ᐉ Классификация двигателей и их систем. Компоновка силовой установки машины
Двигатели могут быть классифицированы по различным признакам.
По назначению их подразделяют на стационарные и транспортные. К стационарным относятся двигатели генераторных, компрессорных, буровых и других установок. Они, как правило, работают в постоянном нагрузочном и скоростном режимах. К транспортным относятся двигатели автомобилей, тракторов, тепловозов, судов и других ТС.
По роду основного топлива для традиционных двигателей выделяют те, которые работают на тяжелом (дизельном) и легком (бензин, керосин) топливе, газовые, многотопливные и другие двигатели. Перспективным видом топлива для ТС в настоящее время считается водород.
По способу преобразования тепловой энергии в механическую различают двигатели внутреннего сгорания, у которых сгорание тогшивовоздушной смеси происходит внутри рабочего тела, и внешнего сгорания, у которых этот процесс осуществляется вне рабочего тела, и теплота передается через стенку.
По способу смесеобразования выделяют двигатели с внешним смесеобразованием (бензиновые карбюраторные и с впрыском топлива во впускной коллектор) и внутренним смесеобразованием (все дизели и бензиновые двигатели с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания).
По способу воспламенения рабочей жидкости различают двигатели с самовоспламенением и искровым зажиганием.
По способу осуществления рабочего цикла двигатели подразделяют на двух- и четырехтактные.
По способу регулирования мощности различают двигатели с количественным (изменяется количество смеси, поступающей в цилиндр), качественным (изменяется соотношение количества воздуха и топлива в смеси) и смешанным регулированием.
По конструкции традиционные двигатели подразделяют на поршневые, роторные, газотурбинные и другие, менее известные. На наземных ТС наиболее широкое распространение получили поршневые двигатели:
- рядные
- V-образные
- а также опозитные с углом развала между поршнями, равным 180°
Различают двигатели без наддува и с наддувом, который может быть динамическим, с турбокомпрессором и приводным компрессором (нагнетателем), а также комбинированным.
В настоящее время на ТС применяют в основном дизели и бензиновые поршневые четырехтактные ДВС. Их отличают автономность, относительная экономичность и высокая удельная мощность. К недостаткам поршневых ДВС можно отнести неоптимальную скоростную, характеристику (изменение мощности и вращающего момента на коленчатом валу в зависимости от частоты его вращения), токсичность отработавших газов, трудность пуска при низких температурах, высокий уровень вибрации и шума.
На колесные и гусеничные тягачи, грузовые автомобили и другие ТС средней и большой грузоподъемности чаще всего устанавливают быстроходные рядные и V-образные дизели, поскольку они экономичнее по сравнению с бензиновыми двигателями, а используемое в них топливо более дешевое и менее пожароопасное. Кроме того, достоинством дизелей является возможность значительного увеличения их мощности за счет применения наддува. Вместе с тем следует отметить, что удельная мощность дизелей меньше, чем у бензиновых двигателей, их топливная аппаратура более сложная и дорогостоящая, а пусковые качества ниже.
Большинство легковых, а также некоторые грузовые автомобили малой и средней грузоподъемности имеют бензиновые двигатели, которые по сравнению с дизелями обладают облегченным пуском при низких температурах, большей компактностью, как правило, повышенной приемистостью и меньшей шумностью. Ранее применялись лишь карбюраторные бензиновые двигатели. В настоящее время наиболее широкое распространение получили двигатели с форсуночным (инжекторным) впрыском бензина.
Для некоторых тяжелых ТС перспективны газотурбинные двигатели. Их преимуществами являются высокая удельная мощность, многотопливность, малая токсичность отработавших газов, возможность выхода на режим максимальной мощности двигателя сразу после пуска, низкий расход смазочного масла, хорошие пусковые качества при низких температурах, автоматическое изменение вращающего момента на валу в довольно широких пределах, малая продолжительность обслуживания, более плавная работа, пониженный уровень вибрации и меньшая эксплуатационная стоимость. К основным недостаткам газотурбинного двигателя, которые ограничивают его использование, следует отнести относительно высокий расход топлива (особенно при малых нагрузках и на холостом ходу), значительный расход воздуха, невысокие динамические (разгонные) характеристики и низкую надежность, связанную с проблемой обеспечения прочности турбинного колеса, которое работает в очень тяжелых температурных условиях.
