Subaru yang masih ngotot menggunakan mesin berlawanan horizontal.
● Mengapa mesin terus menerus menghasilkan tenaga?
Alasan mengapa mesin dapat terus memberikan tenaga adalah karena siklus operasi yang teratur dari empat langkah masuk, kompresi, tenaga dan buang di dalam silinder.
gambar
Pada langkah masuk, ketika piston bergerak dari titik mati atas ke titik mati bawah di dalam silinder, katup masuk terbuka, katup buang menutup, dan campuran udara segar dan bensin dihisap ke dalam silinder.
Selama langkah kompresi, katup masuk dan katup buang ditutup, dan piston bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas, mengompresi gas campuran ke bagian atas silinder untuk meningkatkan suhu gas campuran dan mempersiapkan langkah tenaga. .
Selama langkah tenaga, busi menyalakan gas terkompresi, dan gas campuran "meledak" di dalam silinder untuk menghasilkan tekanan yang sangat besar, mendorong piston dari titik mati atas ke titik mati bawah, dan mendorong poros engkol untuk berputar melalui batang penghubung. .
Pada langkah buang, piston bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas. Pada saat ini, katup masuk menutup dan katup buang terbuka, dan gas buang yang terbakar dikeluarkan dari silinder melalui manifold buang.
● Tenaga mesin berasal dari ledakan
gambar
Tenaga yang dapat dihasilkan mesin sebenarnya berasal dari “kekuatan ledakan” di dalam silinder. Di ruang bakar silinder tertutup, busi membakar sejumlah campuran bensin dan udara secara instan pada saat yang tepat, yang akan menghasilkan daya ledak yang sangat besar. Bagian atas ruang bakar bersifat tetap, dan tekanan yang sangat besar memaksa piston bergerak ke bawah. , mendorong poros engkol melalui batang penghubung, dan kemudian mentransmisikan tenaga ke roda penggerak melalui serangkaian mekanisme, dan akhirnya menggerakkan mobil.
● Busi ahli dalam "detonasi"
gambar
Jika Anda ingin "ledakan" di dalam silinder menjadi lebih bertenaga, pengapian tepat waktu sangat penting, dan busi di dalam silinder berperan sebagai "ledakan". Sebenarnya, prinsip penyalaan busi agak mirip dengan prinsip penyalaan petir. Kepala busi mempunyai elektroda tengah dan elektroda samping (relatif terhadap dua awan dengan ion polaritas berlawanan). Ada celah kecil (disebut celah pengapian) antara kedua elektroda. Jika diberi energi, dapat menghasilkan percikan listrik hingga lebih dari 10,000 volt, yang dapat langsung "meledakkan" gas campuran di dalam silinder.
●Katup masuk lebih besar dari katup buang
gambar
Agar dapat terus “meledak” di dalam silinder, bahan bakar baru harus terus dimasukkan dan gas buang harus dikeluarkan tepat pada waktunya. Katup masuk dan katup buang memegang peranan penting dalam proses ini. Katup masuk dan katup buang dikendalikan oleh kamera untuk melakukan dua tindakan "membuka" dan "menutup" secara tepat waktu. Mengapa katup masuk yang Anda lihat selalu lebih besar dibandingkan katup buang? Karena udara masuk umumnya dihisap secara vakum, dan udara buang diperas untuk mendorong keluar gas buang, sehingga pembuangannya relatif lebih mudah dibandingkan dengan udara masuk. Untuk mendapatkan lebih banyak udara segar untuk ikut serta dalam pembakaran, katup masuk harus lebih besar untuk mendapatkan lebih banyak udara masuk.
