11 klasės metinis darbas apie vidaus degimo variklius

Mokslas ir automobilis
Lietuvos keliais važinėja daugiau kaip milijonas transporto priemonių. Į jas vienu metu laisvai gali susėsti ir iškeliauti po Europą visi Lietuvos gyventojai. Tačiau mažai kas iš sėdinčiųjų už vairo pagalvoja, kiek daug per daugelį šimtmečių padėta triūso, padaryta bandymų, sukurta mokslinių teorijų, kol automobilis pasiekė dabartinį patikimai tobulą mokslinį-techninį lygį. Kiek daug mokslinių kolektyvų dirba ir šiuo metu, kad galėtų tobulinti esamus variklio ir transmisijos mechanizmus, kurti iš esmės naujus jėgainių ir važiuoklių elementus.
Pabandysime trumpai supažindinti žurnalo skaitytojus kaip mookslas skverbėsi į automobilio gyvenimą per tris pastaruosius šimtmečius (1700-2000 m.) ir kaip būtų galima prognozuoti mokslo diegimus transporto technologijoje XXI amžiuje.

Ratas atsirado prieš 6000 metų, vėjo varomas automobilis – prieš 400 metų, garo mašinos varomas prancūzų konstruktoriaus N.Ž.Kiunjo automobilis – prieš 230 metų, idealaus variklio teoriją prancūzų profesorius S.Karno sukūrė prieš 177 metus, o pagal ją vokiečių išradėjai N.Otas, K.Bencas, G.Daimleris, V.Maibachas ir R.Dyzelis paskutiniais XIX a. dešimtmečiais sukūrė veikiančius šiluminius vidaus degimo variklius ir jiems pritaikytus dviračius, triračius ir keturračius automobilius. Paskutiniaisiais XIX a. metais S.Peterburgo innžinierius G.Trinkleris patobulino R.Dyzelio variklį dyzelino įpurškimui vietoj oro kompresoriaus įrengęs didelio slėgio kuro siurblį. Tokie slėginio suspaudimo varikliai automobiliuose naudoti visą XX amžių.
Pirmoji S.Karno vidaus degimo variklių 1824 m. teorija nusakė svarbiausią teiginį, kad variklis gali veikti tik esant aukštos te