Агрегаты СУ, обслуживающие двигатель, входят в определенные системы. Различают системы питания топливом, питания воздухом, охлаждения, подогрева двигателя, пуска двигателя, выпуска отработавших газов и смазочную систему. Для бензиновых двигателей с внешним смесеобразованием обычно не разделяют системы питания топливом и воздухом, а говорят просто о системе питания.
Взаимное расположение двигателя и агрегатов его вспомогательных систем в силовом отделении ТС отличается многообразием. Наиболее существенное влияние на компоновку СУ оказывают расположение двигателя в машине, его связь с трансмиссией, тип системы охлаждения, размещение ее агрегатов, топливных и масляных баков.
Все виды компоновочных решений СУ подчиняются общим требованиям, основными из которых являются изоляция СУ от других отделений ТС, рациональное использование объема машины, обеспечение эффективной и надежной работы двигателя и обслуживающих его систем, удобство доступа к агрегатам СУ при обслуживании и ремонте, удобство установки и снятия двигателя и агрегатов его систем.
По взаимному расположению двигателя, кабины (салона, отделения управления) и грузовой платформы (кузова, десантного отделения) различают шесть схем компоновки СУ с двигателем, расположенным:
- перед кабиной
- под кабиной
- в кабине
- между кабиной и грузовым отделением
- в средней части машины, под грузовой платформой
- в задней части машины
На колесных машинах общетранспортного назначения чаще всего применяются первая и вторая схемы, реже — третья. Компоновка СУ с расположением двигателя за кабиной (четвертая схема) используется в основном на тяжелых колесных тягачах, гусеничных тягачах малой и средней грузоподъемности. Пятая схема компоновки (двигатель находится в средней части машины) характерна для специальных ТС, назначение которых не позволяет устанавливать двигатель в другом месте. Двигатель, размещенный в задней части ТС, имеют многие гусеничные машины, автобусы и некоторые колесные машины специального назначения.
Двигатель может устанавливаться как вдоль, так и поперек продольной оси ТС. При продольном расположении двигателя его связь с агрегатами трансмиссии, как правило, наиболее проста (в наибольшей мере это относится к полноприводным многоосным колесным машинам). Однако в этом случае силовое отделение часто имеет большую длину, а в трансмиссии обязательно при-меняются конические зубчатые колеса. При поперечном расположении двигателя значительно сокращается длина силового отделения, но в ряде случаев усложняется связь двигателя с трансмиссией.
В моторном отделении машины двигатель может располагаться вертикально (чаще всего), наклонно или горизонтально. Последний вариант осуществляется тогда, когда небольшая высота моторного отделения имеет решающее значение по компоновочным соображениям.
Все агрегаты систем СУ должны располагаться как можно ближе к двигателю с целью наиболее рационального использования объема силового отделения и сокращения длины соединительных трубопроводов. В случае применения коротких трубопроводов уменьшается вибрация, вызывающая поломки и нарушение герметичности соединений, и снижается гидравлическое сопротивление, что в конечном счете повышает надежность и КПД двигателя и его систем.
Агрегаты СУ, требующие в процессе эксплуатации ТС периодического обслуживания (топливные и масляные фильтры, воздухоочистители, насосы, краны и др.), следует размещать в доступных местах. Эта задача часто весьма сложна, особенно при плотной компоновке моторного отделения. В связи с этим стремятся создавать такие конструкции агрегатов, которые не требуют периодического обслуживания в течение гарантийного срока службы двигателя.
Топливные баки размещают на свободных местах после определения положения двигателя, трансмиссии и других крупных агрегатов.
