Основные параметры двигателей автомобиля и их типы

Want create site? Find Free WordPress Themes and plugins.

Сердце автомобиля – ДВС или двигатель внутреннего сгорания, сложный технологический узел, обладающий множеством параметров. Их необходимо знать автолюбителю, чтобы ориентироваться при выборе автомобиля и ориентироваться во время эксплуатации и при ремонте. Наиболее значимыми параметрами являются:

• Объем камер сгорания – определяет показатель расхода топлива и в значительной степени мощности;
• Мощность – измеряется в киловаттах, но чаще используются лошадиные силы;
• Крутящий момент – тяговое усилие;
• Расход топлива – показатель указывается в литрах на 100 км. При этом учитываются дорожные условия: город, шоссе, смешанный режим;
• Расход масла — тут важно учитывать тип, а порой и марку потребляемого масла.

Типовые параметры работы двигателей

Существует разделение ДВС на такие типы:

• Бензиновые – часто используются в гражданском автомобилестроении, наиболее распространенный тип;
• Дизельные – эти агрегаты отличаются надежностью и экономичностью. При этом несколько уступают бензиновым аналогам в динамике (набор скорости), но выигрывают по показателям проходимости. Широко используются военными, распространены в гражданском автомобилестроении;
• Газовые – используют в качестве топлива сжиженный, природный, сжатый газ, который закачивается в специальные баллоны;

В список можно включить гибридные газодизельные агрегаты и роторно-поршневые. Последний тип широко использовался авиацией до середины XX века, в современных условиях встречается редко.

Количество цилиндров двигателя

Количество цилиндров в ДВС определяют его мощность. В процессе технической и технологической эволюции их количество постепенно увеличилось с 1 до 16. С увеличением количества цилиндров сами агрегаты становились больше. Решением в части экономии пространства стала концепция расположения цилиндров.

Расположение цилиндров

Существует такое понятие, как конфигурация двигателя, она определяется компоновкой цилиндров, их расположением. Можно выделить 2 основных типа – рядный, когда цилиндры расположены в ряд и V-образный. Второй тип наиболее часто используется в современном автопроме. В этом случае цилиндры располагаются под углом и соединяются с коленчатым валом, образуя латинскую букву V. Такая компоновка имеет подвиды:

• W-образное расположение цилиндров;
• Y-образное расположение цилиндров.

Реже применяются компоновки, образующие форму латинских букв U и H.

Объем двигателя

Рабочий объем ДВС определяет его мощность. Этот параметр измеряется в см3, но чаще в литрах. Он определяется путем суммирования внутреннего объема всех цилиндров силового агрегата. За основу в вычислениях берется поперечное сечение цилиндра и умножается на длину хода по нему поршня. В результате получается рабочий объем.
Параметр также определяет во многих странах мира сумму сборов. Соответственно чем больше объем, тем мощнее двигатель, а значит, его владелец заплатит больший взнос. Перспективным направлением разработок современности являются ДВС с изменяемым объемом. Это технология, когда при определенных условиях цилиндры отключаются.

Материал, из которого изготавливается двигатель

Основным материалом в производстве двигателей являются металлы и их сплавы:

• Чугун – обеспечивает надежность и прочность, но минусом является внушительный вес;
• Алюминиевые сплавы – дают неплохую прочность, при этом легкие. Недостаток – большая стоимость;
• Магниевые сплавы – наиболее дорогостоящий материал, отличается высокой прочностью.

Многие производители автомобилей комбинируют материалы. Это во многом диктуется принадлежностью модели к тому или иному классу, что ставит ее в определенные ценовые рамки.

Мощность двигателя

Основополагающий параметр ДВС. Он измеряется в лошадиных силах, реже в кВт (киловатты). Мощность определяет скоростной предел и динамику разгона. Это еще один важный момент в условиях высокой конкуренции между производителями. Серьезная борьба идет в сегменте премиумных, спортивных автомобилей, а также в классе роадстеров и мускулкаров. Здесь разгон от 0 до 100 км/ч играет важную роль и может быть меньше 4 секунд.

Крутящий момент

Крутящий момент – параметр, определяющий тяговую силу мотора, обозначается Н/м (Ньютоны на метр). Значение непосредственно связано с мощностью и динамикой, хотя и не является для них определяющим. В значительной степени крутящий момент влияет на «эластичность» силового агрегата. Под этим словом подразумевается возможность ускоряться при низких оборотах. Соответственно, чем больше ускорение, тем эластичней мотор.

Расход топлива

Показатель потребления топлива двигателем зависит от его рабочего объема, а соответственно мощности. Основополагающую роль играет тип топливной системы:

• Карбюраторная;
• Инжекторная.

Измеряется показатель в литрах на 100 км. Техническая документация современных автомобилей предоставляет данные о расходе топлива при нескольких режимах движения: езда по городу, трассе, смешанный тип. В некоторых моделях, преимущественно внедорожниках, указывается расход при движении в условиях бездорожья, так как задействуются все 4 колеса и потребление бензина, дизеля значительно возрастает.

Тип топлива

ДВС могут потреблять разные виды топлива, но в основном используются:

• Бензин – продукт переработки нефти-сырца или вторичной перегонки нефтепродуктов. Основополагающим показателем является октановое число, которое указывается в цифрах. Буквенное сочетание, стоящее перед цифрами «АИ» означает:
  А – бензин автомобильный;
  И – октановое число определено исследовательским способом. Если этой буквы в маркировки нет, значит, октановое число выведено моторным методом.
  Российские стандарты предусматривают такие марки бензина: А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98. Наиболее востребованными в настоящее время являются марки с октановым числом 92,95,98;
• Дизель или дизельное топливо – получается путем промышленного перегона нефти. В его состав входят 2 вещества:
  1. Цетан – легковоспламеняющийся компонент, чем его содержание больше, тем выше качество топлива;
  2. Метилнафталин – не горючий компонент.
  Основополагающими характеристиками дизеля являются: прокачиваемость и воспламеняемость. В зависимости от спецификации подразделяется на: летнее, зимнее, арктическое (ориентировано на использование при экстремально низких температурах).