emperatūros degimo procesui ir žemos temperatūros šaltiniams (duslintuvui, radiatoriui), todėl naudingumo koeficientas niekada negali būti lygus vienetui. Įvertinus variklio nuostolius dėl siurblių, ventiliatoriaus naudojimo, trinties transmisijoje galutinis automobilio naudingumo koeficientas tėra apie 33 procentus. Taigi įpylus į baką 100 litrų benzino, tik 33 litrai suka ratus, kiti išsisklaido į aplinką kaip teršalai ir šilumos nuostoliai. Todėl per paskutinį XX a. dešimtmetį visų mokslininkų pastangos buvo sutelktos naudingumui padidinti ir išmetamų į atmosferą teršalų kiekiui sumažinti. Nors dabartinis 33 proc. naudingumo koeficientas yra ne toks mažas palyginti su pirmą kartą 1860 m. išbandytu garo mašinos pavidalo vidaus degimo varikliu, kai vietoj garo įleidžiant ir uždegant gamtines dujas bandytojui prancūzui Ž.E.Lenuarui dėl ne vietoje pastatytos mišinio uždegimo žvakės viduryje cilindro, o ne gale, pavyko pasiekti tik 0,4 proc. naudingumo koeficientą. Taigi mookslo ir eksperimentų dėka per 100 metų naudingumo koeficientas padidėjo beveik 100 kartų.
Vyresnio amžiaus vairuotojai prisimena XX a. vidurio automobilį “Pobieda” su 2 litrų 50 AG varikliu, sunaudojančiu iki 15 litrų benzino 100 km, o 2000 m. aplink pasaulį keliavęs serijinis automobilis VW Lupo su 1,1 litro 61 AG varikliu sunaudodavo vidutiniškai 2,5 litro dyzelino 100 km, t.y. per pastaruosius 50 metų mokslo laimėjimai padėjo sumažinti kuro sunaudojimą daugiau kaip 5 kartus esant panašiai variklio galiai. Nereikia pamiršti, kad atitinkamai sumažėja ir degimui reikalingas oro kiekis bei į atmosferą išmetamų teršalų. Gal ir mažai ka
as pagalvoja, kad dūmai su suodžiais padengia Centrinės Europos kalnų snieguotas viršūnes, jas greičiau tirpdo saulė ir sukelia anksčiau neregėtus potvynius Vokietijoje, Lenkijoje, Čekijoje.
Didžiuliai mokslo laimėjimai elektronikos, medžiagotyros, prietaisų pramonės srityse tuoj pat buvo pritaikyti automobiliuose. Tai ir elektroninio įpurškimo ESM valdomos sistemos, ir elektromagnetiniai uždegimo sistemų davikliai, ir siurbliai, reguliatoriai, plastmasinės lingės, ir t.t. Mokslas pakeitė net tokias nusistovėjusias sistemas, kaip akumuliatoriai: juose įrengiami ESM valdomi pašildytuvai ir maišytuvai šaltam variklio paleidimui, rengiamasi naudoti kondensatorius, o starterius ir generatorius – montuoti ant smagračių šitaip padidinant sukimo momentą ir apsaugant elektrines grandines nuo drėgmės važiuojant drėgnu keliu. Tokia elektrinė variklio paleidimo sistema įgalina pradėti važiuoti galinga kondensatorių baterija maitinamu iki 10 AG starteriu. Vadinasi, sumažės variklių triukšmas ir tarša prie šviesoforų.
Didžiulis mokslinis darbas atliekamas tobulinant degimo procesą cilindre virš stūmoklio. Ruošiant optimalų turbulentinį priešpriešinį kuro ir oro susimaišymą, įrengiant 3 įleidimo ir 2 išleidimo vožtuvus, įpurškiant benziną tiesiai į cilindrą už įleidimo vožtuvo (GDI – Gasoline Direct Injection), naudojant 2 žvakes arba uždegant kibirkštį tarp žvakės ir judančio stūmoklio pasiekiamas tobulas kuro sudegimas ir minimalus kenksmingų oksidų susidarymas kibirkštinio uždegimo varikliuose.
Dar įdomesni mokslo laimėjimai slėginio uždegimo varikliuose (neteisingai vadinamuose dyzeliniuose). Kad būtų gauti kuo mažesni rūko pavidalo dyzelino lašeliai, jie išpurškiami 200 MPa (2000 atmosferų) elektromagnetiniais siurbliais, atidarant kompiuteriu va
aldomu elektromagnetu kuro purkštuvą dviem etapais: iš pradžių per 0,001 sekundės be triukšmo uždegama 12,5 proc. dyzelino, paskui per kitas 0,007 sekundės į degančią aplinką suleidžiamas ir visiškai sudeginamas likusis kuro kiekis. Dyzelis veikia taupiai, be dūmų ir triukšmo. Tokie TDI pavadinimo varikliai jau įstatomi Volksvagen, Škoda, Seat ir kai kuriuose kitų vokiečių bei amerikiečių firmų automobiliuose, jų pavyzdžiu paseks ir kitos firmos.
Iš esmės nauji mokslo laimėjimai bus diegiami automobiliuose ir ypač jų jėgainėse XXI amžiuje. Vaizdumo dėlei realiausi pasikeitimai pateikiami lentelėje.
Mažėjančios naftos ir dujų atsargos (užteks 50 metų!) bei didėjantys ekologiniai reikalavimai ir kainos privers daugiausia dėmesio skirti elektromobiliams. Jų visų maitinimui Lietuvoje reikės 10 kartų daugiau elektros energijos nei šiuo metu pagamintų visu galingumu veikiančios (kol kas politikų neuždarytos) atominė ir šiluminės elektrinės. Juk po 10-20 metų 1-2 milijonus Lietuvoje esančių automobilių pervedus į elektros trauką (po 20 kW galios kiekvienam) bus reikalinga elektrinių galia 40 000 000 kW. O iš kur juos paimsi, kai arabai naftos jau neturės? Net pakeitus uždaromą IAE trigubai galingesne, susidarytų 2 kartus mažesnė galia negu reikia. Taigi jauniems Lietuvos politikams dabar pats laikas mokytis aritmetikos, nes teks šimteriopai atstatyti dabartinių nemokančių skaičiuoti politikų griuvėsius, priešingu atveju visiems teks važinėti oranžiniais dviračiais, ką pranašingai numatė jaunieji Vilniaus miesto vadovai.
Lentelės viršuje parodyta, kad XXI a. Lietuva neapsieis be ne
epavojingos valdomos termobranduolinės elektrinės, o jos veikimui reikalingo sunkiojo vandens (deuterio) atsargos pasaulyje neribotos (lentelės paskutinė eilutė). 1 litras deuterio tolygus 300 litrų benzino, o pasaulinių atsargų užteks 10 milijardų metų!
Kaip matyti iš lentelės, šiuo pereinamuoju laikotarpiu didžiausias mokslininkų dėmesys krypsta į vandenilį naudojančius vidaus degimo variklius ir tobulesnius kuro elementus, tiesiogiai chemiškai be degimo gaminančius elektros energiją 60 proc. naudingumu. Vandenilis bus laikomas kuro bakuose esančiose intermetalidų (75 proc. FeTiH ir 25 proc. Mg3NiHx) kapsulėse, sugeriančiose jo iki 1000 kartų didesnį tūrį (mokslas!). Panaudojus moderniausius elektrinius akumuliatorius mieste galima bus visiškai likviduoti taršą, o tarpmiestiniams pasivažinėjimams naudoti hibridinius variklius. Juose, be akumuliatoriaus ir elektros variklio, įrengiamas nedidelis, užmiestyje automatiškai pasileidžiantis, ekonomiškas vidaus degimo varilis. Tarša minimali.
Tokie automobiliai jau keleri metai gaminami Japonijoje, Amerikoje, Prancūzijoje. Vienas iš jų – Toyota Prius buvo demonstruotas 2001 m. rudenį įvykusioje automobilių parodoje Kaune. Tokiam hibridiniam automobiliui gali būti naudojamas ir Lietuvoje gaminamas rapsų ar grūdų kuras, juolab kad jo reikia tik 1-2 l/100km.
Lentelėje, be elektrinių akumuliatorių, pateikti mechaniniai akumuliatoriai. Tai labai perspektyvus mokslo laimėjimas visuomeniniams miesto, priemiesčių ir tarpmiestiniam transportui, taip pat priemiestinėms automatricoms.
Šiuo metu Vilniuje svarstomi prieš kelis šimtus metų atrasto ir Kaune naudoto “Konkės” pavadinimu tramvajaus įrengimo projektai. Dėl jo metalinių ratų sukeliamų vibracijų neigiamo poveikio pastatams, siaurų gatvių užgriozdinimo, laidų kibirkščiavimo ir kitų neigiamų savybių galima tik kritiškai juos vertinti.
Reikia vėl susidomėti naujausiais šios srities mokslo laimėjimais – mechaniniais akumuliatoriais – iš plonų vielų ar folgos susuktais, avarijų atvejais nepavojingais smagračiais. Lietuvos mokslininkai ir konstruktoriai visiškai pajėgūs tokius įrengimus sukurti ir panaudoti vietoj dabartinių nepaslankių ir netobulų troleibusų.
Kaip tokie elektra pakraunami mechaniniai akumuliatoriai gali būti naudojami troleibusuose, automatricose, priemiesčio transporte, gerai matyti iš 1 paveikslėlio. Sustojus stotelėje smagratis įsukamas nuo kintamosios 380 V elektros srovės transformuojamu elektros varikliu, kuris atsijungęs nuo tinklo tampa generatoriumi ir smagračio energiją perduoda ratams veždamas keleivius iki 10 km atstumu, pvz., per visą Laisvės prospektą Vilniuje. Esant atstumui tarp stotelių 1-2 km kiekvieną kartą, kol keleiviai išlipa ir įlipa, smagratis papildomai įsukamas ir šitaip gali važiuoti neribotą atstumą. Nereikia brangių nuolatinės srovės pastočių su aptarnaujančiuoju personalu, storo vario trolėjų su nutrūkstančiu ir stabdančiu visus troleibusus ryšiu (arba pavogtais laidais). Už jų judantis paprastas transportas su veikiančiais vidaus degimo varikliais kamščių metu daugiau teršia nei troleibusai grynina, o jei sustos siauroje gatvėje 10 tramvajų nutrūkus nuolatinei srovei? Mokslininkai tokiai atgyvenai niekuo nepadės. O girobusas su mechaniniu akumuliatoriumi gali puikiausiai apvažiuoti aplinkine gatve 10 km iki kito turinčio kintamąją elektros srovę stovo. Naudojant mechaninę jėgainę (1c pav.) siūlomoje priekaboje, šiai sugedus pakanka per kelias minutes prikabinti kitą, atsarginę, su įsuktu smagračiu ir važiuoti toliau. Viskas labai paprasta ir viską galima sukonstruoti, pagaminti Lietuvoje buvusioje “Pergalės” ir Tankų remonto gamykloje Kaune. Tik padangas tektų įsivežti.
Plečiantis pasaulinei automobilių pramonei (metinė gamyba siekia 40 milijonų), padidėjo rinkos konkurencija ir daugelio originalių mokslo laimėjimų nebuvo galima įgyvendinti. Atsirado gamybą supaprastinantys ir atpiginantys, tačiau nepatogūs ir brangūs vairuotojams technologiniai sprendimai, įmantrūs išorinio dizaino atributai bei elektroniniai efektai. Tai ypač būdinga naujai atsirandančioms ir greit bankrutuojančioms firmoms, kurios stengiasi pateisinti savo produkciją didelėmis išlaidomis reklamai. Tai akivaizdu stebint subjektyvius metų automobilio rinkimus. Jų gaminami automobiliai kasmet keičia išorę, variklio konstrukcijas ir, žinoma, negali būti ilgaamžiai. Jie atitinka trumpalaikio naudojimo “šratinuko” įvaizdį, tuo tarpu solidūs žmonės mėgsta naudotis “amžinuoju parkeriu” (mercedesais, rolsroisais, audėmis ir pan.).
Tokiais pavyzdžiais galima laikyti technologijai naudingą, bet valdymui pavojingą skersinį variklio pastatymą priekyje su priekiniais varančiaisiais ratais ir “saugos sistemas” su nuo mažiausio prisilietimo subyrančiais brangiais plastmasiniais buferiais, ir aptakias užpakalines kėbulo dalis, kai keleiviams ne tik sunku įlipti, bet ir sėdint galvą reikia pataikyti į viršuje padarytą įdubimą (pvz., naujajame Audi-6). Rimtos firmos dažniausiai išvengia šių brangių reklaminių triukų, naudojasi mokslo laimėjimais, todėl jų automobiliai net po kelerių metų eksploatacijos išlaiko savo vertę, o po 30-40 metų jų kaina padidėja dešimteriopai. Autoriui žinomas atvejis, kai po pusės metų eksploatacijos Lietuvoje niekaip nesisekė parduoti vieno Rytų šalies automobilio, nors garantija galiojo metams..