Воздухоочистители необходимо располагать в верхней части моторного отделения, где запыленность воздуха минимальна, и как можно ближе к двигателю, что уменьшит сопротивление впускного трубопровода.
Особенности размещения в силовом отделении жидкостных и масляных радиаторов или теплообменников определяются типами системы охлаждения и вентилятора.
Основными оценочными параметрами СУ в целом являются масса и габаритные размеры двигателя, а также всех обслуживающих его агрегатов и систем.
У современных колесных и гусеничных ТС доля массы СУ в общей массе машины довольно велика (до 20… 30 %). Наиболее тяжелый агрегат — двигатель, однако суммарная масса вспомогательных агрегатов (топливные баки с горючим, радиаторы, воздухоочистители, топливные и масляные фильтры, пусковые устройства и др.) также значительна.
Российский Автопром: Легковые ТС — Классификации АТС
Пассажирские автомобили в зависимости от назначения, конструкции и вместимости подразделяются на легковые автомобили и автобусы. Основной признак деления легковых автомобилей на классы — рабочий объем двигателя (дм3), автобусов — длина кузова (м).
Легковые колесные ТС были разделены:
- по рабочему объему двигателя (дм3) на 5 классов (с 11 по 51):
- 11 – особо малый класс, объем двигателя до 1,2л,
- 21 – малый класс, объем двигателя от 1,3 до 1,8л,
- 31 – средний класс, объем двигателя от 1,8 до 3,5л,
- 41 – большой класс, объем двигателя св. 3,5л,
- 51 – высший класс легковых транспортных средств.
- по типу кузова – с кузовом типа седан, купе, универсал, лимузин и др.,
- по назначению – на личные, такси, прокатные,
- по количеству мест в кузове – на одно- , двух- , трех- , четырех- , пяти- , шести- и семиместные автомобили.
АТС | класс АТС | две первые цифры индексов |
легковые автомобили по рабочему объему двигателя в дм3 | особо малый до 1,2 | 11 |
малый от 1,2 до 1,8 | 21 | |
средний от 1,8 до 3,5 | 31 | |
большой св. 3,5 | 41 | |
высший, не регл-ся | 51 |
Советская классификация легковых автомобилей, использовавшая объем двигателя в качестве основного признака, не соответствует современной практике.
Поэтому сейчас актуальна западноевропейская классификация, согласно которой легковые автомобили различают:
- по габаритам,
- по особенностям конструкции кузова и шасси.
Для целей потребительской ориентации производства и маркетингового сегментирования рынка выделяют 10 условных групп, среди которых рассматривают шесть классов и четыре типа кузова или шасси. Легковые ТС:
- с колесной формулой 4×2 предназначены для эксплуатации на дорогах в хорошем техническом состоянии cнадлежащим содержанием,
- с колесной формулой 4×4 используется в автомобилях, предназначенных для эксплуатации на дорогах заснеженных, горных и с покрытием низкого качества или для эксплуатации как на дорогах, так и вне дорог.
Для целей удержания налога с владельцев автотранспортных средств легковые автомобили в РФ подразделяют по мощности двигателя на 2 категории:
- до 100 л с.,
- св. 100л.
Для целей взимания таможенных пошлин за ввоз автомобилей на территорию РФ легковые автомобили подразделяют:
- по виду используемого топлива,
- объему двигателя.
Например: ВАЗ-21063:
- ВАЗ — завод-изготовитель (Волжский автозавод),
- 2 — объем двигателя (1,6л),
- 1 — вид автотранспорта — легковой автомобиль,
- 06 — номер модели в классе,
- 3 — номер модификации.
ДВИГАТЕЛЬ И ЕГО КЛАССИФИКАЦИЯ
Кредиты на фотографии ShuttertockТирувенкатанатх Баладжи
Тирувенкатанатх Баладжи
Привод и управление электромобилем Магистр || Инженер-мехатроник || Бывший инженер-конструктор в VBIND INNOVATION || Дизайнер-фрилансер || Автомобильный энтузиаст
Опубликовано 12 июля 2021 г.