● Jumlah katup tidak boleh terlalu banyak
gambar
Jika mesin memiliki banyak katup, volume pemasukan udara besar pada kecepatan tinggi, knalpot bersih, dan performa mesin lebih baik (mirip dengan bioskop, jika pintunya banyak, akan lebih mudah untuk masuk dan keluar. keluar). Namun desain multi katup lebih rumit, terutama cara penggerak katup, struktur ruang bakar, dan posisi busi, yang semuanya perlu diatur dengan cermat. Hal ini memerlukan proses produksi yang tinggi, biaya produksi yang tinggi, dan perawatan selanjutnya yang sulit. Oleh karena itu, jumlah katupnya tidak boleh terlalu banyak. Mesin umum memiliki 4 katup per silinder (2 masuk dan 2 keluar).
Analisis prinsip katup variabel mesin
Kita telah mempelajari tentang struktur dasar dan sumber tenaga mesin. Faktanya, kecepatan lari mesin sebenarnya tidak statis, tetapi seperti orang berlari, terkadang cepat dan terkadang lembut, jadi sangat penting untuk mengatur ritme pernapasan Anda sendiri. Mari kita lihat bagaimana mesin "bernafas".
● Fungsi poros bubungan
gambar
Sederhananya, camshaft adalah batang logam dengan beberapa cam berbentuk cakram. Apa peran batang logam ini dalam pengoperasian mesin? Hal ini terutama bertanggung jawab untuk membuka dan menutup katup masuk dan buang. Poros bubungan terus berputar digerakkan oleh poros engkol, dan bubungan terus menerus menekan katup (lengan ayun atau batang dorong), sehingga mengontrol buka tutup katup masuk dan katup buang.
●Apa yang dimaksud dengan OHV, OHC, SOHC dan DOHC?
Huruf SOHC dan DOHC sering terlihat pada casing mesin. Apa arti surat-surat ini? OHV mengacu pada katup atas dan poros bubungan bawah, artinya poros bubungan disusun di bagian bawah silinder dan katup disusun di bagian atas silinder. OHC mengacu pada overhead camshaft, yaitu camshaft yang disusun di bagian atas silinder.
gambar
Jika hanya ada satu camshaft di bagian atas silinder yang bertugas membuka dan menutup katup masuk dan katup buang secara bersamaan, maka disebut single overhead camshaft (SOHC). Jika terdapat dua camshaft di bagian atas silinder yang bertanggung jawab untuk membuka dan menutup katup masuk dan buang, maka disebut double overhead camshaft (DOHC).
gambar
Bubungan poros bubungan bawah dan lengan ayun katup harus dihubungkan dengan batang penghubung logam. Bubungan mengangkat batang penghubung dan mendorong lengan ayun untuk membuka dan menutup katup. Namun kecepatan putaran yang terlalu tinggi dapat dengan mudah menyebabkan batang ejektor patah, sehingga desain ini banyak digunakan pada mesin dengan kapasitas besar, kecepatan putaran rendah, dan mengejar keluaran torsi yang besar. Camshaft overhead dapat menghilangkan batang dorong, yang menyederhanakan mekanisme transmisi dari camshaft ke katup, dan lebih cocok untuk kinerja tenaga mesin pada kecepatan tinggi. Camshaft overhead banyak digunakan.
● Peran mekanisme distribusi gas
gambar
Rangkaian katup terutama mencakup rangkaian roda gigi pengatur waktu, poros bubungan, komponen transmisi katup (katup, batang dorong, lengan ayun, dll.). Fungsi utamanya adalah membuka dan menutup katup masuk dan keluar setiap silinder secara tepat waktu sesuai dengan kondisi kerja mesin. , sehingga gas campuran segar dapat mengisi silinder tepat waktu, dan gas buang dapat dikeluarkan keluar silinder tepat waktu.
● Apa itu timing katup? Mengapa waktu diperlukan?