Mokslo laimėjimų įtaka transporto technologijų plėtrai nesustos niekada. Be transporto neįmanoma jokia civilizacija, jokios katastrofų, taip pat ir karų likvidavimo priemonės, neįmanoma nei aviacija, nei susisiekimas jūromis. O šiose srityse, mažėjant ir brangstant organinio kuro atsargoms pasaulyje, mokslo laimėjimų naudojimas gyvenimo reikmėms neišvengiamas.
Alternatyvieji degalai vidaus degimo varikliuose
Pasaulyje kasmet didėja energijos poreikiai, tačiau kuro ir kiti energijos šaltiniai vis senka, todėl būtina racionaliai bei taupiai naudoti turimas atsargas, taip pat ieškoti galimybių naujiems energijos ištekliams panaudoti. Keičiantis techninėms ir ekonominėms sąlygoms transporto energetikoje, pamažu didės gamtinių dujų, sunkiųjų naftų ir bitumų, anglių, degiųjų klinčių, biomasės ir kitų netradicinių žaliavų šaltinių vaidmuo vidaus degimo variklių degalų gamyboje. Manoma, kad daugiausia naftos produktų pasaulyje bus sunaudojama 2005 metais. Paskui naftos produktų naudojimas ims staigiai mažėti, nes padidės alternatyviųjų degalų naudojimas. Tikimasi, kad alternatyvieji degalai įvairiose transporto rūšyse pasiskirstys taip: automobilių transporte – sintetiniai degalai, alkoholiai, vandenilis, dujos ir elektros energija; geležinkelio transporte – elektros energija; vandens transporte – akmens anglys ir atominis kuras; oro transporte – sintetiniai degalai, vandenilis ir atominis kuras.
Pagrindinis energijos išteklių taupymo mūsų šalies transporte tikslas – žymiai sumažinti naftos produktų sunaudojimą, nes kone visa nafta importuojama. Mažėjant naftos degalų sunaudojimui transporte proporcingai gerėtų ir ekologinė padėtis, ypač didžiuosiuose Lietuvos miestuose.
Perspektyvus automobilių transporte skystųjų naftos produktų sąnaudų mažinimo būdas yra alternatyviųjų degalų naudojimas vidaus degimo varikliuose. Alternatyvieji degalai – tai ne iš tradicinių išteklių gaunami skystieji ir dujiniai degalai.
Pagal fizines ir chemines savybes bei saugojimo sąlygas transporto priemonių variklių alternatyvieji degalai gali būti skirstomi į 3 grupes:
1. Naftiniai degalai su nenaftinės kilmės priedais. Šie priedai – tai deguonies turintys junginiai: spiritai ir esteriai, vandens bei degalų emulsijos. Pagal eksploatacines savybes šie degalai yra artimi iš naftos distiliuotiems degalams.
2. Sintetiniai (dirbtiniai) skystieji degalai savo savybėmis artimi tradiciniams naftos degalams. Jie gaunami perdirbant skystąją, dujinę arba kietąją žaliavą. Šiai grupei galima priskirti benzininius, reaktyvinius, dyzelinius ir dujų degalus, gaunamus iš sunkiųjų naftos produktų, gamtinių bitumų, anglių, degiųjų klinčių, metanolio, taip pat degalus, gaunamus tiesiogine CO ir H2 sinteze.
3. Nenaftiniai degalai, kurie fizinėmis ir cheminėmis eksploatacinėmis savybėmis, o kartais ir agregatine būsena visiškai skiriasi nuo tradicinių degalų. Šiai grupei priskiriami spiritai, kai naudojami gryni (metanolis, etanolis), ir jų mišiniai su aukštesniaisiais spiritais (eteriais), taip pat dujiniai degalai – gamtinės suslėgtosios arba skystosios dujos, skystosios naftos dujos (propanas, butanas), amoniakas, vandenilis, generatorinės ir dirbtinės dujos.
Daugelis alternatyviųjų degalų savo fizinėmis, cheminėmis ir eksploatacinėmis savybėmis labai skiriasi nuo tradicinių benzininių ir dyzelinių degalų, todėl norint juos praktiškai pritaikyti reikės keisti variklių technines charakteristikas ir pačios transporto priemonės eksploatavimą.
Kadangi Lietuva beveik visiškai priklauso nuo naftos importo, taupant jos sąnaudas, tikslinga naftinės kilmės degalus pakeisti kitais, iš vietinių atsinaujinančių išteklių išgaunamais degalais. Vienas tinkamiausių mūsų gamtinėms ir ekonominėms sąlygoms alternatyviųjų degalų yra iš biomasės išgaunamas etilo spiritas.
Vilniaus Gedimino technikos universitete Automobilių transporto katedroje pagal Panevėžio spirito gamyklos akcinės bendrovės “SEMA” užsakymą buvo atlikti spirito gamybos atliekų pritaikymo vidaus degimo variklių degalams teoriniai ir eksperimentiniai (laboratoriniai) tyrimai. Šių tyrimų tikslas – teoriškai ir eksperimentiškai ištirti spiritinių degalų naudojimo vidaus degimo varikliuose galimybes, nustatyti optimalią benzino ir etanolio mišinio sudėtį ir įvertinti galingumo, ekonomiškumo bei ekologinius rodiklius.
Buvo išnagrinėti spiritinių degalų (alkoholių) panaudojimo vidaus degimo varikliuose trūkumai ir pranašumai palyginti su degalais, pagamintais iš naftos. Alkoholių privalumai šie:
– didelis oktaninis skaičius (110–115 tiriamuoju metodu);
– plačios užsiliepsnojimo ribos;
– didelis liepsnos greitis;
– didelė garavimo šiluma, didinanti tūrinį kaitringumą;
– mažesnis išmetamų deginių toksiškumas;
– suodžių nuosėdų nesusidarymas cilindruose;
– tirpumas vandenyje.
Didžiausi trūkumai tokie:
– mažas cetaninis skaičius (3–8);
– didelis sočiųjų garų slėgis (nors tai gali būti kaip privalumas mažinant garavimo nuostolius);
– didelė garavimo šiluma, apsunkinanti variklio paleidimą;
– padidėjęs formaldehidų kiekis deginiuose;
– grynų alkoholių garų uždarose patalpose sprogimo galimybė.
Alkoholių molekulių deguonies atomai yra kur kas mažesnės molekulinės masės, todėl geriau sudega ir mažiau tarpinių medžiagų išskiria.
Etilo ir metilo spiritų tūrio vienetas energijos išskiria daugiau už kitų rūšių alternatyviuosius degalus.
Kadangi spiritiniai degalai yra didelio oktaninio skaičiaus, tikslingiau juos naudoti kibirkštinio uždegimo varikliuose. Naudojant spiritinius degalus galima padidinti oro ir degalų mišinio slėgį prieš uždegimą, oro ir degalų santykį bei liepsnos plitimo greitį. Dėl to gerėja variklių efektyvumas. Norint kuo geriau išnaudoti antidetonacines spiritų savybes ir pritaikyti variklį grynam spiritui, reikia padidinti variklio suspaudimo laipsnį iki 12–14. Pagrindinis alkoholių trūkumas – didelė garavimo šiluma ir mažas sočiųjų garų slėgis, apsunkinantis variklio paleidimą. Etanolio šios eksploatacinės savybės yra geresnės nei metanolio. Kad variklio paleidimas palengvėtų, į spiritus įmaišoma 6–8 proc. dimetilo eterio, kuris užtikrina normalų variklio paleidimą esant –250C temperatūrai.
Naudojant alkoholius kaip variklio degalus, sumažėja kenksmingų medžiagų kiekis išmetamuose deginiuose. Dėl žemesnės degimo temperatūros variklio cilindre susidaro iki 10 proc. mažiau azoto oksidų.
Kadangi alkoholiuose yra degimo procese dalyvaujančio deguonies, vyksta tobulesnė degimo reakcija ir susidaro mažiau negalutinio degimo deginių – anglies monoksido CO ir angliavandenilių CH. Tačiau išmetamuosiuose deginiuose padidėja aldehidų kiekis, ir jis didėja didėjant spirito koncentracijai mišinyje. Veikiant grynu spiritu varomam varikliui aldehidų išmetama 2–4 kartus daugiau nei varant variklį benzinu.
Nuo grynų spiritų smarkiau šyla variklių cilindro ir stūmoklio grupės detalės, nes ant cilindro sienelių patenka nemažai neišgaravusių degalų, kurie nuplauna nuo sienelių alyvą, ir ant besitrinančių paviršių susidaro spirito ir alyvos emulsija. Alkoholis veikia alyvos priedus ir sumažina jų efektyvumą.
Benzino ir spirito mišinys išsisluoksniuoja patekus į jį nors ir nedideliems drėgmės kiekiams (vandens priemaišų yra pradinėse medžiagose – benzine, spirite arba atsiranda kaupiantis hidroskopinei drėgmei), todėl varikliui tinka skaidrūs, stabilūs benzino ir spirito mišiniai, gaminami su įvairiais stabilizatoriais.
Parenkant benzino, eterių ir aldehidų frakcijos bei fuzelio santykius, gaunama skaidri, stabili, tinkanti varikliui be konstrukcinių pakeitimų vandens, benzino bei etanolio kompozicija, kuri apiforminta kaip išradimas.
Kadangi etanolio oktaninis skaičius yra didelis (108), t.y. 10–25 vienetais didesnis už benzino oktaninį skaičių, todėl mažo oktaninio skaičiaus benziną (pvz., A-76) maišant su etanoliu galima gauti didelio oktaninio skaičiaus degalus. Tačiau atlikus eksperimentinius tyrimus paaiškėjo, kad didėjant etanolio tūrio daliai mišinyje su benzinu, mišinio oktaninis skaičius didėja ne pagal tiesinę priklausomybę. Todėl buvo sudaryta tikslesnė benzino ir etanolio mišinių oktaninio skaičiaus nustatymo formulė:
OSm=OSb+0,00220•E3-0,00222•E2 +0,24731•E-0,08665;
čia OSm – benzino ir etanolio mišinio oktaninis skaičius;
OSb – benzino oktaninis skaičius;
E – etanolio dalis, tūrio procentas.
Variklio bandymai parodė, kad karbiuratorinis variklis be specialių konstrukcijos pakeitimų, varomas benzino ir spiritiniais mišiniais, veikia stabiliai, kai etanolio kiekis mišinyje ne didesnis kaip 14 procentų.
Iš variklių, varomų benzinu ir benzino bei etanolio mišiniais, šiluminio skaičiavimo rezultatų analizės galima daryti šias išvadas:
1. Įmaišius į benziną 14 proc. tūrio etanolio, variklio lyginamosios degalų sąnaudos be padidėja apie 6 proc., o įmaišius 25 proc. tūrio etanolio – be padidėja apie 10 proc., kadangi etanolio kaitringumas 1,6 karto mažesnis už benzino kaitringumą.
2. Variklio, varomo benzino ir etanolio mišiniais, vidutinis indikatorinis slėgis padidėja 4 proc., o efektyvusis naudingumo koeficientas padidėja 5 proc. palyginti su benzinu. Dėl to pasiekiama variklio efektyvioji galia ir sukimo momentas padidėja 3– 5 procentais.
3. Veikiant varikliui, varomam benzinu ir benzino etanolio mišiniais, lyginamosios energijos sąnaudos yra apylygios.
Toliau, mūsų nuomone, reikia atlikti automobilių, varomų spirito ir benzino mišiniais, eksploatacinius bandymus, kurių metu būtų parinkta mišinio pagaminimo, transportavimo ir laikymo technologija.
Naudojant spiritinius priedus degaluose būtų galima išspręsti žemdirbių išaugintos produkcijos supirkimo problemą, atgaivinti merdinčias spirito gamyklas, kurios veikia maždaug tik 20 proc. pajėgumu, sukurti papildomų darbo vietų, sumažinti naftos importo poreikius bei aplinkos teršimą. Tam turi būti sukurta teisinė bazė bei numatytas ekonominis skatinimas naudoti spiritinius degalus. Be to, tai padėtų išspręsti konfiskuoto kontrabandinio alkoholio problemą.
Vidaus degimo varikliai
Modeliams naudojami vidaus degimo varikliai skiriasi veikimo principu (2- arba 4-ciklų), cilindro darbiniu tūriu ir uždegimo sistema (savaimine arba kibirkštine). Savaiminei uždegimo sistemai naudojamas kuro mišinys iš alyvos, metanolio ir nitrometano (dvitakčiai varikliai kartais kurui naudoja žibalo, eterio ir alyvos mišinį) . Modelių varikliai su kibirkštine uždegimo sistema veikia benzino ir alyvos mišinio pagrindu. Vidus degimo varikliui užvesti naudojami mechaniniai arba elektriniai paleidėjai. Varikliai papildomai naudoja kaitinimo arba kibirkštines žvakes, kuriomis užvedimo momentu įkaitinamas arba uždegamas degusis mišinys.