+ Подписаться
ДВИГАТЕЛЬ:
Двигатель представляет собой механизм, предназначенный для преобразования одной формы энергии в другую форму энергии для управления транспортным средством (придания тяги).
Двигатели в основном подразделяются на два типа: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ ВНЕШНЕГО СГОРАНИЯ.
A) ДВИГАТЕЛЬ ВНЕШНЕГО СГОРАНИЯ:
Двигатель внешнего сгорания или двигатель EC являются тепловыми двигателями. Здесь источник тепла находится вне двигателя и передается через стену или некоторые устройства, такие как теплообменник. Лучшим примером для двигателя внешнего сгорания является область паровых двигателей и электростанций, в которой также используются двигатели EC.
B) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ:
Двигатели внутреннего сгорания или двигатели внутреннего сгорания наиболее часто используются в большинстве типов транспортных средств, здесь сгорание происходит в камере сгорания, он работает по принципу холостого хода. Этот двигатель IC далее классифицируется на два типа: ПОРШНЕВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И РОТАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ.
(i) РОТАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:
В этом типе двигателя используется эксцентриковая вращающаяся конструкция для преобразования давления (вдоль стенок камеры сгорания) во вращательное движение. Основными преимуществами этого РОТАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ является то, что он производит стабильный крутящий момент, а также компактен и невесом по сравнению с ПОРШНЕВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ. Недостатки РОТАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ заключаются в том, что они имеют низкую тепловую эффективность, а неравномерная температура возникает из-за герметизации ротора, а экономия топлива очень плохая.
(ii) ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ:
Это наиболее распространенный тип двигателя, который используется в коммерческих транспортных средствах и даже в промышленных машинах, приводимых в действие двигателями. В основном он преобразует химическую энергию (данное топливо) в механическую энергию. Этот поршневой двигатель делится на два типа: ИСКРОВОЕ ЗАЖИГАНИЕ И ЗАЖИГАНИЕ ОТ СЖАТИЯ.
(ii)-(i) ЗАЖИГАНИЕ ОТ СЖАТИЯ:
Эти двигатели широко известны как дизельные двигатели. В определенный момент температура достигает температуры воспламенения топлива, поэтому топливо воспламеняется. Преимущества воспламенения от сжатия в том, что оно производит больше энергии, имеет высокую эффективность работы и низкую стоимость топлива. Основные недостатки двигателя с воспламенением от сжатия заключаются в том, что он производит больше шума и вибрации, двигатель тяжелее и требует больших затрат на техническое обслуживание.0003
(ii)-(ii) ИСКРОВОЕ ЗАЖИГАНИЕ:
Эти двигатели широко известны как бензиновые двигатели. Этот тип обычно используется в мотоциклах и автомобилях. Здесь топливо воспламеняется с помощью искры от свечи зажигания. когда цикл сжатия происходит, когда поршень достигает ВМТ (верхней мертвой точки), зажигание происходит в свече зажигания. Это искровое зажигание далее делится на два типа 2-ТАКТНЫЙ И 4-ТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ.
(ii)-(ii)-(i) 2-ТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:
В 2-тактном двигателе рабочий цикл (впуск — сжатие — сгорание — выпуск) происходит в два такта, если происходит один оборот коленчатого вала, что означает завершение одного рабочего цикла. Основным преимуществом 2-тактного двигателя является то, что он имеет высокое соотношение мощности и веса по сравнению с 4-тактным двигателем и меньше движущихся частей. Основными недостатками являются высокая вибрация, больше шума, меньший тепловой КПД и нестабильная работа на холостом ходу.
