19Июн

Гибридные двигатели принцип работы: Как работает гибридный двигатель: принцип работы

Как работает гибридный двигатель: принцип работы

Главный силовой агрегат современных машин – двигатель внутреннего сгорания. Но в условиях истощения залежей нефти, роста требований к экологической чистоте топлива инженеры прибегают к новым технологиям. Полный отказ от углеводородного топлива или снижение его расхода обеспечивают электрический мотор или гибридный машинный двигатель. Последнюю деталь устанавливают на современных авто.

История гибридных двигателей

Гибридный автомобильный двигатель – это система из бензинового мотора внутреннего сгорания и электродвигателя. Впервые выпуском подобного транспорта занялся бренд Parisienne des Voitures Electriques в 1897 году. Американская компания General Electric приступила к производству гибридов с 1900 году. Инженеры корпорации создали машину с четырехцилиндровым двигателем на бензине. Абсолютно новый вид транспорта был экономически нецелесообразным по причинам низкой мощности и дешевизны топлива.

Интересно знать! Грузовики-гибриды несерийно выпускались в Чикаго до 1940-х годов.

Ввиду ухудшения экологической обстановки, подорожания топлива для ДВС идея создания смешанных силовых агрегатов стала актуальной в наше время. Серийное производство гибридов практически первыми наладил бренд Тойота. Авто Toyota Prius liftback были выпущены в 1997 году. В 1999 Хонда презентовала модель Insight. На 2014 год количество гибридов составило более 7 млн.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Современные инженеры подробно объясняют, что же такое мотор-гибрид в машине.  Двигатель представляет собой систему из бензиновой (дизельной) и электрической силовых установок. Для полноценной работы цепи задействуются другие узлы с компьютерным управлением.

Полная конструкция гибрида

Понять, как же работает современный гибридный автомобильный двигатель, поможет описание его устройства. Мотор состоит из:

  • двигателя внутреннего сгорания. Конструкция детали разрабатывалась так, чтобы облегчить вес, минимизировать затраты топлива и количество вредных выбросов;
  • электрического двигателя. Он сгенерирован с топливным баком и может вырабатывать энергию для заряда АКБ. Деталь встраивается в силовую систему или располагается отдельно. Есть модели с двумя вариантами размещения;
  • трансмиссии. В зависимости от типа гибрида существуют интегрированные коробки передач, КПП с механикой или автоматическим управлением. Некоторые детали работают по принципу плавной нагрузки;
  • топливного бака. Обеспечивает подачу топлива в ДВС;
  • аккумуляторы. В гибридных машинах устанавливаются две батареи – высоковольтная для работы мотора и на 12 В для запитки бортовой системы. Системы запускаются от аккумулятора стандартного типа – высоковольтный и инвертор функционируют только при постоянном охлаждении;
  • инвертор. Нужен для преобразования тока, идущего от высоковольтного аккумулятора в переменный трехфазный для электромотора, регулировки распределения энергии;
  • генератор. Работает по принципу электрического агрегата, производит электроэнергию.

Интересно знать!

При сгорании 1 л бензина и от работы аккумулятора массой 4,5 ц получается одинаковое количество энергии.

Функционирование двигателя-гибрида

Принцип бесперебойной работы современного гибридного двигателя основывается на отдельном или одновременном функционировании ДВС и электромотора. Для управления системой применяется бортовой компьютер. Прибор по режиму движения определяет вид активного силового агрегата:

  • на городских дорогах требуется электродвигатель с небольшой мощностью;
  • при езде на загородном шоссе задействуется топливный мотор;
  • в смешанном режиме (периодические остановки и ускорения) агрегаты работают вместе.

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Развитие технологии гибридных двигателей привело к реализации нескольких вариантов взаимодействия электроагрегата и стандартного мотора.

Последовательная схема

В схеме series hybrid ДВС активирует генератор, вырабатывающий энергию для запитки электрического двигателя, вращающего колеса. Последовательный автомобиль-гибрид задействует маломощный ДВС, но только в условиях максимального КПД. Модели-малолитражки выпускаются с большой АКБ.

Параллельная схема

Оснащение машины системой parallel hybrid обеспечивает вращение колес от бензинового и электрического мотора. Электрическая установка также выполняет функции стартера и генератора, располагается между коробкой передач и ДВС.  Дополнительная мощность создается электродвигателем в зависимости от режима езды. Аккумуляторные батареи отличаются компактностью, заряжаются при движении машины.

Подробное описание параллельной схемы для гибридной силовой моторной установки современного автомобиля отмечает ее недостаток. Электрический двигатель не выполняет одновременное вращение колеса и зарядку батареи.

Последовательно-параллельная схема

Смешанный гибрид совмещает последовательную и параллельную схему работы. Электрические агрегаты работают как генератор, создавая электроэнергию и как мотор, создавая тягу. Для объединения двигателей используется планетарный редуктор. ДВС вырабатывает минимум мощности при цикле Аткинсона, что обеспечивает экономию топлива. Устройство параллельно-последовательной схемы и принцип для работы смешанного гибридного двигателя предполагают:

  • работу в эконом-режиме. На электрической тяге ДВС выключен, запитка электромотора происходит от аккумулятора;
  • поддержку скорости движения. Мощность ДВС распределяется по колесной системе и генератору. В это время выполняется одновременная запитка параллельного электроагрегата и дозарядка АКБ;
  • интенсивное ускорение. При высоких нагрузках ДВС и электрическая часть функционируют параллельно. Электромотор подпитывается от батареи без утраты мощности генератором.

Важно! Наиболее эффективно принцип комбинированной тяги реализован у бренда Тойота и называется Hybrid Synergy Drive.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Транспорт с гибридной силовой установкой расходует на 30 % меньше топлива по сравнению со стандартными моделями. На этом преимущества использования гибридного автомобильного двигателя не заканчиваются:

  • минимальное количество вредных выбросов за счет технологий рекуперативного торможения, наличия емкой АКБ;
  • согласованность функций ДВС и электромотора;
  • полезные инновации – опции стоп-старта, рециркуляции отработанных газовых смесей (подогревают тосол), изменение фазы распределения газов;
  • наличие водяного насоса с электроприводом, системы климат-контроля и усиления руля, улучшенного качения покрышек;
  • эффективность при работе на холостом ходу в городских условиях;
  • возможность продолжительной поездки без дозарядки аккумулятора – заправляется бак;
  • поддержка выбранного режима за счет компьютерного управления;
  • низкий уровень шума работающего мотора.

К недостаткам моделей с гибридными установками относятся:

  • необходимость регулярной нагрузки на АКБ;
  • батарея может разряжаться до критического состояния при низкой температуре;
  • проблемы с самостоятельным ремонтом машины;
  • дорогая цена запчастей, которые не всегда есть в наличии в сервисных центрах.

Минусом для некоторых пользователей является высокая цена транспорта – даже недорогие японские гибридные автомобили Toyota Yaris стоят около 18 тыс. евро.

Типы гибридных агрегатов

Гибридный современный двигатель – экономичный и экологичный агрегат, но полностью разобраться, что же это такое, поможет обзор вариантов исполнения основной конструкции:

  • микрогибридный силовой агрегат. Электрическим компонентом привода является стартер или генератор, отвечающий за функции старта и стопа. Кинетическая энергия используется по принципу рекуперации, то есть переходит в электрическую. Привода исключительно для электротяги нет. АКБ с наполнителем из стекловолокна – на 12 Вольт, адаптирована к частым стартам;
  • среднегибридный силовой агрегат. Что значит в этом случае гибридный машинный двигатель? Деталь поддерживает функции ДВС, но транспорт не ездит на электротяге. Средние гибриды могут регенерировать часть кинетической энергии при торможении. Она переходит в электрическую и накапливается в АКБ. Батарея и электроузлы работают на высокой мощности. В режиме смещения точки нагрузки при помощи электрического генератора у теплового мотора повышается эффективность;
  • полногибридный силовой агрегат. Высокомощный генератор интегрируется с ДВС. Есть функция движения при электрической тяге при маленькой скорости авто. Электрогенератор запитывает двигатель внутреннего сгорания с функцией старт-стоп в рабочем режиме. Высоковольтный аккумулятор заряжается в процессе рекуперации. Разделительное сцепление ДВС и электромотора обеспечивает быстрое отсоединение одной системы от другой.

Интересно знать!

Микрогибридные силовые агрегаты впервые сконструировал и выпустил бренд Тойота.

Классификация по степени электрификации

В зависимости от электрификации существует несколько видов гибридных машин.

Микрогибрид

У моделей есть функции рекуперации энергии во время торможения, автоматика типа стоп-старт. Микрогибриды подразделяются на три типа:

  • машины с системой старт-стоп;
  • транспорт со старт-стопом и рекуперативным торможением;
  • модели, объединяющие две технологии, со свинцово-кислотным AGMаккумулятором и объединенным блоком стартера/генератора.

При экономичности топлива и экологичности, электрического воздействия на привод не происходит.

Важно! Данный транспорт нельзя назвать гибридными машинами на 100 %.

Мягкий гибрид

Что же такое мягкий двигатель типа гибрид? Электрическая силовая установка обеспечивает поддержку ДВС, работа в режиме чистого электричества не осуществляется. Рекуперация происходит только при торможении. Конструкция моделей не предусматривает маховика, на его месте находится стартер-генератор. Мягкие гибриды отличаются небольшой мощностью, которая компенсируется электрической частью только при ускорении или разгоне.

Интересно знать! Система Kinetic Energy Recovery мягкогибридных машин также используется в Формуле-1.

Полный гибрид

Электрическая часть задействуется в режиме поездок по городу, на высоких скоростях работает стандартный ДВС. Схема соединения электромотора с двигателем внутреннего сгорания реализуется последовательным, комбинированным или разветвленным способом.

Транспортное средство не заряжается от сети, а только в процессе рекуперации. При разрядке литий-ионного аккумулятора можно переключиться на ДВС.

Гибриды-плагины

Что такое plug-in и надежный ли это гибридный автомобильный двигатель? Электрическая часть осуществляет сбор энергии для заряда батареи, совместно с двигателем внутреннего сгорания обеспечивает вращение колес.

Инновационные модели двигаются при задействовании усилий двух моторов, отличаются объемной мощной батарей (от 70 до 100 лошадей). Рядом с люком бензобака расположен порт для зарядки от розетки. Особенность плагинов – преодоление расстояния до 50 км только на электрической тяге.

Привод дополнительных аксессуаров в автомобилях с полным гибридным приводом

Конструкционные доработки привода дополнительных агрегатов заключались в том, чтобы компоненты работали не от ДВС, а от электричества. Приводная часть полногибридных моделей включает следующие элементы:

  • вакуумный насос электрического типа. Деталь служит для понижения давления усилителя тормоза и поддерживает подачу низкого давления при старте и остановке;
  • электрогидравлический усилитель управления рулем. Используется, чтобы во время автоматической остановки двигателя рассоединить ДВС и усилитель. Технология позволяет оптимизировать топливные затраты;
  • компрессорный кондиционер с электрическим приводом. Отвечает за охлаждение салона при автоостановке. Деталь обеспечивает отсоединение компрессорного привода кондиционера и ДВС. Электрокомпрессор всасывает, сжимает фреоновый газ и направляет его в систему для прокачки;
  • электроблок управления кондиционером. Регулирует температуру испарения от 800 до 9000 мин.

Важно!

Полный гибридный привод – единственный вариант гибридов, объединяющий функции старт-стопа, рекуперации, режим электротяги и систему E-Boost.

Перспективы автомобилей-гибридов

Новизна технологии совмещенного мотора приводит к неполному пониманию автолюбителями, что же такое и как работает гибридный двигатель на подобном автомобиле. С учетом 20-летних разработок бренда Тойота у гибридов есть множество перспектив развития. Машины с облегченным кузовом, емкими и компактными аккумуляторами, простой и быстрой зарядкой, усовершенствованным режимом рекуперации в ближайшем будущем завоюют рынок.

У гибридных авто ДВС не подвергается критическим нагрузкам, а с учетом цикла Аткинсона его моторесурс выше, чем у стандартного двигателя. Для сокращения расходов на топливо машины оснащаются ГБО, совместимыми с электронными блоками управления. При внешней схожести с бензиновой техникой автовладельцы сталкиваются со сложностью обслуживания и огромным разбегом стоимости. Даже при отсутствии поломок и значительном пробеге цена машины окупиться через 5 лет. Но минимальные затраты на горючее стоят таких вложений.

Однако, будущее гибридного транспорта – только за моделями plug-in, которые реально экономят топливо. Плагины привлекательны бесшумным плавным электродвигателем, динамикой бензинового мотора, обеспеченной массивным электрическим бустом. Чтобы использовать машину полноценно, необходимо развитие зарядной инфраструктуры – установка специальных розеток на АЗС.

Гибридный двигатель

Автор admin На чтение 7 мин. Просмотров 276

Подавляющее большинство современных автомобилей в качестве силового агрегата используют двигатель внутреннего сгорания. На фоне постепенного истощения запасов нефти, а также возрастающих требований к экологичности, автоинженеры разрабатывают новые технологии, позволяющие отказаться от использования углеводородов в качестве топлива или, как минимум, снизить расход.

Решить эту проблему можно двумя способами: установить вместо ДВС электромотор или гибридный двигатель. К последнему прибегают многие автомобильные марки.
гибридный двигательгибридный двигатель
Как видно из названия, подобный силовой агрегат представляет из себя классический двигатель внутреннего сгорания и одновременно электродвигатель, объединенные в одно целое. По многим причинам такое решение предпочтительнее одной только электрической тяги.

На сегодняшний день электромобиль имеет серьезные минусы. Наиболее значимые из них – это отсутствие развитой сети электрозаправок, а также недостаточная дальность поездки без дозарядки (у разных моделей электромобилей она составляет от 80 до 160 км).

К тому же на то, чтобы полностью зарядить батареи потребуется несколько часов, а значит, мобильность такого авто ограничивается поездками от дома до работы и обратно.

Тем не менее, нельзя забывать и про плюсы электромотора, среди которых более высокий КПД (у ДВС максимальный КПД достигается только на определенных оборотах), отсутствие каких-либо выбросов, большой крутящий момент.

Электрический двигатель, в отличие от работающего на нефтепродуктах, не нуждается в постоянной подаче топлива. Он может находиться в выключенном состоянии сколь угодно долго, пока на него не будет подано напряжение. При подаче электричества он практически моментально передает колесам максимальную тягу.
электрозаправка гибридаэлектрозаправка гибрида
Гибридный двигатель совместил преимущества обоих моторов, благодаря чему достигается экономичность, экологичность и неплохие динамические характеристики.

Принцип работы гибридных двигателей

Гибридный двигатель устроен таким образом, что оба мотора работают, условно говоря, друг на друга. Двигатель внутреннего сгорания крутит генератор и снабжает энергией электромотор, а тот позволяет «напарнику» работать в оптимальном режиме без резких колебаний и нагрузок. К тому же, гибриды обычно оснащаются системой рекуперации кинетической энергии KERS (аналогичную той, что применяется на болидах Формулы-1).

Эта система позволяет заряжать аккумуляторные батареи во время торможения и при движении машины накатом. Принцип ее работы в том, что при торможении колеса приводят в действие электромотор, который в этом случае сам играет роль генератора и заряжает аккумуляторы. Особенно полезна KERS при езде по городу в режиме «тронулся-остановился».

Список автомобилей с гибридными двигателями
Audi Q5 Hybrid
BMW Active Tourer
Chevrolet Volt
Ford Escape Hybrid (Fusion Hybrid)
Hyundai Sonata Hybrid
Honda CR-Z (Insight Hybrid)
Jaguar Land Rover
Mitsubishi Outlander PHEV
Nissan Altima Hybrid
Toyota Prius (Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid

гибридные автомобили списокгибридные автомобили список
По степени гибридизации силовые агрегаты разделились три типа: «умеренные», «полные» и plug-in. В «умеренных» постоянно работает двигатель внутреннего сгорания, а электромотор включается только тогда, когда необходима дополнительная мощность.

Автомобиль с «полным» гибридом способен двигаться на одной электротяге, не расходуя горючего.

Plug-in, как и полный гибрид, может передвигаться только на электричестве, но имеет возможность заряжаться от розетки, совмещая таким образом все преимущества электромобиля, и избавляясь от его главного недостатка — ограниченного пробега без подзарядки. Когда заряд батарей кончается, plug-in работает как обычный гибрид.

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

Инженеры разных компаний по-разному подходят к вопросу гибридного двигателестроения. Современные машины оснащаются гибридными двигателями, построенными по одной из трех схем взаимодействия топливной и электрической составляющей, которые будут рассмотрены ниже.

Последовательная схема

Это наиболее простой вариант. Принцип его работы заключается в следующем: крутящий момент от ДВС в данном случае передается исключительно генератору, который вырабатывает электричество и заряжает аккумуляторы. Автомобиль при этом движется только на электротяге.

Также для зарядки аккумуляторной батареи применяется система рекуперации кинетической энергии. Своим названием данная схема обязана последовательным преобразованиям энергии: энергия сгорания топлива двигателем внутреннего сгорания превращается в механическую, затем в электрическую при помощи генератора и снова в механическую.
последовательная схемапоследовательная схема
Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:

  • ДВС всегда работает на неизменных оборотах, с максимальным КПД;
  • нет необходимости оснащать автомобиль мощным и прожорливым двигателем;
  • не нужно сцепление и коробка передач;
  • автомобиль способен передвигаться и с выключенным двигателем внутреннего сгорания за счет энергии, запасенной аккумуляторной батареей.

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

  1. потери энергии в процессе преобразований;
  2. большой размер, вес и высокая стоимость аккумуляторных батарей.

Наибольшая эффективность такой схемы достигается при движении с частыми остановками, когда активно работает KERS. Поэтому она нашла применение в городском транспорте. Также гибридные двигатели с последовательной схемой применяются в карьерных самосвалах, которым для работы важен большой крутящий момент и не требуется высокая скорость.

Параллельная схема

Принцип работы «параллельного» гибридного двигателя полностью отличается от вышеописанного. Автомобили с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, ездят с использованием и ДВС, и электромотора. Электродвигатель в таком случае должен быть обратимым, т.е. способным работать в качестве генератора. Согласованная работа обоих моторов достигается посредством компьютерного управления.

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.
параллельная схемапараллельная схема
Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

Основные минусы схемы – меньшая топливная экономичность по сравнению с другими вариантами и низкая эффективность в городских условиях. Машины с гибридным двигателем, построенным по параллельной схеме, наиболее эффективны при движении по трассе.

По данной схеме построены гибридные автомобили марки Хонда. Главный принцип руководства компании: схема гибридного двигателя должна быть как можно более простой и дешевой, а функция электромотора заключается лишь в помощи ДВС сэкономить максимально возможное количество топлива. У этой марки существует две гибридных модели – Civic (снят с производства в 2010 году) и Insight.

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема представляет собой совмещение первых двух. В параллельную схему добавлен дополнительный генератор и делитель мощности. Благодаря этому автомобиль при трогании и на малых скоростях движется только на электрической тяге, ДВС только обеспечивает работу генератора (как при последовательной схеме).

На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания. При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).
параллельно-последовательная схемапараллельно-последовательная схема
Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения. Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

Плюсы последовательно-параллельного гибридного двигателя данной схемы, в максимальной топливной экономичности и высокой экологичности. Минусы системы – сложность конструкции и высокая стоимость, поскольку требуется дополнительный генератор, достаточно емкая аккумуляторная батарея и сложный электронный блок управления.

Применяется последовательно-параллельная схема на автомобилях марки Тойота (Prius, Camry, Highlander Hybrid, Harrier Hybrid), а также на некоторых моделях Лексус. Подобными гибридными двигателями оснащаются машины Ford Escape Hybrid и Nissan Altima Hybrid.

Мне нравитсяНе нравится
Гибридный двигатель – схема, принцип работы, характеристика + видео » АвтоНоватор

Почему мы хотим разобрать вместе с вами вопрос, как работает гибридный двигатель? Все дело в том, что в большинстве сфер нашей жизни сегодня наблюдается взаимодействие различных технологий, которые в результате дают более эффективные методы, приборы и механизмы. Не остались в стороне и моторы для нашего любимого транспортного средства. О принципах работы, плюсах и минусах таких агрегатов мы и поговорим на этой странице.

Как работает гибридный двигатель – простыми словами о новых технологиях

Если уж мы начали о смешении технологий, то следует пояснить, как это касается и затронутой нами темы. Гибридный мотор также сочетает в себе два вида: топливный (бензин/дизель) и электрический. Этот коктейль, конечно, несовершенен, но привнес в жизнь автомобилистов много положительного. Но об этом чуть ниже, а для начала следует разобрать принцип работы гибридного двигателя.

Топливная часть такого мотора может работать совместно с электрической, но возможно и осуществление совершенно независимых циклов. Конечно, машины с гибридным двигателем снабжаются компьютерами, которые и распределяют правильно нагрузку на обе части. Так, за городом, где важна мощность силового агрегата, в дело вступает бензиновая или дизельная технология, к тому же, на трассе не так губительны для человека выхлопные газы.

А вот в городе преимущественно работает электрическая составляющая, потому что такой вариант чище и экономичнее. Автомобили с гибридным двигателем умеют сами себя обслуживать, касается это электрической части мотора. Электрический компонент не бездельничает, пока работает топливный, он аккумулирует вырабатываемую энергию, чтобы потом снова пустить ее в дело.

Не исключены ситуации, когда оба элемента двигателя работают одновременно, например, при разгоне, когда от автомобиля требуются большие силовые затраты.

Устройство гибридного двигателя – описание схемы

Что значит гибридный двигатель, мы вкратце разобрали. Теперь хотелось бы углубиться немного и рассмотреть его схему. Следует учесть, что их существует целых три. Поэтому начнем с самой простой, которая для нас представляет наименьший интерес – это последовательный гибрид. Электромотор является главным участником в запуске и движении колес транспорта, а вот двигатель внутреннего сгорания (ДВС) всего лишь находится у него на поддержке, раскручивает генератор.

Для сегодняшнего авто такое устройство гибридного двигателя не будет лучшим вариантом, ведь требуются емкие аккумуляторы, малолитражные ДВС, а сама машина будет медленная и неповоротливая. Хотя все же есть некоторые представители среди легкового автопарка, например, Chevrolet Volt. Но из-за главенствующего электро-компонента ему присущи все минусы электромобилей, взять хотя бы зависимость километража на одном заряде батареи, но это постепенно решают применением турбо-ДВС.

Следующие схемы называют параллельной и смешанной. Смешанная схема чаще всего встречается в Lexus и представляет собой плотное взаимодействие электромотора и ДВС. Они работают вместе, приводя авто в движение, принцип работы построен так, что даже трансмиссия является бесступенчатой, далекой от привычной нам. Такие варианты очень современные, но и очень дорогие.

А вот привычная нам схема называется параллельной и встречается довольно часто. Электромотор тут является хоть и не ведущим, но незаменимым помощником, страхуя ДВС в случаях потребности в дополнительной мощности. Батареи не являются большими и емкими, отчего их легко зарядить прямо во время движения, и они всегда готовы отозваться по первому требованию.

Авто с гибридным двигателем – плюсы и минусы

Информация была бы неполной без указания положительных и отрицательных сторон гибридных моторов. Конечно, плюсов будет больше, но и минусы имеются, как во всем новом и малоизученном со стороны потребителя. Например, почему-то чаще всего встречается гибридный бензиновый двигатель, хотя давно всем известна экономичность и большая мощность «дизелей». Но никакого секрета тут нет, потому что, во-первых, технологию разрабатывали за океаном, т.е. в Америке, а там с соляркой пока что знакомы слабо. Во-вторых, гибридный дизельный двигатель стоил бы еще дороже, хотя цена на такие технологии уже далеко выше средней.