Также ДВС в качестве топлива может использовать газы: метан, пропан, бутан. Для этого на автомобиль устанавливаются специальные системы.

Расход масла

Показатель расхода масла указывается производителем автомобиля в технической документации к нему. Нормальным считается потребление смазки в соотношении 0,8–3% от потребляемого количества топлива. Также на этот показатель влияет размер двигателя, он увеличивается на больших, мощных агрегатах, особенно дизельных.
Различают расход масла:

• Штатный – испарение смазочного материала с цилиндров, выдавливание через картер газами, смазка компрессора турбины;
• Нештатный – течи уплотнений, потеря масла через сальники коленвала, маслосъемные поршневые кольца, перемычки поршня, когда происходит их разрушение.

К чрезмерному расходу приводит использование масла низкого качества и несоответствующей требованиям технической эксплуатации марки.

Ресурсная прочность

Ресурсная прочность – показатель, определяющий частоту проведения ТО. Измеряется пробегом. Оптимальное количество пройденных километров от 5000 до 30 000. Этот показатель дает возможность рассчитать максимальный срок эксплуатации силового агрегата.

Тип топливной системы

На бензиновые и дизельные моторы устанавливаются разные типы топливных систем. Бензиновые агрегаты могут оснащаться карбюраторной или инжекторной системой. Первая основана на механическом принципе, подача топлива регулируется дроссельной заслонкой. Второй тип – инжекторный позволяет осуществлять настройки с помощью электронных средств. Это значительно увеличивает КПД двигателя, сокращает расход топлива.
Дизельные агрегаты оснащаются ТНВД (топливными насосами высокого давления). Это устройство считается устаревшим и ненадежным. Чаще всего оно используется совместно с форсунками, обладающими функциями насоса. Но сами по себе они не могут обеспечить стабильную работу двигателя.

Тип бензиновой системы впуска

Существует 2 разновидности топливных бензиновых систем: карбюраторная, инжекторная. Они отличаются конструктивным устройством, а также принципами подачи топлива в цилиндры:

• Карбюратор вливает бензин сплошным потоком, что затрудняет его смешивание с воздухом и детонацию. Это приводит к увеличенному расходу топлива, снижению технических характеристик мотора;
• Инжекторная система превращает топливо в мелкодисперсную субстанцию – распыляет его. Это дает ему возможность быстро смешиваться с воздухом внутри цилиндра и приводит к увеличению характеристик двигателя и уменьшению расхода топлива.

Тип бензиновой системы впрыска

Существует одноточечная и многоточечная система впрыска. Первая не используется на современных моторах, вторая, в свою очередь, многоточечная система бывает:

• Распределенной. Она обеспечивает стабильную работу силового агрегата, но не обеспечивает высокую динамику и не увеличивает мощность;
• Прямой. В этом случае обеспечивается оптимальный расход топлива, увеличивается мощность двигателя и его ресурсная прочность. Недостатком системы является нестабильность работы на малых оборотах. Также минусом можно считать высокую требовательность к качеству бензина.

Дизельная система впрыска

Классическая схема впрыска топлива дизельного ДВС выглядит так:

• ТНВД – топливный насос высокого давления подает горючее в рампу;
• В рампе дизельное топливо нагнетается и с помощью форсунок-насосов подается в камеру сгорания.

На сегодняшний день это наиболее надежная схема впрыска дизельного топлива.

Форсунки впрыска

По принципу работы форсунки впрыска бывают:

• Механические;
• Пьезотронные.

Последние обеспечивают плавную работу двигателя. Больше ни на какие характеристики мотора форсунки впрыска не влияют.

Количество клапанов

Клапана, их количество влияет на показатель мощности мотора. Считается, что при большем количестве клапанов, работа двигателя становится плавнее. Устанавливаются они на впуск и выпуск цилиндра от 2 до 5 штук. Недостатком большого количества клапанов является увеличенный расход топлива.

Компрессор

Главная функция компрессора – повышение мощности ДВС без увеличения его размеров. Это делается с помощью нагнетания в камеру сгорания большего объема воздуха, что позволяет делать взрыв топливной смеси более мощным.

Устанавливается компрессор на впускную систему автомобиля.
Компрессор приводится в движение механическим способом через соединение с коленвалом. Это делается посредством ремня или цепи. Турбокомпрессор нагнетает воздух под действием потока газов, которые крутят турбину, отвечающую за подачу дополнительной порции атмосферной массы.
Компрессоры по принципу подачи воздуха делятся на:

• Центробежные – простая конструкция, где нагнетателем является крыльчатка;
• Роторные – воздух нагнетается кулачковыми валами;
• Двухвинтовые – функции нагнетателей выполняют винты, расположенные параллельно друг другу.

Система газораспределения

ГРМ или газораспределительный механизм отвечает за потоками газов в цилиндре. Он также выполняет функцию переключателя фаз процесса распределения. Принцип действия основан на блокировании и открывании впускных и выпускных отверстий камер сгораний. Это делается при помощи регулировочных элементов:

• Клапанов;
• Валов с приводами;
• Толкателей;
• Коромысел;
• Шлангов.

По принципу управления процессом распределения газов ГРМ разделяются на:

• Клапанные;
• Золотниковые;
• Поршневые.

Did you find apk for android? You can find new Free Android Games and apps.

Двигатели — классификация двигателей, основные понятия и характеристики

История создания автомобиля насчитывает 255 лет и начинается она в России. Термин «автомобиль» происходит от греческого слова autos – «сам» и латинского mobilis – «подвижный», поэтому прообразом автомобиля по праву считаются «самодвижущиеся» повозки. Документально установлено, что в 1752 году механик-самоучка крестьянин Шамшуренков создал «самобеглую коляску», приводимого в движение силой двух человек. Позднее знаменитый изобретатель Кулибин создал «самокатную тележку» с педальным приводом. Но эпоха автомобилестроения наступила гораздо позднее, когда были изобретены первые двигатели, принципы работы которых, используются и до сих пор.

