Іштен жану қозғалтқышы

Іштен жану қозғалтқышы, мотор – жанған отынның химикалық энергиясын механика жұмысқа түрлендіретін жылулық қозғалтқыш. Іс жүзінде жарамды алғашқы газдық Іштен жану қозғалтқышын француз механигі Э.Ленуар құрастырды (1860). 1876 жылы неміс өнертапқышы Н. Отто жетілдірілген 4 тактілі газдық Іштен жану қозғалтқышын жасады. Бу машиналы қондырғымен салыстырғанда Іштен жану қозғалтқышы қарапайым (Іштен жану қозғалтқышыта энергияны түрлендіргіш бір буын – бу қазанды агрегатболмайды), жинақы, қуат бірлігіне келетін массасы аз әрі тиімді болып келеді. Бірақ Іштен жану қозғалтқышына жоғары сапалы отын (газ, мұнай) қажет. 1880 жылы РесейдеО.С. Костович алғашқы бензинді-карбюраторлы қозғалтқышты құрастырды. 1897 жылы нем. инженері Р.Дизель сығылу нәтижесінде тұтанатын қозғалтқышты ұсынды. Бұл қозғалтқышты Петербургтегі Л.Нобель зауытында жетілдіру нәтижесінде 1898 – 1899 жылдары отын ретінде мұнайды пайдалану мүмкіндігі туды.1901 жылы АҚШ-та Іштен жану қозғалтқышы орнатылған тұңғыш трактор жасалды. Ағайынды О. және У.Райттар 1903 жылы Іштен жану қозғалтқышы орнатылған алғашқы ұшақты, сол жылы орыс инженерлері “Вандал” кемесіне Іштен жану қозғалтқышын орнатып, тұңғыш теплоходты жасады. 1924 жылы Я.М. Гаккельдің жобасы бойынша Санкт-Петербургте тепловозқұрастырылды. Отынның түріне қарай Іштен жану қозғалтқышы сұйық отынды және газ отынды қозғалтқыш болып бөлінеді. Цилиндрді жаңа жанғыш қоспамен толтыру тәсіліне орай Іштен жану қозғалтқышы 4 және 2 тактілі, ал жанғыш қоспаны (отын мен ауадан құралатын) дайындау түріне қарай сырттай және іштей қоспа түзетін болып ажыратылады. Сырттай қоспа түзетін Іштен жану қозғалтқышына карбюраторлы (яғни сұйық отын мен ауа қоспасы карбюраторда түзілетін) және газ араластырғыш (газ бен ауадан құралатын жанғыш қоспа араластырғышта түзіледі) қозғалтқыштар жатады. Сырттай қоспа түзетін Іштен жану қозғалтқышының цилиндріндегі жұмыстық қоспасы электр ұшқыны арқылы тұтанады. Іштей қоспа түзетін қозғалтқыштарда (дизельде) алдын ала сығылу нәтижесінде қызған ауаға бүркілген отын өздігінен тұтанады.

4 тактілі карбюраторлы Іштен жану қозғалтқышының жұмыстық циклі енді білік 2 рет айналып, поршень 4 рет әрлі-берлі жүру кезінде атқарылады. 1-тактіні жанғыш қоспаның цилиндрге ену тактісі деп атайды. Бұл тактіде поршень С-қа жетеді. Циклдің 3-тактісі – ұлғаю, яғни жұмыстық

жүріс деп аталады. Бұл тактінің барысында отынның жануы кезінде пайда болған жылу механика жұмысқа түрленеді.С-қа дейін жетеді. Осы мезетте электр ұшқыны беріліп, қоспа тұтанады. Жану нәтижесінде цилиндрдегі қысым 3 – 6 Мн/м2, темп-ра 1600 – 2200жоғары өлі нүктеге жылжиды, сол кезде ену клапаны ашылып, жанғыш қоспа карбюратордан цилиндрге келеді. 2-такт – сығылу тактісі. 2-такт кезінде поршень төмен өлі нүктеден жоғары өлі нүктеге жылжиды. Бұл кезде сыртқа шығару және ену клапандары жабылады да, жанғыш қоспа 0,8 – 2 Мн/м2 қысымға дейін сығылады. Сығылу соңында қос-па температурасы 200 – 400 4-такт сыртқа газ шығару тактісі деп аталады. Мұнда поршень төменгі өлі нүктеден жоғарғы өлі нүктеге келеді де, пайдаланылған газ сыртқа айдап шығарылады.

2 тактілі карбюраторлы Іштен жану қозғалтқышының жұмыстық циклі поршеньнің 2 жүрісі кезінде, яғни иінді біліктің 1 айналысында орындалады. Мұндай қозғалтқыштағы сығылу, жану және ұлғаю процестері іс жүзінде 4 тактілі Іштен жану қозғалтқышымен ұқсас. 4 тактілі Іштен жану қозғалтқышымен салыстырғанда 2 тактілі қозғалтқыштың қуаты аз болады. Карбюраторлы Іштен жану қозғалтқышы білігінің айналу шапшаңдығы әдетте 3000 – 7000 айн/мин-қа тең. Жарыс автомобилі мен мотоцикл қозғалтқыштарының жиілігі 15000 айн/мин, кейде одан да жоғары болады. Массасы бойынша жанғыш қоспадағы ауаның бензин буымен арақатынасы – 15:1 шамасында. Қозғалтқыш жанғыш қоспадағы ауаның бензин буымен салыстырғандағы үлесі 18:1-ден төмен және 12:1-ден жоғары болса ғана жұмыс істейді. Карбюраторлы Іштен жану қозғалтқышының қуатын цилиндрге берілетін қоспа мөлшерін өзгерту арқылы реттеуге болады. Айналу жиілігінің жоғары болуы, қоспадағы отын мен ауаның тиімді қатынасы қозғалтқыш қуатын арттыруға әсерін тигізеді. Карбюраторлы Іштен жану қозғалтқышы цилиндрінің диаметрін үлкейтсе, қозғалтқыш детонацияға бейім келеді. Сондықтан қозғалтқыш цилиндрінің диаметрін үлкен етіп жасамайды. Ең қуатты 4 тактілі карбюраторлы Іштен жану қозғалтқышының қуаты 600 квт (800 а. к.). Мотоцикл карбюраторының 2 және 4 тактілі Іштен жану қозғалтқышытарының қуаты 3,5 – 45 квт-қа (5 – 60 а.к.) тең. Авиациялық поршеньді қозғалтқыштардың қуаты 1100 квт-қа (1500 а. к.) жетеді. Карбюраторлы Іштен жану қозғалтқышы – әр түрлі тораптар мен жүйелерден құралған күрделі агрегат.