Небольшой скепсис вызывают гибриды из-за электромотора, т.е. его батареи. Это достаточно капризный элемент, требующий постоянной эксплуатации, иначе срок службы гибридного двигателя значительно снизится именно из-за нее. Она плохо переносит перепады температур, может саморазряжаться, в дальнейшем возникают неясности с ее утилизацией. Так же тень на репутацию смешанных моторов накладывает не только их дороговизна, но и большая стоимость комплектующих и ремонта, если он понадобится. Причем самостоятельно его провести невозможно.

Ну, а теперь можно рассказать и о приятном. Про экологичность и экономичность можно говорить смело, это действительно так, хотя бы исходя из двойственной природы агрегата. Наличие батареи позволяет дольше ездить без заправки, сохраняя все технические показатели в актуальном состоянии. Эту батарею не нужно заряжать, заправка авто осуществляется только топливом. Двигатель, благодаря компьютеру, работает всегда в оптимальном режиме, как бы вы ни пытались его «насиловать». Иногда такие машины могут двигаться вовсе без топлива, причем отличаются они еще и тихоходностью, мотор работает чуть слышно.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

принцип работы, что значит, схема мотора

Автор автомеханик А.Зарядин На чтение 10 мин. Просмотров 13 Опубликовано

Гибридный двигатель имеет несколько источников энергии: бензиновый и электрический моторы. Оба агрегата приводят автомобиль в движение по отдельности или совместно. Разработано несколько видов гибридных конструкций, и каждая реализует в себе главное преимущество перед «обычными» моторами — топливную экономичность. А значит, и в возможность достичь высоких экологических требований к транспорту.

Гибридный двигатель

История гибридных двигателей

Гибридные силовые установки были известные ещё в 19 веке. Изобретателем первого гибрида, работающего на электроэнергии, стал Роберт Андерсон. Однако, патент на систему получил Генри Пайпер в 1905 году. В этом же направлении работал Фердинанд Порше. Серийными производителями гибридных моторов были французская компания Parisienne des Voitures Electriques, американская корпорация General Electric, бельгийская Pieper.

Гибридный автомобиль Порше 1901 года

Бурного развития технология гибридов в начале 20 века не получила по нескольким причинам:

  • низкая стоимость топлива;
  • нерентабельность по сравнению с бензиновым ДВС.

К концу 20 века рост на энергоносители и ужесточение экологических стандартов заставили автопроизводителей возвратиться к разработкам эффективных моторов. Изначально в гонку включились VW, Mercedes, GM, Audi, но до серийного производства гибридных автомобилей так и не дошли, перейдя в другие сферы разработок. Первым удачным автомобилем с гибридным двигателем стал Toyota Prius 1997 года. За год компания смогла продать 25 000 моделей. Вторым популярным гибридом на рынке стал Honda Insight.

Honda Insight.

После Приуса, Тойота наладила серийный выпуск моделей: Hybrid Harrier, Highlander, Estima Hybrid, Crown, Camry Hybrid, Lexus RX. Среди разработок Хонда с гибридной установкой известны Accord Hybrid и Civic Hybrid. Единичные автомобили встречаются у Форда, Ауди, Мазды, Рено, БМВ, Ниссан, Хёндай.

Поговорим подробнее, что значит машина-гибрид. Рассмотрим устройство, принцип работы, в чём плюсы и минусы гибридных установок.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Принцип работы гибридных двигателей основан на комбинировании возможностей ДВС и электромотора. Бензиновый агрегат развивает максимальный крутящий момент на высоких оборотах, в то время, как электрический двигатель — на низких. Объединение установок позволяет исключить из конструкции механизмы преобразования механической энергии, увеличить КПД силового агрегата и снизить расход топлива.

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

Полная конструкция

Автомобиль с гибридным мотором устроен иначе, чем привычные машины с ДВС. Здесь под днищем находятся:

  • двигатель внутреннего сгорания;
  • один или несколько электрических моторов;
  • блок аккумуляторных батарей.
  • для управления и преобразования энергии установлен электронный блок с инвертором.

Конструкция гибридного автомобиля

Источником энергии в гибридном двигателе служит ДВС, работающий на бензине или дизеле. Мощность, преобразованная генератором, запускает тяговый электродвигатель и заряжает аккумуляторные батареи. Именно от блока аккумуляторов электромотор получает дополнительное питание, если не будет хватать энергии генератора.

Инвертор преобразует постоянный ток высоковольтного аккумулятора в 3-фазный переменный ток большего напряжения. Энергия используется для:

  • управления электромотором;
  • обратной конвертации тока с генератора для подзарядки батареи;
  • питания бортовой электросети.

Конструктивно инвертор представляет собой корпус с набором электронных плат и транзисторными сборками.

ИнверторПлата инвертора гибридной установки

Общий принцип работы гибридного автомобиля рассмотрим далее.

Функционирование двигателя

Режим совместной работы ДВС и электромотора зависит от конструктивного устройства гибридного силового агрегата и режима движения автомобиля. Так, в начале движения бензиновый двигатель не всегда нужно запускать. Машина тронется за счёт работы электрического мотора, питающегося от батареи.

Функционирование двигателя

Большая ёмкость аккумулятора с возможностью внешней подзарядки может сократить потребление бензина до нуля, если суточный пробег автомобиля короткий.

Электромотор поддерживает работу автомобиля на холостом ходу: при стоянке на светофоре, временной остановке. В это время ДВС отключен, до те пор, пока хватает мощности электротяги. Обычно бензиновый мотор подключается на скорости 60км/ч. При больших нагрузках, например, для заезда в горку, понадобится двойное усилие обоих агрегатов. В таком режиме автомобиль сможет проехать более 500 км.

Отличительно, как работает гибридный двигатель во время торможения. Тормозная система привычного автомобиля с ДВС преобразует кинетическую энергию в тепловую, рассеивая её в воздухе. Гибриды оснащены системой рекуперации, т.е. возвращения. При замедлении движения электромотор переключается в режим генератора, отдавая электрическую энергию в аккумуляторную батарею.

Типы гибридных агрегатов

Гибридные двигатели различаются по типу применения и компоновочной схеме. По первому критерию гибриды делятся на микрогибриды, умеренные гибриды и полные гибриды. Более подробно о них поговорим ниже.

Применение разных компоновочных систем гибридных двигателей отражает уровень развития гибридизации, суть которой заключается в желании производителей перевести автомобиль на альтернативный источник энергии. Наиболее прогрессивными в плане разработок являются компании Тойота, БМВ, Хёндай, Вольво.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

Конструктивная схема гибридного двигателя выбирается исходя из проектных характеристик автомобиля: требуемой мощности, скорости разгона, расхода топлива и т.д. Различают последовательную, параллельную и комбинированную схемы.

Последовательная схема

Гибридная система автомобиля с последовательной компоновкой была придумана Порше в 1899 году. Схема включает в себя ДВС с генератором, тяговый электродвигатель и аккумуляторные батареи. По этой схеме двигатель внутреннего сгорания запускает генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую, питая электрический мотор. В свою очередь электродвигатель воздействует на ведущие колёса, приводя машину в движение.

Последовательная схема

Большая ёмкость аккумуляторов позволяет автомобилю в некоторых режимах работать только на электрической энергии, при выключенном ДВС. Батареи заряжаются от генератора, когда потребляемая мощность электромотора невысока, например, во время размеренного движения. Однако, в режиме ускорения мощности генератора может не хватать, и тогда недостаток энергии компенсирует аккумулятор.

Последовательная схема гибридного двигателя хороша тем, что ёмкая АКБ позволяет устанавливать ДВС меньших габаритов и меньшего веса. Более простая конструкция расходует меньше топлива и требует меньших затрат на обслуживание.

Электрический мотор вращается в любом направлении, что позволяет упростить конструкцию автомобиля, убрав сцепление и коробку передач. А при установке электродвигателей с редуктором в ведущие колёса, можно обойтись и без дифференциала. Подобная схема встречается на карьерных самосвалах БелАЗ и городских автобусах ЗИЛ. В легковых автомобилях встречается редко.

Параллельная схема

Гибридные двигатели с параллельной системой могут приводить автомобиль в движении от ДВС, тягового электромотора или их совместной работы. Часто электрический двигатель устанавливают вместо маховика, используя электромотор в качестве генератора и стартера для трогания и остановки автомобиля. Аккумуляторные батареи подзаряжаются во время рекуперативного торможения.

Параллельная схема

Параллельная схема подходит для автомобилей небольшой мощности. За счёт использования малоёмких батарей снижается вес и начальная стоимость машины. Подобная конструкция встречается в моделях Honda Insight, BMW 7 ActiveHybrid.

Последовательно-параллельная схема

По сути данная схема представляет собой доработку параллельной. Особенность гибридных двигателей с последовательно-параллельной системой — наличие делителя мощности в трансмиссии. Энергия ДВС разделяется на 2 потока в соответствии с режимом движения автомобиля. Часть мощности переходит к ведущим колёсам, другая — к накопителю электрической энергии.

Последовательно-параллельная схема

Для реализации подобной компоновки необходим менее мощный ДВС, но с высокой эффективностью. Например, двигатель, работающий по циклу Аткинсона с коротким тактом сжатия. По такой схеме построены Toyota Prius и Lexus RX.

https://www.youtube.com/watch?v=k1nG8PkP28E&feature=youtu.be

Классификация по степени электрификации

Разбираясь в особенностях гибридных двигателей, поговорим и о различном применении электромоторов. Степень электрификации машины указывает на возможности электрической установки. В одном случае, она идёт как приложение, в другом — позволяет полноценно передвигаться на электротяге. Чтобы понять насколько прогресс ушёл вперёд, рассмотрим этапы электрификации последовательно.

Микрогибрид

Двигатель-микрогибрид представляет собой простейшую форму гибридизации. Автомобиль оснащается системой «Старт-Стоп», в которой электрическая установка используется, как стартер и генератор, но не передаёт энергию колёсам. Во время работы машины на холостом ходу блок управления глушит бензиновый двигатель, позволяя сэкономить топливо. В среднем расход в городе снижается на 10%.

Работа системы Старт-стоп

Энергия, сохранённая от рекуперативного торможения, питает систему «Старт-Стоп» и бортовые устройства.

В силовую установку микрогибрида устанавливают штатную коробку передач с импульсным масляным насосом. В режиме «Старт-Стоп», пока двигатель не работает, необходимо сохранить элементы переключения включенными. Насос поддерживает давление масла в каналах КПП, чтобы после запуска двигателя, автомобиль был готов ехать спустя 0,3 с.

Мягкий гибрид

Термин «мягкий» или «умеренный» гибрид означает, что электромотор используется в автомобилях как лёгкая «поддержка» ДВС. Основную работу в режиме ускорения и штатного движения выполняет бензиновый двигатель. Суть использования электрической установки — помощь при трогании и ускорении автомобиля, а также для подзарядки батареи во время торможения. Мощность электродвигателя не превышает 50 кВт.

Гибридный силовой агрегат Лексус

К гибридам подобного действия относятся: BMW 7 ActiveHybrid, Honda Civic Hybrid, Suzuki Smart Hybrid, Mercedes S 400 Hybrid.

Полный гибрид

Полноценный гибридный автомобиль способен работать на одном тяговом электромоторе при выключенном ДВС. Электрический двигатель заменяет сцепление, работает как генератор для заряда аккумуляторных батарей, в том числе в режиме рекуперативного торможения. В отличие от умеренного гибрида, здесь применяется электромотор мощностью 60 — 250 кВт.

BMW_X6_ActiveHybrid_

Принцип полного гибрида реализован в Audi A1 и BMW X6 ActiveHybrid. В такие гибриды устанавливают мощные литий-ионные аккумуляторные батареи. Однако, при ёмкости в 12кВт/ч, накопитель электроэнергии сможет обеспечить пробег автомобиля не более 60 км. При низком уровне заряда ДВС подключается автоматически, но чтобы снизить потребление топлива и увеличить пробег электрического мотора, инженеры разработали Plung-In.

Гибриды плагины

Plung-In или гибрид-плагин по принципу работы схож с полным гибридом. Разница заключается в возможности подзарядки аккумулятора от внешней сети. Расстояние, которое может проехать машина на одной электрической тяге, характеризуется показателем PHEV.

Toyota Prius

Гибрид Мерседес

Чтобы превратить гибридный двигатель в Plung-In, необходимо поставить дополнительное оборудование: зарядное устройство, дополнительный блок управления и блок батарей. Розетка для заряда располагается возле лючка для заправки топливного бака. Для подпитки батареи можно использовать домашнюю электросеть, учитывая рекомендации производителя.

Преимущества и недостатки гибридных авто

Разобравшись, как работает гибридный автомобиль, подведём итог в виде объективной оценки. Сведём плюсы и минусы гибридного двигателя в таблицу.

Преимущества

Недостатки

1.   Высокий КПД за счёт использования крутящего момента от ДВС при любых нагрузках 1. Мало специалистов по ремонту и обслуживанию гибридов
2.   Экономия бензина в городе 10 — 30%  2. Высокая стоимость аккумуляторных батарей. При выходе из строя одного элемента приходится менять весь блок в сборе. Проблема с утилизацией
3.   Энергия торможения рекупируется в электрическую энергию 3. Наличие большого количества электроники. Сложность с запчастями. Дорогой ремонт.
4.   Использование ДВС меньшей мощности и габаритов. Возможность отказаться от сцепления и КПП 4. Недостаточное количество станций для подзарядки аккумуляторов. Малый пробег на одной электротяге
5.   Надёжный запуск зимой 5. Плохая маневренность
6.   Снижение токсичных выхлопов 6. Из-за холодов батареи быстрее выходят из строя
7.   Тихая работа 7. Бесшумная работа приводит к авариям

Заключение

Принцип работы гибридного автомобиля основан на использовании энергии бензинового и электрического двигателей. Их совместная работа позволяет достичь жёстких требований экологических стандартов, снижая расход топлива и выбросов. Инженеры постоянно совершенствуют конструкции, придумывают новые решения. Однако, не все компании видят перспективу в гибридах, концентрируясь на создании полноценных электромобилей.

принцип работы, устройство и схемы электромотора

Появление гибридных автомобилей стало вынужденной мерой автопроизводителей в переходный период от двигателей внутреннего сгорания (ДВС) на углеводородном топливе к более чистым силовым установкам. Технологии ещё не позволяли создать полноценный электромобиль, машину на топливных элементах или какой-нибудь ещё из большого списка, теоретически возможных направлений развития автономного транспорта, а потребность уже созрела.

Содержание статьи:

Правительства начали сильно зажимать автопром экологическими требованиями, а потребителям хотелось увидеть качественный шаг вперёд, а не очередные микроскопические улучшения известного не первое столетие мотора на одном из продуктов переработки нефти.

Какой автомобиль называют «гибридом»

Силовой агрегат промежуточного этапа стал представлять собой комбинацию из уже отработанной конструкции ДВС и одного или нескольких электромоторов.

Электрическая часть тяговой установки получает питание от генераторов, связанных механически с бензомотором или дизелем, аккумуляторных батарей и системы рекуперации, возвращающих в накопитель энергию, выделяющуюся при торможении автомобиля.

Все многочисленные схемы практической реализации идеи получили название гибридов.

Читайте также: Что такое тормозной суппорт и как он работает

Иногда производители вводят в заблуждение клиентов, называя гибридами системы, где электропривод используется лишь для запуска основного мотора в режиме «старт-стоп».

Поскольку связи электродвигателей с колёсами и возможности движения на электротяге здесь нет, то такие машины к гибридным относить некорректно.

Принцип работы гибридных двигателей

При всём разнообразии конструкций у подобных машин есть и общие черты. Но отличия настолько велики с технической точки зрения, что фактически это разные автомобили со своими преимуществами и недостатками.

Устройство

В состав любого гибрида входят:

  • двигатель внутреннего сгорания со своей трансмиссией, бортовой низковольтной сетью питания и топливным баком;
  • тяговые электродвигатели;
  • накопительные аккумуляторные батареи, чаще всего достаточно высоковольтные, состоящие из последовательно и параллельно соединённых аккумуляторов;
  • силовая электропроводка с высоковольтной коммутацией;
  • электронные блоки управления и бортовые компьютеры.

Обеспечение всех режимов работы комплексной механической и электрической трансмиссии обычно происходит автоматически, на водителя возложено только общее управление движением.

Схемы работы

Соединить между собой электрическую и механическую составляющие можно разными способами, со временем выделились устоявшиеся конкретные, часто применяемые схемы.

Это не относится к позже появившейся классификации привода по удельной доли электротяги в общем энергетическом балансе.

Последовательная

Самая первая схема, наиболее логичная, но сейчас мало используемая в легковых автомобилях.

Основной её задачей стала работа в тяжёлой технике, где компактные электрические узлы успешно заменили громоздкую механическую трансмиссию, которой к тому же очень трудно управлять. Двигатель, как правило это дизель, нагружен исключительно на электрогенератор и с колёсами прямо не связан.

Вырабатываемый генератором ток может использоваться для заряда тяговой батареи, а там, где она не предусмотрена, отправляется непосредственно к электромоторам.

Тебе на заметку: Причины быстрого износа деталей тормозной системы

Их может быть один или несколько, вплоть до установки на каждое колесо автомобиля по принципу так называемых мотор-колёс. Величину тяги регулирует силовой электрический блок, а ДВС может постоянно работать в самом оптимальном режиме.

Параллельная

Эта схема сейчас наиболее распространена. В ней электромотор и ДВС работают на общую трансмиссию, а электроника регулирует оптимальное соотношение расхода энергии каждым из приводов. Связь с колёсами имеют оба двигателя.

Поддерживается режим рекуперации, когда при торможении электромотор превращается в генератор и подзаряжает накопительную батарею. Некоторое время автомобиль может двигаться только на её заряде, основной ДВС заглушен.

В ряде случаев используется батарея значительной ёмкости, снабженная возможностью внешнего заряда от бытовой сети переменного тока или специализированной зарядной станции.

В целом роль аккумуляторов тут невелика. Зато упрощается их коммутация, здесь не нужны цепи опасного высокого напряжения, а масса батареи значительно меньше, чем у электромобилей.

Смешанная

В результате развития техники электропривода и ёмкости накопителей роль электромоторов в создании тягового усилия увеличилась, что привело к появлению наиболее продвинутых систем последовательно-параллельной схемы.

Здесь старт с места и движение на небольших скоростях производятся на электрической тяге, а ДВС подключается лишь, когда потребуется высокая отдача и при исчерпании аккумуляторов.

Оба мотора могут работать в режиме привода, а продуманный электронный блок сам выбирает куда и как направлять энергетические потоки. Водитель может следить за этим на графическом информационном дисплее.

Это интересно: Что такое Адсорбер, устройство и принцип работы

Применяется дополнительный генератор, как в последовательной схеме, который может давать энергию электромоторам или заряжать аккумулятор. Рекуперация тормозной энергии происходит через реверс тягового электродвигателя.

Так устроены многие современный гибриды, в частности один из самых первых и известных – Toyota Prius

Как работает гибридный мотор на примере Тойота Приус

Этот автомобиль выпускается уже в третьем поколении и достиг определённой степени совершенства, хотя конкурирующие гибриды продолжают наращивать сложность и эффективность конструкций.

Основой привода здесь является принцип синергии, по которому в создании крутящего момента на колёсах могут в любом сочетании участвовать ДВС и электромотор. Параллельность их работы обеспечивает сложный механизм планетарного типа, где потоки мощности смешиваются и через дифференциал передаются на ведущие колёса.

Трогание с места и стартовое ускорение выполняет электромотор. Если электроника определяет, что его возможностей недостаточно, подключается экономичный бензиновый двигатель, работающий по циклу Аткинсона.

К сведению: Как проверить форсунки дизельного двигателя

В обычных автомобилях с моторами Отто такой термический цикл применять нельзя из-за переходных режимов. Но тут их обеспечивает электродвигатель.

Исключён режим холостого хода, если у Toyota Prius автоматически запускается ДВС, то для него сразу же находится работа, помогать в разгоне, заряжать батарею или обеспечивать климатическую установку.

Постоянно имея нагрузку и работая на оптимальных оборотах он минимизирует расход бензина, находясь в самой выгодной точке своей внешней скоростной характеристики.

Традиционный стартер отсутствует, поскольку такой мотор можно запустить только раскрутив его до значительных оборотов, что и делает реверсируемый генератор.

Аккумуляторы имеют разную ёмкость и напряжение, в наиболее сложной подзаряжаемой версии PHV это уже вполне обычные для электромобилей 350 вольт при 25 А*ч.

Достоинства и недостатки гибридов

Как и всякий компромисс, гибриды уступают чистым электромобилям и привычным классическим на нефтяном топливе.

Но при этом дают выигрыш по ряду свойств, для кого-то выступающих главными:

  • упрощение средств, применяемых для борьбы с вредными выбросами ДВС;
  • достижение некоторой экономии топлива, как бы это ни оспаривалось;
  • возможность передвижения на чистой электротяге там, где применение ДВС запрещено;
  • достаточно простое наращивание заявленной мощности;
  • невозможность, в отличие от электромобиля, остаться без энергии вдали от электрической сети.

Все недостатки связаны с усложнением техники:

  • потребность в грамотном персонале, специально обученном работе с гибридами;
  • увеличение массы транспортного средства, на что тоже тратится топливо;
  • более высокая цена автомобиля;
  • проигрыш электромобилям из-за сохранения ДВС и всего, что с ним связано;
  • пока ещё недостаточно отработанные технологии и отсутствие единого подхода к конструированию;
  • плохая экологичность в производстве батарей и их утилизации.

Вполне возможно, что производство гибридов сохранится и после полного исчезновения классических автомобилей.

Это надо знать: Моторное масло с Молибденом — плюсы и минусы

Но произойдёт это только если будет создан единый компактный, экономичный и хорошо управляемый двигатель на углеводородном топливе, который станет хорошим дополнением к электрическому автомобилю будущего, существенно повысив его пока недостаточную автономность.

Устройство и принцип действия гибридного двигателя

Как работает гибридный двигатель?

 

Как работает, рассмотрим на примере Touareg, с гибридным силовым агрегатом.

Что означает понятие «техника гибридного привода»?

Термин «гибрид» берет свое начало от латинского слова hybrida, и означает нечто скрещенное, или смешанное. В технике гибридом называют систему, в которой комбинируются друг с другом две разных технологии. В связи с концепциями привода термин технология гибридного привода применяется для обозначения двух направлений: бивалентный (или двухтопливный) силовой агрегат гибридный силовой агрегат

 

В случае гибридной технологии привода речь идет о комбинации из двух разных силовых агрегатов, работа которых основана на разных принципах действия. В настоящее время под технологией гибридного привода подразумевают комбинацию двигателя внутреннего сгорания и электродвигателягенератора (электромашины). Эта электромашина может использоваться как генератор для выработки электрической энергии, тяговый электродвигатель для движения автомобиля, и стартер для запуска двигателя внутреннего сгорания. В зависимости от исполнения основной конструкции различают три вида гибридного силового агрегата: т.н. «микрогибридный» силовой агрегат, т.н. «среднегибридный» силовой агрегат, т.н. «полногибридный» силовой агрегат.

 

«Микрогибридный» силовой агрегат

В этой концепции привода электрический компонент (стартер/генератор) служит исключительно для реализации функции Стартстоп. Часть кинетической энергии можно снова использовать в качестве электрической энергии (рекуперация). Привод только от электрической тяги не предусмотрен. Параметры 12 вольтной АКБ со стекловолоконным наполнителем адаптированы к частым запускам двигателя.