Победа внутреннего над внешним
На смену «самодвижущимя» коляскам на мускульной силе пришли громоздкие машины, двигавшиеся на паровом двигателе. Сначала в 1769-1770 гг. французский инженер Никола-Жозеф Кюньо построил первый паровой автомобиль-тягач для артиллерийских орудий. Затем последовали английские омнибусы XIX века. Однако паровая машина, в которой топливо сгорало вне двигателя (внешнее сгорание) была слишком тяжела, требовала больших запасов воды и топлива, а также много времени на разведение паров.
Альтернативой паровой тяге, царствовавшей во второй половине XIX века, стали двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Первый ДВС был создан в 1860 г. французским инженером Этвеном Ленуаром. Рабочим топливом в его двигателе служила смесь светильного газа (в основном метан и водород) и воздуха. Конструкция имела основные черты будущих автомобильных двигателей: две свечи зажигания, цилиндром с поршнем двустороннего действия, двухтактный рабочий цикл. Но все же о победе над паровой тягой не могло быть и речи – КПД первого ДВС не превышал 4%.
Спустя два года французский изобретатель Бо де Роша, воодушевленный достижением соотечественника, предложил использовать в двигателе внутреннего сгорания четырехтактный цикл: 1)всасывание; 2) сжатие; 3) горение и расширение; 4) выхлоп. Но реализовать свою идею на практике изобретатель не смог. Только в 1876 г. немецкий служащий из Кёльна Николаус Август Отто создал первый рабочий ДВС с четыректактным рабочим циклом. КПД его ДВС достиг 22%, что было гораздо выше, чем показатели двигателей всех предшествующих типов. Это достижение и стало прологом победного шествия ДВС.
Полную победу ДВС одержали лишь в XX веке. К примеру, в США из выпущенных к 1899 году механических экипажей 40% составляли «паромобили», 38% -«электромобили» и лишь 22% -экипажи с ДВС. Официальный рекорд скорости паромобилей, установленный свыше 100 лет назад (26 января 1906 года), впечатляет и поныне — 206 км/ч. Однако ДВС все-таки победили!
 

