1886 se considera la fecha del nacimiento del automóvil, y siempre se ha hablado del Mercedes-Benz. Pero su motor estaba realmente "en mal estado": el primer "Mercedes-Benz de tres ruedas" estaba equipado con un motor de gasolina monocilíndrico horizontal de dos tiempos con una velocidad máxima de 16 km/h. Este era el motor del primer automóvil. . En aquella época, la valiente esposa de Carl Benz necesitaba el cochecito de su hijo para conducir este Mercedes Benz 1 cuesta arriba. Por supuesto, el motor siguió calándose durante el camino y el volante no funcionó. Me tomó un día entero viajar 100 kilómetros de regreso a casa de mis padres. Aplicación del motor de cuatro tiempos El motor de cuatro tiempos fue inventado por el alemán Otto. Pero entre los coches de aplicaciones hay que mencionar a Daimler. Se convirtió en la primera persona en poner un motor de cuatro tiempos en un automóvil porque ayudó a Otto a desarrollar el motor de cuatro tiempos. Evidentemente, pasar de una cuatro tiempos a una dos tiempos es un gran paso adelante. Los motores de cuatro tiempos tienen mejor equilibrio y eficiencia de combustión. La tecnología actual de motores de automóviles ha adoptado básicamente la tecnología de cuatro tiempos. Sin embargo, después de determinar el modo de funcionamiento básico del motor, alguien volvió a desafiar la tradición. Motor rotativo
Motor rotativo especial Mazda
En 1957, el alemán Wankel inventó el motor de pistón rotativo, que es una rama importante en el desarrollo de los motores de gasolina. La característica del motor rotativo es que utiliza un mecanismo que combina la epicicloide del rotor interior y la epicicloide del rotor exterior para convertir directamente el movimiento del pistón triangular en movimiento de rotación, sin la necesidad de una biela del cigüeñal y un mecanismo de válvula. . En comparación con la gasolina de pistón alternativo, tiene un 40% menos de piezas, es liviano, de tamaño pequeño, de alta velocidad y alta potencia. En 1958, Wankel cambió el rotor exterior por un rotor fijo con movimiento planetario, creando un nuevo motor de pistón rotativo con una potencia de 22,79 kW y una velocidad de 5500 rpm. Este avión tiene un importante valor de desarrollo, por lo que ha llamado la atención de varios países.
La japonesa Toyo Corporation (Mazda Corporation) compró un prototipo del motor rotativo y lo instaló en sus coches. Se puede decir que el motor rotativo nació en Alemania y creció en Japón. Hoy en día, los motores rotativos todavía los utiliza únicamente Mazda. No sé cuándo florecerá por completo la tecnología única de Mazda. Una vez determinada la forma de funcionamiento del motor, se perfecciona la tecnología del motor. Con el paso del tiempo, muchos diseños de motores clásicos ya no pueden satisfacer las necesidades de las personas. Carburador El carburador del motor fue inventado por primera vez en 1892 por la estadounidense Delia. Con el desarrollo de la tecnología, los carburadores se han vuelto cada vez más perfectos. Hasta mediados y finales del siglo pasado, el carburador se dividía en cinco partes: sistema principal de suministro de combustible, sistema de arranque, sistema de ralentí, sistema de enriquecimiento de alto rendimiento (ahorro de energía) y sistema de aceleración. Las funciones de las cinco partes son: según las necesidades del motor en diferentes circunstancias, la gasolina se vaporiza y se mezcla con aire en cierta proporción para formar una mezcla combustible, que ingresa al cilindro a tiempo.