«Среднегибридный» привод

Электрический привод поддерживает работу двигателя внутреннего сгорания. Движение автомобиля только на электрической тяге невозможно. У «среднегибридного» привода большая часть кинетической энергии при торможении регенерируется, и в виде электрической энергии накапливается в высоковольтной батарее. Высоковольтная батарея, а также электрические компоненты сконструированы для более высокого электрического напряжения и, таким образом, более высокой мощности. Благодаря поддержке электродвигателягенератора режим работы теплового двигателя может быть смещен в область максимальной эффективности. Это обозначается как смещение точки нагрузки.

 

«Полногибридный» силовой агрегат

Мощный электродвигательгенератор комбинируется с двигателем внутреннего сгорания. Возможно движение только на электрической тяге. Электродвигательгенератор, если только позволяют условия, поддерживает работу двигателя внутреннего сгорания. Движение с малой скоростью осуществляется только на электрической тяге. Реализована функция Стартстоп для двигателя внутреннего сгорания. Рекуперация используется для зарядки высоковольтной батареи. Благодаря разделительному сцеплению между двигателем внутреннего сгорания и электродвигателемгенератором можно обеспечить разъединение обеих систем. Двигатель внутреннего сгорания подключается в работу только при необходимости.

 

Основы гибридной техники

Системы полного гибридных силовых агрегатов делятся на три подгруппы: параллельный гибридный силовой агрегат, раздельный силовой агрегат (с разделёнными потоками мощности), последовательный гибридный силовой агрегат.

Параллельный гибридный силовой агрегат

Параллельное исполнение гибридного силового агрегата отличается простотой. Он используется в случае, когда необходимо «гибридизировать» существующий автомобиль. Двигатель внутреннего сгорания, электромоторгенератор и коробка передач располагаются на одной оси. Обычно в системе параллельного гибридного силового агрегата используется один электродвигатель генератор. Сумма единичной мощности двигателя внутреннего сгорания и мощности электродвигателягенератора соответствует полной мощности. Эта концепция обеспечивает высокую степень заимствования узлов и деталей прежнего автомобиля. У полноприводных автомобилей со схемой параллельного гибридного силового агрегата привод всех четырех колёс реализован с помощью дифференциала Torsen и раздаточной коробки.

Раздельный гибридный привод

В системе раздельного гибридного привода помимо двигателя внутреннего сгорания имеется электродвигательгенератор. Оба двигателя располагаются под капотом. Крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, также как и от электродвигателягенератора, через планетарную передачу подаётся на коробку передач автомобиля. В противоположность параллельному гибридному приводу, снять таким образом сумму отдельных мощностей для привода колёс невозможно. Вырабатываемая мощность частично тратится на приведение автомобиля в движение, частично, в виде электрической энергии, накапливается в высоковольтной батарее.

Последовательный гибридный силовой агрегат

Автомобиль оборудован двигателем внутреннего сгорания, генератором и электродвигателем генератором. Однако в отличие от обеих описанных ранее концепций, двигатель внутреннего сгорания не имеет возможности самостоятельно приводить автомобиль в движение валом, или через коробку передач. Мощность от двигателя внутреннего сгорания на колеса не передаётся. Основной привод автомобиля осуществляет электродвигатель генератор. Если ёмкость высоковольтной батареи слишком низкая, запускается двигатель внутреннего сгорания. Через генератор двигатель внутреннего сгорания заряжает высоковольтную батарею. Электродвигательгенератор снова может получать энергию от высоковольтной батареи.

 

Раздельный последовательный гибридный силовой агрегат

Раздельный последовательный гибридный силовой агрегат представляет собой смешанную форму двух описанных выше гибридных приводов. Автомобиль оборудован одним двигателем внутреннего сгорания и двумя электродвигателями генераторами. Двигатель внутреннего сгорания и первый электродвигательгенератор размещены под капотом. Второй электродвигательгенератор расположен на задней оси. Эта концепция используется для полноприводных автомобилей. Двигатель внутреннего сгорания и первый электродвигательгенератор через планетарную передачу могут приводить коробку передач автомобиля. И в этом случае действует правило, согласно которому одиночные мощности привода не могут отбираться для привода колёс в виде суммарной мощности. Второй электродвигатель генератор на задней оси активируется при необходимости. В связи с таким конструктивным исполнением привода высоковольтная батарея располагается между обеими осями автомобиля.

 

Другие термины и определения Здесь будут кратко разъяснены другие термины и определения, часто используемые в связи с технологией гибридного привода.

Рекуперация. В общем случае этот термин в технике означает способ возврата энергии. При рекуперации имеющаяся энергия одного вида преобразуется в другой, используемый в последующем вид энергии. Потенциальная химическая энергия топлива преобразуется в трансмиссии в кинетическую энергию. Если автомобиль затормаживается обычным тормозом, то избыточная кинетическая энергия посредством трения тормозов превращается в тепловую энергию. Возникающее тепло рассеивается в окружающем пространстве, и поэтому использовать его в дальнейшем невозможно.

Если же напротив, как при использовании технологии гибридного привода, дополнительно к классическим тормозам генератор используется в качестве моторного тормоза, то часть кинетической энергии преобразуется в электрическую энергию, и таким образом становится доступной для последующего использования. Энергетический баланс автомобиля улучшается. Этот вид регенеративного торможения называют рекуперативным тормозом.

 

Как только в режиме принудительного холостого хода скорость автомобиля снижается путем торможения нажатием педали тормоза или автомобиль движется накатом или автомобиль движется под уклон cистема гибридного привода включает электродвигатель — генератор, и использует его в режиме генератора.

В этом случае он заряжает высоковольтную батарею. Таким образом в режиме принудительного холостого
хода появляется возможность «заправлять» автомобили с электрическим гибридным приводом электроэнергией.
При движении автомобиля накатом электродвигатель генератор, работающий в режиме генератора,
преобразует из энергии движения в электрическую энергию только такое количество энергии, которое
требуется для работы 12 вольтной бортовой сети.

Электродвигатель-генератор (электромашина)

Термин электродвигатель-генератор, или электромашина, используется вместо терминов генератор, электродвигатель и стартер. В принципе, любой электродвигатель можно применять и в качестве генератора. Если вал электродвигателя приводится от внешнего привода, то электродвигатель, подобно генератору, вырабатывает электрическую энергию. Если к электромашине подводится электрическая энергия, то она работает как электродвигатель. Таким образом, электродвигательгенератор автомобилей с электрическим гибридным приводом заменяет обычный стартер двигателя внутреннего сгорания, а также обычный генератор (осветительный генератор).

 

Электрический ускоритель (E-boost)

По аналогии с функцией Kickdown двигателей внутреннего сгорания, которая делает доступной максимальную мощность двигателя, гибридный привод располагает функцией электрического ускорителя E-Boost. При использовании функции электродвигатель-генератор и двигатель внутреннего сгорания выдают свои максимальные индивидуальные мощности, которые складываются в более высокое значение суммарной мощности. Сумма индивидуальных мощностей обоих видов двигателей соответствует суммарной мощности трансмиссии.

Вследствие потерь мощности в электродвигателе-генераторе, его мощность в режиме генератора ниже, чем в режиме тягового электродвигателя. Мощность электродвигателя-генератора в режиме двигателя составляет 34 кВт. Мощность электродвигателя-генератора в режиме генератора равна 31 кВт. У Touareg с гибридным приводом двигатель внутреннего сгорания имеет мощность 245 кВт, а электродвигатель-генератор мощность 31 кВт. В режиме тягового электродвигателя электродвигатель-генератор выдаёт мощность 34 кВт. Вместе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель-генератор в режиме тягового электродвигателя развивают суммарную мощность 279 кВт.

Функция Старт-стоп

 

Технология гибридного привода позволяет реализовать в этой конструкции автомобиля функцию Стартстоп. В случае обычного автомобиля с системой Стартстоп, для отключения двигателя внутреннего сгорания автомобиль должен остановиться (пример: Passat BlueMotion).

Однако автомобиль с полным гибридным приводом может двигаться и на электрической тяге. Эта особенность позволяет системе Стартстоп отключать двигатель внутреннего сгорания на движущемся, или катящемся накатом автомобиле. Двигатель внутреннего сгорания включается в зависимости от потребности. Это может происходить в случае быстрого разгона, при движении на высокой скорости, с высокой нагрузкой, или при высокой степени разряженности высоковольтной батареи. При высокой степени разряженности высоковольтной батареи система гибридного привода может использовать двигатель внутреннего сгорания в сочетании с электродвигателем-генератором, работающим в режиме генератора, для зарядки высоковольтной батареи.

В других случаях автомобиль с полным гибридным приводом может двигаться на электрической тяге. Двигатель внутреннего сгорания при этом находится в режиме останова. Это действительно и в случае медленного движения транспортоного потока, остановки на светофоре, при движении в режиме принудительного холостого хода под уклон, или при движении автомобиля накатом.

Когда двигатель внутреннего сгорания не работает, он не расходует топливо и не выбрасывает в атмосферу вредные вещества.

Интегрированная в систему гибридного привода функция Старт-стоп повышает КПД и экологичность автомобиля.

В то время, когда двигатель внутреннего сгорания находится в режиме останова, климатическая установка может продолжать работу. Компрессор климатической установки является элементом высоковольтной системы.

Аргументы в пользу гибридной техники

Почему мы комбинируем электродвигатель-генератор с двигателем внутреннего сгорания? Для отбора крутящего момента частота вращения двигателя внутреннего сгорания должна быть не ниже частоты вращения холостого хода. При остановке двигатель не может отдавать крутящий момент. При увеличении частоты вращения двигателя внутреннего сгорания его крутящий момент увеличивается. Электромоторгенератор с первыми оборотами выдает максимальный крутящий момент. Для него не существует частоты вращения холостого хода. При увеличении частоты вращения его крутящий моментуменьшается. Благодаря работе электродвигателя-генератора у двигателя внутреннего сгорания исключен наиболее сложный режим работы: в диапазоне ниже оборотов холостого хода. Благодаря поддержке электродвигателягенератора двигатель внутреннего сгорания может эксплуатироваться в более эффективных режимах. Это смещение точки нагрузки повышает КПД силового агрегата.

Почему применяется полный гибридный силовой агрегат (привод)?

Полный гибридный агрегат, в отличие от остальных вариантов гибридного привода, объединяет функцию встроенной системы Стартстоп, систему E-Boost, функцию рекуперации и возможность движения только на электродвигателе (режим электрической тяги).

Электродвигатель-генератор

 

Электродвигатель-генератор размещён между двигателем внутреннего сгорания и АКП. Он представляет собой синхронный двигатель трехфазного тока. С помощью силового электронного модуля постоянное напряжение 288 В преобразуется в трёхфазное переменное напряжение. Три фазы напряжение создают в электродвигателегенераторе трёхфазное электромагнитное поле.

Высоковольтная батарея

Доступ к высоковольтной батарее обеспечивается через напольное покрытие багажного отсека. Она выполнена в виде модуля и включает различные компоненты высоковольтной системы Touareg. Модуль высоковольтной батареи имеет массу 85 кг и может заменятьсятолько в сборе.

Высоковольтную батарею нельзя сравнивать с обычной аккумуляторной батареей с напряжением 12 В. В нормальном режиме эксплуатации высоковольтная батарея задействуется в свободном диапазоне уровня зарядки от 20% до 85%. Переносить такие нагрузки в течение длительного времени обычная 12 вольтная АКБ неспособна. Поэтому высоковольтную батарею следует рассматривать как оперативное устройство накопления энергии для электрического привода. Подобно конденсатору она может накапливать и снова отдавать электрическую энергию. В принципе, рекуперацию, регенерацию энергии, можно рассматривать как возможность заправки автомобиля энергией во время движения. Применение высоковольтной батареи в автомобиле с гибридным приводом отличается чередование циклов зарядки (рекуперация) и разрядки (движение на электрическом приводе) высоковольтной батареи.

Пример: Если сравнить энергию высоковольтной батареи с энергией, образующейся при сжигании топлива, то количество энергии, которую может выработать батарея, будет соответствовать примерно 200 мл топлива. Этот пример демонстрирует, что на пути к созданию электромобилей, аккумуляторные батареи, с точки зрения способности накапливать энергию, должны быть существенно модернизированы.

Гибридный двигатель на автомобиле — устройство и принципы работы

Дорогие соотечественники, сегодня поговорим, что такое гибридный двигатель на автомобиле, как он работает, из чего состоит, о плюсах и минусах новых разработок.

В большинстве современных автомобилей в качестве силовой установки используется двигатель внутреннего сгорания, но учитывая истощение запасов нефти, и возрастающие требования к экологичности двигателей, автокорпорации занялись разработкой новых технологий, которые позволили бы отказаться от углеводородов как от основного топлива или хотя бы снизить их потребление.

Вместо двигателя внутреннего сгорания устанавливать электромоторы пока не эффективно, потому как энергоемкость аккумуляторов связана с большим весом и соответственно их высокой стоимостью.

Однако уже почти все крупнейшие мировые авто производители начали выпускать свои модели гибридных автомобилей. Они сочетают двигатель внутреннего сгорания и электрическую энергоустановку.

Признанный лидер в разработке и выпуске гибридных автомобилей остается Toyota. Этот концерн выпустил в серию первый гибрид еще в 1997 году и продолжает выпускать еще несколько моделей надежных автомобилей.

Что такое гибридный двигатель. Принцип работы энергоустановки

Гибрид — переводится на русский как скрещивание. Сочетание этих двух различных технологий благополучно выполняют основную задачу — движения автомобиля.

Функция гибридного двигателя состоит в том, что мотор внутреннего сгорания приводит в движение генератор, который отдаёт энергию на энергоустановку: аккумуляторная батарея-электродвигатель. А энергоустановка в свою очередь, через трансмиссию передает крутящий момент на колеса.

Таким образом достигается оптимальный режим движения и создаётся добавочное усилие. Кроме того сглаживются пиковые нагрузки и колебания, в следствии чего растёт производительность и КПД.Что такое гибридный двигатель на автомобиле? Сочетание ДВС и электродвигателя

Гибридный двигатель. Устройство

Существует несколько вариантов гибридного двигателя:

  • Параллельный. Бензиновый движок питается от топливного бака, а электродвигатель от аккумуляторной батареи. В итоге два двигателя вращают трансмиссию, которая затем передаёт крутящий момент на колёса.Гибридный параллельный агрегат
  • Микрогибридный. Этот вариант разработали специалисты компании «Тойота». Их гибридный автомобиль стартует и движется на малых скоростях только с помощью электрической тяги. А вот на повышенной скорости начинает работать двигатель внутреннего сгорания. При этом на сложных участках дороги – подъёмы, песок, грязь, другие нагрузки, электродвигатель подпитывается ещё и от аккумуляторной батареи для параллельной работы и усиления тяги. Все эти режимы контролирует электроника.Микрогибридный силовой агрегат
  • Среднегибридный. У такого авто свои особенности ‒ на электрическом двигателе езда не предусмотрена. Но электротяга заметно увеличивает эффективность, благодаря получению более высокого напряжения, чем даёт аккумуляторная батарея, а это соответственно повышает мощность силовой установки в целом.Среднегибридный привод
  • Полногибридный. Здесь электричество на первом месте ‒ за его счёт обеспечивается движение. Батарея заряжается благодаря рекуперации. А раздельное сцепление между двумя двигателями обеспечивает возможность разъединения этих систем. В результате бензиновый двигатель подключается лишь в случае крайней необходимости.Полногибридная силовая установка
  • Раздельный. Содержит пару двигатель-генератор и бензиновый мотор. Посредством планетарной передачи крутящий момент поступает на коробку передач. Какая-то часть энергии используется для обеспечения движения машины, а другая направляется в высоковольтную батарею.Раздельная гибридная силовая установка
  • Последовательный. Здесь схема следующая: бензиновый двигатель вращает генератор, который заряжает аккумуляторную батарею, а с неё энергия поступает к электродвигателю, а уже тот вращает трансмиссию и, собственно, колёса.Последовательная гибридная силовая установка

Плюсы и минусы гибридного двигателя автомобиля

Конечно, плюсы перевешивают, но есть и минусы, как во всех новинках. К примеру, чаще встречается бензиновый гибридный двигатель, хотя экономичность дизелей не подвергается сомнению.

Но так уж сложилось – технологию разрабатывали в Америке, а там солярка не в почёте. Да и гибридный дизельный агрегат стоил бы дороже, а учитывая, что цена и так далеко выше средней, то вопрос можно считать закрытым.

Гибридный двигатель Porshe

Больше всего автолюбителей смущает гибридный двигатель из-за аккумуляторной батареи. Это весьма капризный компонент, так как требует постоянной эксплуатации, иначе срок её службы значительно снизится.

Также аккумуляторы боятся перепадов температур, саморазряжаются. Плюс ко всему высокая стоимость запчастей и ремонта. Причём самому его сделать вряд ли получится.

Но давайте о приятном. Одно из главных преимуществ гибридного двигателя низкий расхода топлива и минимальные выбросы вредных веществ в атмосферу, а все это благодаря:

  • согласованной работе двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя;
  • применению батареи большой емкости;
  • использованию энергии торможения (рекуперативное торможение), которое преобразует кинетическую энергию движения в электричество.

Кроме того гибридный двигатель собрал в себе массу других инноваций, которые позволят сэкономить топливо и сберечь атмосферу. Среди них:

  • изменение фаз газораспределения;
  • стоп-старт;
  • рециркуляция отработавших газов;
  • подогрев тосола отработавшими газами;
  • электропривод водяного насоса, климат-контроля и усилителя руля;
  • шины с улучшенным качением.

Разработка гибрида концерном BMW

Заметный эффект наблюдается при использовании гибридного автомобиля в городском цикле, когда происходят частые остановки, двигатель работает на холостом ходу.

А вот на трассе, при движении с высокой скоростью, гибридный двигатель уже не так эффективен.
С другой стороны та же батарея даёт возможность более продолжительное время ездить без заправки. Притом батарею можно не заряжать, а заправлять авто лишь топливом.

Двигатель, благодаря компьютерному управлению, всегда работает в оптимальном режиме, как бы вы ни старались его перегрузить.

Часто подобные гибридные автомобили могут передвигаться без топлива. А ещё они отличаются тем, что мотор работает едва слышно.

Надеюсь что статья поможет вам найти правильное решение, если встанет вопрос выбора автомобиля с гибридной силовой установкой.

Разместите ссылку на статью в социальных сетях – возможно ваши друзья уже имеют опыт эксплуатации подобной техники и поделятся своими впечатлениями с вами, а также с читателями нашего блога.

До новых встреч.

Как работают гибридные автомобили? Внутренняя структура и базовый принцип

Обновлено

Большинство водителей в мире никогда раньше не водили гибридные автомобили. Все, что они знают об этих гибридных автомобилях, — это то, что они работают от бензинового двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя с питанием от батареи. Но немногие из них знают, как эта комбинация на самом деле заставляет машину работать. На самом деле у водителей есть выбор между количеством электроэнергии от электродвигателя, которое они могут использовать для своего вождения, и количеством бензина, которое они получают от двигателя внутреннего сгорания.

Обычно водитель использует и двигатель, и электродвигатель, чтобы сберечь энергию батареи и бензин. Батарея внутри гибридного автомобиля намного больше, чем у обычного обычного автомобильного аккумулятора. Гибридная батарея не только должна обеспечивать питание основных аксессуаров, таких как кондиционер и радио, она также должна обеспечивать некоторую часть движения автомобиля. Это требует, чтобы это была гораздо более массивная батарея, которая стоит тысячи долларов и прослужит около 100000 миль.

Читайте также: Средний срок службы аккумуляторной батареи гибридного автомобиля

Шесть основных характеристик внутренней структуры гибридного автомобиля

Чтобы понять, как работает гибридный автомобиль, вы должны понимать его внутреннюю структуру. Ниже приведены 6 основных особенностей его структуры.

  1. Топливный бак — у вас все еще будет топливный бак для хранения бензина, как в обычном автомобиле. Благодаря передовым технологиям в гибридных автомобилях не нужно будет расходовать столько газа.У вас будет более высокая топливная эффективность и, как следствие, меньше выбросов.
  2. Трансмиссия — В большинстве гибридных автомобилей по-прежнему будет использоваться обычная трансмиссия, которую вы найдете в обычных бензиновых автомобилях. Однако есть новые трансмиссии, которые строятся специально для некоторых гибридных автомобилей, таких как Toyota Prius.
  3. Аккумуляторы — Аккумуляторы питают электродвигатель гибридного автомобиля. И не только это, но и аккумуляторы могут получать энергию от электродвигателя.Это один из способов сохранить продолжительность их жизни.
  4. Генератор — Если у вас серийный гибридный автомобиль, у них есть генератор, работающий от бензинового двигателя. Оттуда генератор может вырабатывать мощность для электродвигателя и помогать перезаряжать аккумулятор. По сути, это способ преобразования бензина в электрическую энергию для двигателя и аккумулятора.
  5. Электродвигатель — это особенность, которая делает гибридный автомобиль особенным.Электродвигатель может ускорять автомобиль, потребляя энергию от аккумулятора. Однако он также может вернуть энергию аккумулятору, если вы замедляете движение автомобиля.
  6. Бензиновый двигатель — Гибридный автомобиль по-прежнему имеет бензиновый двигатель. Он остается основным источником энергии транспортного средства, поскольку 1 галлон бензина имеет такую ​​же энергию, как полтонны заряда аккумулятора.

Дополнительная информация

Некоторые гибридные автомобили можно подключить для подзарядки аккумулятора, в то время как другие не имеют такой возможности.Подключаемые гибриды считаются электромобилями, а гибриды, которые нельзя подключить, не являются электромобилями. Те, которые вы можете подключить, обычно имеют функцию «только электрического привода», которая позволяет вам приводить в действие механизм полностью с помощью электродвигателя. Единственная проблема в том, что вы можете двигаться только на низкой скорости от 10 до 30 миль в час. Электродвигатель недостаточно мощный, чтобы разогнать автомобиль быстрее, не задействуя бензиновый двигатель для увеличения мощности. Если вы попытаетесь разогнаться со скоростью более 30 миль в час в режиме «только электрический привод», то вы быстро разрядите заряд аккумулятора, и тогда вам придется ехать только на бензине, как в обычной машине.

Гибридный шаговый двигатель

— его рабочие преимущества и недостатки — Circuit Globe

Слово «гибрид» означает комбинацию или смесь. Гибридный шаговый двигатель представляет собой комбинацию характеристик шагового двигателя с переменным сопротивлением и шагового двигателя с постоянным магнитом. В центре ротора расположен осевой постоянный магнит. Он намагничивается для образования пары полюсов как Север (N) и Юг (S), как показано на рисунке ниже.

hybrid-stepper-motor-figure-1

На обоих концах осевого магнита предусмотрены торцевые крышки, которые содержат равное количество зубцов, намагничиваемых магнитом.Рисунок поперечного сечения двух торцевых крышек ротора показан ниже.

hybrid-stepper-motor-figure-2

Статор имеет 8 полюсов, каждый из которых имеет одну катушку и S зубцов. На статоре 40 полюсов, на каждой торцевой крышке по 50 зубцов. Поскольку зубья статора и ротора имеют размер 40 и 50 соответственно, угол шага выражен, как показано ниже.

hybrid stepper motor eq 1

Зубья ротора идеально совмещены с зубьями статора. Зубцы двух торцевых крышек смещены друг от друга на половину шага полюсов.Поскольку магнит намагничен в осевом направлении, все зубцы на левой и правой торцевой крышке приобретают полярность как южный и северный полюс соответственно.

Катушки на полюсах 1, 3, 5 и 7 соединены последовательно, чтобы сформировать фазу А. Аналогичным образом катушки на полюсах 2, 4, 6 и 8 соединены последовательно, чтобы сформировать фазу В.

Когда фаза возбуждается путем подачи положительного тока, полюса статора 1 и 5 становятся южными полюсами, а полюсы статора 3 и 7 становятся северными полюсами.