Что не имя, то тип двигателя
Все современные ДВС по принципу своего действия подразделяются на три вида:
— С внешним смесеобразованием (карбюраторные, в т.ч. инжекторные с управляемой системой впрыска двигатели). Зажигание рабочей смеси в цилиндре производится электрической искрой.
— С внутренним смесеобразованием (дизельные).Топливо самовоспламеняется при впрыскивании его в сжатый воздух, нагретый до высокой температуры.
— Роторные. В корпусе овальной формы движутся не поршни на шатунах, а треугольный, с выпуклыми сторонами ротор. Он описывает внутри корпуса кривую, называемую эпитрохоидой, при этом его вершины, плотно прилегая к стенкам корпуса, образуют 3 отдельные камеры сгорания. В камерах последовательно происходит обычный 4-тактный цикл.
За каждым из видов стоят свои имена. Карбюраторные, включая инжекторные, двигатели обязаны своим существованием, упоминавшемуся Николаусу Отто. Усовершенствуя именно его конструкцию, основатели немецкого автопрома Драймлер и Бенц смогли добиться впечатляющих успехов. Есть версия, что европейское название самого распространенного автомобильного топлива — бензина, состоящего из легких фракций, выделяемых путем перегонки нефти происходит от фамилии Бенц. Интересно, что совсем не Бенц догадался использовать бензин в качестве топлива, а Готлиб Даймлер. В поисках более эффективных видов топлива, чем светильный газ, он совершил в1881 году поездку на юг России. Один из продуктов из продуктов нефтепереработки оказался тем, что искал Даймлер бензин хорошо испарялся, быстро и полностью сгорал.
В 1892 году немецкий инженер Рудольф Дизель получил патент на двигатель, впоследствии названный его фамилией. В цилиндры двигателя Дизеля попадает не смесь топлива и воздуха, а только воздух. Поршень, сжимая этот воздух, совершает над ним работу и внутренняя энергия воздуха возрастает. Температура в цилиндре возрастает настолько, что впрыскиваемое туда топливо сразу же самовоспламеняется. Образующиеся при этом газы выталкивают поршень обратно, осуществляя рабочий ход. Дизельные двигатели могут работать на более тяжелых продуктах нефтеперегонки а, значит, на более дешевом топливе, чем бензиновые. Кроме того, дизели обладают более высоким – до 50% КПД. Несмотря на свою долгую историю, массово дизельные двигатели на легковых автомобилях начали устанавливаться только в 1955 году. Пионером стала Компания Chevrolet.
Роторные двигатели были изобретены позднее. В 1936 году Феликс Ванкель запатентовал роторно-поршневой тип двигателя, но он также принадлежит к четырехтактным ДВС, имеющим четыре фазы:
1.Впуск. Одной из граней ротор затягивает топливно-воздушную смесь в камеру двигателя.
2. Сжатие. Проталкивая смесь по направлению к свечам зажигания, ротор сжимает ее
3. Рабочий ход. После воспламенения смеси расширяющиеся газы вращают ротор вокруг эксцентрика, совершая полезную работу
4. Выпуск. Как только одна из вершин ротора открывает выпускное окно, отработавшие газы удаляются в атмосферу
Роторно-поршневые двигатели (РПД) обладают целым рядом преимуществ: очень компактные, легкие, малошумные, преемистые, имеют высокий уровень удельной мощности на единицу веса. Однако, несмотря на множество достоинств, в настоящее время только Mazda, использует двигатели данного типа. В 2003 году силовой агрегат на Mazda Renesis RX8 по итогам конкурса «Двигатель года» был признан лучшим автомобильным мотором планеты. У остальных автогигантов роторные двигатели получались прожорливыми, обладали малым ресурсом и часто ломались. Кроме того, сейчас им очень трудно вписаться в нынешние экологические требования.
Знакомы РПД и отечественному автопрому. В 1974 году на базе АВОВАЗА было создано специальное конструкторское бюро роторно-поршневых двигателей (сейчас о нем практически ничего не слышно, была информация что бюро что-то разрабатывает для авиастроения). Для массового потребителя вазовские автомобили с РПД не дошли, а вот спецслужбам до недавних пор кое-где исправно служили. Неприметные с виду автомобили легко догоняют «заряженные» иномарки – 190 лошадей при удивительной преемистости под капотом неказистой «девятки», «десятки» или «Москвича 2141» это вам не шутка!
Составные части
Базой для всех механизмов и систем ДВС служит ОСТОВ ДВИГАТЕЛЯ – группа неподвижных деталей, являющихся опорой для остальных. К остову относятся блок-картер, головка (головки) цилиндров, крышки подшипников коленчатого вала, передняя и задняя крышки блок-картера, а также масляный поддон и ряд мелких деталей. Блок цилиндров представляет собою отливку с отверстиями (цилиндрами), в которые при сборке вставляются поршни. Раньше блок выливали из чугуна, теперь все чаще блок отливают из алюминия, а чугунными делаются только стенки цилиндров — гильзы, которые запрессовывают в блок цилиндров.
В блоке может быть разное число цилиндров — 4, 6 или 8 цилиндров (и соответственно поршней). Большее или меньшее число встречается гораздо реже. Чем больше цилиндров, тем мощней двигателей, и тем равномерней вращается коленчатый вал. Так, в четырехцилиндровом двигателе за два оборота коленчатого вала получается не один, а четыре рабочих хода.
Каждый поршень связан с коленчатым валом с помощью шатуна. Один конец шатуна свободно качается внутри поршня на стальном пальце, а другой — опирается на шейку коленчатого вала с помощью подшипника. Сам коленчатый вал прикреплен к блоку цилиндров на нескольких коренных подшипниках. На заднем его конце насажен маховик, а на переднем – шестерня. Эта группа движущихся деталей относится к МЕХАНИЗМУ ДВИЖЕНИЯ. Его задача — воспринимать давление газов в цилиндрах и преобразовать это давление в крутящий момент на коленчатом валу двигателя.
Шестерня приводит во вращение кулачковый валик (распределительный вал), который при помощи толкателей, штанг и коромысел управляет клапанами, а также насос, впрыскивающий горючее в цилиндры двигателя. Клапаны закрываются клапанными пружинами. В комплексе получается единый МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ, который служит для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры и выпуска отработавших газов.
Смесь топлива и воздуха в цилиндрах двигателя сгорает, и в результате температура образующихся газов достигает 2500° С. Чтобы цилиндр не расплавился, его охлаждают жидкостью (водой, антифризом и т.д.), которую насос подает через отверстия — водяную рубашку — блока цилиндров. Горячая вода охлаждается в радиаторе и снова поступает в рубашку. Правда, встречаются анахронизмы, когда охлаждение осуществляется за счет воздуха, поступающего от вентилятора, например, как у «Запорожца», или напрямую встречным потоком воздуха как у мотоколясок.
Помимо остова механизмов движения и газораспределения, а также системы охлаждения работу двигателя обеспечивает еще несколько систем:
— смазки;
— питания;
— зажигания;
— пуска;
— впуска и выпуска.
Все эти системы есть в каждом автомобильном двигателе, их функции одинаковы, однако различия в их конструкции, применяемых материалах и размерах и создает богатейшую гамму современных ДВС.
Сколько в литре лошадей?
Чтобы понять, чем одни двигатели отличаются от других, следует иметь представление о рабочих характеристиках ДВС и базовых понятиях.
Первая характеристика – это объем двигателя, исчисляется в литрах или кубических сантиметрах. Общий литраж – рабочий объем всех цилиндров двигателя
Объем камеры сгорания V c — объем, образующийся над поршнем, когда последний находится в в.м.т
Полный объем цилиндра V п — это его рабочий объем плюс объем камеры сгорания
Рабочий объем цилиндра V р — объем, освобождаемый поршнем при движении от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки. Мертвыми точками называются крайние верхнее и нижнее положения поршня, где его скорость равна нулю.
Мотор первого серийного автомобиля Бенца обладал рабочим объемом 1,7 литра при мощности до 2,5 л.с. Этого было достаточно для езды с максимальной скоростью 19 км/час. Самый большой двигатель объемом 13,5 л имели несколько моделей серийных американских автомобилей: Пирс-Эрроу 66 Рейсэбаут, 1912-18 гг.; Пирлесб-60, 1912-14 гг.; и Фагеол, 1918 г. Рекорды прошлого превзошел лишь американский концепт-кар 2003 года Cadillac Sixteen, двигатель которого длиною в полтора метра и рабочим объемом 13,6 литров развивает мощность 1000 л.с.
Большинству современных автомобилей хватает объема от 1,5 до 2,5 литров. Из этого ряда выпадают малолитражки для города (до 1 литра), а также мощные джипы, родстеры и суперкары. Их объем может составлять до 6-7 литров, например как у Lamborghini Diablo VT 6.0 SE (5992 куб.см) или как у Mercedes-Benz SLR McLaren (5492 куб.см).
Вторым важным показателем является мощность — достаточно условный параметр, который отражает полезную работу, совершаемую газами в цилиндрах двигателя в единицу времени. Различают индикаторную и эффективную мощность.