1. Adatinis vožtuvas
2. Kanalas
3. Karbiuratorius
4. Alkūninis velenas
5. Įsiurbimo vožtuvas
6. Korpusas
7. Atsvaras
8. Alkūnės pirštas
9. Kaitinimo žvakė
10. Cilindro galvutė
11. Cilindras
12. Išmetimo kanalas
13. Stūmoklio pirštas
14. Stūmoklis
15. Švaistiklis
16. Paleidėjas (Starteris)

1. Suspaustas mišinys
2. Įsiurbimo kanalas
3. Išmetimo kanalas
4. Stūmoklis
5. Nauja mišinio porcija
6. Išmetamos dujos
7. Degimas
8. Įsiurbiamas mišinys

A. Nitrometanas
B. Tepalas
C. Metanolis
Automobiliai
Radijo valdomų automobilių pasaulyje nėra greičio apribojimo ir raudonos šviesos! Jūs galite lėkti taip greitai ir taip pašėlusiai, kaip tik leidžia jūsų automobilis, nesvarbu, ar tai sunkvežimis, ar visureigis, ar formulės bolidas, ar netgi tankas. Viskas priklauso tik nuo fantazijos ir modelio galimybių.

Visus radijo bangomis valdomų automobilių modelius galima suskirstyti į dvi stambias grupes: visureigius (of-road) ir gatvių automobilius (on-road). Gatvių automobiliai yra pritaikyti važiuoti lygiomis betoninėmis arba asfalto dangomis, tuo tarpu visureigių stichija – kalneliai ir duobės. Specialiai paruošti visureigių modeliai gali važiuoti bet kokiu paviršiumi – jų prošvaistė (atsumas nuo kelio iki žemiausios dugno vietos) yra daug didesnė negu “on-road” automobilių, jie turi minkštesnes pakabos spyruokles ir padangas, nelygumams pritaikytus amortizatorius. Visureigių mechaninės ir elektrinės dalys paprastai apsaugotos nuo drėgmės ir purvo, kurie gali greitai pažeisti jautrias automobilio vietas.

Tarp keturračių automobilių išskiriami dviejų (2WD) ir keturių (4WD) varančiųjų ratų modeliai, kurie savo ruožtu gali būti varomi elektros arba vidaus degimo variklių. Suprantama, kad pradedančiajam vertėtų pasirinkti elektros varomą 2WD modelį. Šiuos modelius lengviau aptarnauti, jie yra pigesni ir paprasčiau valdomi.
Be RC automobilių modelių yra ir kordinių, trasinių, stendinių automobilių modelių klasės, kurios vis dar labai populiarios. Kai kurie automodeliavimo intuziastų pasiekimai rezultatai tiesiog stebina vaizduotę. Kaip pavyzdį paminėsime, kad kordiniai 10cm3 klasės automobilių modeliai pasiekia didesnį nei 300km/h greitį. Akivaizdu, kad techninės kūrybos ir techninių sporto šakų galimybės neturi ribų.

AUTOMOBILIO KŪRIMO ISTORIJA
Nuo XVII a. žmonės pradėjo kurti įvairius variklinius aparatus kurie galėjo patys judėti. Rodosi, kad beveik 6000-čių metų svajonė pildosi.
1678 m. jėzuitų vienuolis Ferdinandas Ferbystas (Fr. Ferdinand Verbiest, S.J. 1623 – 1688) sukonstruoja pirmąjį pasaulyje garomobilio modelį. Tačiau jo konstrukcija išlieka popieriuje tiktai kaip pirmasis išlikęs garomobilio aprašymas. Tikrasis garomobilis pagaminamas – 1681 m.
Tikrasis šiuolaikinių automobilių kūrimas prasidėjo tada, kai 1768 m. Džeimsas Vatas (James Watt, 1736 – 1819 m., anglų mechanikas ir išradėjas) išrado veikiančią garo mašiną.
1769 – 1770 m. Nikolausas Žozefas Kiunjo (prancūzų inžinierius Nikolaus Joseph Cugnot, 1725 – 1804 m.) pagamina garo mašina varomą triratį vežimėlį. Jis pasiekdavo 4 km/h greitį ir galėjo pervežti iki 7 t sveriančius krovinius.

Dviejų cilindrų linijinis variklis

1 pav. Fiat 500 variklis (469 cm³)
Vieno cilindro variklio degimo taktas vyksta kas antrą apsisukimą. Dviejų cilindrų variklyje – dvigubai dažniau – kiekvieną apsisukimą (kas 360°). Tokiame variklyje abu stūmokliai juda sinchroniškai, ta pačia kryptimi. Reiškia, lyginant su vienacilindriais varikliais, sukeltos vibracijos padvigubės. Dominuojanti vibracijų kryptis taip pat bus aukštyn-žemyn.

Tai sunkiausiai išbaigiama variklio konstrukcija. Tokius variklius turėjo pigūs praeities automobiliai, tokie kaip Fiat 128, pirmieji Fiat Cinquecento, Honda Today ir t.t. Šiais laikais toks variklio tipas yra visiškai išstumtas tricilindrių ir keturcilindrių minivariklių.

Trijų cilindrų linijinis variklis

2 pav. Trijų cilindrų variklio konfigūracija
Degimo taktas kartojasi alkūniniam velenui pasisukus 240°. Alkūninio veleno konfigūracija parodyta paveikslėlyje. Cilindrų uždegimo tvarka yra 1-3-2.

Atrodytų, nėra skirtumo į kurią pusę suksis alūninis velenas – visų trijų stūmoklių ir švaistiklių svorio centras lieka toje pačioje vietoje, reiškia vibracijos turėtų nepasireikšti. Matematinė analizė taip pat parodo, kad neturi pasireikšti nei vertikali, nei skersinė vibracija. Bet kodėl tada tricilindriui varikliui reikalingas balansinis velenas?

Esmė yra ta, kad atliekant skaičiavimus, variklis laikomas vienu tašku – tokiu atveju visos inercinės jėgos viena kitą kompensuoja. Realus variklis yra tūrinis įrenginys, jame inercinės jėgos veikia skirtinguose taškuose. Todėl ne visos vibracijos kompensuojamos. Jos išlieka abiejuose variklio galuose.

3 pav. Vibracija variklio galuose
(čia pavaizduotas V6 variklis)
Sunku įsivaizduoti? Pažvelkite į 2 pav., kur pavaizduotas variklis iš šono. Stūmoklis 1 dabar yra viršuje ir yra pakeliui į apačią. Šiame alkūninio veleno gale pasireiškia jėga, nukreipta į viršų. Stūmoklis 2 taip pat keliauja į apačią – alkūninio veleno vidurinėje dalyje pasireiškia jėga, nukreipta į viršų. Stūmoklis 3 kyla į viršų, taigi dešinioji alkūninio veleno dalyje pasireiškia jėga, nukreipta į apačią. Variklio svorio centras yra ties antruoju cilindru, todėl kairioji variklio dalis stumiama į viršų, o dešinioji – į apačią. Centrinė dalis išlieka stabili, Alkūniniam velenui pasisukus 180° kampu, situacija tampa priešinga. Varikliui sukantis, šios jėgos sukelia vibraciją variklio galuose (angl. end-to-end vibration, žr. 3 pav.).

Sprendimas – balansinis velenas. Šiuolaikiniai tricilindriai varikliai aprūpinti balansiniu velenu, varomu alkūninio veleno. Balansinį veleną sudaro ant ašies pritvirtinti svoriai, kurių sukimosi kryptis priešinga stūmoklių judėjimui. Kai stūmoklis kyla viršun – balansinis svoris leidžiasi ir atvirkščiai. Balansinis velenas sukasi alkūninio veleno greičiu, o balansiniai svoriai apskaičiuojami tokie, kad maksimaliai kompensuotų stūmoklių ir švaistiklių keliamas vibracijas.

Keturių cilindrų linijinis ir opozicinis varikliai

4 pav. Keturių cilindrų linijinio variklio konfigūracija

5 pav. Opozicinis variklis

6 pav. Linijinis variklis

7 pav. Du balansiniai velenai keturių cilindrų linijiniame variklyje
Lyginant su tricilindriais varikliais, šie varikliai labai skiriasi savo vibracijomis. 4 pav. pavaizduotas linijinis keturių cilindrų variklis. Degimo taktas vyksta kas 180°. Stūmokliai juda poromis – 2 kraštiniai ir 2 viduriniai stūmokliai vienu metu būna toje pačioje vietoje. Toks sprendimas leidžia išvengti tricilindriams varikliams būdingos vibracijos galuose.

Kaip gi su vertikalia vibracija? Atrodytų, kad pirmąjam cilindrui balansinę atsvarą duoda antrasis, o trečiąjam – ketvirtasis. Teisingai, tačiau atlikę matematinius skaičiavimus, pastebime, kad antrinės jėgos čia nėra labai silpnos. Jos pasireiškia dvigubai didesniu dažniu, nei sukasi alkūninis velenas. Kad suprastume kodėl taip yra, palyginkime opozicinį variklį su keturcilindriu linijiniu.

Opozicinis variklis (žr. 5 pav.), nepriklausomai nuo cilindrų skaičiaus (jų skaičius turi būti porinis), yra geriausiai išbalansuota variklinė konstrukcija. Kiekvieno stūmoklio porinis stūmoklis yra tarsi atsvara pirmąjam. Kiekvienos poros inercinės jėgos tarpusavyje kompensuojasi ir vibracijos beveik nepasireiškia. Tačiau šie varikliai yra platūs, jų gamyba brangi. Opoziciniai varikliai sutinkami Subaru ir Porsche automobiliuose.

Linijiniame variklyje (6 pav.) alkūniniam velenui pasisukus tam tikru kampu, stūmoklis, esantis viršuje, nuvažiuoja kelią b, tuo pačiu stūmoklis, esantis apačioje, nuvažiuoja kelią a. Vertikalios jėgos yra nuvažiuoto kelio, masės ir laiko rezultatas, todėl viršuje jos bus didesnės. Šių jėgų skirtumą vadinkime antrinėmis jėgomis.

Sprendimas – du balansiniai velenai. Kuo didesnė stūmoklio eiga, tuo sunkesnis stūmoklis ir švaistiklis, tuo daugiau antrinių jėgų, sukeliančių vibraciją. Automobilių gamintojai mėgsta keturių cilindrų linijinį variklį dėl kompaktiškumo ir gamybos pigumo. Iki 2 litrų darbo tūrio keturių cilindrų varikliuose vibracijos nėra labai didelės, tačiau didesnio tūrio varikliai gamintojams kėlė rūpesčių. Variklių inžinieriai, siekdami sumažinti vibracijas ėjo skirtingais keliais: vieni kūrė masyvesnius variklio blokus, hidraulines pagalves ir išlengvintus stūmoklius, kiti pradėjo montuoti balansinius velenus.

Balansinį veleną išrado britų inžinierius Frederikas Lančesteris (Frederick Lanchester) XX a. pradžioje. Mitsubishi įsigijo patentą masinei produkcijai ir 1976 m. panaudojo automobiliui Mitsubishi Colt Celeste 2000. Vėliau Fiat grupė balansinius velenus panaudojo Lamda variklių serijai, įskaitant ir 1.6 litro darbinio tūrio Lancia Delta HF Turbo, 2 litrų Fiat Croma Turbo ir Lancia Thema Turbo. Balansiniai velenai sėkmingai panaudoti ir SAAB 9000 bei Porsche 944 linijiniuose varikliuose. Visi šie gamintojai licenzijas įsigijo iš Mitsubishi.