La ventaja del carburador "antiguo" es que puede controlar la relación aceite-gas del motor de combustión interna a un nivel ideal. Siempre funcionará sin cambios sin importar el clima y la temperatura. Además, el carburador es económico, muy fiable y fácil de mantener. Por supuesto, los carburadores también tienen muchas debilidades: por ejemplo, en arranques en frío, ralentí, aceleraciones rápidas o ambientes de baja presión, un método de suministro de aceite tan fijo no puede satisfacer completamente las necesidades de funcionamiento del motor e incluso puede producir humo negro y una combustión incompleta. , caballos de fuerza insuficientes y otros problemas. Por lo tanto, a partir de 2002, China prohibió la venta de automóviles con carburador y, desde entonces, todos los modelos han cambiado a motores de inyección electrónica. Por supuesto, los que circulan actualmente son motores con carburador. Con el tiempo, los motores de carburador desaparecerán por completo del escenario de la historia. EFI apareció por primera vez en 1967. El dispositivo EFI tipo D desarrollado por la empresa alemana Porsche se utilizó posteriormente en automóviles alemanes como Volkswagen. Este dispositivo utiliza la presión en el tubo de admisión como parámetro, pero en comparación con el carburador, todavía tiene desventajas como estructura compleja, alto costo e inestabilidad. En respuesta a estas deficiencias, Bosch desarrolló un dispositivo de inyección de gasolina controlado electrónicamente en forma de L. Este dispositivo utiliza el flujo de aire en el tubo de admisión como parámetro y puede determinar directamente el volumen de aire de admisión en función de la relación entre el flujo de aire de admisión y el. velocidad del motor e inyecte la cantidad correspondiente de gasolina. Debido a su diseño razonable y funcionamiento confiable, este dispositivo fue ampliamente utilizado por las empresas fabricantes de automóviles europeas y japonesas, sentando el prototipo del dispositivo de inyección de combustible controlado electrónicamente de hoy.
Los motores de inyección electrónica se han vuelto muy populares. Hasta ahora, la computadora de viaje del sistema de inyección electrónica puede detectar la temperatura, el flujo de aire de admisión, los cambios de velocidad y la vibración del motor en cualquier momento, y ajustar el suministro de combustible y el tiempo de encendido según las necesidades reales. La potencia, la economía de combustible y el rendimiento de las emisiones pueden lograr un equilibrio bastante bueno. Al mismo tiempo, para aumentar la entrada de aire del motor y mejorar la eficiencia del combustible, el motor evolucionó de la inyección inicial de un solo punto a la inyección multipunto y las válvulas se aumentaron de dos a cinco. Actualmente, los motores de inyección electrónica más avanzados están equipados con tecnología de válvula variable VVT. En general, la mayor ventaja del sistema de inyección electrónica de combustible es que el control del suministro de combustible es preciso, de modo que el motor puede tener una relación aire-combustible correcta en cualquier estado, lo que no sólo mantiene el motor funcionando sin problemas, sino que también cumple con regulaciones ambientales. Pero el sistema de inyección electrónica de combustible no es el más científico. Debido a las limitaciones inherentes de la estructura del motor de combustión interna, la boquilla de inyección electrónica está instalada al lado de la válvula y la inyección de combustible y gas solo se puede completar cuando la válvula está abierta. Por lo tanto, la inyección se verá afectada por la apertura y. ciclo de cierre, lo que resultará en un retraso, que afectará el control del tiempo de inyección por parte de la computadora. Afortunadamente, la tecnología de inyección directa en el cilindro ha resuelto este problema. En los últimos dos años, cuando los fabricantes europeos y estadounidenses se dieron cuenta de que la investigación y el desarrollo de la tecnología de inyección electrónica habían entrado en un período de cuello de botella, la tecnología de inyección directa en cilindros se convirtió en el foco principal de los principales fabricantes. En la actualidad, los motores de inyección directa en cilindros que han atraído mucha atención en el mercado incluyen el motor de inyección directa en cilindros Audi FSI y el motor de inyección directa de modo dual Cadillac SIDI. En comparación con los motores EFI, las boquillas de los motores de inyección directa en el cilindro se mueven hacia el cilindro, por lo que la cantidad de aceite y gas en el cilindro no se verá afectada por la apertura y el cierre de la válvula, sino que la computadora directa y automáticamente. Determina el momento y la cantidad de inyección de combustible. En cuanto a la válvula, solo es responsable del tiempo de admisión, y las dos solo se mezclan al entrar al cilindro. Dado que el espacio y el tiempo para mezclar petróleo y gas son bastante cortos, el sistema de inyección directa en el cilindro debe depender de una alta presión para presionar el combustible desde la boquilla hacia el cilindro para lograr un mayor efecto de atomización y mezclar mejor el petróleo y el gas. Entre ellos, cuanto mayor sea la relación de compresión de la mezcla de petróleo y gas, mayor será su rendimiento energético y más obvio será el correspondiente efecto de ahorro de energía. La relación de compresión del motor de inyección directa FSI de 3,2 litros de Audi alcanza 10,3:1; la relación de compresión del motor de inyección directa en cilindro SIDI de modo dual de 3,6 litros de Cadillac alcanza 11,3:1.