Теперь, когда фаза A обесточена, а фаза B возбуждена, ротор повернется на полный шаг угла 1.8⁰ против часовой стрелки. Фаза A теперь находится под напряжением отрицательно; ротор перемещается дальше на 1,8 ° в том же направлении против часовой стрелки. Дальнейшее вращение ротора требует отрицательного возбуждения фазы B.

Таким образом, чтобы вызвать движение ротора против часовой стрелки, фазы возбуждаются в следующей последовательности + A, + B, -A, -B, + B, + A …… .. Для вращения по часовой стрелке последовательность + A, -B, + B, + A …… ..

Одним из основных преимуществ гибридного шагового двигателя является то, что, если возбуждение двигателя прекращается, ротор продолжает оставаться заблокированным в том же положении, что и до отключения возбуждения.Это из-за крутящего момента фиксации, создаваемого постоянным магнитом.

Преимущества гибридного шагового двигателя

Преимущества гибридного шагового двигателя следующие: —

  • Длина ступеньки меньше.
  • Он имеет больший крутящий момент.
  • Обеспечивает фиксирующий момент с обесточенными обмотками.
  • Более высокая эффективность при более низкой скорости.
  • Более низкая частота шагов.

Недостатки гибридного шагового двигателя

Гибридный шаговый двигатель имеет следующие недостатки.

  • Повышенная инерция.
  • Вес двигателя больше из-за наличия магнита ротора.
  • Если магнитная сила изменяется, производительность двигателя изменяется.
  • Стоимость гибридного двигателя больше по сравнению с двигателем с регулируемым сопротивлением.
,
Что такое шаговый двигатель? Типы, конструкция, работа и применение

Типы шаговых двигателей — их конструкция, работа и применение

Изобретение специализированных карт драйверов шаговых двигателей и других технологий цифрового управления для сопряжения шагового двигателя с системами на базе ПК являются причиной широкого распространения шаговых двигателей в последнее время. Шаговые двигатели становятся идеальным выбором для систем автоматизации, требующих точного управления скоростью или точного позиционирования, либо того и другого.

Как мы знаем, многие промышленные электродвигатели используются с управлением с обратной связью с обратной связью для достижения точного позиционирования или точного управления скоростью, с другой стороны, шаговый двигатель может работать с контроллером без обратной связи. Это, в свою очередь, снижает общую стоимость системы и упрощает конструкцию машины по сравнению с сервосистемой управления. Кратко остановимся на шаговом двигателе и его типах . What is a Stepper Motor? Construction, Types and Modes of Operation What is a Stepper Motor? Construction, Types and Modes of Operation

Что такое шаговый двигатель?

Шаговый двигатель — это бесщеточное электромеханическое устройство, которое преобразует последовательность электрических импульсов, приложенных к их обмоткам возбуждения, в точно определенное пошаговое механическое вращение вала.Вал двигателя вращается на фиксированный угол для каждого дискретного импульса. Это вращение может быть линейным или угловым, при вводе единичного импульса выполняется одно шаговое движение.

Когда применяется последовательность импульсов, она поворачивается на определенный угол. Угол поворота вала шагового двигателя для каждого импульса называется углом шага, который обычно выражается в градусах.

All You Have to Know about Stepper Motor: Types and Modes of Operation All You Have to Know about Stepper Motor: Types and Modes of Operation

Количество входных импульсов, подаваемых на двигатель, определяет угол шага, и, следовательно, положение вала двигателя регулируется путем управления количеством импульсов.Эта уникальная особенность делает шаговый двигатель подходящим для системы управления без обратной связи, в которой точное положение вала поддерживается с помощью точного количества импульсов без использования датчика обратной связи.

Если угол шага меньше, тем больше будет количество шагов на оборот и выше будет точность полученного положения. Углы шага могут составлять от 90 градусов до 0,72 градуса, однако обычно используемые углы шага составляют 1,8 градуса, 2.5 градусов, 7,5 градусов и 15 градусов.

Stepper motor winding Stepper motor winding

Направление вращения вала зависит от последовательности импульсов, подаваемых на статор. Скорость вала или средняя скорость двигателя прямо пропорциональна частоте (частоте входных импульсов) входных импульсов, подаваемых на обмотки возбуждения. Следовательно, если частота низкая, шаговый двигатель вращается ступенчато, а при высокой частоте он постоянно вращается, как двигатель постоянного тока, за счет инерции.

Как и все электродвигатели, имеет статор и ротор.Ротор — подвижная часть, не имеющая обмоток, щеток и коммутатора. Обычно роторы либо с переменным сопротивлением, либо с постоянными магнитами. Статор часто конструируется с многополюсными и многофазными обмотками, обычно из трех или четырех фазных обмоток, намотанных на необходимое количество полюсов, определяемое желаемым угловым смещением на входной импульс.

В отличие от других двигателей он работает с запрограммированными дискретными импульсами управления, которые подаются на обмотки статора через электронный привод.Вращение происходит за счет магнитного взаимодействия между полюсами последовательно запитанной обмотки статора и полюсами ротора.

Construction of a stepper motor Construction of a stepper motor Конструкция шагового двигателя

На сегодняшнем рынке доступно несколько типов шаговых двигателей с широким диапазоном размеров, количества шагов, конструкций, проводки, зубчатой ​​передачи и других электрических характеристик. Поскольку эти двигатели могут работать в дискретном режиме, они хорошо подходят для взаимодействия с цифровыми устройствами управления, такими как компьютеры.

Благодаря точному контролю скорости, вращения, направления и углового положения, они представляют особый интерес в системах управления производственными процессами, станках с ЧПУ, робототехнике, системах автоматизации производства и контрольно-измерительных приборах.

Типы шаговых двигателей

Существует три основных категории шаговых двигателей , а именно

  • Шаговый двигатель с постоянным магнитом
  • Шаговый двигатель с переменным сопротивлением
  • Гибридный шаговый двигатель
Во всех этих двигателях в статоре используются обмотки возбуждения, где количество обмоток относится к количеству фаз.

Напряжение постоянного тока применяется в качестве возбуждения к катушкам обмоток, и каждый вывод обмотки подключается к источнику через твердотельный переключатель. В зависимости от типа шагового двигателя конструкция его ротора включает ротор из мягкой стали с выступающими полюсами, цилиндрический ротор с постоянными магнитами и постоянный магнит с зубьями из мягкой стали. Обсудим эти типы подробнее.

types-of-stepper-motors types-of-stepper-motors

Шаговый двигатель с переменным сопротивлением

Это базовый тип шагового двигателя , который существует уже долгое время и обеспечивает самый простой способ понять принцип работы с точки зрения конструкции.Как следует из названия, угловое положение ротора зависит от сопротивления магнитной цепи, образованной между полюсами (зубцами) статора и зубьями ротора.

Variable Reluctance Stepper Motor Variable Reluctance Stepper Motor Шаговый двигатель с регулируемым сопротивлением
Конструкция шагового двигателя с регулируемым сопротивлением

Он состоит из статора с обмоткой и многозубого ротора из мягкого железа. Статор состоит из листов кремнистой стали, на которые намотаны обмотки статора. Обычно он наматывается на три фазы, которые распределяются между парами полюсов.

Количество полюсов на статоре, сформированное таким образом, равно кратному количеству фаз, для которых на статоре намотаны обмотки. На рисунке ниже статор имеет 12 равноотстоящих полюсов, каждый из которых намотан возбуждающей катушкой. Эти три фазы получают питание от источника постоянного тока с помощью твердотельных переключателей.

Ротор не имеет обмоток и является явнополюсным, полностью изготовленным из листовой стали с прорезями. Выступающие зубья полюса ротора имеют такую ​​же ширину, как и зубцы статора.Число полюсов статора отличается от числа полюсов ротора, что обеспечивает возможность самозапуска и двунаправленного вращения двигателя.

Отношение полюсов ротора к полюсам статора для трехфазного шагового двигателя определяется как Nr = Ns ± (Ns / q). Здесь Ns = 12 и q = 3, и, следовательно, Nr = 12 ± (12/3) = 16 или 8. Ниже показан 8-полюсный ротор без возбуждения.

Construction of Variable Reluctance Stepper Motor Construction of Variable Reluctance Stepper Motor Конструкция шагового двигателя с переменным сопротивлением
Работа шагового двигателя с переменным сопротивлением

Шаговый двигатель работает по принципу , согласно которому ротор совмещается в определенном положении с зубцами полюса возбуждения в магнитной цепи, при этом существует путь минимального сопротивления.Когда к двигателю подается питание и возбуждая конкретную обмотку, он создает свое магнитное поле и развивает свои собственные магнитные полюса.

Из-за остаточного магнетизма в полюсах магнита ротора это заставит ротор перемещаться в такое положение, чтобы достичь положения минимального сопротивления, и, следовательно, один набор полюсов ротора совмещается с набором полюсов статора под напряжением. В этом положении ось магнитного поля статора совпадает с осью, проходящей через любые два магнитных полюса ротора.

Когда ротор совмещен с полюсами статора, он обладает достаточной магнитной силой, чтобы удерживать вал от перемещения в следующее положение по часовой стрелке или против часовой стрелки.

Рассмотрим принципиальную схему 3-х фазного, 6 полюсов статора и 4 зубьев ротора, показанную на рисунке ниже. Когда на фазу A-A ’подается постоянный ток путем замыкания переключателя -1, обмотка становится магнитом, в результате чего один зуб становится северным, а другой — южным. Таким образом, магнитная ось статора лежит вдоль этих полюсов.

За счет силы притяжения, северный полюс катушки статора притягивает ближайший зуб ротора противоположной полярности, то есть южный и южный полюс притягивают ближайший зуб ротора противоположной полярности, то есть север. Затем ротор настраивается в положение с минимальным сопротивлением, при котором магнитная ось ротора точно совпадает с магнитной осью статора.

Working of variable reluctance motor Working of variable reluctance motor Работа шагового двигателя с переменным сопротивлением

Когда фаза B-B ‘активируется включением переключателя -2, сохраняя фазу A-A’, остается обесточенной путем размыкания переключателя-1, обмотка B-B ‘будет создавать магнитный поток и, следовательно, магнитная ось статора смещается вдоль образованных ею полюсов.Следовательно, ротор смещается в сторону наименьшего сопротивления с намагниченными зубцами статора и вращается на угол 30 градусов по часовой стрелке.

Когда переключатель-3 находится под напряжением после размыкания переключателя-2, включается фаза C-C ’, зубья ротора выравниваются с новым положением путем перемещения на дополнительный угол 30 градусов. Таким образом, ротор движется по часовой стрелке или против часовой стрелки, последовательно возбуждая обмотки статора в определенной последовательности. Угол шага этого 3-фазного 4-полюсного шагового двигателя с зубьями ротора выражается как 360 / (4 × 3) = 30 градусов (как угол шага = 360 / Nr × q).

Угол шага можно дополнительно уменьшить, увеличив количество полюсов на статоре и роторе, в этом случае двигатели часто имеют дополнительные фазные обмотки. Это также может быть достигнуто за счет принятия другой конструкции шаговых двигателей , такой как многостековая конструкция и редукторный механизм.

Шаговый двигатель с постоянным магнитом

Двигатель с постоянным магнитом, пожалуй, самый распространенный среди нескольких типов шаговых двигателей.Как следует из названия, он добавляет постоянные магниты в конструкцию двигателя. Этот тип шаговых двигателей также называется двигателем с жестяным стеклопакетом или электродвигателем с жестяным стеклом . Главное достоинство этого мотора — невысокая стоимость изготовления. Этот тип двигателя имеет 48-24 шага на оборот.

Permanent Magnet Stepper Motor Permanent Magnet Stepper Motor Шаговый двигатель с постоянным магнитом
Конструкция Шаговый двигатель с постоянным магнитом

В этом двигателе статор является многополюсным, и его конструкция аналогична конструкции шагового двигателя с переменным магнитным сопротивлением, как описано выше.Он состоит из периферии с прорезями, на которые намотаны катушки статора. Он имеет выступающие полюса на щелевой конструкции, где намотанные обмотки могут быть двух-, трех- или четырехфазными.

Концевые клеммы всех этих обмоток выкуплены и подключены к возбуждению постоянного тока через твердотельные переключатели в цепи управления.

Permanent Magnet Stepper Motor Construction Permanent Magnet Stepper Motor Construction Конструкция Шаговый двигатель с постоянным магнитом

Ротор состоит из материала с постоянным магнитом, такого как феррит, который может иметь форму цилиндрического или выступающего полюса, но обычно это гладкий цилиндрический тип.Ротор имеет четное количество полюсов постоянного магнита с чередованием северной и южной полярностей.

Работа шагового двигателя с постоянным магнитом

Этот двигатель работает по принципу, согласно которому разные полюса притягиваются друг к другу, а подобные полюса отталкиваются. Когда обмотки статора возбуждаются источником постоянного тока, он создает магнитный поток и устанавливает северный и южный полюса. Из-за силы притяжения и отталкивания между полюсами ротора постоянного магнита и полюсами статора, ротор начинает двигаться вверх до положения, для которого на статор подаются импульсы.

Рассмотрим двухфазный шаговый двигатель с двумя полюсами ротора с постоянными магнитами, как показано на рисунке ниже.

Workin of Permanent Magnet Stepper Motor Workin of Permanent Magnet Stepper Motor Работа шагового двигателя с постоянным магнитом:

Когда фаза A запитана плюсом по отношению к A ’, обмотки устанавливают северный и южный полюса. Из-за силы притяжения полюса ротора совпадают с полюсами статора, так что ось магнитного полюса ротора регулируется с осью статора, как показано на рисунке.

Когда возбуждение переключается на фазу B и отключается фаза A, ротор дополнительно настраивается на магнитную ось фазы B и, таким образом, поворачивается на 90 градусов по часовой стрелке.

Затем, если на фазу A подается ток, отрицательный по отношению к A ’, образование полюсов статора заставляет ротор перемещаться еще на 90 градусов по часовой стрелке.

Таким же образом, если фаза B возбуждается отрицательным током путем замыкания переключателя фазы A, ротор поворачивается еще на 90 градусов в том же направлении. Затем, если фаза A возбуждается положительным током, ротор возвращается в исходное положение, совершая полный оборот на 360 градусов.Это означает, что всякий раз, когда статор возбужден, ротор стремится повернуться на 90 градусов по часовой стрелке.

Угол шага этого 2-фазного 2-полюсного роторного двигателя с постоянными магнитами выражается как 360 / (2 × 2) = 90 градусов. Размер шага может быть уменьшен за счет одновременного включения двух фаз или последовательности режимов однофазного включения и двухфазного включения с правильной полярностью.

Гибридный шаговый двигатель

Это самый популярный тип шагового двигателя , поскольку он обеспечивает лучшую производительность, чем ротор с постоянными магнитами, с точки зрения шагового разрешения, удерживающего момента и скорости.Однако эти двигатели дороже шаговых двигателей с постоянными магнитами. Он сочетает в себе лучшие характеристики шаговых двигателей с регулируемым сопротивлением и постоянных магнитов. Эти двигатели используются в приложениях, где требуется очень маленький шаговый угол, например 1,5, 1,8 и 2,5 градуса.

Hybrid Stepper Motor Hybrid Stepper Motor Гибридный шаговый двигатель
Конструкция гибридного шагового двигателя

Статор этого двигателя такой же, как у его аналога с постоянным магнитом или реактивного типа. Катушки статора намотаны на чередующиеся полюсы.При этом катушки разных фаз намотаны на каждый полюс, обычно две катушки на полюсе, что называется бифилярным соединением.

Ротор состоит из постоянного магнита, намагниченного в осевом направлении для создания пары магнитных полюсов (полюсов N и S). Каждый полюс покрыт равномерно расположенными зубцами. Зубья состоят из мягкой стали и двух секций, на каждом полюсе которых смещены друг к другу с шагом ползуба.

Работа гибридного шагового двигателя

Этот двигатель работает так же, как и шаговый двигатель с постоянными магнитами.На рисунке выше показан двухфазный 4-полюсный гибридный шаговый двигатель с 6 зубьями. Когда фаза A-A ’возбуждается источником постоянного тока, сохраняя невозбужденный B-B’, ротор выравнивается так, что южный полюс ротора обращен к северному полюсу статора, а северный полюс ротора обращен к южному полюсу статора.

Working of Hybrid Stepper Motor Working of Hybrid Stepper Motor Работа гибридного шагового двигателя

Теперь, если фаза B-B ‘возбуждена, удерживая A-A’ выключенным таким образом, что верхний полюс становится северным, а нижний — южным, тогда ротор будет выровнен по новому положение, двигаясь против часовой стрелки.Если фаза B-B ’возбуждается противоположным образом, так что верхний полюс становится южным, а нижний — северным, то ротор будет вращаться по часовой стрелке.

При правильной последовательности импульсов на статор двигатель будет вращаться в нужном направлении. При каждом возбуждении ротор блокируется в новом положении, и даже если возбуждение снимается, двигатель по-прежнему сохраняет заблокированное состояние из-за возбуждения постоянным магнитом. Угол шага этого 2-фазного, 4-полюсного, 6-зубчатого роторного двигателя составляет 360 / (2 × 6) = 30 градусов.На практике гибридные двигатели конструируются с большим количеством полюсов ротора, чтобы получить высокое угловое разрешение.

Униполярные и биполярные шаговые двигатели

Рассмотренные выше двигатели могут быть униполярными или биполярными в зависимости от расположения обмоток катушки. Используется униполярный двигатель с двумя обмотками на фазу, и, следовательно, направление тока через эти обмотки изменяет вращение двигателя. В этой конфигурации ток проходит в одном направлении в одной катушке и в противоположном направлении в другой катушке.

На рисунке ниже показан двухфазный униполярный шаговый двигатель, в котором катушки A и C предназначены для одной фазы, а B и D — для другой фазы. В каждой фазе каждая катушка проводит ток в направлении, противоположном направлению тока другой катушки. Только одна катушка будет пропускать ток в каждой фазе для достижения определенного направления вращения. Таким образом, просто переключая клеммы на каждую катушку, можно контролировать направление вращения.

2-phase unipolar stepper motor working 2-phase unipolar stepper motor working Работа 2-фазного униполярного шагового двигателя

В случае биполярного шагового двигателя каждая фаза состоит из одной обмотки, а не из двух в случае униполярной.В этом случае направление вращения регулируется путем изменения направления тока через обмотки. Следовательно, для реверсирования тока требуется сложная схема возбуждения.

2-phase bipolar stepper motor construction 2-phase bipolar stepper motor construction 2-фазный биполярный шаговый двигатель

Тактовые режимы шагового двигателя

Типичное шаговое действие заставляет двигатель шагать через последовательность положений равновесия в ответ на подаваемые ему импульсы тока. Шаговое действие можно изменять по-разному, просто изменяя последовательность подачи питания на обмотки статора.Ниже приведены наиболее распространенные режимы работы или движения шаговых двигателей.

  1. Шаг волны
  2. Полный шаг
  3. Полушаг
  4. Микрошаговый Stepping Modes of a Stepper Motor Stepping Modes of a Stepper Motor
Волновой шаговый режим

Волновой шаговый режим является самым простым из всех остальных режимов. одна обмотка находится под напряжением в любой момент времени. Каждая катушка фазы поочередно подключается к источнику питания. В таблице ниже показан порядок включения катушек в 4-фазном шаговом двигателе.

В этом режиме двигатель обеспечивает максимальный угол шага по сравнению со всеми другими режимами. Это самый простой и наиболее часто используемый режим для пошагового выполнения; однако создаваемый крутящий момент меньше, поскольку он использует некоторую часть всей обмотки в данный момент. Steping Mode of Stepper Motors - Signal Sequence of Wave Step Drive Steping Mode of Stepper Motors - Signal Sequence of Wave Step Drive

Режим полного шага

В этом приводе или режиме две фазы статора активируются одновременно в любой момент времени. Когда две фазы запитываются вместе, ротор испытывает крутящий момент от обеих фаз и приходит в положение равновесия, которое будет чередоваться между двумя соседними положениями ступенек волны или однофазным возбуждением.Таким образом, этот шаг обеспечивает лучший удерживающий момент, чем волновой шаг. В таблице ниже показан полный шаговый привод для 4-фазного шагового двигателя. Signal Sequence of Full Step Drive Signal Sequence of Full Step Drive

Полушаговый режим

Это комбинация волнового и полушагового режимов. При этом однофазное и двухфазное возбуждение выполняются поочередно, то есть однофазное включение, двухфазное включение и так далее. Угол шага в этом режиме становится половиной от полного угла шага. Этот режим привода имеет самый высокий крутящий момент и стабильность по сравнению со всеми другими режимами.Таблица, содержащая последовательность импульсов фазы для 4-фазного двигателя с полушагом, приведена ниже. Signal Sequence of Half Step Drive Signal Sequence of Half Step Drive

Режим микрошага

В этом режиме каждый шаг двигателя разделен на несколько маленьких шагов, даже на сотни фиксированных положений, поэтому достигается большее разрешение позиционирования. При этом токи через обмотки постоянно меняются, чтобы получить очень маленькие шаги. При этом одновременно возбуждаются две фазы, но с разными токами в каждой фазе.

Например, ток через фазу -1 поддерживается постоянным, в то время как ток через фазу 2 увеличивается пошагово до максимального значения тока, будь то отрицательное или положительное. Затем ток в фазе 1 постепенно уменьшается или увеличивается до нуля. Таким образом, двигатель будет производить шаг небольшого размера.

Все эти пошаговые режимы могут быть получены с помощью каждого типа шагового двигателя, описанного выше. Однако направление тока в каждой обмотке во время этих этапов может изменяться в зависимости от типа двигателя, будь то однополярный или биполярный.

Преимущества шагового двигателя

  • В состоянии покоя двигатель развивает полный крутящий момент. Неважно, нет ли момента или смены позиции.
  • Обладает хорошей реакцией на пуск, остановку и движение задним ходом.
  • Поскольку в шаговом двигателе нет контактных щеток, он надежен, а срок службы зависит от подшипников двигателя.
  • Угол поворота двигателя прямо пропорционален входным сигналам.
  • Это просто и менее затратно в управлении, поскольку двигатель обеспечивает управление без обратной связи при ответе на цифровые входные сигналы.
  • Скорость двигателя прямо пропорциональна частоте входных импульсов, таким образом можно получить широкий диапазон скорости вращения.
  • Когда нагрузка приложена к валу, все еще возможно реализовать синхронное вращение с низкой скоростью.
  • Точное позиционирование и повторяемость движения хороши, так как имеет точность шага 3-5%, при этом ошибка не суммируется от одного шага к другому.
  • Шаговые двигатели более безопасны и дешевы (по сравнению с серводвигателями), имеют высокий крутящий момент на низких скоростях, высокую надежность и простую конструкцию, которая работает в любых условиях.
Недостатки шаговых двигателей
  • Шаговые двигатели с низким КПД.
  • Имеет низкую точность.
  • Его крутящий момент очень быстро снижается со скоростью.
  • Поскольку шаговый двигатель работает в режиме управления без обратной связи, нет обратной связи, указывающей на возможные пропущенные шаги.
  • Он имеет низкое отношение крутящего момента к моменту инерции, что означает, что он не может очень быстро разгонять груз.
  • Они шумные.

Применение шаговых двигателей

  • Шаговые двигатели используются в автоматизированном производственном оборудовании, автомобильных датчиках и промышленных машинах, таких как упаковка, этикетирование, наполнение и резка и т. Д.
  • Он широко используется в устройствах безопасности, таких как камеры безопасности и наблюдения.
  • В медицинской промышленности шаговые двигатели широко используются в образцах, цифровой стоматологической фотографии, респираторах, жидкостных насосах, оборудовании для анализа крови, медицинских сканерах и т. Д.
  • Они используются в бытовой электронике в сканерах изображений, копировальных аппаратах и ​​печатных машинах, а также в других отраслях промышленности. цифровая камера для автоматического увеличения и фокусировки с функциями и положениями.
  • Шаговые двигатели также используются в лифтах, конвейерных лентах и ​​переключателях полосы движения.