Kovai su antrinių jėgų keliama vibracija naudojami du balansiniai velenai, besisukantys priešingomis kryptimis ir dvigubai didesniu greičiu už alkūninį veleną. Balansiniai velenai išdėstyti skirtingose variklio bloko pusėse, vienas vos aukščiau alkūninio veleno ašies, antras – daug aukščiau (žr. 7 pav.). Teisingai apskaičiuoti svoriai visiškai nuslopina vibracijas ir variklis sukasi itin tolygiai.

Kodėl naudojami du balansiniai velenai vietoje vieno masyvesnio? Todėl, kad keturcilindriuose varikliuose antrinių jėgų sukeltos vibracijos yra vertikalios. Vienas balansinis velenas sugertų vertikalias vibracijas, tačiau sukeltų šonines. Du velenai, sukdamiesi į skirtingas puses kompensuoja vienas kito sukeliamas šonines ir variklio keliamas vertikalias vibracijas.

Be dviejų balansinių velenų Porsche nebūtų galėjęs sukurti 3 litrų darbinio tūrio keturių cilindrų eilėje variklį, kuris varo 944 S2 ir 968 modelius. Šie varikliai yra didžiausi šiuolaikiniai keturcilindriai.
Penkių cilindrų linijinis variklis

8 pav. Penkių cilindrų linijinis variklis
Šios konfigūracijos varikliai nėra labai paplitę. XX a. 9-10 dešimtmetyje juos naudojo Audi (1.9 – 2.3 ltr.), Honda (Acura TL), Volvo (2.0, 2.3 turbo ir 2.4), Fiat grupė (2.0 ir 2.4 Super Fire serija). Mercedes gamino penkiacilindrius dyzelius. Nepaisant penkiacilindrių nepopuliarumo, ši konfigūracija turi savų privalumų. Pirma, penkių cilindrų varikliai užpildo spragą tarp keturcilindrių ir šešiacilindrių variklių, tuo leidžiant išnaudoti optimalų cilindrų skaičių planuojamam darbiniam tūriui. Antra, lyginant su keturių cilindrų varikliais, užtenka tik vieno balansinio veleno. Trečia, lyginant su šešių cilindrų varikliais, jis pakankamai trumpas, kad galima būtų pasirinkti skersinę vairklio komponuotę priekiniais ratais varomiems automobiliams. Galiausiai, šį variklį galima projektuoti moduliniu būdu – perdaryti keturių arba šešių cilindrų variklį, pridedant arba atimant po vieną cilindrą ir pakeičiant alkūninį veleną. Taip galima sutaupyti nereikalingų investicijų kuriant iš esmės naują variklį, greičių dėže ir visus kitus prie variklio jungiamus agregatus. Tokią modulinę konstrukciją naudoja Fiat, Mercedes ir Volvo.

Penkių cilindrų variklyje degimo taktas kartojasi kas 144°. Alkūninis velenas parodytas 8 pav. Uždegimo tvarka – 1-3-5-4-2.

Matematinė analizė parodo, kad pirminės ir antrinės jėgos tarpusavyje yra subalansuotos ir dviejų balansinių velenų, kaip dideliuose keturių cilindrų varikliuose, nereikia. Tačiau čia pasireiškia vibracija variklio galuose (kaip ir trijų cilindrų varikliuose), nes 1 stūmoklio judėjimas nesutampa su 5, o 2 – su 3.

Sprendimas – balansinis velenas. Čia naudojamas toks pat balansinis velenas, kaip ir trijų cilindrų varikliuose. Svoriai juda į priešingą pusę stumokliams, velenas sukasi alkūninio veleno greičiu.

Ar galima priversti penkiacilindrį variklį dirbti taip tolygiai, kaip šešiacilindrį? Ne. Dėl konstrukcinių ypatumų, balansinis velenas negali būti montuojamas idealiausioje vietoje – virš arba po alkūniniu velenu. Jis montuojamas šone, kiek įmanoma arčiau alkūninio veleno ašies ir tai trukdo visiškai sugerti vibracijas.
Šešių cilindrų linijinis variklis

9 pav. Šešių cilindrų linijinis variklis
Kaip matote 9 pav., šešių cilindrų linijinis variklis sudarytas iš dviejų simetriškai sujungtų tricilindrių variklių. Taigi, 1 stūmoklis juda kartu su 6, 2 – su 5, 3 – su 4. Taigi vibracijos variklio galuose klausimas išsisprendžia savaime, todėl balansinio veleno tokiam varikliui nereikia.

O kaip gi vertikalios ir šoninės vibracijos? Kaip ir trijų cilindrų varikliuose, vertikalias ir šonines jėgas sukelia kiekvienas stūmoklis atskirai. Nepriklausomai nuo to ar pirminės, ar antrinės jėgos atsiranda, jos viena kitą kompensuoja. Suminė vibracija artima nuliui, todėl linijinis šešių cilindrų variklis, kaip ir opozicinis, yra laikomas idealia konstrukcija.

Kalbant apie idealias konstrukcijas, šešių cilindrų vienaeilis nėra vienintelis geriausias variantas, tačiau kompaktiškiausiu galima pavadinti. Aukščiau aptarti opoziciniai varikliai yra platūs, reikalauja dvigubo variklio bloko, dviejų variklio galvučių, sudvejintos vožtuvų pavaros. V12 varikliai taip pat idealiai subalansuoti, tačiau išeina už kasdieninio naudojimo ribų – jie didelių gabaritų, sunkūs,brangūs, todėl sutinkami tik antikvariniuose automobiliuose arba superkaruose. Kad vienaeilė “šešiukė” yra optimaliausia konstrukcija, inžinieriai žinojo jau seniai, todėl šios konstrukcijos variklius galima sutikti klasikiniuose Rolls Royce, Bentley, Mercedes, Bugatti, Jaguar ir BMW modeliuose.
Variklių vibracijos
Gerai suprojektuotas variklis turi dirbti tyliai ir tolygiai, neturi jaustis vibracijų. Tolygus variklio darbas leidžia pasiekti aukštesnes apsukas, išgauti didesnę galią. Variklio darbas priklauso nuo konstrukcijos: cilindrų skaičiaus, išsidėstymo, formos, kampo tarp cilindrų ir daug kitų faktorių. Daugiausia pagaminama paprastesnės konstrukcijos variklių, kurių vibracijos didesnės, o joms sumažinti naudojami balansiniai svoriai ir velenai. Tokie varikliai mažiau efektyvus, jų lyginamoji galia mažesnė, tačiau pagaminimo kaina žema. Prabangesniems automobiliams gaminami sudetingesnės konstrukcijos daugiacilindriai varikliai, kurių vibracijos yra mažesnės dėl atskirų cilindrų vibracijų savaiminės kompensacijos, didesnės pačio variklio ir smagračio masės ir kt.

Variklio cilindro darbo ciklas
Keturtakčio vidaus degimo variklio (toliau tiesiog variklio) darbo ciklą sudaro 720° – 2 alkūninio veleno apsisukimai, kurių metu variklis įvykdo 4 taktų darbo programą. Iš 4 taktų tik viename vyksta degimo procesas ir galios atidavimas. Kiti trys taktai galios neatiduoda, o ją naudoja kuro mišinio įsiurbimui, suspaudimui ir atidirbusių dujų išmetimui. Taigi, vieno cilindro variklio galia atiduodama periodiškais impulsais