Индикаторная мощность – мощность, развиваемая расширяющимися газами при сгорании топлива в цилиндрах двигателя (без учета потерь)
Эффективная мощность – мощность, получаемая на маховике коленчатого вала. Она на 10 – 15% меньше индикаторной из-за потерь на трение и приведение в движение вспомогательных механизмов и приборов.
Мощность измеряется в киловаттах или лошадиных силах. «Лошадиная» величина пришла к нам из Великобритании, где была оценена работа лошади за единицу времени: перемещение груза в 200 фунтов на 165 футов за минуту. Однако в автопроме пользуются метрической величиной мощности, единица которой (вспомните школьный курс физики) составляет — киловатт (кВт ). Один киловатт мощности равен 1,35962 л. с.
От мощности неотделим показатель— крутящий момент, характеризует его способности по части вращения колес. Наибольшую мощность можно реализовать только при установившихся оборотах, близких к максимальным. Для современных моторов максимальная мощность достигается при 4000-7000 об/мин. коленвала. Двигатели гоночных автомобилей и мотоциклов могут развивать 15 000 об/мин и более.
Измеряется крутящий момент в Ньютонах (единица силы), умноженных на метр. Крутящий момент является важнейшим динамическим показателем и характеризует тяговые возможности двигателя. Он представляет собой произведение результирующих всех сил — давления продуктов сгорания топлива, трения, инерции и т.д., на плечо приложения, которое равно радиусу кривошипа коленчатого вала. Для большинства автомобилей максимальный крутящий момент находится в пределах 100-250Нм (например, Suzuki Liana с двигателем 1,6 л. обходится 144 Нм), а у монстров он зашкаливает за 500, и даже за 1000 Нм (1020 Нм у Maybach Exelero).
Связь крутящего момента и мощности выражается достаточно простой формулой: Мкр = kN/n, где k — коэффициент, N — мощность, n — частота вращения коленчатого вала. Поэтому понятно, почему малооборотные дизели располагают более высокими крутящими моментами, нежели бензиновые двигатели такой же мощности.
На мощность также виляет способ наполнения цилиндра свежим зарядом. По этому признаку два типа двигателя :а) двигатели без наддува, у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разряжения в цилиндре при всасывающем ход поршня;б) двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым компрессором, с целью увеличения заряда и получения повышенной мощности двигателя.
Наддув использовал еще Бенц, но и теперь на заряженных «Мерседесах» гордо красуется шильдик «Kompressor», означающий наличие турбонаддува, который правда ведет к увеличению расхода топлива.
Общую эффективность работы двигателей оценивает такой показатель как литровая мощность — наибольшая эффективная мощность, получаемая с одного литра рабочего объема (литража) цилиндрического двигателя. Самым впечатляющим показателем для серийных автомобилей считается достижение инженеров Maserati создавших спорткар Ghibli Cup – 2 литра способны выдавать 330 л. с. – такого показателя не способы достичь даже болиды Formula-1. Правда, за последние годы к этому показателю приблизились многие производители.
Сколько, где и как?
Выше уже упоминалось о различном количестве цилиндров в двигателях. В большинстве автомобилях используется по 4 цилиндра. Большее число служит для увеличения мощности. Есть и 6-ти, и 8-ти, и 10-ти, и 12-ти, и 16-ти -цилиндровые двигатели.
Так самый мощный родстер в мире Brabus SV12 S Biturbo Roadster. обладает оснащенным двумя турбинами мотором V12, объемом в 6.3 литра. А 16 цилиндров Bugatti Veyron позволяет достигать мощности 1001 л.с. (рекорд для серийных автомобилей) и разгоняться до скорости в 100 км/ч за 2,8 секунды!
Многоцилиндровый мотор может быть либо изначально спроектирован как единое целое, либо быть «скроеным» из двух и более составляющих. Например, 16 цилиндровый движок спорткара Cizeta V16 T был сделан на основе двух восьмицилиндровых от Ferrari.
Когда двигателя «много», то встает вопрос, как разместить цилиндры? Традиционно по способу расположения цилиндров двигатели бывают рядные, V-образные и оппозитные. У рядных цилиндры расположены в один ряд вертикально, наклонно или горизонтально. У V-образных — в два ряда под углом 90 или 60°.
У оппозитных два ряда горизонтальных цилиндров расположены друг против друга. Классический пример тому автомобили Subaru, которые до последнего времени выпускались только с подобной компоновкой. Видимо сказался опыт компании, поставлявшей двигатели для самолетов имперской Японии.
V-обраные и оппозитные двигатели отличаются малой длиной и располагаются как правило продольно их расположении: остается больше места для пассажиров или груза. Правда, оппозитные занимают всю ширину моторного отсека.
Двигатели с горизонтальными цилиндрами отличаются малой высотой, их можно установить под полом кабины или кузова. Такую схему очень любили американцы, не жалея места под длинным капотом Кадиллаков. Наклон цилиндров тоже уменьшает высоту двигателя. При поперечном расположении двигатель делают рядным, чтобы лучше использовать длину автомобиля.
Раньше использовались также двигатели и с радиальной компоновкой цилиндров (по радиусу). Это метод был заимствован вместе с двигателями из авиастроения, которое кстати очень много дало автопрому. Например, в 1928году BMW по лицензионному соглашению начало производство радиальных двигателей совместно с американским производителем авиамоторов Pratt & Whitney.
Большие перспективы и за модифицированной V-образныой компоновкой. Первопроходцами стали инженеры Volkswagen. В начале 1980-х были созданы V-образно двигатели VR6 и VR5. Небольшой, 15°, развал между рядами цилиндров (обычно угол составляет 60 или 90°) позволил применить для них общую головку. Затем на основе этих разработок была спроектирована серия модульных W-образных двигателей, объединяющих под углом в 72° две цилиндро-поршневые группы от моторов VR-типа. Двигатель фактически стал похож на конструктор Лего.
Большое число цилиндров, как правило, означает и принадлежность к элитной категории. Ярким примером может служить брэнд BMW. Уже в 1933 году начало строить шестицилиндровые двигатели. Правда удвоить число цилиндров немецкая компания смогла лишь в 1987 году.
Роскошь управлять мощными автомобилями всегда оборачивалась огромным расходом топлива. До недавнего времени водителям приходилось мириться, что несмотря ни на скорость, ни на другие показатели режима езды задействованными были все 8, 12 или 16 цилиндров. И только недавно появились системы, позволяющие отключать часть цилиндров отключается во время езды, когда полная мощность двигателя избыточна. Подобные технические решения уже воплощены в топовых версиях Mercedes-Benz S-класса и на некоторых машинах GM 2005 модельного ряда DOD. А Cadillac Sixteen на демонстрационном тест-драйве от Детройта до Калифорнии показал себя следующим образом: 65% времени езды на восьми цилиндрах, 30% — на четырех и лишь 5% — на всех шестнадцати.
Количество цилиндров и способ их размещения влияют также и на решение еще одной инженерной задачи – в какой части автомобиля будет расположен двигатель. По классической схеме двигатель располагается впереди. Но нередко его устанавливают и сзади – причем пример «Запорожца» далеко не единственный, у многих суперкаров, включая упомянутый спорткар Cizeta V16 T с его 16 цилиндрами, 64 клапанами и восемью распредвалами. Устанавливают двигатели и посередине. Как правило, это также удел суперкаров. Одним из самых известных среди них является «Bora» 1970-х годов от Maserati–автомобиль класса GT, сочетавший скорость и мощь, комфорт и роскошь.
В борьбе за выживание
Автомобильные двигатели внутреннего сгорания оказали огромное влияние на развитие человечества, но стали своеобразными заложниками прогресса. Постоянно ужесточающиеся экологические нормы, бурное развитие электроники и электротехники, исследование альтернативных источников энергии и их практического применения вполне возможно заставят нас в скором будущем пользоваться транспортом, оснащенными другими видами двигателей. Уже сейчас растет парк автомобилей с гибридными двигателями, хотя со дня первых массовых продаж в 2003 году Тойотой прошло не так много времени.
Водородные топливные ячейки, электрическая тяга, нанотехнологии безусловно сделают автомобили комфортнее, экологичнее, экономнее. Но человечеству вряд ли захочется расставаться с несравнимым чувством под воздействием адреналина, который по настоящему может вызвать только автомобиль оснащенный ДВС. Пусть он даже мощно ревет, бешено ускоряется, заставляет нас волноваться. За это мы и любим наши машины. И вряд ли автоинженеры захотят разочаровывать нас и еще побортся за свои детища. Поэтому точку в истории автомобильных ДВС ставить еще рано…