Además, la mayoría de las cámaras de combustión y pistones de los sistemas de inyección directa en cilindros están equipados con ranuras guía especiales, que se utilizan para generar vórtices ciclónicos después de que el petróleo y el gas ingresan a la cámara de combustión para mejorar el efecto de atomización y la eficiencia de la combustión del petróleo. -mezcla de gases. En términos generales, la potencia máxima de un motor que utiliza tecnología de inyección directa en cilindros es entre un 10% y un 15% mayor que la de un motor de inyección multipunto con la misma cilindrada, y el par máximo se puede aumentar entre un 5% y un 10%. . Esta mejora puede describirse como un cambio cualitativo y es difícil lograr este efecto simplemente aumentando el número de válvulas. Constantemente surgen nuevas tecnologías de motores. Una vez determinados el modo de funcionamiento del motor y el modo de inyección de combustible, la evolución del motor no se detiene. Generaciones de expertos en automóviles han trabajado incansablemente para mejorar la tecnología de los motores. Algunas son tan perfectas que ni siquiera pueden grabarse. Es evidente que el motor ahora funciona más suavemente y las vibraciones son menos intensas. También tiene una mejor economía de combustible y más caballos de fuerza. Todos ellos dependen de la aplicación de nuevas tecnologías. Para mejorar la entrada de aire, existen: ECVT de Honda, VVT-I de Toyota, CVVT de Hyundai, DVVT de GM y otras tecnologías de sincronización variable de válvulas para obtener una mejor relación aire-combustible, las más populares actualmente son la inyección estratificada TFSI; tecnología, tecnología de admisión de aire variable VIS, tecnología de intercooler turboalimentado, etc. Para minimizar la contaminación ambiental, se añaden al tubo de escape un sensor de oxígeno, un convertidor catalítico de tres vías y tecnología de recuperación de residuos. En la actualidad, debido al grave impacto de la contaminación ambiental, los requisitos de emisiones de escape de los vehículos son cada vez mayores. Se ha vuelto inevitable eliminar las tecnologías de motores antiguas y también se están desarrollando más tecnologías que utilizan plenamente la energía. Al mismo tiempo, debido al enorme impacto de la crisis energética mundial, más nuevas tecnologías energéticas que ahorren energía seguramente harán una enorme contribución al desarrollo de la tecnología de motores. Los motores de los automóviles son mortales; observemos la dirección alentadora de la política automovilística de China. Los vehículos puramente eléctricos se han convertido en el foco del apoyo político internacional y las instalaciones de apoyo han comenzado a funcionar en ciudades piloto. Los coches sin motor están cambiando nuestra centenaria historia automovilística. Fuera de China, otros importantes fabricantes de automóviles también están desarrollando sus propias nuevas tecnologías energéticas y se han logrado muchos avances en la investigación y el desarrollo de la energía del hidrógeno y los vehículos eléctricos puros. La tendencia de desarrollo de los automóviles en el siglo XXI es hacer desaparecer el rugido de los motores del escenario de la historia.