Tokios pulsacijos rezultatas – netolygus galios atidavimas ir variklio vibracijos. Vibracija atsiranda dėl judančių variklio dalių, ypač stūmoklių ir švaistiklių. Vienacilindriame variklyje stūmoklis su švaistikliu periodiškai juda aukštyn-žemyn, tuo pačiu dažniu ir kryptimi išjudindamas variklį. Realybėje vibracijų kryptis nėra vertikali, nes švaistiklis juda ne tik aukštyn-žemyn – apatinė švaistiklio dalis juda apskrita trajektorija ir šiek tiek vibracijos perduodamos kitomis kryptimis. Tačiau lyginant su stūmokliu, švaistiklio masė yra nedidelė, todėl, šoninės vibracijos yra daug mažesnės už verikaliąsias. Vibracijoms mažinti, naudojama keletas technologinių sprendimų.
• Sunkus smagratis, kurio inercija padeda išlaikyti alkūninio veleno tolygų sukimąsi. Kuo masyvesnis smagratis, tuo tolygesnis variklio sukimąsis, tačiau per sunkus smagratis daro variklį per daug inertišką, lėtai reaguojantį į akseleratoriaus pedalą.
• Daugiacilindriai varikliai. Jei vieno cilindro variklyje degimo procesas vyksta kas du apsisukimus, tai dviejų cilindrų variklis – kiekvieno apsisukimo metu, trijų cilindrų – kas 2/3 alkūninio veleno apsisukimo, keturių cilindrų – kas pusę apsisukimo ir t.t. 12 cilindrų variklyje per vieną apsisukimą degimo procesas vyksta net 6 kartus. Taigi, kuo daugiau cilindrų, tuo tolygesnė galios atidavimo kreivė ir mažiau vibracijų.
Ar tu kada atsidarei savo automobilio variklio dangtį ir susidomėjai kas ten vyksta? Variklis gali atrodyti kaip didelis painus kratinys iš metalo, vamzdžių ir laidų voratinklio. Tu norėtum žinoti kas tiksliai vyksta jame. Be viso to, tu važinėjiesi savo automobiliu kiekvieną dieną – ar nebūtų gerai žinoti kaip jis veikia? Arba gal tu jau pavargai važinėti pas mechanikus ir klausytis tau nesuprantamų terminų ir galiausiai už visa tai pakloti nemažas pinigų sumas. Arba galbūt tu perki naują automobilį ir išgirsti tau juoką sukeliančius žodžius „3.0litro V6, DOHC‘as.sportinis kuro padavimas.“ ką visai tai reiškia iš tiesų? Pradėkime nuo nulio.
Vidaus Degimas
Kad suprastum tokią frazę kaip vidaus degimas tau gali padėti laki vaizduotė. Vienas iš geresnių įsivaizdavimo pavyzdžių yra XVIIa. patranka. Tu turėtum būti jas matęs kokiame viename iš Holivudo filmų, kur kareiviai šaudo iš patrankos, pripila į ją paraką, vėliau įdeda sviedinį, galiausiai padegame siūlą ir patranka iššauna sviedinį. Tai yra vidaus degimas, bet įsivaizduoti kas čia bendro su varikliu yra gana sunku.
Labiau tinkamas pavyzdys turėtų būti šis: tarkime paimam plastikinį vamzdelį, kokių 3 centimetrų skersmens, ir uždedam kamšti ant jo galo. Sakykime, mes pripurškėme „WD-40“ į triubelę arba įlašinome keletą mažų benzino lašų. Tada įgrūskime bulvės gabaliuką i triubelę.
Štai taip:
Mes nerekomendavom Jums to daryt! Bet tarkime Jūs tai padarėt. ką mes čia turime sukonstravę yra bendrai vadinama bulvės patranka. Kai įskeliame kibirkštį „sprogsta“ mūsų įpilti degalai arba įpurkštas skystis. Kas įdomiausia ir priežastis kodėl mes čia pasakojame yra ta, kad bulvių patranka bulvę gali išsviesti į ~150 metrų aukštį.
Bulvių patranka veikia tokiu pačiu principu kaip ir bet koks vidaus degimo variklis: jeigu įpiltume labai mažą kiekį didelės energijos turinčius degalus (pvz.:benzinas) į labai mažą atitvertą ertmę ir uždegtume juos, tai didelis eneregijos kiekis išsiskirtu iš sprogstančio
degalų ir oro mišinio. Galima tą išsiskyrusią energiją paversti stujamąja jėga ir panaudoti tam, kad išautume bulvė į 150 metrų aukštį. Pavyzdžiui, jeigu galime sukurti ciklą kuris leistų pakartoti sprogimą šimtus kartų per minutę, ir jeigu galime panaudoti kur nors tą sukurtą grandinės jėgą, tai mes turime taip vadinamą variklio širdį!
Visi automobiliai naudoja variklį. Variklis – keturtaktį ciklą kartojantis agregatas, kuris paverčia kuro sprogimą į judėjimo energiją. Keturtaktis aparatas dar kitaip vadinamas Otto ciklu, Nikolajaus Otto garbei, kuris tai išrado dar 1867 metais. Visi keturi taktai ir pagrindinės jo sudedamosios dalys yra pavaizduotos 1.pav:
Jūs pirmame paveikslėlyje galite pamatyti įtaisą pavadinimu stūmoklis, kuris bulvių patrankoje atstotų bulvę. Stūmoklis yra sujungtas su alkūniniu velenu per švaistiklį. Kai alkūninis velenas sukasi, jis atlieka tarsi užtaisymą patrankos iš naujo. Štai kas atsitinka, kai variklis atlieka savo taktus:
1. Stūmoklis pradeda judėti žemyn nuo pat viršaus, kuro padavimo vožtuvas atsidaro kai stūmoklis juda žemyn, taip leisdamas cilindrui prisipildyti kuro ir oro mišiniui, kuris patenka per padavimo vožtuvą. Šis taktas vadinamas – kuro padavimo taktu. Stūmoklis pasiekęs savo žemiausią galimą tašką (ŽGT) cilindre, pradeda judėti atgal, aukštyn, čia prasideda antras taktas. Kad pirmas taktas įvyktu reikia, kad nedidelis kuro kiekis susimaišytu su oru ir patektu į cilindrą (1.pav. 1 dalis).
2. Kai cilindras grįžta/kyla aukštyn, jis privalo suspausti kuro/oro mišinį patekusį pirmojo takto metu. Šis taktas vadinamas – kompresija.
3. Kai stūmoklis pasiekia savo aukščiausią galimą tašką (AGT) cilindre, tada žvakė skelia kibirkštį reikalingą kuro uždegimui. Kai žvakė uždega kurą, jis tiesiog sprogsta, o sprogimo galia priverčia stūmokli judėti žemyn. Šis taktas vadinamas – uždegimas, sprogimas. (1.pav. 3 dalis).
4. Kai stūmoklis vėl pasiekia savo ŽGT, pradeda grįžinėti atgal į AGT, kai jis kyla aukštyn, atidaromas išmetimo vožtuvas(J), per kurį išmetamos dujos į išmetimo sistemą, duslintuvą, po sprogimo. Šis taktas vadinamas – išmetimas. (1pav. 4 dalis).
Dabar jau variklis yra „išvalytas“ ir pasirengęs į stūmoklį priimti kuro/oro mišinį bei vykdyti toliau visus taktus.