(ii)-(ii)-(ii) 4-ТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ:
В этом 4-тактном двигателе рабочий цикл (впуск-сжатие-сгорание-выпуск) происходит в отдельном 4-тактном двигателе. Для этого типа требуется клапан с высокой точностью для впуска и выпуска. Преимущества 4-тактных двигателей: они производят больший крутящий момент, потребляют меньше масла, более экономичны и меньше загрязняют окружающую среду. Недостатком является то, что он сложнее, чем двухтактный двигатель, более дорогой и вырабатывает меньше энергии, чем двухтактный двигатель.
ПОЖАЛУЙСТА, ДАЙТЕ ВАШИ КОММЕНТАРИИ, ЭТО ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОМОЖЕТ МНЕ УЛУЧШИТЬСЯ В СЛЕДУЮЩИЙ РАЗ. СПАСИБО ЗА ПРОЧТЕНИЕ И ВПЕРЕДИ УСПЕШНОГО ДНЯ.
Все, что вам нужно знать об автомобильных двигателях
Типы автомобильных двигателей по компоновкеСовременные автомобильные двигатели вырабатывают энергию за счет внутреннего сгорания или контролируемых взрывов, которые воспламеняют топливо внутри цилиндров двигателя. Этот процесс называется циклом сгорания, отсюда и название этого двигателя.
Цикл сгорания состоит из четырех тактов: впуск, сжатие, сгорание и выпуск.
Поскольку двигатели внутреннего сгорания бывают нескольких типов, они классифицируются по нескольким параметрам. Самая распространенная классификация автомобильного двигателя — по компоновке. Вот некоторые из распространенных автомобильных двигателей, которые используются в современных автомобилях.
Прямой или рядный двигательПрямой или рядный двигатель размещается в ряд и может располагаться в автомобиле параллельно или перпендикулярно, в зависимости от количества цилиндров.
Прямые двигатели широко используются, поскольку они недороги и используются в хэтчбеках и компактных автомобилях.
Плоский двигательВ отличие от прямого двигателя, плоский двигатель размещает цилиндры горизонтально и также называется оппозитным двигателем, поскольку он имитирует перчатки боксера, пробивающие свои перчатки перед боем. Двигатель создает низкую вибрацию и улучшает управляемость автомобиля, что делает его идеальным выбором для небольших автомобилей.
Однако оппозитные двигатели могут быть дорогими в производстве и поэтому используются только в автомобилях премиум-класса.
V-образный двигательОдна из самых популярных компоновок двигателя, V-образный двигатель используется почти во всех высокопроизводительных автомобилях.
Ряды цилиндров двигателя расположены в форме буквы V, что позволяет разместить больше цилиндров на меньшем пространстве. Это делает его идеальным для всех транспортных средств и обеспечивает большую мощность, поскольку все поршни достигают своего рабочего хода за меньшее время. Однако двигатель V подвержен вибрациям и дорог в ремонте.
Типы автомобильных двигателей по конфигурацииТипы автомобильных двигателей по конфигурации — это просто двигатели, отличающиеся количеством используемых цилиндров. В современных автомобилях доступно несколько типов форматов.
Двухцилиндровый двигательДвухцилиндровый двигатель идеально подходит для двухколесных транспортных средств из-за его низкой выходной мощности и больше не используется в автомобилях.
Трехцилиндровый двигательТрехцилиндровый двигатель, обычно используемый в небольших автомобилях и хэтчбеках, имеет меньшую выходную мощность и несовершенство из-за нечетного числа цилиндров. Однако с появлением турбокомпрессоров он идеально подходит для питания легковых автомобилей.
Четырехцилиндровый двигательОдна из наиболее распространенных конфигураций двигателя, четырехцилиндровый двигатель, используется в легковых и больших автомобилях. Четырехцилиндровые двигатели усовершенствованы и развивают большую мощность по сравнению с трехцилиндровыми двигателями.
Пятицилиндровый двигательЭто редкий тип двигателя, который используется производителями автомобилей, такими как Volvo, Audi и другими.
Шестицилиндровый двигательШестицилиндровый двигатель обычно используется в автомобилях высокого класса или спортивных автомобилях. Он мощный и поставляется с турбонагнетателями, которые чаще всего используются в прямом или V-образном двигателе.