Yang disebut valve timing secara sederhana dapat dipahami sebagai momen ketika katup membuka dan menutup. Secara teoritis, selama langkah masuk, ketika piston bergerak dari titik mati atas ke titik mati bawah, katup masuk terbuka dan katup buang menutup; Pada langkah buang, ketika piston bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas, katup masuk menutup dan katup buang terbuka.
gambar
Jadi mengapa kita harus tepat waktu? Padahal, dalam pengoperasian mesin yang sebenarnya, untuk menambah jumlah udara yang masuk ke dalam silinder, katup masuk perlu dibuka terlebih dahulu dan ditutup kemudian; Begitu pula untuk membuang gas buang pada pembersih silinder, katup buang juga perlu dibuka terlebih dahulu dan kemudian ditutup. Tunda pematian untuk memastikan pengoperasian mesin yang efisien.
●Apa yang dimaksud dengan pewaktuan katup variabel dan pengangkatan katup variabel?
Saat mesin berputar dengan kecepatan tinggi, waktu hisap dan buang setiap silinder dalam satu siklus kerja menjadi sangat singkat. Untuk mencapai efisiensi pengisian yang tinggi, waktu hisap dan pembuangan silinder harus diperpanjang, yang merupakan persyaratannya. Tingkatkan sudut tumpang tindih katup; saat mesin berada pada kecepatan rendah, sudut tumpang tindih katup yang berlebihan akan dengan mudah menyebabkan gas buang mengalir mundur, dan sebaliknya volume isap akan berkurang, sehingga menyebabkan mesin tidak stabil dalam keadaan idle dan torsi kecepatan rendah yang rendah.
gambar
Sulit bagi timing katup tetap untuk memenuhi kebutuhan putaran mesin tinggi dan rendah pada saat yang bersamaan, sehingga muncullah timing katup variabel. Variable valve timing dapat diatur sesuai dengan kecepatan mesin dan kondisi kerja yang berbeda, sehingga mesin dapat mencapai efisiensi pemasukan dan pembuangan yang ideal pada kecepatan tinggi dan rendah.
gambar
Esensi yang mempengaruhi tenaga mesin sebenarnya berkaitan dengan jumlah oksigen yang masuk ke dalam silinder per satuan waktu. Sistem variable valve timing hanya dapat mengubah waktu buka dan tutup katup, namun tidak dapat mengubah jumlah pemasukan udara per satuan waktu. Variable valve timing Lift dapat memenuhi permintaan ini. Jika katup mesin dianggap sebagai "pintu" rumah, maka valve timing dapat dipahami sebagai waktu ketika "pintu" terbuka, dan pengangkatan katup setara dengan ukuran bukaan "pintu".
● Sistem timing katup variabel Toyota VVT-i
Sistem timing katup variabel Toyota telah banyak digunakan. Prinsip utamanya adalah memasang mekanisme hidrolik pada camshaft, dan melalui kendali ECU, mengatur waktu buka tutup katup dalam rentang sudut tertentu, atau Maju, tunda, atau tetap sama.
gambar
Rotor luar dari timing gear camshaft dihubungkan ke rantai timing (belt), dan rotor dalam dihubungkan ke camshaft. Rotor luar secara tidak langsung dapat menggerakkan rotor dalam melalui oli hidrolik, sehingga mencapai kemajuan atau penundaan sudut dalam kisaran tertentu.
● Sistem pengangkat katup variabel Honda i-VTEC
Struktur dan prinsip kerja sistem pengangkat katup variabel i-VTEC Honda tidak rumit. Hal ini dapat dilihat dengan menambahkan rocker arm ketiga dan camshaft ketiga ke yang asli. Bagaimana cara mengubah pengangkatan katup? Dapat dipahami secara sederhana bahwa melalui pemisahan dan integrasi tiga rocker arm, peralihan camshaft sudut tinggi dan rendah dapat dicapai, sehingga mengubah pengangkatan katup.
gambar
Saat mesin berada pada beban rendah, ketiga lengan ayun berada dalam keadaan terpisah. Lengan ayun di kedua sisi bubungan sudut rendah mengontrol pembukaan dan penutupan katup, dan pengangkatan katup kecil. Saat mesin berada di bawah beban tinggi, ketiga lengan ayun digabungkan menjadi satu, dan pengangkatan katup kecil. Sudut cam menggerakkan lengan ayun perantara dan memiliki pengangkatan katup yang besar.