Вы также можете прочитать:

.Гибридный реактивный электродвигатель
и приводы, применяемые в гибридном электромобиле

1. Введение

Электрическая машина — одна из ключевых частей гибридных электромобилей, которая влияет на динамические характеристики и характеристики расхода топлива, и является ядром для реализации всех видов стратегии. Асинхронный двигатель, синхронный двигатель с постоянным магнитом, бесщеточный двигатель постоянного тока и реактивный двигатель с регулируемым сопротивлением — все это применяется в HEV. Тяговые двигатели для HEV отличаются от двигателей, применяемых в промышленности. Нагрузка меняется часто и широко.Требуются такие характеристики, как высокий максимальный крутящий момент и максимальная скорость, высокое отношение максимальной скорости к базовой скорости, обычно больше 4, высокая эффективность по всей рабочей зоне, меньший объем и меньший вес при высокой мощности. Кроме того, электрическая машина обычно устанавливается на шасси, на котором среда вибрирующая, пыльная и влажная. Таким образом, тяговые двигатели для HEV должны обладать следующими характеристиками: высокая мощность и плотность крутящего момента, расширенный диапазон скоростей, высокий КПД по всей рабочей зоне, ударопрочность, водонепроницаемость и пыленепроницаемость. [ 1 ] Разработаны новые гибридные приводы с вентильными реактивными электродвигателями. Благодаря простой настройке магнитного потока достигается большой крутящий момент и высокая скорость. Когда катушка неподвижна в двигателе, определяется положение ротора и рассчитывается скорость.

Кривая характеристики крутящего момента-скорости и карта эффективности системы электрического оборудования, применяемого на HEV, являются важными элементами при испытании силовой сборки. Электрооборудование поможет запустить двигатель или автомобиль, управлять автомобилем, зарядить аккумулятор и поглотить тормозное усилие, а иногда и задним ходом.Таким образом, электрические машины часто работают как в режиме двигателя, так и в режиме генератора, а иногда и в прямом, и в обратном направлении. Это означает, что область рабочего крутящего момента-скорости распределена на 2 или 4 квадранта. Тормоз с магнитными частицами и электрическая вихретоковая нагрузка, как на обычном испытательном стенде электрического оборудования, не могут работать, потому что они не могут тянуть испытываемое электрическое оборудование. Некоторые электрические динамометры могут проводить такие испытания. Но с блоком генерации в сети система стоит дорого.

Разработан стенд для испытания моторных приводов.Это энергосбережение, и мощность в сеть не поступает.

2. Силовой агрегат и стратегия управления гибридного электромобиля

На рис.1 показана конструкция привода гибридного электромобиля. На рисунке показаны 3 электрические машины: G / M, стартер и M. G / M — это интегрированный пусковой механизм и генератор (ISG), который соединяется с двигателем внутреннего сгорания (ICE) ремнем. Стартер резервный. Двигатель M, о котором идет речь в статье, называется главным двигателем. Он соединяется с колесами через конечную передачу.Батареи NiH (288 В, 10 Ач).

Рисунок 1.

Схема силовой сборки гибридного электромобиля

Гибридный электромобиль имеет 8 режимов работы: остановка на холостом ходу, привод ДВС, привод двигателя, последовательный режим, параллельный режим, последовательный и параллельный режим, привод ДВС и заряд аккумулятора. и рекуперативный тормоз. На рис.2 показаны 4 режима протекания мощности.

Рис. 2.

Рабочие режимы и маршрут потока мощности гибридного электромобиля

ДВС прекращает работу, когда он находится в состоянии холостого хода, и запускается не более чем через 100 мс после M / G, чтобы снова заработать.Режим остановки на холостом ходу устраняет расход топлива и выбросы в режиме холостого хода. Режим движения ДВС такой же, как у традиционного автомобиля, и применяется в наиболее эффективной рабочей зоне ДВС. Режим привода мотора такой же, как у электромобиля с аккумулятором, и будет происходить на очень низкой скорости. В последовательном режиме, показанном на рис. 2 (а), ICE перетаскивает M / G для зарядки аккумулятора, а M приводит в движение колесо. В параллельном режиме, показанном на рисунке 2 (b), оба двигателя ICE и M приводят в движение колесо. Это произойдет, когда требуется высокая производительность.Последовательный и параллельный режимы показаны на рис. 2 (c). Когда уровень заряда (SOC) низкий, ICE перетаскивает M / G для зарядки аккумулятора и одновременно приводит в движение колеса. В режиме рекуперативного торможения, показанном на рисунке 2 (d), M / G и M работают в режиме генератора для зарядки аккумулятора. Это значительно снизит расход топлива.

3.Моделирование рабочих точек электрической машины

Чтобы спроектировать диапазон скорости и крутящего момента электрической машины, особенно базовую скорость, на Simulink ADVISOR разработано моделирование на основе режима движения транспортного средства и стратегии управления. программное обеспечение для моделирования электромобилей.В рамках ездового цикла ECE-EUDC моделируются рабочие точки электрического оборудования. По нему определяется базовая скорость электрического оборудования. Система приводов электрооборудования спроектирована с учетом часто работающих точек. Рассмотрены основные электрические механизмы. Процесс проектирования M / G такой же.

В зависимости от степени гибридности этого гибридного автомобиля мощность M составляет 20 кВт; максимальная скорость вращения 5000 об / мин. Согласно моделированию, для автомобиля подходят электрические механизмы с большим крутящим моментом и низкой базовой скоростью.Здесь представлены результаты моделирования двух электрических машин одинаковой мощности. Одно с базовой скоростью 1280 об / мин называется электрическим оборудованием с низкой базовой скоростью. Другой с базовой скоростью 4000 об / мин называется высокоскоростной.

Основные параметры автомобиля приведены в таблице 1.

Мощность ДВС объемом 1,5 л составляет 43 кВт. Коробка передач автоматическая. Мощность Г / М 8кВт.

В таблице 2 показаны результаты моделирования только привода ДВС, с высокоскоростным электрическим оборудованием и с низкоскоростным электрическим оборудованием.Условия моделирования такие же. При максимальном крутящем моменте привод в сборе с электрическими механизмами с низкой базовой скоростью обеспечивает лучшие динамические характеристики. И его расход топлива ниже, потому что ДВС работают в более эффективной области. Их можно найти в смоделированных рабочих точках ICE в рамках 1 цикла ECE-EUDC на рисунке 3.

Масса / кг Коэффициент сопротивления качению Коэффициент аэродинамического сопротивления C d Площадь лобовой части автомобиля / м 2 Радиус колеса / м КПД передачи
1655 0.00917 0,31 2,15P 0,301 0,92
1 st передаточное число 2 nd передаточное число 3 rd передаточное число 4 th передаточное число Конечное передаточное число
3,6 2,125 1,32 0,857 3,889

Таблица 1.

Основные параметры автомобиля

Расход топлива на 100 км / л 0-96.Скорость ускорения 6 км / ч / с Скорость ускорения 64,4-96,6 км / ч / с Уклон со скоростью 88,5 км / ч
Только привод ICE 6,7 84 53,9 3,5%
С двигателем с высокой базовой скоростью 6,1 33 10,9 5,7%
С двигателем с низкой базовой скоростью 5,2 21,5 9,5 6,3%
Рисунок 3.

Рабочие точки ДВС. а) ДВС работает самостоятельно без моторов; б) ДВС, работающий с высокоскоростным основным двигателем; c) ДВС, работающий с основным двигателем с низкой базовой скоростью

На основе анализа моделирования и с учетом других факторов, параметры главного электрического оборудования соответствуют данным в таблице 3.

Мощность / кВт Максимальный крутящий момент / Нм Номинальный крутящий момент / Нм Базовая скорость / об / мин
20 150 63 1280

Таблица 3.

Параметры основного электрического оборудования

В течение 1 цикла ECE-EUDC рабочие точки основных электрических механизмов показаны на рисунке 4. В конструкции приводной системы особое внимание уделяется часто используемым точкам.

Рисунок 4.

Рабочие точки основного двигателя с низкой базовой скоростью в течение одного цикла ECE-EUDC

4. Архитектура и принцип новой электрической машины

Согласно приведенному выше анализу, гибридный вентильный реактивный двигатель с регулировкой магнитного потока разработан для получения характеристики крутящего момента и скорости основного двигателя с низкой базовой скоростью.Гибридный вентильный реактивный двигатель разработан на основе гибридного шагового двигателя. В двигателе с обеих сторон торцевой крышки расположены катушки осевого возбуждения, что отличается от шагового двигателя HB. Эти катушки создают осевой поток, который регулируется для компенсации и регулирования потока PM.

Структурная схема трехфазного гибридного вентильного реактивного электродвигателя показана на рисунке 5. Двигатель состоит из сердечника 1 ротора, сердечника статора 2, радиального воздушного зазора 3, радиальной трехфазной катушки возбуждения 4, постоянного магнита 5 с осевым намагничиванием. , сердечник 6 катушки осевого компенсирующего возбуждения, катушка 7 осевого компенсирующего возбуждения, намагниченная торцевая крышка 8, намагниченный корпус 9, осевой воздушный зазор 10 и оси 11.12 указывает путь потока, создаваемого осевой компенсирующей катушкой возбуждения, а 13 указывает путь потока PM. За исключением 6, 7 и 10, конструкция такая же, как у шагового двигателя HB. Катушка и сердечник осевого компенсирующего возбуждения соосны с ПМ через осевой воздушный зазор. Управление величиной и направлением токов, протекающих в осевой катушке, будет компенсировать и регулировать осевой поток, создаваемый в основном PM. Следовательно, можно регулировать основной поток.

Рисунок 5.

1 — сердечник ротора, 2 — сердечник статора, 3 — радиальный воздушный зазор, 4 — радиальная трехфазная катушка возбуждения (якорь), 5 — намагничивающий постоянный магнит, 6 — сердечник осевой компенсирующей катушки возбуждения, 7 — осевая компенсационная катушка возбуждения, 8 — намагниченная торцевая крышка, 9 — намагниченный корпус, 10 — осевой воздушный зазор, 11 — оси, 12 — магнитный путь, создаваемый осевой компенсирующей катушкой возбуждения, 13 — магнитный путь, создаваемый постоянным магнитом Гибридный реактивный двигатель с осевым возбуждением

Как и у трехфазного гибридного шагового двигателя HB, на сердечнике 2 статора имеется шесть больших полюсов.На полюс намотаны радиальные катушки 4. На лицевой стороне несколько зубцов. Сердечник 1 ротора состоит из двух частей: сердечника 1-1 и сердечника 1-2. Постоянный магнит 5 расположен между 1-1 и 1-2 , он намагничен в направлении оси. На сердечнике 1 ротора несколько зубцов. Шаг такой же, как у зубьев статора. Относительное отклонение осевой линии зубьев на 1-1 от таковой на 1-2 составляет половину шага. Для двух соседних полюсов статора относительное отклонение средней линии зуба статора от зуба ротора отличается на одну треть шага.Это означает, что к одному полюсу статора осевая линия зуба статора совпадает с осевой линией зуба ротора, а затем на соседнем полюсе статора осевая линия зубца статора отходит от оси зуба ротора на одну треть. Сердечник статора 2 и сердечник ротора 1 соединены подшипником, а зазор между 1 и 2 представляет собой воздушный зазор 3.

Путь потока, создаваемого PM, показан на рис. 5 на 13. Поток течет через сердечник ротора 1-1. , радиальный воздушный зазор 3, сердечник статора 2, радиальный воздушный зазор 3 и сердечник ротора 1-2.Путь потока, создаваемого осевыми катушками, показан на рис. 5 на 12. Поток проходит через сердечник 6, осевой воздушный зазор 10, сердечник 1 ротора, радиальный воздушный зазор 3, сердечник 2 статора, намагниченный корпус 9 и намагниченную торцевую крышку 8. Создаваемый поток трехфазной катушкой 4 протекает через корпус полюса статора, радиальный воздушный зазор 3, сердечник 1 ротора, радиальный воздушный зазор 3, соседние тела полюса статора и ярмо. MMF, создаваемый 5, 7 и 4, представляет собой гибридный путь космического потока. Коммутирующие токи в трехфазных катушках 4 создают вращающееся космическое магнитное поле, и тогда двигатель будет вращаться.Управление токами в осевых катушках и радиальных катушках будет регулировать главный поток в воздушном зазоре.

5. Определение положения ротора

Рассмотрим осевую катушку на стороне 1-1 на рисунке 5. Когда в катушке протекает ток, основной поток, связывающий катушку, создается самой катушкой и радиальной катушкой возбуждения на полюсах статора. Из-за падения MMF на межлистовый зазор сердечника ротора влияние магнитного потока от PM является слабым. Этот эффект игнорируется при анализе. Эквивалентная схема пути потока на стороне 1-1 показана на рисунке 6.

Рисунок 6.

Эквивалентная схема пути потока на стороне 1-1

Учтите, что MMF F x , F a , F b и F c применяются соответственно, тогда поток течет через Λ x is Φ 0 , Φ 1 , Φ237 , Φ 3 соответственно и

Φ0 = Fx1Λx + 1Λa + Λb + ΛcΦ1 = Fa1Λa + 1Λx + Λb + Λc⋅ΛxΛx + ΛΛΛb + ΛcΦ2 = Fb1Λb + 1ΛΛx + ⋅a + c + ΛcΦ3 = Fc1Λc + 1Λx + Λb + Λa⋅ΛxΛx + Λb + ΛaE1

Это постоянный ток в осевых катушках и трехфазный переменный ток в радиальных катушках.Учитывайте только базовую составляющую переменного тока, тогда

Fx = NIxFa = NIsinωtFb = NIsin (ωt − 23π) Fc = NIsin (ωt − 43π) E2

Где I максимальное значение основной частотной составляющей тока при радиальном возбуждении катушки.

Игнорировать эффект насыщения, поток Φ связующей осевой катушки

Φ = Φ0 + Φ1 + Φ2 + Φ3E3

Когда (3) заменяется на (1) и (2), мы получаем

Φ = (Λx -Λx2Λx + 3Λ0) ⋅NIx + 3Λ3NIxΛx2 (Хх + 3Λ0) 2cos (3⋅ω⋅t) + 32NΛxΛ2I (Хх + 3Λ0) Sin (3⋅ω⋅t) -9Λ3Λ2ΛxNI4 (Хх + 3Λ0) 2sin (6⋅ω⋅ t) E4

Из (4) мы видим, что когда 3-фазный балансный переменный ток течет в радиальных катушках, а постоянный ток течет в осевых катушках, магнитный поток, связывающий осевую катушку, состоит из постоянной составляющей и частотных составляющих, значение которых умножено на 3.

ЭДС E в осевой катушке

E = −NddtΦE5

Подставляя (5) на (4), получаем

E = 92NΛxω (Λx + 3Λ0) 2 (2Λ3ΛxIxsin (3⋅ω⋅t) −NIΛ2 ( Λx + 3Λ0) cos (3⋅ω⋅t) + 3Λ3Λ2NIcos (6⋅ω⋅t)) E6

Частотная составляющая ЭДС в осевой катушке имеет третий порядок и порядок, умноженный на 3. Это означает, что осевая катушка может быть датчик положения ротора, обнаружив нулевое значение сигнала.

6. Моторные приводы

6.1. Метод управления регулировкой магнитного потока

Векторное управление выполняется для достижения управления ослаблением магнитного потока в синхронном двигателе с постоянными магнитами.Ток в якоре делится на ток по прямой оси и ток по квадратурной оси. Управляя током прямой оси для создания встречного потока с основным магнитным полюсом, достигается управление ослаблением потока. Для гибридного реактивного электродвигателя с осевым возбуждением управление ослаблением магнитного потока может быть достигнуто простым управлением величиной тока в катушке осевого возбуждения. Управление упрощено. Ниже приводится разрешение крутящего момента и максимальной скорости двигателя. Они теоретически показывают, как достигается ослабление магнитного потока и усиление управления двигателем.

Уравнение фазных напряжений трехфазного двигателя:

[uAuBuC] = R [iAiBiC] + [LMMMLMMML] ⋅ddt [iAiBiC] + ddt [ψAm + ψAzψBm + ψBzψCm + ψ8Cz 9000] E4 A , u B , u C напряжение фаз A, B, C,

i A , i 8 B , i C ток фаз A, B, C,

R сопротивление катушки,

L самоиндуктивность катушки,

M взаимная индуктивность катушки катушка,

ψ Am , ψ Bm, ψ Cm поток магнита в фазах A, B, C катушки, индуцированные постоянным магнитом,

3 908237 ψ Az, ψ Bz, ψ Cz Магнитный поток в фазных катушках A, B, C, индуцированный осевым током катушки.

Игнорируя влияние сопротивления катушки, одно уравнение фазного напряжения:

u = (L − M) didt + ddt (ψm + ψz) E8

Векторное уравнение:

U˙ = jω (L − M) I ˙ + jω (ψ˙m + ψ˙z) E9

Пусть вектор тока и напряжения в одном и том же фазовом угле, получаем

U = ω (L − M) 2I2 + (ψm + ψm) 2E10

I = 1L − MU2ω2− (ψm + ψz) 2E11

Когда напряжение на фазной катушке является максимальным значением, которое может выдавать источник питания, максимальная скорость двигателя составляет

n = 30π⋅ZrUψm + ψzE12

Магнитный поток индуцированный осевым током катушки возбуждения

ψz = LzsIzE13

, где L zs взаимная индуктивность между якорем и осевыми катушками возбуждения, I Z ток, протекающий в катушках осевого возбуждения.Из (12) и (13) получаем

n = 30π⋅ZrUψm + LzsIzE14

Из (14) мы можем найти, что максимальная скорость двигателя увеличится, если I z будет отрицательный. Это означает, что когда магнитный поток в фазовой катушке, индуцированный осевым током катушки, не совпадает с направлением, индуцированным постоянным магнитом, максимальная скорость двигателя увеличивается. Достигнут контроль ослабления потока. Когда токи трехфазной катушки запитываются одновременно, электромагнитный момент равен

Tem = 32Zr (Ψm + Ψz) I + 34L2I2E15

Из (11) и (15) мы получаем

Tem = 32Zr (Ψm + LzsIz) L −MU2ω2− (Ψm + LzsIz) 2+ 34ZrL2 (L − M) 2 (U2ω2− (Ψm + LzsIz) 2) E16

где, Z r количество зубьев на роторе;

Ψ м потокосцепление на постоянном магните;

U напряжение на якоре;

Ом скорость вращения ротора;

L 2 приращение индуктивности.

Результат моделирования кривых крутящий момент-скорость вращения при разном осевом токе катушки показан на рисунке 7. На рисунке, чем больше положительный осевой ток катушки, тем больше максимальный крутящий момент. Чем больше отрицательный осевой ток катушки, тем выше рабочая скорость с крутящим моментом. Электромагнитный момент не указан на рисунке. Он определяется заданным максимальным током якоря. Мы видим, что большой крутящий момент на низкой скорости и приемлемый крутящий момент на высокой скорости достигаются только за счет управления осевым током катушки (величиной и направлением).

Рисунок 7.

Кривая крутящего момента-скорости вращения при разном осевом токе катушки Iz

При моделировании параметры двигателя показаны в таблице 4.

Λm / H Λz / H Λ0 / H Λ1 / H N Im / A Iz / A
3.654 × 10- 6 7.792 × 10 -6 1.4625 × 10 -5 1.2922 × 10 -5 16 200 43,75 × Iz0
D / мм л / мм Zr Nz
250 130 16 700

Таблица 4.

Параметры типа двигателя

Λ м эквивалентная проницаемость постоянного магнита,

Λ z эквивалентная проницаемость выходных осевых катушек,

Λ 0 постоянное значение проницаемости основного воздушного зазора ,

Λ 1 основное значение проницаемости основного воздушного зазора

D Диаметр двигателя,

л длина двигателя тор,

N Z витков осевых катушек возбуждения,

I Z 0 ток осевой катушки,

6.2. Принцип гибридных вентильных реактивных электродвигателей

В качестве основного электродвигателя в гибридной трансмиссии необходимо регулирование крутящего момента в моторных приводах. Двигатель выполняет команду положительного крутящего момента в двигательном режиме и отрицательный крутящий момент в режиме рекуперативного торможения и генерации. Когда частота вращения ротора высока, требуется контроль ослабления магнитного потока с ограниченным напряжением батареи на шине постоянного тока. Мы можем управлять электромагнитным крутящим моментом в соответствии с уравнением (16) в приводах гибридных вентильных реактивных двигателей.

Чтобы управлять электромагнитным моментом в соответствии с уравнением (16), необходимы два условия, а именно:

  1. Векторная ЭДС и ток в каждом якоре находятся в одной угловой фазе;

  2. Трехфазный ток подается одновременно в каждый момент времени.

Мы контролируем трехфазный ток якоря, как показано на рисунке 8. Сигнал в осевых катушках может быть модулирован в синусоидальный сигнал с частотой, в три раза превышающей ЭДС якоря.Импульс обнаружения нуля этого сигнала применяется для управления током якоря, как показано на рисунке 8. Выполнены два вышеуказанных условия.

Разработан моторный привод. Блок-схема привода электродвигателя управления крутящим моментом показана на рис.9. Секция обработки датчика обрабатывает осевой сигнал катушки и работает как датчик положения и скорости ротора. Реализовано только управление величиной и направлением тока в выходящих осевых катушках, усиление потока (подача положительного тока на осевые катушки возбуждения) и управление ослаблением потока (подача отрицательного тока на катушки осевого возбуждения).Когда требуется большой крутящий момент, например, при немедленном запуске транспортного средства, выполняется управление усилением магнитного потока. Контроль ослабления потока выполняется при зарядке аккумулятора на высокой скорости. Ток якоря и ЭДС сохраняют одинаковую угловую фазу.

Простое управление коммутацией тока якоря и регулировкой осевого потока катушки разработаны для достижения большого крутящего момента и высокой скорости. Блок-схема управления представлена ​​на рисунке 9.

Рисунок 8.

Схема текущего управления

Рисунок 9.

Блок-схема управления моторным приводом

7. Обоснование эксперимента

7.1. Схема эксперимента

Блок-схема, показанная на рисунке 10, предназначена для тестирования приводов двигателей в лаборатории. Электрическая машина управляется для имитации нагрузки. Электроприводы в лаборатории питаются от сети переменного тока, а не от батареи. Значение напряжения шины тестируемого моторного привода составляет 288 В, как у многих электромобилей и сверхвысокого напряжения. Таким образом, напряжение преобразователя нагрузки составляет 220 В. Испытываемый преобразователь и преобразователь нагрузки имеют общую шину постоянного тока.Когда испытанное электрическое оборудование работает как двигатель, электрическое оборудование нагрузки работает как генератор, который вырабатывает электроэнергию для привода испытанного оборудования через шину постоянного тока, тогда как испытанное электрическое оборудование вырабатывает энергию для привода нагрузочного оборудования. Мощность течет по шине постоянного тока между проверяемой стороной и стороной нагрузки. Потребляемая мощность — это потеря как тестируемой системы, так и системы нагрузки.

Выходная мощность, крутящий момент и скорость вращения испытанного электрического оборудования измеряются датчиком скорости крутящего момента.Электрическая мощность, напряжение и ток переменного тока, а также напряжение и ток постоянного тока измеряются цифровым измерителем мощности.

Задание скорости и крутящего момента как для проверяемого, так и для преобразователя нагрузки выдает компьютер. Все измеренные данные также собираются компьютером. Протестированные кривые выводятся после процедуры очень быстро.