Dar pora dalykų, kuriuos jums vertėtų žinoti:
• Pasaulyje yra keleto rūšių vidaus degimo variklių. Vienas iš jų dujinės turbinos variklis. Dujinės turbinos variklis turi įdomių trūkumų ir pranašumų. Bet pagrindinis trūkumas – labai brangi gamyba (kainuoja daug daugiau pinigų negu stūmoklinis variklis naudojamas šiandienos automobilyje). Dujinės turbinos varikliai yra naudojami didžiuosiuose lėktuvuose, M-1 laidos tankuose, bei elektrinėse.
• Dar vienas iš variklių yra garo turbina, dar kitaip vadinamas išorinio vidaus degimo varikliu. Garo turbina buvo išrasta ankščiau nei vidaus degimo variklis ir buvo naudojamas traukiniuose bei garlaiviuose. Tokiame variklyje kuras yra medis, nafta, anglis ir kt., garo variklis sudegina kurą išorėje, kad sukurtų garus, o garai suka turbiną kuri sukuria judėjimą variklio viduje. Toks variklis yra daug veiksmingesnis, jis ima mažiau kuro nei automobilinis variklis. Palyginus garo turbiną su automobiliuose montuojamų variklių dydžiais, tai atrodytu maždaug kaip lauko teniso kamuoliukas ir tinklinio kamuolys. Štai kodėl mes nematome tokių variklių mūsų automobiliuose
Variklio sandara:
Clinidras
Variklio šerdis yra cilindras. Stūmoklis vaikšto aukštyn ir žemyn cilindre. Čia aprašytas variklis turi vieną cilindrą. Toks variklis yra naudojamas šienapjovėse, tačiau dauguma automobilių turi daugiau negu vieną cilindrą (keturi, šeši, aštuoni cilindrai variklyje yra dažniausiai pasitaikantis variantas). Keletą cilindrų turinčiuose varikliuose cilindrai yra išdėstyti vienu iš trijų būdų: cilindrai vienoje eilėje, išdėstyti „V“ formos arba plokšti (dar kitaip žinomi, kaip bokser).
Skirtingi cilindrų išdėstymai turi skirtintas kainas, skirtingus išmatavimus ir t.t., skirtingas charakteristikas tinkančias tam tikriem automobiliams.
Žvakė
Žvakė reikalinga tam, kad uždegtų kuro/oro mišinį patekusį į cilindrą. Ji turi dirbti tiksliai ir tvarkingai, kitaip kuras nesudegs reikiamu momentu, neįvyks taktas, sutriks ciklas ir t.t.
Vožtuvas
Padavimo ir išmetimo vožtuvai atsidarinėja tinkamais momentais, kad įleistų kuro/oro mišinį į cilindrą bei po to pašalintų sudegusį mišinį. Per du iš keturių taktų, per kompresijos ir per degimo/sprogimo, vožtuvai būna pilnai uždaryti, už tai degimo kamera yra sandari ir gali vykdyti kompresiją, bei degimą.
Stūmoklis
Stūmoklis juda cilindre vykdydamas visus keturis taktus.
Stūmoklio žiedai
Stūmoklio žiedai duoda slidimą tarp metalinių detalių, šiuo atveju tarp stūmoklio ir vidinių cilindro sienelių, neleidžia patekti tepalams į degimo kamerą bei užtikrina degimo kameros sandarumą.
Degimo kamera
Degimo kameroje vyksta kompresijos ir degimo taktai. Kai stūmokliai juda aukštyn ir žemyn, tu gali pamatyti kaip keičiasi degimo kameros tūris, nuo maksimumo iki minimumo ir atvirkščiai. Skirtumas tarp maksimumo ir minimumo yra vadinamas darbiniu tūriu ir matuojamas litrais („l“) arba kubiniais centimetrais („CC“) (1000CC = 1l). Taigi, jeigu tu turi keturių cilindru variklį, kurio kiekvieno cilindro darbinis tūris yra 0.5 litro (500CC), tai reiškia, kad tavo automobilio variklio bendras darbinis tūris yra 2.0 litrai (2000CC). Na, o jeigu tu turi V formos šešių cilindrų variklį, kurio kiekvieno cilindro darbinis tūris siekia 0.5 litro, tai variklio bendras darbinis tūris 3.0 litrai (gamintojai dažniausiai rašo prie tokiu automobilių „3.0 liter V6“). Cilindras kurio darbinis tūris sieka 0.5 litro, gali talpinti dvigubai daugiau oro/kuro mišinio negu, kuris talpina 0.25 litro, taigi, jis yra dvigubai galingesnis už mažalitrį (jeigu visa kita yra vienoda). Taigi, 2.0 litrų darbinio tūrio variklis yra per pus silpnesnis negu 4.0 litrų variklis. Tu gali pasiekti didesnį darbinį tūrį didindamas cilindrų skaičių, arba kiekvieno cilindro darbinį tūrį (arba daryti abu kartu).
Švaistiklis
Švaistiklis – tai jungtis tarp stūmoklio ir alkūninio veleno. Jo abidvi pusės turi jungtis, kurios gali suktis, taigi jis gali keisti kampa tarp stūmoklio eigos taip sukdamas alkūninį veleną.
Alkūninis velenas
Alkūninis velenas sukasi dėka stūmoklio judėjimo ir švaistiklio perdavimo. Alkūninis velenas suka greičių dėžės agregatus, kurie suka ratus.
Karteris
Karteryje kaupiasi tepalai, o pats karteris gaubia alkūninį veleną. Švaistiklis sukdamasis siekia karteryje esantį tepalą, kuris sutepa besisukančias variklio detales, sumažina trinti bei sprogimo jėgos slopinimą.
Variklio posistemiaiF
Kai jau teko tau matyti ankstesniame aprašyme „Kas gali būti blogai“ variklis turi begalią posistemių kurios padeda kuro degimą paversti judėjimu. Dauguma šių posistemių gali būti naudingos naudojant skirtingas technologijas, o geresnės technologijos gali pagerinti variklio darbą. Štai visos posistemės naudojamos moderniuose varikliuose:
Vožtuvų „grandinė“
Vožtuvų grandinė susideda iš vožtuvų ir mechanizmo kuris juos atidaro ir uždaro. Šis mechanizmas vadinamas kumštiniu velenu. Kumštinis velenas turi kumštelius/gumbelius, ir kai sukasi apie savo ašį, velenas atidarinėja vožtuvus (2pav.).
Daugumą modernių variklių turi viršuje kumštinį veleną. Tai reiškia, kad velenas yra viršuje vožtuvų, kaip matote filmuke. Kumšteliai esantys ant veleno aktyvina vožtuvą tiesiogiai arba per labai ploną sujungimą. Senesni varikliai naudojantys kumštinį veleną jį turi netoli alkūninio veleno. Veleno kumšteliai sujungti su vožtuvų kėlikliais. Jie judina vožtuvą, bei palaiko pastovų laiko tarpą tarp pasikartojančio vožtuvo atidarymo. Uždegimo laiko reguliavimo diržas yra sujungtas su alkūniniu velenu, taigi vožtuvų judėjimas yra suderintas su stūmokliais. Vožtuvų velenas sukasi du kartus greičiau negu alkūninis, nes per ciklą turi atidaryti du kartus vožtuvus. Varikliai su vienu velenu vadinami SOHC(„single overhead camshaft“).
Dabar yra dar sudėtingesnės konstrukcijos variklių, kuriuose yra net du vožtuvų velenai. Šiuose varikliuose yra keturi vožtuvai vienam cilindrui, du išmetimo, du padavimo`, todėl šis komponavimas reikalauja dviejų velenų ir yra vadinamas DOHC („double overhead camshaft“).
Uždegimo sistema
Uždegimo sistema (3pav.) gamina aukštos įtampos elektrą, kuri vėliau panaudojama, kad žvakė skeltų kibirkštį. Pagaminta elektra keliauja pirmiausia į paskirstytoją, kurį jūs lengvai galite rasti po beveik kiekvieno automobilio variklio dangčiu. Paskirstytojas turi vieną įeinantį laidą, ir keturis, šešis, aštuonis(jų skaičius priklauso nuo cilindrų skaičiaus) išeinančius laidus, jie vadinami dar uždegimo laidais. Šie uždegimo laidai „siunčia“ elektrą į kiekvieną uždegimo žvakę, kurios vėliau skelia kibirkštį tinkamu momentu, kad ta kibirkštis padėtų susprogdinti suspaustą kuro/oro mišinį (3pav.).
Aušinimo sistema
Aušinimo sistemos pagrindinės dalys:
Radijatorius ir vandens pompa. Vanduo pompos pagalba cirkuliuoja per specialius „kolidorius“ aplink cilindrus iš kur keliauja į radijatorių, kad atvėstu. Yra dar išlikę keletą automobilių kurie yra aušinami oru, tokie kaip Volkswagen Beetle. Oru aušinami varikliai yra lengvesni, tačiau jie labiau kaista, o tai mažina variklio tarnavimo amžių.
Oro padavimo sistema
Dauguma automobilių gauna deguonį normaliu būdų – oras patenka per oro filtrą tiesiogiai į cilindrus. Tačiau šiandien yra automobilių su kompresoriais arba turbokompresoriais, tai reiškia, kad prieš patenkant orui į cilindrus, jis pirmiausia suspaudžiamas, taip patenka didesnis kiekis kuro/oro mišinys į cilindrus, padidėja kompresijos laipsnis, todėl sudega daugiau kuro, o tai leidžia padidinti variklio galingumą. Turbokompresorius naudoja mažą turbiną įdiegtą į išmetimo vamzdį, kad išmetamosios dujos suktų turbiną. Kompresorius prijungtas tiesiogiai prie variklio, kuris yra sukamas variklio dirželiu ir atlieka tokią pačią funkcija kaip ir turbokompresorius.
Užvedimo sistema
Užvedimo sistema susideda iš elektrinio starterio ir starterio selenoido. Kai pasukame užvedimo raktelį, starteris elektros pagalba suka variklį (čia sunaudojamas nežmoniškas kiekis elektros), įvyksta keletas dirbtinių ciklų kurie duoda pradžią variklio darbui. Starteris turi įveikti:
• trintį tarp cilindro ir stūmoklio žiedų
• turi suspausti kuro/oro mišinį
• turi sukti vožtuvų veleną, kad šis atidarinėtų vožtuvus
• visa kita kas tiesiogiai siejasi su varikliu, tai – vandens pompa, tepalo pompa, generatorius ir t.t.
Tepimo sistema
Tepimo sistema užtikrina, kad judančios(pvz. stūmoklis), sukamosios(pvz. velenai) detalės gautų tepalų, kurie palengvina jų judėjimą. Daugumoje automobilių, tepalai „siurbiami“ iš „tepalų duobės“ pompos pagalba, tepalas pravaromas pro filtrą ir tik tada čiurškiamas po aukštu spaudimu ant cilindro sienelių. Vėliau tepalas nuteka specialiais kanalais atgal į „tepalų duobę“.
Kuro padavimo sistema
Kuro padavimo sistema siurbia degalus iš bako ir sumaišo su oru, vėliau įpurskia visa tai į cilindrą. Yra trys kuro įpurškimo į degimo kamerą būdai: karbiuratorinis, tiesioginis ir netiesioginis kuro įpurškimas. Karbiuratoriuje degalai su oru susimaišo kai oras patenka į variklį, netiesioginiame mišinys įpurškiamas per padavimo vožtuvą, tiesioginiame kuras įpurškiamas per purkštuką, o oras patenka per padavimo vožtuvą.