● Sistem pengangkat katup variabel BMW Valvetronic
gambar
Sistem pengangkat katup variabel Valvetronic BMW terutama mengubah pengangkatan katup dengan menambahkan komponen seperti poros eksentrik, motor servo, dan batang dorong perantara ke mekanisme katupnya. Saat motor bekerja, mekanisme roda gigi cacing menggerakkan poros eksentrik untuk berputar, kemudian mendorong katup melalui batang dorong perantara dan lengan ayun. Eksentrik berputar pada sudut yang berbeda, dan poros bubungan mendorong katup melalui batang dorong perantara dan lengan ayun untuk menghasilkan pengangkatan yang berbeda, sehingga mengontrol pengangkatan katup.
● Sistem pengangkat katup variabel Audi AVS
gambar
Sistem pengangkat katup variabel AVS Audi terutama mengubah pengangkatan katup dengan mengganti dua set bubungan dengan ketinggian berbeda pada poros bubungan. Prinsipnya sangat mirip dengan i-VTEC Honda, hanya saja sistem AVS dipasang pada camshaft. Selongsong alur spiral pada poros bubungan digunakan untuk menggerakkan poros bubungan ke kiri dan ke kanan, sehingga mengubah bubungan tinggi dan rendah pada poros bubungan.
gambar
gambar
Saat mesin berada di bawah beban tinggi, penggerak elektromagnetik menggerakkan poros bubungan ke kanan dan beralih ke bubungan sudut tinggi, sehingga meningkatkan pengangkatan katup; ketika mesin berada pada beban rendah, penggerak elektromagnetik menggerakkan poros bubungan ke kiri dan beralih ke bubungan sudut rendah. , untuk mengurangi pengangkatan katup.
Analisis prinsip injeksi langsung pada silinder mesin
Karena persyaratan energi dan perlindungan lingkungan menjadi semakin ketat, mesin harus terus ditingkatkan dan dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat. Saya yakin semua orang akrab dengan istilah-istilah seperti "injeksi langsung dalam silinder", "pembakaran bertingkat", dan "perpindahan variabel". Bagaimana mereka bekerja? Mari kita cari tahu bersama di bawah ini.
● Apakah piston dan poros engkol paling "melelahkan"?
gambar
Setelah dihidupkan dan dijalankan, "kepala" piston akan terkena suhu tinggi dan tekanan tinggi, dan akan terus bergerak naik turun dengan kecepatan tinggi. Lingkungan kerja sangat keras. Dapat dikatakan bahwa piston merupakan “jantung” mesin, sehingga keakuratan produksi material piston mempunyai persyaratan yang sangat tinggi.
gambar
Poros engkol yang diinjak piston juga tidak nyaman karena harus terus berputar dengan kecepatan tinggi. Poros engkol berputar ribuan kali per menit dan memikul tugas berat dalam menggerakkan pompa oli, generator, kompresor AC, poros bubungan, dan mekanisme lainnya. Merupakan poros perantara tenaga mesin, sehingga juga relatif "kuat".
● Bagaimana cara mengubah gerak linier menjadi gerak rotasi?
Kita semua tahu bahwa piston di dalam silinder bergerak ke atas dan ke bawah dalam gerak linier, namun untuk menghasilkan gaya rotasi yang menggerakkan roda ke depan, bagaimana gerak linier tersebut diubah menjadi gerak rotasi? Padahal, hal ini banyak kaitannya dengan struktur poros engkol. Poros batang penghubung poros engkol dan poros utama tidak terletak pada satu garis lurus, melainkan tersusun berlawanan.
gambar
Prinsip gerakan ini sebenarnya mengikuti saya