Рисунок 10.

Блок-схема тестовой системы

7.2. Результаты

На Рис.11, Рис.12 и Рис.13 представлены измеренные формы волны ЭДС якоря (верхняя) и ЭДС осевой катушки при скоростях ротора 300, 1200 и 2400 об / мин.Видно, что имеется 6 нулевых точек в сигнале ЭДС осевой катушки, соответствующих 1 циклу сигнала ЭДС якоря, которые могут быть коммутируемыми сигналами для привода двигателя.

Рисунок 11.

Измеренная форма осевой ЭДС катушки и ЭДС якоря при 300 об / мин

Рисунок 12.

Измеренная форма волны осевой ЭДС катушки и ЭДС якоря при 1200 об / мин

Рисунок 13.

Измеренная форма волны якоря ЭДС и осевая ЭДС катушки при 2400 об / мин

На рис.14 приведена характеристика крутящего момента и КПД моторных приводов.Большой крутящий момент и высокая скорость достигаются регулировкой магнитного потока.

Рисунок 14.

Карта эффективности моторных приводов

8. Заключение

Потребности моторного привода для гибридного электромобиля среднего размера анализируются с помощью моделирования. Разработан новый гибридный привод с импульсным реактивным электродвигателем, который подходит для применения в электромобилях. Частота ЭДС в осевой катушке в три раза больше, чем напряжение на клеммах одной фазы радиальной катушки, и в три раза больше, чем у ЭДС в радиальной катушке.Это означает, что осевая катушка может быть датчиком положения ротора. Простая регулировка магнитного потока разработана для достижения большого крутящего момента и высокой скорости. Разработан энергосберегающий испытательный стенд. При использовании метода общей шины постоянного тока испытание характеристик привода 4-х квадрантного электрического оборудования выполняется просто без рекуперации энергии в энергосистему.

Выражение признательности

Это исследование проводится при поддержке Natural Scientific Research Innovation в Харбинском технологическом институте (HIT. NSRIF.2009042) и Фонд научных исследований для вернувшихся ученых Харбинского научно-технического бюро (RC2009LX007004).

.
17Июн

Подача топлива в инжекторном двигателе: Подача топлива в инжекторных двигателях, описание отличий типов систем впрыска

Подача топлива в инжекторных двигателях, описание отличий типов систем впрыска

Инжекторные двигатели отличаются отсутствием карбюратора, вместо которого выступают новые системы подачи топливных смесей. При надавливании на педаль газа происходит автоматическое регулирование поступления воздуха в топливные цилиндры.

Контроль бензиновых растворов производит специальное электронное устройство, внедренное в двигатель. Подача топлива в инжекторном двигателе отличается конструктивными особенностями, способствующими уменьшению количества вредных веществ, выбрасываемым в атмосферу.

Отличия работы инжекторных двигателей

Принцип подготовки воздушно-топливных смесей полностью отличается от предыдущих. Для создания высокого давления в подаваемых смесях топливный бак имеет встроенный электрический бензонасос. Бензин под давлением поступает в специальный отсек — рампу с форсунками для впрыска в цилиндры, где происходит смешивание его с воздухом.

Работа инжекторного двигателя

В зависимости от количества поступившего бензина, температуры двигателя, скорости вращения коленчатого вала электронное управляющее устройство (ЭБУ) регулирует такие параметры:

  1. Состав топливной смеси.
  2. Количество впрыскиваемой жидкости и объем воздуха.
  3. Расчет интервала, через который происходит открытие клапана на форсунке.

Топливо подается под автоматическим контролем. Электронное управление является мозговым центром автомобиля.

Автоматизация контроля поступления топлива в систему питания инжекторного мотора позволяет улучшить основные показатели машины:

  • скорость разгона;
  • показатели загрязнения экологии;
  • общий расход бензина.

Описание преимуществ инжекторных систем

По сравнению с карбюраторами системы питания инжекторного двигателя имеют следующие достоинства:

  1. Более тщательная дозировка количества топливной смеси позволяет существенно экономить общий расход.
  2. Использование датчиков, следящих за характеристиками топливных смесей и выхлопных газов, приводит к снижению токсичности выхлопа.
  3. Опережение зажигания, регулировка угла в соответствии с режимами двигателя способствует росту мощности почти на 10%.
  4. При изменениях нагрузки происходит мгновенная корректировка системой впрыска состава топливно-воздушной смеси.
  5. Наличие гарантированного облегченного запуска при любой погоде.
  6. Уменьшение количества углеводородов в отработанных газах

Работа инжекторного двигателя

Недостатки инжекторных двигателей:

  • высокие цены на ремонт и обслуживание;
  • многие узлы и детали не подлежат восстановлению, возникает необходимость их полной замены;
  • повышенные требования к качеству бензина;
  • потребность в специализированном диагностическом, обслуживающем и ремонтном оборудовании.

Корректировка функций двигателя контроллером ЭБУ

Современные двигатели впрыскивающего типа используют обособленные форсунки, предназначенные для цилиндров. Бензонасос инжекторного двигателя создает необходимое давление, топливо через открытые клапаны форсунок поступает в специальную камеру для сжигания.

Электронный блок управления (ЭБУ) осуществляет регулирование момента открытия каждой форсунки. Встроенная система специальных приборов — датчиков служит для передачи необходимой информации управляющему устройству.

Данные, используемые ЭБУ:

  1. Расход воздуха.
  2. Расположение дроссельной заслонки.
  3. Контроль охлаждающей жидкости.
  4. Расположение коленчатого вала.
  5. Кислород в газах.
  6. Наличие детонации.
  7. Состояние распределительного вала.

Работа инжекторного двигателя

Количество расхода воздуха влияет на автоматический перерасчет наполненности цилиндров отдельного цикла. При поломке считывающего прибора перерасчет производится по специальным таблицам аварийного состояния.

Загруженность двигателя, количество оборотов, наполненность цилиндров в одном цикле рассчитываются при помощи информации, предоставляемой датчиком расположения заслонки дросселя, отражающих угол ее открытия.

Прибор, отражающий нагрев охлаждающей жидкости, помогает откорректировать впрыск, зажигание, участвует в управлении электрической вентиляцией. При отказе датчика используются температурные данные, присущие определенному периоду действия силового агрегата, находящиеся в специальной таблице.

Датчик положения коленвала является прибором, без которого невозможно передвижение всей машины. При выходе из строя данного прибора автомобиль не в состоянии добраться даже до ближайшего СТО. С его помощью синхронизируется вся система, производится расчет оборотов движка, определяется расположение коленчатого вала в любой момент работы двигателя.

Кислородный прибор поставляет данные о насыщенности отработавших газов элементом О2. После получения сведений ЭБУ корректирует состав направляемого топлива, его количество. Международные нормы контроля выбросов Евро-2 и Евро-3 требуют использовать данные приборов, следящих за кислородом. Евро-3 предполагает наличие двух кислородных приборов, расположенных после каталитического катализатора и перед ним.

Работа инжекторного двигателя

При сигнале специального датчика о возникновении детонации ЭБУ гасит ее путем корректировки угла опережения зажигания. Эксплуатация мотора с детонацией приводит к ускоренному сгоранию топлива. Возникают ударные нагрузки на двигатель, нагрев всех элементов, дымный выброс, прогорание поршней и клапанов, увеличение расхода топлива, снижение мощности силового агрегата. Такая работа мотора крайне нежелательна.

Датчик, контролирующий распределительный вал, подает информацию, необходимую для создания синхронности при впрыске.

В зависимости от встроенной системы впрыска силовые агрегаты комплектуются приборами, помогающими выявлять причины отсутствия поступления бензина в движок. Дополнительные приборы осуществляют контроль за выбросами.

Управляющий механизм также корректирует функционирование рабочих узлов:

  • системы зажигания;
  • вентилятора системы охлаждения;
  • регулятора холостого хода;
  • бензонасоса;
  • форсунок;
  • клапана адсорбера, предназначенного для улавливания паров бензина.

При запуске силового агрегата остатки паров автоматически направляются в камеру для последующего сжигания.

Работа инжекторного двигателя

Благодаря четкому взаимодействию всех механизмов производится точное впрыскивание топлива. Состав и количество топливной смеси отрегулированы благодаря отлаженной работе ЭБУ.

Описание видов систем питания

Системы впрыска имеют несколько разновидностей:

  1. Одноточечные, при которых имеется одна форсунка и несколько цилиндров.
  2. Многоточечные, здесь каждый цилиндр снабжен своей форсункой.
  3. Непосредственные системы основаны на работе по принципу дизелей, где подача топлива производится форсунками прямо в цилиндры.

Схема системы питания одноточечного типа:

Схема системы питания одноточечного типа

При применении одноточечных систем или моновпрыска используется минимальное количество управляющей электроники. На основании данных, полученных с датчиков, ЭБУ изменяет условия подачи топлива. При одноточечном впрыске существенно экономится бензин, улучшается состав выхлопа, повышается надежность двигателя. К недостаткам такого типа системы относится снижение приемистости двигателя, наблюдается скопление топлива на стенках коллектора в виде осадка.

Схема питания многоточечного впрыска:

Схема питания многоточечного впрыска

Система питания многоточечного впрыска более совершенна. Здесь топливо подается на каждый цилиндр. Данный метод впрыска топлива отличается сложностью, однако мощность двигателя при этом возрастает почти на десять процентов.

При установке двигателей с многоточечным впрыском автомобиль получает ускоренный разгон благодаря настройкам и качественному наполнению цилиндров. Приближение клапанов впуска к форсункам способствует точности подачи топлива, минимизирует вероятность образования топливных осадков.

Впрыскивающие системы непосредственного типа обладают оптимальным сочетанием высокого качества сгорания воздушно-топливных смесей и повышенного КПД. В двигателях непосредственной системы питания более тщательно производится распыление и смешивание с воздушными потоками, происходит более грамотное распределение готовой смеси в зависимости от режимов работы мотора.

К преимуществам относится экономичность расхода топлива, увеличение интенсивности ускорения машины, более чистый выхлоп. К недостаткам можно отнести повышенные требования к качеству бензина. Топливная аппаратура такого двигателя очень капризна.

Проведение техобслуживания систем питания инжекторных двигателей

Мероприятия по техническому обслуживанию систем питания обладают особенностями:

  1. В процессе эксплуатации моторов наиболее часто подвергаются загрязнениям и выходу из строя воздушные фильтры. Каждые тридцать тысяч километров пробега необходимо менять фильтрующий элемент на новый экземпляр. Рекомендуется также регулярно очищать извлеченный узел от грязи и пыли при помощи щетки и встряхивания.
  2. Возникновение рывков при движении машины говорит о необходимости замены фильтра, производящего тонкую очистку топлива. Рекомендуется также производить плановые замены после очередных 30 тыс. км пробега.
  3. Форсунки подвергаются регулярным проверкам, производится замена регулятора холостого хода.

Инжекторная система питания

На всех современных автомобилях с бензиновыми моторами используется инжекторная система подачи топлива, поскольку она является более совершенной, чем карбюраторная, несмотря на то, что она конструктивно более сложная.

Инжекторный двигатель – не новь, но широкое распространение он получил только после развития электронных технологий. Все потому, что механически организовать управление системой, обладающей высокой точностью работы было очень сложно. Но с появлением микропроцессоров это стало вполне возможно.

Инжекторная система отличается тем, что бензин подается строго заданными порциями принудительно в коллектор (цилиндр).

Устройство ДВС

Основным достоинством, которым обладает инжекторная система питания, является соблюдение оптимальных пропорций составных элементов горючей смеси на разных режимах работы силовой установки. Благодаря этому достигается лучший выход мощности и экономичное потребление бензина.

Устройство системы

Инжекторная система подачи топлива состоит из электронной и механической составляющих. Первая контролирует параметры работы силового агрегата и на их основе подает сигналы для срабатывания исполнительной (механической) части.

К электронной составляющей относится микроконтроллер (электронный блок управления) и большое количество следящих датчиков:

  • лямбда-зонд;
  • положения коленвала;
  • массового расхода воздуха;
  • положения дроссельной заслонки;
  • детонации;
  • температуры ОЖ;
  • давления воздуха во впускном коллекторе.

Датчики системы инжектора

На некоторых авто могут иметься еще несколько дополнительных датчиков. У всех у них одна задача – определять параметры работы силового агрегата и передавать их на ЭБУ

Что касается механической части, то в ее состав входят такие элементы:

  • бак;
  • электрический топливный насос;
  • топливные магистрали;
  • фильтр;
  • регулятор давления;
  • топливная рампа;
  • форсунки.

Простая инжекторная система подачи топлива

Как все работает

Теперь рассмотрим принцип работы инжекторного двигателя отдельно по каждой составляющей. С электронной частью, в целом, все просто. Датчики собирают информацию о скорости вращения коленчатого вала, воздуха (поступившего в цилиндры, а также остаточной его части в отработанных газах), положения дросселя (связанного с педалью акселератора), температуры ОЖ. Эти данные датчики передают постоянно на электронный блок, благодаря чему и достигается высокая точность дозировки бензина.

Поступающую с датчиков информацию ЭБУ сравнивает с данными, внесенными в картах, и уже на основе этого сравнения и ряда расчетов осуществляет управление исполнительной частью.В электронный блок внесены так называемые карты с оптимальными параметрами работы силовой установки (к примеру, на такие условия нужно подать столько-то бензина, на другие – столько-то).

Первый инжекторный двигатель Toyota 1973 года

Чтобы было понятнее, рассмотрим более подробно алгоритм работы электронного блока, но по упрощенной схеме, поскольку в действительности при расчете используется очень большое количество данных. В целом, все это направлено на высчитывание временной длины электрического импульса, который подается на форсунки.

Поскольку схема – упрощенная, то предположим, что электронный блок ведет расчеты только по нескольким параметрам, а именно базовой временной длине импульса и двум коэффициентам – температуры ОЖ и уровне кислорода в выхлопных газах. Для получения результата ЭБУ использует формулу, в которой все имеющиеся данные перемножаются.

Для получения базовой длины импульса, микроконтроллер берет два параметра – скорость вращения коленчатого вала и нагрузку, которая может высчитываться по давлению в коллекторе.

К примеру, обороты двигателя составляют 3000, а нагрузка 4. Микроконтроллер берет эти данные и сравнивает с таблицей, внесенной в карту. В данном случае получаем базовую временную длину импульса 12 миллисекунд.

Но для расчетов нужно также учесть коэффициенты, для чего берутся показания с датчиков температуры ОЖ и лямбда-зонда. К примеру, температура составляется 100 град, а уровень кислорода в отработанных газах составляет 3. ЭБУ берет эти данные и сравнивает с еще несколькими таблицами. Предположим, что температурный коэффициент составляет 0,8, а кислородный – 1,0.

Получив все необходимые данные электронный блок проводит расчет. В нашем случае 12 множиться на 0,8 и на 1,0. В результате получаем, что импульс должен составлять 9,6 миллисекунды.

Описанный алгоритм – очень упрощенный, на деле же при расчетах может учитываться не один десяток параметров и показателей.

Поскольку данные поступают на электронный блок постоянно, то система практически мгновенно реагирует на изменение параметров работы мотора и подстраивается под них, обеспечивая оптимальное смесеобразование.

Стоит отметить, что электронный блок управляет не только подачей топлива, в его задачу входит также регулировка угла зажигания для обеспечения оптимальной работы мотора.

Теперь о механической части. Здесь все очень просто: насос, установленный в баке, закачивает в систему бензин, причем под давлением, чтобы обеспечить принудительную подачу. Давление должно быть определенным, поэтому в схему включен регулятор.

По магистралям бензин подается на рампу, которая соединяет между собой все форсунки. Подающийся от ЭБУ электрический импульс приводит к открытию форсунок, а поскольку бензин находится под давлением, то он через открывшийся канал просто впрыскивается.

Виды и типы инжекторов

Инжекторы бывают двух видов:

  1. С одноточечным впрыском. Такая система является устаревшей и на автомобилях уже не используется. Суть ее в том, что форсунка только одна, установленная во впускном коллекторе. Такая конструкция не обеспечивала равномерного распределения топлива по цилиндрам, поэтому ее работа была сходной с карбюраторной системой.
  2. Многоточечный впрыск. На современных авто используется именно этот тип. Здесь для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка, поэтому такая система отличается высокой точностью дозировки. Устанавливаться форсунки могут как во впускной коллектор, так и в сам цилиндр (инжекторная система непосредственного впрыска).

На многоточечной инжекторной системе подачи топлива может использовать несколько типов впрыска:

  1. Одновременный. В этом типе импульс от ЭБУ поступает сразу на все форсунки, и они открываются вместе. Сейчас такой впрыск не используется.
  2. Парный, он же попарно-параллельный. В этом типе форсунки работают парами. Интересно, что только одна из них подает топливо непосредственно в такте впуска, у второй же такт не совпадает. Но поскольку двигатель – 4-тактный, с клапанной системой газораспределения, то несовпадение впрыска по такту на работоспособность мотора влияния не оказывает.
  3. Фазированный. В этом типе ЭБУ подает сигналы на открытие для каждой форсунки отдельно, поэтому впрыск происходит с совпадением по такту.

Примечательно, что современная инжекторная система подачи топлива может использовать несколько типов впрыска. Так, в обычном режиме используется фазированный впрыск, но в случае перехода на аварийное функционирование (к примеру, один из датчиков отказал), инжекторный двигатель переходит на парный впрыск.

Обратная связь с датчиками

Одним из основных датчиков, на показаниях которого ЭБУ регулирует время открытия форсунок, является лямбда-зонд, установленный в выпускной системе. Этот датчик определяет остаточное (не сгоревшее) количество воздуха в газах.

Эволюция датчика лямбда-зонд от Bosch

Благодаря этому датчику обеспечивается так называемая «обратная связь». Суть ее заключается вот в чем: ЭБУ провел все расчеты и подал импульс на форсунки. Топливо поступило, смешалось с воздухом и сгорело. Образовавшиеся выхлопные газы с не сгоревшими частицами смеси выводится из цилиндров по системе отвода выхлопных газов, в которую установлен лямбда-зонд. На основе его показаний ЭБУ определяет, правильно ли были проведены все расчеты и при надобности вносит корректировки для получения оптимального состава. То есть, на основе уже проведенного этапа подачи и сгорания топлива микроконтроллер делает расчеты для следующего.

Стоит отметить, что в процессе работы силовой установки существуют определенные режимы, при которых показания кислородного датчика будут некорректными, что может нарушить работу мотора или требуется смесь с определенным составом. При таких режимах ЭБУ игнорирует информацию с лямбда-зонда, а сигналы на подачу бензина он отправляет, исходя из заложенной в карты информации.

На разных режимах обратная связь работает так:

  • Запуск мотора. Чтобы двигатель смог завестись, нужна обогащенная горючая смесь с увеличенным процентным содержанием топлива. И электронный блок это обеспечивает, причем для этого он использует заданные данные, и информацию от кислородного датчика он не использует;
  • Прогрев. Чтобы инжекторный двигатель быстрее набрал рабочую температуру ЭБУ устанавливает повышенные обороты мотора. При этом он постоянно контролирует его температуру, и по мере прогрева корректирует состав горючей смеси, постепенно ее обедняя до тех пор, пока состав ее не станет оптимальным. В этом режиме электронный блок продолжает использовать заданные в картах данные, все еще не используя показания лямбда-зонда;
  • Холостой ход. При этом режиме двигатель уже полностью прогрет, а температура выхлопных газов – высокая, поэтому условия для корректной работы лямбда-зонда соблюдаются. ЭБУ уже начинает использовать показания кислородного датчика, что позволяет установить стехиометрический состав смеси. При таком составе обеспечивается наибольший выход мощности силовой установки;
  • Движение с плавным изменением оборотов мотора. Для достижения экономичного расхода топлива при максимальном выходе мощности, нужна смесь со стехиометрическим составом, поэтому при таком режиме ЭБУ регулирует подачу бензина на основе показания лямбда-зонда;
  • Резкое увеличение оборотов. Чтобы инжекторный двигатель нормально отреагировал на такое действие, нужна несколько обогащенная смесь. Чтобы ее обеспечить, ЭБУ использует данные карт, а не показания лямбда-зонда;
  • Торможение мотором. Поскольку этот режим не требует выхода мощности от мотора, то достаточно, чтобы смесь просто не давала остановиться силовой установке, а для этого подойдет и обедненная смесь. Для ее проявления показаний лямбда-зонда не нужно, поэтому ЭБУ их не использует.

Как видно, лямбда-зонд хоть и очень важен для работы системы, но информация с него используется далеко не всегда.

Напоследок отметим, что инжектор хоть и конструктивно сложная система и включает множество элементов, поломка которых сразу же сказывается на функционировании силовой установки, но она обеспечивает более рациональный расход бензина, а также повышает экологичность автомобиля. Поэтому альтернативы этой системе питания пока нет.

Инжекторная система подачи топлива и ее работа

Инжекторная система подачи топлива в автомобилях стала массово распространяться с 80-х годов минувшего века. В их двигателях горючее в результате сжатия посредством форсунок-инжекторов под давлением впрыскивается в цилиндр или в коллектор впуска.

Инжекторная система подачи топлива

Чем хороша инжекторная система подачи топлива?

Время показало ее преимущества в сравнении с моторами, где топливо подается посредством карбюратора. Инжекторная схема мотора имеет немалые достоинства:

  1. Расход горючего в двигателях внутреннего сгорания меньше, что подтверждается инжекторной системой подачи топлива ВАЗ 2109;
  2. ДВС запускается проще, улучшаются его эксплуатационный режим;
  3. Система впрыска регулируется автоматически с помощью датчика кислорода;
  4. Отработанные газы содержат меньше углеводородов;
  5. При одинаковых объемах карбюраторного и инжекторного мотора у последнего мощность выше примерно на 10 %;
  6. В 2016 году производители автомобилей полностью отказались от карбюраторов в легковых и малых грузовых машинах.

Как работает инжектор?

Чтобы понять, как подается топливная смесь в инжекторный двигатель, необходимо представить себе устройство инжектора.

Обычно он состоит из:

  • Электробензонасоса;
  • Контроллера или электронного блока управления;
  • Регулятора давления;
  • Различных датчиков;
  • Собственно инжектора или форсунок.

Схема устройства инжекторной системы подачи топлива

Принцип работы инжектора достаточно прост. Контроллер анализирует поступающую от датчиков информацию и запускает бензонасос. Тот закачивает топливо в систему. С помощью регулятора давления обеспечиваются нужные параметры давления во впускном коллекторе и в инжекторах. Эти элементы хорошо работают в инжекторной системе подачи топлива ВАЗ 2107. Учитываются данные о положении и скорости вращения коленвала, расходе воздуха и другие. Электроника принимает решение о запуске двигателя и о том, как должен работать инжектор.

Принцип работы его основывается на четкой работе контроллера, который включает электромагнитный клапан форсунки с иглой. Он обеспечивает хорошее функционирование систем зажигания, подачи топлива, диагностики, охлаждения двигателя и других. В результате впрыск происходит точно в нужный момент. При этом топливовоздушная эмульсия подается в нужном количестве и составе.

Какими бывают инжекторы?

От форсунок в решающей степени зависит подача топлива в инжекторном двигателе. Долгое время весьма распространенной была система моновпрыска, при которой через одну форсунку можно осуществлять впрыск во все цилиндры. Определенное время она существовала наряду с многоточечным впрыском.

Эти виды инжекторов развивались по-разному. Моновпрыск не соответствовал Евро-3, быстро устарел и встречается не часто. Сегодня доминирует более совершенная система, с помощью которой осуществляется распределенный впрыск топлива.

Здесь на коллектор впуска цилиндра ставится отдельная форсунка или посредством нее топливная смесь попадает непосредственно в камеру сгорания. Распределенный впрыск топливной смеси может быть:

  • Одновременным;
  • Попарно-параллельным;
  • Фазированным или последовательным.