Рекомендуем
Пиши в свой блог за деньги

Большие сиськи, письки, попки. Покажи себя – способ заработка для блоггера

Простатит лечится heals prostatitis
Как заработать большие деньги — статья Бориса Березовского
Джон Рокфеллер величайший миллионер — история успеха и жизненные ценности
 

Типы двигателей и их характеристики

Несмотря на недавний всплеск популярности электромобилей, подавляющее большинство автомобилей на дорогах по-прежнему полагаются на проверенную и надежную смесь воздуха, огня, топлива и сжатия для обеспечения мощности автомобиля. Каким бы простым это ни казалось, способ объединения этих четырех элементов может сильно различаться в зависимости от типа двигателя. Помимо количества цилиндров и типа впуска (с наддувом, с турбонаддувом или нет), двигатели могут различаться по расположению цилиндров.

За некоторыми исключениями, существует три различных способа компоновки двигателя: рядный, плоский и V-образный. Чтобы помочь вам лучше познакомиться с тем, что находится под капотом вашего автомобиля, в этой статье будут подробно описаны различия между каждой из этих различных конфигураций двигателя. Прежде чем мы это сделаем, давайте пройдем ускоренный курс о том, как работают двигатели, чтобы вы могли начать: добро пожаловать в Engines 101!

Как работает двигатель?

Первое, что нужно понять о двигателях, — это их назначение: генерировать мощность, которая затем передается на колеса автомобиля. Они делают это, создавая тысячи мини-взрывов в минуту. Эти мини-взрывы приводят в движение поршень, прикрепленный к коленчатому валу (мы поговорим о недолговечном роторном двигателе немного позже, который работает по-другому). Затем коленчатый вал вращается, что создает вращательное усилие. Затем через серию передач в вашей трансмиссии эта сила передается на колеса автомобиля.

Эти взрывы происходят внутри так называемой камеры сгорания, которая представляет собой область между верхней частью поршня и головкой блока цилиндров. В этой области вы найдете три основных компонента горения: воздух, топливо и искру (в дизельных двигателях искра не используется, но мы оставим это для другой статьи). Четвертая важная часть процесса сгорания — это сжатие, которое происходит от движения поршня вверх и вниз, или, как мы вскоре узнаем, движения из стороны в сторону. Воздух подается через систему впуска, топливо через форсунки (по крайней мере, в современных автомобилях), а искра идет от свечи зажигания. Все эти вещи собираются вместе, взрываются и толкают поршень в направлении, которое будет вращать коленчатый вал.

Теперь, когда у нас есть двигатели 101, давайте перейдем к различным конфигурациям двигателей.

Какие существуют различные конфигурации двигателей?

Существует три основных конфигурации двигателя, а затем ряд исключений, о которых мы кратко упомянем после того, как разберем самые популярные. Эти три наиболее распространенные конфигурации двигателя: рядный, V-образный и плоский. Эти термины относятся к ориентации цилиндров (гильз, внутри которых движется поршень) по отношению к гипотетической трехмерной плоскости, которая существует в моторном отсеке.

Двигатели V-типа

Блок двигателя Chevrolet LS V8 (изображение предоставлено: horsepower-research.com) цилиндры: цилиндры расположены по схеме, напоминающей букву «V». Двигатели V-образного типа всегда будут иметь четное количество цилиндров, причем половина цилиндров будет занимать каждую сторону V (по крайней мере, я не знаю никаких исключений из этого правила навскидку). Например, двигатель V8 будет иметь 4 цилиндра с одной стороны V и еще 4 напротив них с другой стороны V. Угол в нижней части V чаще всего равен 90°, хотя есть некоторые исключения. В этом большом семействе двигателей V-образного типа может быть довольно много вариаций в отношении того, как работает двигатель (например, толкатель против двойного верхнего распредвала или V6 против V8), но все двигатели V-образного типа будут структурированы в соответствии с общие принципы, которые мы изложили выше.

В качестве примера хорошо известной линейки двигателей V-стиля я укажу вам на линейку двигателей V8 Chevrolet LS. Серия двигателей LS является одной из самых известных групп двигателей благодаря своей высокой надежности, а также способности быть достаточно мощными в гоночных приложениях. Они просты и эффективны и хорошо представляют двигатели V-стиля.