Восьми/десять/двенадцатицилиндровый двигательДля суперкаров или транспортных средств, требующих большой мощности, у вас будет восемь или более цилиндров, как правило, в V-образной компоновке. Их обычно называют двигателями V8, V10 и V12.
Двигатели по типу топливаБензиновые и дизельные двигатели наиболее распространены в современных автомобилях. Однако двигатели на альтернативном топливе также становятся популярными. Распространенные типы автомобильных двигателей зависят от топлива, которое питает двигатель.
Бензиновый двигательНаиболее распространенным типом двигателя в Индии является бензиновый двигатель или бензиновый двигатель, предназначенный для работы на бензине. Этот двигатель внутреннего сгорания (ДВС) часто приспособлен для использования искрового зажигания.
Он имеет более низкую степень сжатия и использует либо четырехтактный цикл Отто, либо V-образные двигатели с термодинамическим КПД 20% (что вдвое меньше, чем у дизельных двигателей).
Дизельный двигательДругим распространенным типом автомобильного двигателя является дизельный двигатель. Дизельные двигатели работают аналогично ДВС, но вместо бензина используют дизельное топливо. Дизельные двигатели сжигают дизельное топливо, которое является более тяжелым и маслянистым топливом. Это позволяет дизельным двигателям развивать большую мощность и крутящий момент, чем их бензиновые аналоги. Дизельные двигатели также обычно менее эффективны и производят больше выбросов.
Двигатели, работающие на альтернативном топливеДвигатели, работающие на альтернативном топливе, также набирают популярность в автомобильной промышленности. Одним из них является электрический двигатель, который использует электричество для привода колес автомобиля.
Электрические двигатели становятся все более популярными благодаря их высокой эффективности и низкому уровню выбросов. Они также относительно просты и требуют меньше обслуживания, чем двигатели внутреннего сгорания, что делает их мобильными в будущем.
Поскольку переход на электродвигатель все еще нецелесообразен по ряду причин, другим альтернативным типом двигателя является гибридный двигатель, в котором ДВС сочетается с электродвигателем.
Гибридные двигатели используют двигатель внутреннего сгорания для большей части движения, но при необходимости электродвигатель обеспечивает дополнительную мощность. Это позволяет гибридным автомобилям быть более эффективными, чем традиционные бензиновые автомобили, и в результате они становятся все более популярными.
ВыводСуществует множество различных типов автомобильных двигателей, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики и особенности. Независимо от того, ищете ли вы производительность, эффективность или сочетание этих двух факторов, существует тип двигателя, который удовлетворит ваши потребности.
Как и другие детали вашего автомобиля, двигатель автомобиля нуждается в надлежащем уходе и может быть поврежден по нескольким причинам, поэтому заботьтесь о нем должным образом. Вы также можете выбрать Защитное покрытие двигателя в своем полисе комплексного страхования автомобилей, чтобы включить двигатель вашего автомобиля в страховое покрытие.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)Здесь собраны самые распространенные вопросы об автомобильных двигателях.
Какой тип двигателя чаще всего используется в современных автомобилях?
Двигатель внутреннего сгорания является одним из наиболее распространенных типов двигателей в современных автомобилях и в основном используется в автомобилях с бензиновыми и дизельными двигателями. Двигатель оснащен системой искрового зажигания для питания автомобиля и отличается высокой энергоэффективностью, что делает его идеальным для использования в легковых и коммерческих автомобилях.
Покрывает ли каждый страховой план защиту двигателя?
Нет, не все автостраховки покрывают защиту двигателя, и ее часто можно приобрести как дополнение к полису автострахования.
Нужна ли нам защита двигателя при страховании автомобиля?
Да. Двигатели являются наиболее часто повреждаемыми частями любого автомобиля и могут быть легко повреждены во время аварии или стихийных бедствий, таких как наводнения.