Особого внимания требуют машины, на которые ставятся несовершенные инжекторные системы подачи топлива. «Газель» является одним из примеров тому. Замена карбюраторного двигателя на инжекторный порой не уменьшала большой расход топлива.

Особенности устройства инжекторного двигателя

Для того чтобы грамотно эксплуатировать автомобиль, у которого имеется система питания бензинового двигателя с впрыском топлива, необходимо иметь представление о его работе. Особенно когда речь идет об отечественных автомобилях, инжекторной системе подачи топлива ВАЗ 2114 и других машин.

Без этого будет сложно самому понимать и устранять возможные неисправности машины. Усвоив особенности конструкции, принцип работы, устройство инжекторного двигателя можно разобраться в неисправности и даже устранить ее, не обращаясь на СТО.

Инжекторным двигателем управляет контроллер. В отечественных машинах его обычно размещают справа под приборной панелью. Задача этого прибора — непрерывно обрабатывать информацию о состоянии мотора и обеспечивать надежную работу его систем. Блок управления включает различные реле, форсунки, датчики.

С помощью встроенной системы диагностики происходит распознавание неполадки в двигателе, сигнализируя контрольной лампой, хранит коды диагностики неисправностей. Она располагает тремя запоминающими устройствами, позволяющими оперативно анализировать техническое состояние за разные периоды времени.

Принципиальной особенностью двигателя является наличие форсунок, которые обеспечивают дозированный впрыск топливовоздушной смеси во впускную трубу после получения команды от управляющего блока. При этом необходимый воздух подается при помощи дроссельного узла и регулятора холостого хода. Форсунки крепятся к рампе, которая установлена на впускной трубе.

Форсунка представляет собой электромеханический клапан, который при помощи пружины запирается иглой. Когда от блока управления подается на обмотку электромагнита форсунки импульс, игла поднимается, открывая сопло распылителя. Через него смесь подается во впускную трубу мотора. Форсунки требуют постоянного контроля. Малейшее их засорение может негативно сказаться на работе двигателя.

Устройство электромагнитной форсунки бензинового двигателя

Также важной частью этого двигателя является нейтрализатор, который преобразует вредные компоненты отработанных газов.

Основные системы

Сегодня большинство легковых автомобилей имеют инжекторный двигатель. Устройство его помимо блока управления и нейтрализатора предполагает наличие некоторых других важных систем. Среди них системы зажигания, подачи топлива и улавливания паров бензина.

Первая предусматривает наличие расположенного в топливном баке двухступенчатого электробензонасоса, фильтра для очистки топлива, топливопроводов и форсунок вместе с регулятором давления топлива. Фильтр расположен на топливной магистрали между топливной рампой и бензонасосом.

Например, в инжекторной системе подачи топлива ВАЗ 2110 не предполагаются наличия обычной катушки зажигания и распылителя в системе зажигания. В ней используется модуль и две катушки зажигания. Управляется она контроллером. Искра образуется одновременно в двух цилиндрах методом «холостой искры». Система не нуждается в обслуживании и регулировках.

Пары бензина улавливаются при помощи угольного адсорбера, устанавливаемого в моторном отсеке и соединенным с бензобаком и патрубком дросселя трубопроводами. Сверху этого устройства смонтирован электромагнитный клапан. При неработающем двигателе он закрыт.

Когда мотор запускается, он открывается. Блок управления посылает сигнал, воздухом продувается адсорбер. Бензиновые пары попадают в дроссельный патрубок, после чего сжигаются в цилиндрах.

Зачем нужны датчики?

Работа инжектора невозможна без наличия различных датчиков, которые сообщают контроллеру необходимую информацию. Работа датчиков инжекторного двигателя позволяет контролировать параметры работы мотора, предупредить его поломки.

Так, эти приборы различного назначения подают информацию:

  • О частоте, направлении вращения и положении коленвала;
  • Объеме всасываемого воздуха и его температуре;
  • О нагреве охлаждающей жидкости, что позволяет управлять впрыском и зажиганием;
  • О степени открытости дроссельной заслонки позволяет определить нагрузку двигателя;
  • О наличии кислорода в выхлопных газах, что помогает корректировать время впрыска и зажигание;
  • О появлении детонации, что предупреждает поломки мотора;
  • О состоянии распредвала для обеспечения синхронного впрыска.

В двигатель могут устанавливаться и другие датчики, обеспечивающие его надежную работу. Они помогают четко выявить причину, почему нет подачи топлива в двигатель.

Устройство инжектора и принцип работы инжектора на автомобилях

На сегодняшний день инжекторный (или, говоря по-научному, впрысковый) двигатель практически полностью заменил устаревшие карбюраторные двигатели. Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).

Содержание статьи:

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

  • Точное дозирование топлива и, следовательно, более экономный его расход;
  • Снижение токсичности выхлопных газов. Достигается за счет оптимальности топливно-воздушной смеси и применения датчиков параметров выхлопных газов;
  • Увеличение мощности двигателя примерно на 7-10% за счет улучшения наполнения цилиндров, оптимальной установки угла опережения зажигания, соответствующего рабочему режиму двигателя;
  • Улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки, корректируя параметры топливно-воздушной смеси;
  • Легкость пуска независимо от погодных условий.

Виды инжекторных систем

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электрические элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.

Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.

Всего существует 3 типа инжекторных систем, различающихся по типу подачи топлива:

  1. Центральная;
  2. Распределенная;
  3. Непосредственная.

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам. В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.

Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У этого инжектора топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.

Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.

К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.

Система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска – разновидность распределенной и на данный момент самая совершенная. Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом. Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она очень сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

Виды электронных форсунок

Существует классификация электронных форсунок, основывающихся на способе впрыска топлива. Выделяют такие три разновидности:

  • Электромагнитная. Зачастую характерна для бензиновых ДВС (и с прямым впрыском тоже). Конструкцию нельзя назвать очень сложной, а основными составляющими её частями выступают клапан с иголкой (электромагнитный), сопло. Контроль за работой указанной форсунки выполняется с помощью ЭБУ, обеспечивающего на обмотке клапана напряжение в наиболее подходящий для этого момент.
  • Электрогидравлическая. По большей части используют на дизельных движках. Являет собой электромагнитный клапан, дополненный камерой управления, а также сливным и впускным дросселями. Рабочий принцип этой разновидности форсунок основывается на участии давления самой топливной смеси в любой момент работы. За деятельностью электрогидравлической форсунки следит ЭБУ, именно он отправляет рабочие сигналы электромагнитному клапану.
  • Пьезоэлектрическая. Считается наиболее удачным устройством среди всех представленных, но может работать только на дизельных агрегатах с системой впрыска Common Rail. Основное преимущество этого типа — быстрота реакции, что гарантирует многократную подачу топлива за один полный цикл. В основе работы пьезоэлемента — гидравлический принцип действия (как и в предыдущем варианте), предусматривающий срабатывание поршня толкателя за счёт увеличения длины пъезоэлемента под воздействием электрического сигнала ЭБУ. Количество подаваемого за один раз топлива определяется продолжительностью такого воздействия и давлением топливной смеси в топливной рампе.

Принцип работы инжектора

Принцип работы инжектора на автомобилях можно условно поделить на 2 части — механическую составляющую и электронную.

К механической части инжектора относится:
  • топливный бак;
  • электрический бензонасос;
  • фильтр очистки бензина;
  • топливопроводы высокого давления;
  • топливная рампа;
  • форсунки;
  • дроссельный узел;
  • воздушный фильтр.

Конечно, это не полный список составных частей. В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей. Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенную со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Современная форсунка – электромагнитная, в ее основе лежит соленоид. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Основным элементом электронной части является электронный блок, состоящий из контроллера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

  • Лямбда-зонд, устанавливается в выпускной системе авто, определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах;
  • Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента, определяет количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами;
  • Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), установлен в дроссельном узле, подает сигнал о положении педали акселератора;
  • Датчик температуры силовой установки, располагается возле термостата, регулирует состав смеси в зависимости от температуры мотора;
  • Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ), установлен возле шкива коленчатого вала;
  • Датчик детонации, расположен на блоке цилиндров;
  • Датчик скорости, установлен на коробке передач;
  • Датчик фаз,предназначен для определения углового положения распредвала, установлен в головке блока.

Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от всех датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.

На основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.

При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.

Преимущества инжектора и его недостатки

Если бы в этой системе не было преимуществ, инжекторы не получили бы столь широкое распространение. Надежность инжектора многие могут оспорить, ведь автомобилисты нередко сталкиваются с проблемами и неизлечимыми болезнями системы. Тем не менее, в технологии намного больше плюсов, которые привлекают покупателей и дарят определенные выгоды в поездке.

+ Преимущества — Недостатки
реальное понижение расхода топлива — инжектор может экономить, благодаря интеллектуальному управлению подачей топлива; чистка форсунок — если вы заливаете не слишком качественный бензин или не меняете вовремя фильтры топлива, форсунки будут забиваться и перестанут распылять бензин;
полное сгорание бензина — при правильных настройках инжектор обеспечивает полное сгорание топлива и определенную интенсивность поездки; прошивка «мозгов» в нужных режимах — на старых машинах иногда получается достичь невероятных результатов от перепрошивки, ведь технологии движутся вперед;
более выразительная динамика двигателя — водителю не приходится долгое время ожидать реакции при нажатии педали газа; замена бортового компьютера на более функциональный вариант ЭБУ для вашей модели автомобиля с подходящими настройками;
возможность смены прошивки — с помощью простой процедуры чип-тюнинга можно полностью изменить параметры авто; регулярная смена фильтров, как воздушного, так и топливного, с целью обеспечения нормальной работы инжектора;
технологичность и современность — машина с инжектором зачастую выбрасывает в атмосферу значительно меньше вредных веществ; использование качественного топлива в соответствии с предписанными производителем нормами и подходящим октановым числом;
устойчивая работа в любых условиях — для хорошей работы инжектора не требуется ручное управление заслонкой воздуха, двигатель хорошо заводится в мороз. регулярный сервис, своевременное обращение внимания на определенные недостатки работы автомобиля.

Несмотря на то, что инжектор дороже в обслуживании и более прихотлив к качеству бензина, его надежность и возможность широкой настройки параметров опережает на сотни шагов вперед карбюратор. В конце концов, за определенный пробег два типа мотора могут выйти одинаково в цене, только карбюратору нужно будет чаще уделять внимание, а инжектор сделать один раз и надолго.

И напоследок представляем вашему вниманию видео для более полного понимания принципа работы инжектора.

Как работает инжекторная система подачи топлива. » ХабстабКак работает инжекторная система подачи топлива.
Subaru Justy 1990 года выпуска, был последним автомобилем, выпущенным в США, в котором использовался карбюратор,  в следующей модели уже применялась инжекторная система подачи топлива. Однако инжекторная система подачи топлива известна с 50-х годов прошлого столетия, а управляемая электроникой, начиная примерно с 1980 года. На данный момент все автомобили, продаваемые в США, оснащены  инжекторной системой подачи топлива.
Почему не прижился карбюратор?
Карбюратор — устройство, которое подаёт топливо в двигатель. Например, в газонокосилках и бензопилах, до сих пор используется карбюратор. Автомобиль эволюционировал и карбюратор становился всё больше и сложнее.
Ему необходимо было выполнять пять различных функций:
  • Главная функция — обеспечить малое потребление топлива во время езды в “спокойном режиме”;
  • Функция холостого хода — обеспечить контролируемую подачу топлива для поддержания холостого хода;
  • Функция ускорительного насоса — обеспечить дополнительный впрыск топлива, когда нажата педаль газа;
  • Функция обогащения питания — обеспечить дополнительное топливо, когда автомобиль едет в гору или буксирует прицеп;
  • Функция подсоса — обеспечить дополнительное топливо, когда двигатель холодный;

В целях уменьшения количества вредных выбросов, были введены каталитические нейтрализаторы. Кислородный датчик определяет количество кислорода в выхлопе, а блок управления двигателем использует эту информацию, для того чтобы регулировать соотношение воздух-топливо в режиме реального времени.
Это называется замкнутый цикл управления. Этого невозможно было добиться с карбюратором. До появления инжекторной системы впрыска топлива был короткий период электрически управляемых карбюраторов, но эти карбюраторы были ещё более сложными чем чисто механические. Сначала карбюратор заменили на моноинжектор, он представлял собой дроссельную заслонку,  совмещённую с форсункой. Следующим этапом после моноинжекторов стала система распределенного впрыска топлива. В отличие от моноинжектора в системе распределенного впрыска количество форсунок равно количеству цилиндров.
 
Что происходит когда мы жмём на газ?
Педаль газа в автомобиле подключена к дроссельной заслонке. Дроссельная заслонка — это клапан, который регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Когда мы нажимаем на педаль газа, дроссельная заслонка открывается, позволяя большему количеству воздуха попадать в двигатель. Блок управления двигателем, который управляет всеми электронными компонентами двигателя,  “видит”,  что дроссельная заслонка открылась и увеличивает расход топлива, в ожидании того,  что в двигатель поступит больше воздуха.
Важно,  что бы расход топлива увеличивался как только откроется дроссельная заслонка, иначе при нажатии на педаль газа будет некоторое запаздывание.
Датчики также регистрируют массу воздуха, поступающего в двигатель, и количество кислорода в выхлопе. Опираясь на эту информацию,  блок управления двигателем регулирует подачу топлива.

Форсунка.
Форсунка — это не что иное, как электромагнитный клапан, к которому подводится топливо и способный открываться множество раз в секунду. Когда на форсунку подаётся напряжение, электромагнитный клапан открывается и топливо под давлением распыляется через крошечные сопла. Сопла необходимы для того чтобы топливо превратить в мелкий туман, в таком состоянии оно лучше горит. Количество топлива, подаваемого в двигатель, определяется временем, когда топливная форсунка открыта. Это время зависит от ширины импульса, который подаёт электронный блок управления двигателем (ЭБУ). Форсунки установлены во впускном коллекторе и распыляют топливо прямо на клапана. Топливо подводится к форсункам через трубку,  которая называется топливной рампой.
 
Датчики двигателя.
В целях обеспечения необходимого количества топлива на всех режимах работы двигателя, ЭБУ должен контролировать большое количество входных параметров, с различных датчиков.
Вот только некоторые из них:

  • Датчик массового расхода воздуха — сообщает ЭБУ массу воздуха, поступающего в двигатель;
  • Датчики кислорода — определяют количество кислорода в выхлопных газах, на основе этих данных ЭБУ корректирует качество смеси;
  • Датчик положения дроссельной заслонки — контролирует положение дроссельной заслонки, которая определяет какое количество воздуха попадёт в двигатель, это позволяет ЭБУ быстрее реагировать, уменьшая или увеличивая расход топлива. Дело в том, что массовый расходомер воздуха (который по сути определяет массу воздуха поступающего в двигатель) инерционен, то есть при изменении потока воздуха он реагирует с некоторым опозданием.
    Информация с дроссельной заслонки приходит раньше чем с массового расходомера воздуха, что позволяет нам не чувствовать его инерционности;
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости — предоставляет данные ЭБУ о температуре охлаждающей жидкости;
  • Датчик абсолютного давления — контролирует давление воздуха во впускном коллекторе.
    По известному количеству воздуха, поступающего в двигатель, можно посчитать какая энергия образуется в двигателе. Чем больше воздуха поступает в двигатель, тем меньше разряжение во впускном коллекторе;
  • Вольтметр — контролирует напряжение сети, ЭБУ может поднять обороты холостого хода если напряжение сети упало, что указывает на высокую электрическую нагрузку;

Распределенный впрыск или как его ещё называют многоточечный, бывает четырёх видов:
  • Одновременный впрыск — все форсунки открываются одновременно;
  • Попарно-параллельный впрыск — форсунки открываются парами, только в одном цилиндре в это время впускной такт и топливо попадёт в цилиндр, а в другом выпускной. Но так как за попадание топлива в цилиндр отвечают клапана, это не мешает работе двигателя.
    В современных моторах попарно-параллельный впрыск используется в аварийном режиме, когда неисправен датчик распредвала,  также называемый датчиком фаз;
  • Фазированный впрыск — каждая форсунка открывается непосредственно перед впускным тактом;
  • Прямой впрыск — тот же фазированный впрыск, только топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания;

Микросхемы, управляющие работой двигателя.
Алгоритмы с помощью которых ЭБУ контролирует работу двигателя очень сложны.
Программное обеспечение должно позволить автомобилю удовлетворить все требования по токсичности выбросов. ЭБУ использует формулы и большое количество таблиц, чтобы определить длительность импульса,  подаваемого на форсунки.
Давайте рассмотрим как это примерно происходит. Есть уравнение с помощью которого можно вычислить длительность импульса, для управления форсункой. В это формула входит множество переменных, некоторые из них берутся из таблиц. Мы пойдём по упрощённой схеме расчёта, будем считать что уравнение,  которое описывает длительность импульса, состоит из двух коэффициентов и базовой длительности импульса, в реальной системе коэффициентов более сотни.
Выглядит формула следующим образом:
Длительность импульса = (базовая длительность импульса) х (коэффициент А) х (коэффициент B)

Для того чтобы вычислить длительность импульса, ЭБУ сначала смотрит базовую длительность импульса в справочной таблице. Базовая длительность импульса зависит от частоты вращения двигателя (RPM) и нагрузки (которая может быть вычислена из абсолютного давления в коллекторе). Предположим обороты двигателя 2000 оборотов в минуту и нагрузка равна 4. Находим значение на пересечении 2000 и 4, оно составляет 8 миллисекунд.

Как работает инжекторная система подачи топлива.
Далее, рассмотрим параметры А и B,  которые приходят с датчиков. Давайте предположим, что параметр А это температура охлаждающей жидкости, а параметр В это показания датчика кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100 и уровень кислорода равен 3, из справочных таблиц находим что коэффициент А равен 0,8 а коэффициент В равен 1.
Как работает инжекторная система подачи топлива.
Теперь по известным данным рассчитаем длительность импульса:
Длительность импульса = 8 х 0,8 х 1,0 = 6,4 мс
Из этого примера,  видно, как ЭБУ регулирует длительность импульса.
Системы реального контроля может иметь более 100 параметров, каждому параметру соответствует собственная таблица. И в зависимости от оборотов двигателя, ЭБУ, приходится производить расчёты более ста раз в минуту.
 
Производительность чипов.
Теперь когда мы понимаем как работает ЭБУ, можем поговорить о том как увеличить мощность двигателя. В ЭБУ есть чип в котором располагаются все справочные таблицы. Этот чип можно заменить на аналогичный, с другими таблицами. Эти таблицы будут содержать в себе значения, которые будут увеличивать подачу топлива на определённых этапах езды.
Например, можно увеличить количество топлива поступающего в двигатель как на полном газу, так и на любых оборотах. Поскольку производители таких прошивок для чипов, не озабочены количеством вредных выбросов, они используют более агрессивные настройки подачи топлива, при написании прошивки.

Принцип работы инжектора

Устройство и принцип работы инжектора

На сегодняшний день инжекторный двигатель практически полностью заменил устаревшие карбюраторные двигатели.

Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

  • Точное дозирование топлива и, следовательно, более экономный его расход;
  • Снижение токсичности выхлопных газов. Достигается за счет оптимальности топливно-воздушной смеси и применения датчиков параметров выхлопных газов;
  • Увеличение мощности двигателя примерно на 7-10% за счет улучшения наполнения цилиндров, оптимальной установки угла опережения зажигания, соответствующего рабочему режиму двигателя;
  • Улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки, корректируя параметры топливно-воздушной смеси;
  • Легкость пуска независимо от погодных условий.

Виды инжекторных систем

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электрические элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.

Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.

Всего существует 3 типа инжекторных систем, различающихся по типу подачи топлива:

  1. Центральная;
  2. Распределенная;
  3. Непосредственная.

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам. В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.

Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У этого инжектора топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.

Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.

К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.

Система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска – разновидность распределенной и на данный момент самая совершенная.

Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом.

Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она очень сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

Принцип работы инжектора

Принцип работы инжектора на автомобилях можно условно поделить на 2 части — механическую составляющую и электронную.

К механической части инжектора относится:

  • топливный бак;
  • электрический бензонасос;
  • фильтр очистки бензина;
  • топливопроводы высокого давления;
  • топливная рампа;
  • форсунки;
  • дроссельный узел;
  • воздушный фильтр.

В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей. Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенную со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Современная форсунка – электромагнитная, в ее основе лежит соленоид. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Основным элементом электронной части является электронный блок, состоящий из контроллера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от всех датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.

На основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.

При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.

Конструкция и принцип работы инжектора

Условно эту систему можно разделить на две части – механическую и электронную.

Первую дополнительно можно назвать исполнительной, поскольку благодаря ей обеспечивается подача компонентов топливовоздушной смеси в цилиндры

. Электронная же часть обеспечивает контроль и управление системой.

Механическая составляющая инжектора

К механической части инжектора относится:

  • топливный бак;
  • электрический бензонасос;
  • фильтр очистки бензина;
  • топливопроводы высокого давления;
  • топливная рампа;
  • форсунки;
  • дроссельный узел;
  • воздушный фильтр.

Конечно, это не полный список составных частей. В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

Видео: Инжектор

Принцип работы инжектора

Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей.  Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенной со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Раньше форсунки были полностью механическими, и срабатывали они от давления топлива. При достижении определенного значения давления топливо, преодолевая усилие пружины форсунки, открывало клапан подачи и впрыскивалось через распылитель.

Современная форсунка – электромагнитная. В ее основе лежит обычный соленоид, то есть проволочная обмотка и якорь. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Электронная составляющая

Основным элементом электронной части инжекторной системы подачи топлива является электронный блок, состоящий из контролера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

  1. Лямбда-зонд . Это датчик, который определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах. На основе показаний лямбда-зонда ЭБУ оценивает как соблюдается смесеобразование в необходимых пропорциях. Устанавливается в выпускной системе авто.
  2. Датчик массового расхода воздуха (аббр. ДМРВ). Этим датчиком определяется количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами. Расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента;
  3. Датчик положения дроссельной заслонки (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
  4. Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата;
  5. Датчик положения коленчатого вала (аббр. ДПКВ). На основе показаний этого датчика определяется цилиндр, в который необходимо подать порцию топлива, время подачи бензина, и искрообразование. Установлен возле шкива коленчатого вала;
  6. Датчик детонации. Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
  7. Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
  8. Датчик фаз. Он предназначен для определения углового положения распредвала. На некоторых автомобилях может отсутствовать. При наличии этого датчика в двигателе выполняется фазированный впрыск, то есть, импульс на открытие поступает только для конкретной форсунки. Если этого датчика нет, то форсунки работают в парном режиме, когда сигнал на открытие подается сразу на две форсунки. Установлен в головке блока.

Принцип работы инжектора на автомобилях

Принцип работы инжектора заключается в том, чтобы подать своевременно в камеры сгорания топливовоздушную смесь.

Это необходимо для нормального функционирования двигателя.

Системой управления корректируется момент подачи напряжения на электроды свечей, чтобы воспламенить эту смесь. Причем эти параметры контролируются системой датчиков, установленных на двигателе.

Электронный блок управления

Для работы любого инжекторного мотора необходим блок управления микроконтроллерного типа.

К нему подключаются:

  1. Исполнительные механизмы при помощи электромагнитных реле.
  2. Датчики через согласующие устройства.

Питание осуществляется от бортовой сети.

Электронный блок состоит из:

  1. Постоянной памяти – она необходима для хранения информации, записи алгоритмов работы.
  2. Оперативной памяти – в нее записывается текущая информация, все данные при выключении зажигания стираются из нее.
  3. Микроконтроллера – он позволяет обрабатывать поступающие сигналы и регулировать работу всех исполнительных механизмов.