Рядные двигатели

Это блок двигателя BMW S55 I6, который используется в поколении F8x моделей M3, M4 и M2C (изображение предоставлено bmwblog.com). двигатели будут иметь все цилиндры, выровненные в ряд. Рядные двигатели обычно встречаются либо в четырех-, либо в шестицилиндровых вариантах, поскольку восьмицилиндровый рядный двигатель был бы очень длинным и его было бы трудно эффективно разместить в моторных отсеках большинства автомобилей. Рядные двигатели известны тем, что они более плавные и совершенные, чем другие типы двигателей, а присущий рядной шестерке механический и физический баланс трудно сопоставить с другими типами двигателей.

Известный пример известных рядных двигателей можно увидеть в двигателях BMW серий N и S, включая S54, N54, N55 и S55. BMW производит I6 дольше, чем я живу, и они заработали репутацию лучших рядных шестерок в бизнесе на протяжении многих лет, и до сих пор по сей день. Их I6 гладкие и изысканные, и известны тем, что издают довольно запоминающийся звук при откупорке выхлопной системы вторичного рынка. Еще одним ярким примером фантастических рядных двигателей является серия двигателей Toyota 2J, наиболее известная из которых используется в MKIV Toyota Supra. 2JZ GTE, специально установленный в Supra Turbo, известен тем, что его можно модифицировать без особой работы с внутренними частями двигателя.

Плоские двигатели

Плоский двигатель Subaru 4 (изображение предоставлено subaru. com)

Плоские или оппозитные двигатели — это последний тип двигателей, который мы подробно обсудим, и они также наименее распространены. из всех типов двигателей, которые мы рассмотрели до сих пор. Плоские двигатели устроены таким образом, что цилиндры ориентированы горизонтально, поэтому при стрельбе они противостоят друг другу, как бы боксируя друг друга (отсюда и прозвище боксер). Простой способ визуализировать плоский двигатель — представить его как двигатель V-образного типа с углом 180 ° в нижней части V, что делает его плоским.

Плоские двигатели чаще всего используются в автомобилях Porsche, поскольку с 1960-х годов они используют исключительно оппозитные 6 двигателей в своих знаменитых 911. У Porsche были плоские двигатели с различными рабочими объемами, состояниями впуска и количеством цилиндров, но они придерживались своей теперь уже давно почитаемой конфигурации дольше, чем, возможно, любой другой производитель оставался эксклюзивным для одной компоновки двигателя. Еще один известный пример плоской конфигурации двигателя можно найти в Subaru WRX STi, в котором используется Flat 4. 

Другие типы двигателей

Три типа двигателей, перечисленных выше, используются в 90 % автомобилей на дорогах. Однако есть и другие типы двигателей, составляющие последние 10%, и некоторые из них довольно интересны.

Двигатели VR Style

Здесь показан блок VW VR6, который приводил в действие несколько автомобилей VW в 90-х и 2000-х годах.

Если бы можно было объединить двигатели Inline и V, результатом был бы двигатель VR. Двигатель VR не имеет угла, поскольку все цилиндры имеют одну и ту же головку, однако они смещены, а не встроены. Если вы возьмете движок в стиле V и закроете его, как если бы это была открытая книга, результатом будет движок в стиле VR.

Двигатели VR почти исключительно используются в VW по причинам, которые может объяснить только VW. Тем не менее, их использование в VW стало чем-то вроде культа, поскольку их знаменитый VR6 звучит довольно хорошо и в свое время был мощной силовой установкой.

Двигатели W Style

Блок Volkswagen W12 от Bentley (фото предоставлено eBay)

В бесконечном стремлении VW связать каждую букву алфавита с конфигурацией двигателя они придумали стиль W двигатель. Двигатель типа W, который производился только в 12-цилиндровых вариантах от Volkswagen, фактически представляет собой два двигателя VR6, соединенных в 9.Угол 0 °, как у двигателя V-образного типа. Это означает, что у вас есть два ряда по 6 цилиндров со смещением в конфигурации VR.

W12 использовался в роскошных седанах и внедорожниках и может быть найден в таких моделях, как Audi A8 W12, а также Volkswagen Phaeton W12. Я считаю, что W12 не стоил ничего, кроме нескольких лошадиных сил и классного значка W12, но некоторые утверждают, что они более плавные и лучше подходят для роскошного седана, чем альтернатива V8.

Роторные двигатели

Если вы заинтересованы в автомобиле, который проработает в гараже больше часов, чем пройдено миль, тогда роторный двигатель для вас! Роторный двигатель полностью отличается от других двигателей, которые мы обсуждали, поскольку в нем нет ни поршней, ни цилиндров. Вместо этого есть большой ротор в форме Дорито, который вращается внутри корпуса и создает энергию, используя это вращение. Роторные двигатели довольно сложны, по крайней мере, для людей, которые гораздо лучше знакомы с поршневыми двигателями, поэтому, если вы хотите узнать больше о роторных двигателях, я направлю вас на YouTube-канал «Технические объяснения», который даст гораздо лучшее объяснение, чем я. способен.

Роторный двигатель широко использовался Mazda в модели RX7 90-х годов, которая завоевала такую ​​же преданность, как и знаменитая Toyota Supra. Эта эпоха тюнингованных автомобилей прославилась благодаря фильмам «Форсаж», но невероятные двигатели, используемые в этих автомобилях, такие как 2JZ и роторный двигатель, несомненно, также имеют какое-то отношение к этой славе.

Заключительные мысли

Как видите, автопроизводители любят пробовать множество разных методов, чтобы выполнить одну и ту же работу: смешать воздух, топливо и огонь, чтобы произвести взрыв и привести машину в действие. Что касается плюсов и минусов, они действительно недостаточно конкретны, чтобы перечислять их с уверенностью, поскольку каждый стиль был выполнен как очень хорошо, так и очень плохо, а это означает, что любые преимущества можно отнести к общей инженерии, а не к конфигурации цилиндра явно.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Классификация двигателей внутреннего сгорания

Классификация двигателей внутреннего сгорания | Бензин Офиси

Двигатели внутреннего сгорания преобразуют химическую энергию топлива (бензин, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ, природный газ и т. д.) в механическую энергию. Топливо производит тепловую энергию, вступая в химическую реакцию с воздухом в камере сгорания двигателя. Вырабатываемое тепло увеличивает давление газа в камере сгорания, что заставляет поршень двигаться.