Išmetimo sistema
Išmetimo sistemą sudaro išmetimo vamzdis ir bakelis. Jei nebūtų bakelio įtaisyto vamzdyje, tai mes girdėtume tūkstančius sprogimo garsų išeinančių iš vamzdžio. Bakelis slopina garsą sklindantį iš variklio vidaus. Dabar dauguma automobilių turi dar ir katalizatorių, kuris mažina išmetamų į aplinką kenksmingų medžiagų tūrį.
Elektros sistema
Elektros sistema susideda iš baterijos(akumuliatorius) ir generatoriaus. Generatorius yra prijungtas prie variklio dirželio, kuris suka generatorių, o jis gamina elektrą, reikalingą akumuliatoriui pakrauti. Akumuliatorius paverčia „duoda“ 12V srovę, kuri yra naudojama visame automobilyje.
Kaip padidinti variklio galingumą
Galima rasti daug informacijos, kurioje rašoma, kaip pakelti variklio galingumą, tačiau kiek ji yra veiksminga priklauso nuo variklio. Automobilių gamintojai nuolat bando pateikti vairuotojams kuo galingesnį ir efektyvesnį variklį, kuris naudotų nedidelius kuro kiekius. Štai keletas sprendimų, padedančių padidinti variklio galią:
Padidinti degimo kamerą – kuo didesnis tūris telpa į degimo kamerą, tuo daugiau galios turi variklis, nes tada sudeginama daugiau kuro kameroje, kas sukelia didesnį sprogimą. Padidinti degimo kamerą galima „šlifuojant“ cilindrus.
Padidinti kompresijos laipsnį – kuo didesnis suspaudimo laipsnis, tuo galingesnis sprogimas įvyksta, kuris pagamina daugiau galios. Daugiau suspaustas kuro/oro mišinys gali savaime užsidegti (prieš tai kai jį turi uždegti žvakė). Aukštesnio oktano kuras apsaugo nuo per anksti užsidegančio mišinio.
Štai kodėl automobiliai su galingais varikliais yra „maitinami“ aukšto oktano kuru.
Padidinti mišinio tūri patenkantį į cilindrą – jeigu patektų daugiau oro (taip pat ir kuro) į kiekvieną cilindrą, mes „išspaustume“ daugiau galios iš kiekvieno cilindro, nes kuo daugiau tūrio patenka, tuo labiau padidėja suspaudimo laipsnis, sudega daugiau kuro, įvyksta galingesnis sprogimas.
Turbokompresoriai ir kompresoriai padeda „sugrūsti“ daugiau oro į cilindrus, o kuro padavimą reikia reguliuoti elektronikos pagalba.
Šaldyti paduodamą orą – kuo labiau suspaudžiamas mišinys cilindruose, tuo labiau išauga variklio temperatūra. Kuo šaltesnis oras paduodamas į cilindrus, tuo daugiau mišinio sudega, negu padavus karšto oro. Todėl dauguma variklių su turbokompresoriais ar kompresoriais turi oro aušintuvus (intercooler). Oro aušintuvas (intercooler) – specialus radiatorius pro kurį suspaustas oras eina, kad atvėstų prieš patenkant į cilindrus.
„Palengvinti“ oro padavimą – kai stūmoklis juda žemyn padavimo takto metu, patenkantis oras keliaudamas į degimo kamerą susiduria su kliūtimis, kas sukelia pasipriešinimas, todėl atimama galia iš variklio. Oro pasipriešinimas gali būti sumažintas įdiegiant po antrą padavimo vožtuvą kiekvienam cilindrui. Keletas naujų automobilių naudoja šlifuotus/nugludintus vamzdynus/kolektorius, kad sumažintų juose oro pasipriešinimą. Didesni oro filtrai taip pat gali padidinti bei palengvinti oro padavimą.
„Palengvinti“ išmetamų dujų išmetimą – jeigu oro pasipriešinimas pasunkina išmetamų dujų išmetimą iš cilindro, tai vėl atima galią iš variklio. Oro pasipriešinimas gali būti sumažinamas kaip ir lengvinant oro padavimą, įdiegiant antrą vožtuvą, tik šiuo atveju tai būtų išmetimo vožtuvas. Jeigu išmetimo vamzdis yra per mažas ar duslintuvo bakelis turi didelį pasipriešinimą, tai sukelia atgalinį slėgį, kuris stabdo išmetamų dujų srautą. Dabartinėse išmetimo sistemose naudojami kolektoriai, didelio diametro vamzdžiai ir „laisvi“ bakeliai, kad išvengtų atgalinio slėgio.
Kai kurie varikliai turi ir dvigubą išmetimo sistemą, jos turi du išmetamuosius vamzdžius.
Naudoti kuo lengvesnes variklio detales – lengvesnės detalės leidžia varikliui veikti lengviau, sumažinama kelia variklio vibracija. Pavyzdžiui: kiekvieną karta stūmoklis keičia savo judėjimo kryptį, jis naudoja energiją, kad pakiltų ir vėliau nusileistų žemyn, kuo lengvesnis bus stūmoklis, tuo mažiau energijos reikės jam suteikti, kad judėtų.
Nors XVIII a pabaigoje paplitę garo varikliai buvo gana patikimi darbe , tačiau greitaeigiam transportui bei savaeigėms žemės ūkio mašinoms reikėjo galingesnio , labiau kompaktiško ,ekonomiškesnio ir lengviau paleidžiamo variklio. Šiuos reikalavimus labiausiai atitiko vidaus degimo variklis. Vidaus degimo variklio idėja gana paprasta. Skirtingai negu garo variklyje, kuriame kurą sudegindavo variklio katilo pakuroj ir tik po to susidariusius garus tiekdavo į cilindrą, buvo pasiūlyta kurą deginti variklio cilindre. Iki XIX a. vid. įvairių šalių moklslininkai ir išradėjai pasiūlė nemažai vidaus degimo variklių projektų , kuriuose darbine medžiaga (kuru) buvo parakas, spiritas, dujos.
Žinių apie pirmųjų vidaus degimo variklio projektus ir jų kūrėjus turime nedaug.
Pirmas veikiantis vidaus degimo variklis buvo pagamintas 1858 m. Belgijoje .Jį 1856m. sukūrė ir užpatentavo italų išradėjai E.Barzantis ir F. Mateučis tai buvo dviejų cilindrų dvitaktis dujinis – atmosferinis variklis su laisvai judančiais stūmokliais. Variklio alkūninis velenas su dviem smagračiais įrengtas variklio viršutinėje dalyje.Cilindrų stūmoklių kotai (krumpliastiebiai ) susijungdavo su alkūninio veleno krumpliaračiais tik leidžiantis stūmokliui žemyn.Įsiurbtas į cilindrą šviečiančiųjų dujų ir oro mišinys būdavo uždegamas elektros kibirkštimi. Stūmokliui kylant, iš pradžių atsidarydavo dujų pašalinimo angos. Dėl susidariusio išretėjimo į cilindrą būdavo įsiurbiama nauja dujų porcija.Stūmoklis leisdavosi žemyn veikiamas atmosferos slėgio,palaipsniui uždarydavo įsiurbimo ir išmetimo angas,suspausdavo degųjį mišinį ir sukdavo alkūninį veleną. Toliau ciklas būdavo kartojamas.
Išradėjams anksti mirus (1864), variklio niekas toliau netobulino, todėl ir šis variklis taip pat nebuvo pritaikytas.
Tinkamus eksploatuoti vidaus degimo variklius pavyko sukurti tik XIX a. pabaigoje, kai susiformavo mokslo apie šiluminius procesus (termodinamikos) pagrindai. Vienas termodinamikos pradininkų buvo prancūzų karo indžinierius Sadi Karno. Ankstyva mirtis neleido S.Karno įgyvendinti visų savo sumanymų šiluminių variklių srityje. Po S. Karno mirties jo darbą tęsė kitas prancūzų inžinierius – Alfonsas Bo de Rošas. Jis išleido knygą, kurioje pirmą kartą aprašė keturtakčio šiluminio variklio, 5-6 kartus ekonomiškesnio negu ankstesni, darbo ciklą, kuriame nuosiaklai vyko įsiurbimas, suslėgimas, darbo eiga ir išmetimas. Be to, jis nurodė, kad variklio ekonomiškumą lemia darbinės medžiagos išankstinio suslėgimo laipsnis: kuo jis didesnis, tuo variklis ekonomiškesnis.
S.Karno ir A.Bo de Rošas pirmieji parengė vidaus degimo variklio teorinį modelį. Jų idėjos ypač paspartino tinkamo eksploatuoti keturtakčio vidaus degimo variklio kūrimą.
Keturtaktį vidaus degimo variklį 1876 metais sukūrė vokiečių indžinierius Nikolausas Augustas Otas (1832-1891).
N. Oto variklis veikė taip. Stūmokliui slenkant nuo cilindro galvutės, degių dujų ir oro mišinys būdavo įsiurbiamas per vožtuvą į cilindrą. Tai pirmas taktas – siurbimas. Stūmokliui slenkant atgal, vožtuvai užsidarydavo ir degusis mišinys buvo suslegiamas. Tai antras taktas – slėgimas. Suslėgtas degusis mišinys užsidegdavo nuo elektra įkaitintos platinos vielelės. Degdamos dujos plėsdavosi, stumdavo stūmoklį ir per švaistiklį sukdavo alkūninį veleną. Tai trečias taktas – darbinė eiga. Slinkdamas cilindro galvutės link, stūmoklis, per kitą vožtuva išstumdavo sudegusias dujas. Tai ketvirtasis taktas – išmetimas. Periodiškai pasikartojantys siurbimo, slėgimo, darbinės eigos ir išmetimo taktai ir sudarė vatriklo keturtaktį ciklą.
Nors 1862m. Keturtaktį ciklą aprašė prancuzų inžinierius A. Bo de Rošas, tačiau N.Otas pirmasis šį ciklą įgyvendino realiame variklyje. Jo sukurtas keturtaktis vidaus degimo variklis buvo toks vykęs, kad vėliau tapo baziniu kuriant įvairios galios benzininius ir dyzelinius vidaus degimo variklius, kurie labai paplito įvairios paskirties savaeigėse mašinose.
Variklių klasifikacija. Šiluminai varikliai klasifikuojami į grupes pagal būdingus požymius. Pagal paskirtį jie skirstomi į stacionariuosius ir transportinius. Stacionarieji varikliai naudojami elektrinėse, vandens siurblinėse, naftos ir dujų tiekimo pastotėse, žemės ūkio įrenginiuose ir kitose jėgainėse. Transportiniai varikliai montuojami automibiliuose, kombainuose, savaeigėse važiuoklėse ir kituose mobiliuose agregatuose.
Varikliai skirstomi į naudojančius skystus, dujinius, mišrius ir įvairius degalus. Skystus degalus naudojantys varikliai varomi benzinu, spiritu, žibalu, dyzelinais degalais, gazoliu ir mazutu. Dujiniams varikliams naudojamos suskystintos naftos arba suslėgtos gamtinės dujos. Mišriais degalais veikiantys varikliai paleidžiami benzinu arba dyzeliniais degalais, o vėlau iš dalies arba visiškai perjungiami dirbti dujomis.
Pagal šiluminės energijos transformavimo į mechaninę energiją būdą skiriami vidaus ir išorinio degimo varikliai. Stūmokliniuose ir rotoriniuose varikliuose šiluminė energija verčiama mechaniniu darbu cilindrų viduje, todėl jie vadinami vidaus degimo varikliais.
Variklio pagrindą sudaro blokas (variklio korpusas) ir cilindras su galvute.

Cilindre slankioje stūmoklis, švaistikliu sujungtas su alkūniniu velenu. Degusis mišinys arba oras į cilindrą patenka pro įsiurbimo vožtuva.

Mišiniu degant, karštos dujos spaudžia stūmoklį –6 cilindre-2 žemyn. Stūmoklio lankiojamajį judesį švaistiklis-7 verčia alkūninio veleno-8 sukamuoju judesiu. Deginiai iš cilindro šalinami per išmetimo vožtuvą. Degimo procesas cilindre vyksata periodiškai, stūmokliui atliekant slankiojamąjį judesį. Keturtakčiame variklyje kiekvieną sudegusią mišinio porciją ir darbinę stūmoklio eigą lydi keletas paruošiamūjų procesų per kitas tris eigas, arba taktus.

Naudota literatūra:
1.Jonas Rinkevičius ,,Traktorių istorija” Vilnius ,,Mokslas” 1990
2.K.Gieda, G. Labeckis, A. Kirka, P. Jučas, V. Grašys. ,,Traktorai ir automobilai” Vilnius “ACADEMIA“ 1995
Doc. dr. ALVYDAS PIKŪNAS
VGTU Automobilių transporto katedra
Prof.habil.dr. ALGIMANTAS AMBRAZEVIČIUS
KA Inžinerinės vadybos katedra

Internetas www.google.lt

Leave a Comment