Двигатели можно классифицировать по следующим критериям:

• Тип топлива
• Расположение цилиндров
• Время работы
• Образование смесей
• Тип зажигания (искровое зажигание — воспламенение от сжатия)
• Техника охлаждения (с воздушным охлаждением – с водяным охлаждением)
• Метод заполнения цилиндров (без наддува — с турбонаддувом — с наддувом)
• Устройство клапанов

Смазочные материалы, используемые в двигателях транспортных средств, оцениваются в зависимости от типа топлива, и некоторые органы устанавливают соответствующие стандарты и спецификации для смазочных материалов. Мы можем классифицировать двигатели на основе их типов топлива как бензиновые, дизельные, сжиженные нефтяные и газовые, а также сравнивать и сопоставлять некоторые из их основных характеристик.

Дизельные и бензиновые двигатели

• Дизельные двигатели не требуют свечей зажигания.
• Они имеют более высокую степень сжатия и более высокую тепловую эффективность.
• Нет риска стука, так как это только сжатый воздух.
• Поскольку горение менее контролируемо, возникают более высокие уровни вибрации и шума.
• Они имеют более высокий номинальный крутящий момент, но работают на более низких скоростях и достигают максимального крутящего момента при более пролетарских оборотах.
• Поскольку они подвергаются более высокому давлению, они должны быть изготовлены из более прочных деталей и, следовательно, тяжелее.
• Интервалы обслуживания у них обычно больше; однако затраты на их обслуживание выше.
• Перегрев происходит реже, так как они работают более эффективно.
• Проблема холодного пуска при низких температурах встречается чаще.
• В то время как дизельные двигатели более склонны к образованию сажи и NOx из-за высокого содержания серы и азота в топливе и более высокой температуры в цилиндрах, бензиновые двигатели склонны к более высокому образованию CO из-за их более высоких рабочих оборотов.
• Хотя дизельное топливо более склонно к образованию СО2 из-за избыточного количества углерода в его молекуле, бензиновые двигатели обычно имеют больше выбросов СО2 из-за меньшего расхода топлива на километр.
• Поскольку в бензиновых двигателях используется более очищенное и легкое топливо, частицы обычно представляют большую проблему для дизельных двигателей. NOx более токсичен, чем выбросы CO2, поэтому дизельные двигатели обычно считаются менее экологичными.

Двигатели, работающие на сжиженном нефтяном газе и сжатом природном газе

• CNG (Compressed Natural Gas) – газ метан, сжатый под давлением 200–250 бар (гл. 5). СНГ (сжиженный нефтяной газ) представляет собой сжиженную форму газов пропана (C3H8), пропилена (C3H6), бутана (C4h20) и бутилена (C4H8) в соотношениях, зависящих от региона, при температуре 15 °C и давлении 1,7–7,5 бар.
• LPG получают из сырой нефти путем перегонки, и хотя при использовании в автомобиле он выделяет CO2, это более чистое топливо, чем бензин (на 25% меньше CO2). СПГ является более чистым топливом, чем СНГ (выбросы парниковых газов на 80% меньше, чем у автомобилей с бензиновым двигателем).
• Поскольку СПГ легче воздуха, он рассеивается в воздухе в случае любой утечки и безопаснее бензина. С другой стороны, сжиженный газ падает на землю, так как он тяжелее воздуха. Это трудный газ для воспламенения; однако это может быть опасно в случае аварии.
• Поскольку LPG и CNG имеют меньше углеводородных связей, чем бензин и дизельное топливо, они содержат меньше энергии. LPG (пропан) имеет примерно в 2,5 раза более высокую теплотворную способность, чем CNG.
• Все бензиновые двигатели могут быть переведены на LPG и CGN. Поскольку LPG и CNG содержат меньше энергии, чем бензин, это может привести к потере мощности при переоборудовании автомобиля на бензин (около 10% для LPG).
• Поскольку двигатели CNG имеют меньше продуктов сгорания (сажи) (и не содержат свинца, бензола и т. д.), моторная смазка остается чище, а свечи зажигания не засоряются.
• LPG и CNG обладают меньшей смазывающей способностью, чем бензин и дизельное топливо, что вызывает увеличение износа клапанов, но положительно влияет на смазывание поршневых колец.
• Поскольку газ занимает меньше места, он более удобен для легковых автомобилей.
• Топливо, используемое для достижения того же уровня мощности, что и в СПГ, повышает температуру в цилиндрах примерно на 200 градусов Цельсия, сокращает срок службы, снижает прочность этих металлических деталей и ускоряет окисление моторной смазки.

---

Petrol Ofisi Mobile

Цены на топливо

Кампании

Где находится станция

Политика в отношении файлов cookie

Мы используем файлы cookie на нашем веб-сайте, чтобы лучше обслуживать вас. Продолжая использовать наш веб-сайт, вы даете нам разрешение на использование файлов cookie и передачу их организациям, с которыми мы сотрудничаем, для участия в рекламных мероприятиях. Дополнительную информацию о файлах cookie можно найти в Политике использования файлов cookie.

Политика использования файлов cookie

Требуемые файлы cookie

Эти файлы cookie необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отключены в наших системах. Это позволяет вам перемещаться по веб-сайту и использовать его функции, такие как настройка параметров конфиденциальности, вход в систему или заполнение форм, соответствующих запросу на обслуживание.

Производительные файлы cookie

Эти файлы cookie используются для улучшения работы веб-сайта. Он не собирает информацию, которая идентифицирует посетителя. Он содержит информацию о том, как посетители используют веб-сайт (например, получают ли они сообщения об ошибках на веб-страницах).