В памяти устройства записан алгоритм работы, зависит он от поступающих сигналов с датчиков. Называется этот алгоритм «прошивкой» или «топливной картой».

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Устройство системы питания инжекторного двигателя

Система подачи топлива инжекторного двигателя получила распространение в современных автомобилях и имеет ряд преимуществ перед топливной системой карбюраторного двигателя. В этой статье мы рассмотрим устройство инжектора и узнаем, как работает система подачи топлива инжекторного двигателя и электронная система питания.

Устройство инжектора

Основная задача системы питания инжекторного двигателя заключается в обеспечении подачи оптимального количества бензина в двигатель при разных режимах работы. Подача бензина в двигатель осуществляется с помощью форсунок, которые установлены во впускном трубопроводе.

Устройство инжекторной системы питания

Устройство системы питания инжектора:

1. Электробензонасос – устанавливается в модуле, который располагается в топливном баке. Модуль также включает в себя такие дополнительные элементы, как топливный фильтр, датчик уровня бензина и завихритель.

Электробензонасос предназначен для нагнетания бензина из топливного бака в подающий топливопровод. Управление электробензонасосом осуществляется с помощью контроллера через реле.

2. Топливный фильтр – предназначен для очистки топлива от грязи и примесей, которые могут привести к неравномерной работе двигателя, неустойчивой работе инжектора, загрязнению форсунок. В инжекторных системах к качеству топлива предъявляются высокие требования.

Топливная рампа инжекторного двигателя3. Топливопроводы – служат для подачи топлива от бензонасоса к рампе и обратно от рампы в топливный бак. Соответственно существует прямой и обратный топливопроводы.

4. Рампа форсунок с топливными форсунками – конструкция рампы обеспечивает равномерное распределение топлива по форсункам. На топливной рампе располагаются форсунки, регулятор давления топлива и штуцер контроля давления в топливной системе инжектора.

5. Регулятор давления топлива – предназначен для поддержания оптимального перепада давления, который способствует тому, что количество впрыскивания топлива зависит только от длительности впрыска. Излишки топлива регулятор подает обратно в бак.

Как работает инжекторная система питанияКак работает система питания инжекторного двигателя?

Для стабильной работы двигателя необходимо обеспечить сбалансированное поступление топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Приготовление топливовоздушной смеси происходит в впускном трубопроводе, благодаря смешиванию бензина с воздухом. Контроллер с помощью управляющего импульса открывает клапан форсунки и путем изменения длительности импульса регулирует состав топливовоздушной смеси.
Регулятор давления топлива поддерживает перепад давления топлива постоянным, соответственно количество топлива, что подается пропорционально времени, при котором форсунки находятся в открытом состоянии. Контроллер поддерживает оптимальное соотношение топливовоздушной смеси путем изменения длительности импульсов. Если длительность импульса увеличивается – смесь обогащается, если уменьшается – смесь обедняется.

Как работает система впрыска топлива

Для двигатель для бесперебойной и эффективной работы необходимо обеспечить правильное количество топливо / воздушная смесь в соответствии с ее широким спектром требований.

Система впрыска топлива

В автомобилях с бензиновым двигателем используется непрямой впрыск топлива. Топливный насос отправляет бензин в моторный отсек, а затем он впрыскивается во впускной коллектор с помощью инжектора. Имеется либо отдельный инжектор для каждого цилиндра, либо одна или две форсунки во впускной коллектор.

Традиционно топливно-воздушная смесь регулируется карбюратор , инструмент, который отнюдь не идеален.

Его основным недостатком является то, что один карбюратор питает четыре цилиндр двигатель не может подавать в каждый цилиндр точно такую ​​же топливно-воздушную смесь, потому что некоторые цилиндры находятся дальше от карбюратора, чем другие.

Одно из решений — поместиться сдвоенные карбюраторы, но их трудно правильно настроить. Вместо этого многие автомобили теперь оснащаются двигателями с впрыском топлива, в которых топливо подается точными порциями.Двигатели, оснащенные таким образом, обычно более эффективны и мощнее карбюраторных, а также могут быть более экономичными и менее опасными. выбросы ,

Впрыск дизельного топлива

впрыск топлива система в автомобилях с бензиновым двигателем всегда косвенная, бензин впрыскивается во впускной патрубок многообразие или впускной порт, а не непосредственно в камеры сгорания , Это гарантирует, что топливо хорошо смешивается с воздухом перед тем, как попасть в камеру.

Много дизельные двигатели однако используется прямой впрыск, при котором дизельное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр, заполненный сжатым воздухом. В других используется непрямой впрыск, при котором дизельное топливо впрыскивается в камеру предварительного сгорания специальной формы, которая имеет узкий канал, соединяющий ее с камерой сгорания. крышка цилиндра ,

В цилиндр втягивается только воздух. Он так сильно нагревается компрессия распыленное топливо, впрыскиваемое в конце такт сжатия самостоятельно воспламеняется.

Базовая инъекция

Во всех современных системах впрыска бензина используется непрямой впрыск. Специальный насос отправляет топливо под давление из топливный бак в моторный отсек, где, все еще находясь под давлением, он распределяется индивидуально по каждому цилиндру.

В зависимости от конкретной системы топливо попадает во впускной коллектор или впускной канал через инжектор , Это очень похоже на спрей сопло из шланг , чтобы топливо выходило в виде мелкого тумана.Топливо смешивается с воздухом, проходящим через впускной коллектор или канал, и топливно-воздушная смесь поступает в сгорание камера.

Некоторые автомобили имеют многоточечный впрыск топлива, при котором каждый цилиндр питается от собственной форсунки. Это сложно и может быть дорого. Чаще используется одноточечный впрыск, когда один инжектор питает все цилиндры, или один инжектор на каждые два цилиндра.

Форсунки

Форсунки, через которые распыляется топливо, ввинчиваются форсунками вперед либо во впускной коллектор, либо в головку блока цилиндров и расположены под углом, так что струя топлива направляется к впускному отверстию. клапан ,

Форсунки бывают одного из двух типов, в зависимости от системы впрыска. Первая система использует непрерывный впрыск где топливо впрыскивается во впускное отверстие все время работы двигателя. Форсунка просто действует как распылительное сопло, разбивая топливо на мелкие брызги — на самом деле он не контролирует поток топлива. Количество распыляемого топлива увеличивается или уменьшается механическим или электрическим блоком управления — другими словами, это похоже на включение и выключение крана.

Другая популярная система — впрыск по времени (импульсный впрыск) где топливо доставляется партиями, чтобы совпасть с индукционный инсульт цилиндра. Как и в случае непрерывного впрыска, впрыском по времени также можно управлять механически или электронно.

Самые ранние системы управлялись механически. Их часто называют впрыском бензина (сокращенно PI), а расход топлива регулируется механическим регулятором. Недостатками этих систем являются сложность механики и плохая реакция на нажатие педали газа.

Механические системы в настоящее время в значительной степени вытеснены электронный впрыск топлива (сокращенно EFi). Это происходит благодаря повышению надежности и снижению затрат на электронные системы управления.

Типы топливных форсунок

Форсунка механическая

Могут быть установлены два основных типа инжектора, в зависимости от того, управляется ли система впрыска механически или электронно.В механической системе инжектор Подпружиненный в закрытое положение и открывается давлением топлива.

Электронный инжектор

Форсунка в электронной системе также удерживается закрытой с помощью пружины, но открывается с помощью электромагнит встроен в корпус инжектора. электронный блок управления определяет, как долго инжектор остается открытым.

Механический впрыск топлива

Lucas система механического впрыска топлива

В системе Lucas топливо из бака под высоким давлением перекачивается в топливный аккумулятор.Оттуда он попадает в распределитель топлива, который посылает порцию топлива в каждую форсунку, откуда оно попадает во впускной канал. Воздушный поток регулируется заслонкой, которая открывается при нажатии педали акселератора. По мере увеличения потока воздуха распределитель топлива автоматически увеличивает поток топлива к форсункам, чтобы поддерживать правильную балансировку топливно-воздушной смеси. Для холодного запуска используется воздушная заслонка на приборной панели или, на более поздних моделях, микропроцессорный блок управления приводит в действие специальный инжектор холодного запуска, который впрыскивает дополнительное топливо для создания более богатой смеси.Как только двигатель прогреется до определенной температуры, термовыключатель автоматически отключает форсунку холодного пуска.

Механический впрыск топлива использовался в 1960-х и 1970-х годах многими производителями на своих высокопроизводительных спортивных автомобилях и спортивных седанах. Одним типом, установленным на многих британских автомобилях, включая Triumph TR6 PI и 2500 PI, была система Lucas PI, которая представляет собой систему с таймером.

А высокого давления электрический топливный насос установлен рядом с топливным баком, нагнетает топливо под давлением 100psi до уровня топлива аккумулятор ,Это в основном краткосрочный резервуар который поддерживает постоянное давление подачи топлива, а также сглаживает импульсы топлива, поступающие из насоса.

Из аккумулятор , топливо проходит через бумагу элемент фильтр а затем подается в блок управления дозатором топлива, также известный как распределитель топлива , Этот агрегат приводится в движение распределительный вал и его работа, как следует из названия, состоит в том, чтобы распределить топливо по каждому цилиндру в нужное время и в нужных количествах.

Количество впрыскиваемого топлива регулируется заслонкой, расположенной в воздухозаборнике двигателя.Заслонка находится под блоком управления и поднимается и опускается в ответ на воздушный поток — когда вы открываете дроссельную заслонку, «всасывание» из цилиндров увеличивает воздушный поток, и заслонка поднимается. Это изменяет положение челночного клапана в блоке управления дозированием, чтобы позволить большему количеству топлива впрыскиваться в цилиндры.

От дозатора топливо по очереди подается к каждой из форсунок. Затем топливо впрыскивается во впускное отверстие в головке блока цилиндров. Каждый инжектор содержит подпружиненный клапан, который удерживается закрытым за счет давления пружины.Клапан открывается только при впрыскивании топлива.

При холодном запуске вы не можете просто перекрыть часть воздушного потока для обогащения топливно-воздушной смеси, как это можно сделать с карбюратором. Вместо этого ручное управление на приборной панели (напоминающее ручку воздушной заслонки) или, на более поздних моделях, data-term-id = «1915»> микропроцессор

,

Объяснение: Карбюратор VS Впрыск топлива

Мотоциклы с впрыском топлива быстро вытесняют карбюраторные модели , которые до начала нового тысячелетия были главенствующими. Только в 1980 году система впрыска топлива использовалась в уличных мотоциклах. На сегодняшний день почти каждый мотоцикл премиум-класса оснащен системой FI . Таким образом, в то время как старые добрые обезьяны-смазщики все еще клянутся надежностью, настраиваемостью и удобством обслуживания карбюраторов, новые гонщики считают, что впрыск топлива лучше во всех отношениях.Итак, как именно работают эти две системы? Чем они отличаются друг от друга и каковы их достоинства и недостатки? Давайте разберемся!

Карбюратор

Карбюратор является самой базовой и до недавнего времени самой распространенной топливной системой, используемой в двухколесных транспортных средствах, особенно в Индии. Чтобы объяснить основную работу карбюратора , представьте его как трубку, которая подает топливно-воздушную смесь в цилиндр с одного конца, с воздушным фильтром, прикрепленным к другому.Теперь где-то посередине этой трубы область прохода воздуха ограничена для увеличения скорости проходящего через нее воздуха. Эта небольшая область или часть карбюраторной системы известна как Вентури . За счет увеличения скорости воздуха через узкую область создается карман низкого давления, который, в свою очередь, облегчает всасывание топлива из сопла, расположенного рядом с трубкой Вентури. Это явление согласуется с принципом Бернаулли, который гласит, что скорость жидкости (или воздуха), проходящей через трубку, обратно пропорциональна создаваемому ею давлению.

Количество всасываемого в карбюратор воздуха определяется клапаном на конце трубки, соединенной с цилиндром. Этот клапан называется дроссельной заслонкой и соединен с рукояткой акселератора вашего двухколесного велосипеда и управляет потоком воздух-топливо через дроссельные заслонки, предоставляемые водителем. Когда вы выкручиваете дроссельную заслонку, дроссельная заслонка открывается, обеспечивая обильный поток воздуха через карбюратор. И наоборот, он закрыт, когда дроссельная заслонка на руле полностью откатывается назад.

Топливный жиклер, расположенный рядом с трубкой Вентури, забирает топливо непосредственно из топливного бака через поплавковую камеру, которая представляет собой небольшой резервуар для топлива, с поплавковым клапаном, который перекрывает подачу топлива, когда она заполнена, и возобновляет ее, когда жиклер черпает из него топливо. Образовавшаяся воздушно-топливная смесь затем подается в цилиндр, где происходит сгорание.

Это очень простое объяснение того, как работает карбюратор, хотя современные карбюраторы, включая карбюраторы постоянной скорости или карбюраторы CV, обычно более сложны по конструкции.В этих карбюраторах используются такие компоненты, как диафрагма, игольчатый клапан и пилотный жиклер для управления воздушно-топливной смесью. Однако важно отметить, что вся эта установка довольно проста и полностью механическая, без каких-либо электронных или сенсорных устройств.

Впрыск топлива

В отличие от карбюраторов система впрыска топлива состоит из сложного набора электроники и датчиков. В карбюраторных системах топливо забирается из бака, в то время как в системе с впрыском топлива это зависит от топливного насоса, установленного внутри бака для точного управления потоком топлива.Форсунка для впрыска топлива также проходит непосредственно внутрь камеры сгорания. Топливо под давлением очень хорошо распыляется в виде гомогенного тумана в случае систем FI, обеспечивая очень эффективное и чистое сгорание.

Подача топлива в случае FI управляется электрическим мозгом или ЭБУ, который постоянно выполняет сложные вычисления на очень высокой частоте, чтобы обеспечить наилучшую возможную топливно-воздушную смесь. Основываясь на целом ряде параметров, таких как частота вращения двигателя, положение дроссельной заслонки, температура двигателя, нагрузка и т. Д., ЭБУ дает команду инжекторам впускать только нужное количество топлива при каждом такте впуска, чтобы способствовать наиболее эффективному сгоранию.

Также прочтите: Мощность против крутящего момента — Различия объяснены, и как две величины влияют на производительность автомобиля

Теперь, хотя было доказано, что эффективность системы FI превосходит карбюратор, это не значит, что две системы не работают. не имеют своих явных преимуществ и недостатков. Здесь мы кратко обсудим достоинства и недостатки двух систем.

Преимущества карбюраторов

  • Карбюраторы дешевле, просты в эксплуатации и легко ремонтируются или заменяются
  • Карбюраторы позволяют пользователям настраивать их в соответствии со своими требованиями
  • Поскольку карбюраторы не встроены в двигатели, их можно обслуживать или ремонтировать. заменен, не касаясь двигателя

Недостатки карбюраторов

  • Не самые эффективные системы, устаревшая конструкция
  • Большинство карбюраторов имеют небольшую задержку, которая приводит к относительно медленному отклику дроссельной заслонки
  • Некоторые компоненты, такие как диафрагма, относительно чувствительны и склонны к повреждение
  • Воздушно-топливная смесь колеблется, влияя на плавность работы двигателя

Преимущества впрыска топлива

  • Оптимизированная топливовоздушная смесь и распыление обеспечивают более чистое и эффективное сгорание
  • Более резкий отклик дроссельной заслонки
  • Лучшая топливная эффективность и немного больше мощности, чем карбюраторные системы 9 0042
  • Обычно они не требуют обслуживания и не ломаются.

Недостатки впрыска топлива

  • Значительно дороже, чем карбюраторы.
  • Не подлежат ремонту с помощью простых инструментов, необходимо заменять, что является дорогостоящим.
  • Невозможно настроить, если вы не используете специальные карты ECU, что опять же дорого.

Также прочтите: Разница между минеральными, синтетическими и полусинтетическими моторными маслами

Итак, хотя преимущества системы FI являются довольно ясно, несмотря на его стоимость, вы все равно останетесь одним из миллионов, которые все еще верят в старый добрый карбюратор. Какие технологии вы предпочитаете и почему? Сообщите нам свое мнение в комментариях ниже.

«Простое руководство по подготовке велосипеда к внедорожным трюкам: что для этого нужно? Руководство для начинающих профессионалов ».
Элементы управления двигателем и чипы производительности — Как работают системы впрыска топлива

Алгоритмы управления двигателем достаточно сложные. Программное обеспечение должно позволять автомобилю соответствовать требованиям по выбросам на 100 000 миль, соответствовать требованиям EPA по экономии топлива и защищать двигатели от неправильного использования. И есть множество других требований, которым нужно соответствовать.

Блок управления двигателем использует формулу и большое количество справочных таблиц для определения ширины импульса для заданных условий эксплуатации.Уравнение будет представлять собой серию множества множителей, умноженных друг на друга. Многие из этих факторов будут взяты из справочных таблиц. Мы рассмотрим упрощенный расчет длительности импульса топливной форсунки . В этом примере в нашем уравнении будет только три фактора, тогда как в реальной системе управления их может быть сто или больше.

Ширина импульса = (основная ширина импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B)


Чтобы вычислить ширину импульса, ЭБУ сначала просматривает базовую ширину импульса в справочной таблице.Базовая ширина импульса является функцией частоты вращения двигателя (об / мин) и нагрузки (которая может быть рассчитана по абсолютному давлению в коллекторе). Допустим, частота вращения двигателя составляет 2000 об / мин, а нагрузка равна 4. Мы находим число на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.

об / мин Нагрузка
1 2 3 4 5
1 000 1 2 3 4 5
2 000 2 4 6 8 10
3 000 3 6 9 12 15
4 000 4 8 12 16 20


В следующих примерах A и B — это параметры, поступающие от датчиков.Допустим, A — температура охлаждающей жидкости, а B — уровень кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода равен 3, справочные таблицы говорят нам, что коэффициент A = 0,8 и коэффициент B = 1,0.

А Фактор A
В Фактор B
0 1.2
0 1.0
25 1,1
1 1,0
50 1,0
2 1,0
75 0.9
3 1,0
100 0.8
4 0,75


Итак, поскольку мы знаем, что ширина основного импульса является функцией нагрузки и числа оборотов в минуту, и что ширина импульса = (ширина основного импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B) , общая ширина импульса в нашем примере равна:

8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 миллисекунды


Из этого примера вы можете увидеть, как система управления выполняет настройки. Если параметр B представляет собой уровень кислорода в выхлопных газах, справочная таблица для B — это точка, в которой (по мнению разработчиков двигателей) слишком много кислорода в выхлопе; и, соответственно, ECU сокращает расход топлива.

Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый со своей таблицей поиска. Некоторые параметры даже меняются со временем, чтобы компенсировать изменения в характеристиках компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И, в зависимости от частоты вращения двигателя, ЭБУ, возможно, придется выполнять эти вычисления более ста раз в секунду.

Performance Chips
Это подводит нас к обсуждению высокопроизводительных микросхем. Теперь, когда мы немного разбираемся в том, как работают алгоритмы управления в

.
Электронный впрыск топлива, почему это важно и как его быстро создать

Плагин Eclipse для системы впрыска топлива для SPC5-Studio IDE недавно получил обновления, которые позволяют инженерам быстро создавать приложения для электронного впрыска топлива (EFI) для двигателей с одним маленьким цилиндр и даже использовать две форсунки с одним цилиндром. Давайте посмотрим, как команды могут создать модуль EFI с микроконтроллером SPC572L64F2 и драйвером L9177A.

Более низкий спрос на выбросы Улучшенный электронный впрыск топлива

Первая система EFI появилась на Volkswagen 1600 в 1967 году, и они по-прежнему доминируют в автомобильной промышленности.Согласно исследованию JP Morgan, проведенному в 2018 году, поскольку доля автомобилей с двигателями внутреннего сгорания сократится до 41% мирового рынка в 2025 году по сравнению с 98% в 2015 году, гибридные автомобили также должны составлять 41%, а электромобили — 18%. %. Традиционные двигатели никуда не денутся, поэтому регулирующие органы продолжают ожидать от них большей эффективности . Например, Euro 6 / VI, последний европейский стандарт выбросов, ограничивает, среди прочего, выбросы оксида азота (NOx) дизельными автомобилями до 80 мг / км, тогда как бензиновые двигатели не могут превышать 60 мг / км. км.Более того, «17 из 20 членов [G-20] выбрали путь европейского регулирования для контроля выбросов транспортных средств», согласно данным Международного совета по чистому транспорту.

Электронные системы впрыска топлива — отличный способ соответствовать этим стандартам и значительно повысить производительность. Впрыск топлива в топливный клапан — необходимый процесс в любом двигателе внутреннего сгорания. Однако ввести его в оптимальный момент и в оптимальном количестве далеко не так просто. .В автомобиле скорость, нагрузка, высота, внешняя температура и то, запускает ли водитель двигатель или использует круиз-контроль, существенно влияют на время впрыска и количество топлива. Более того, EFI теперь все чаще встречаются за пределами автомобильной сферы. Потребители требуют гораздо лучших характеристик своих двухколесных транспортных средств, придорожного оборудования, газонокосилок, лодок и даже генераторов двигателей внутреннего сгорания. Таким образом, EFI необходимы, и создание их для небольших двигателей может быть несложным благодаря двум компонентам ST и нашей IDE.

SPC572L64F2, GTM для EFI… Боже мой!

SPC572L-DISP

SPC572L64F2 — отличный микроконтроллер для электронных систем впрыска топлива из-за наличия универсального модуля таймера (GTM101) . Этот IP-адрес может разгрузить основной ЦП для выполнения нескольких задач, что значительно оптимизирует производительность. Например, он может получать информацию от маховика, таким образом определяя положение двигателя, и использовать свой аппаратный блок для увеличения разрешения сигнала перед отправкой сигналов впрыска и зажигания.В нашем предыдущем поколении микроконтроллеров для приложений EFI главное ядро ​​должно было обрабатывать сигнал от маховика, что отнимало ресурсы для других вычислений. Теперь, когда GTM позаботится об этом, MCU может использовать свое ядро ​​для других процессов, тем самым оптимизируя производительность. Разработчики также могут использовать GTM для вычисления мгновенной скорости или запустить систему управления батареями, используя определенные функции.

SPC572L64F2 является частью нашего второго поколения микроконтроллеров для автомобильных трансмиссий и самым маленьким устройством, которое работает в двигателях с числом цилиндров до четырех .Он обеспечивает соответствие стандарту ISO26262 ASIL-A благодаря функциям безопасности, таким как мониторинг часов и сторожевые устройства, обеспечивающие исключительную надежность. Он также включает в себя блок защиты системной памяти, чтобы гарантировать целостность информации, передаваемой между ядром и контроллерами памяти или периферийными устройствами. Его одно ядро ​​e200z2, 64 КБ SRAM и 1568 КБ флэш-памяти делают его особенно интересным компонентом для небольших двигателей с одним или двумя цилиндрами. Разработчики, которые хотят начать экспериментировать с ним, могут получить SPC572L-DISP, который позволит им использовать периферийные устройства MCU, такие как CAN, UART, LIN или FlexRay, а также воспользоваться двумя портами JTAG для облегчения операций отладки и программирования.Плата полностью поддерживается SPC5-Studio.

L9177A, модуль управления двигателем с 2-канальными драйверами форсунок

Еще одним важным аспектом любой системы EFI является управление двигателем. L9177A — это мощное решение, которое включает в себя драйверы двухканальных форсунок по параллельным линиям или через последовательный интерфейс SPI, что позволяет двигателям с двумя форсунками на один цилиндр или двумя цилиндрами с одним инжектором на каждый. Драйвер форсунки, нагреватель датчика O2 и два драйвера реле используют последовательный периферийный интерфейс (SPI) для облегчения разработки.Инженеры могут даже начать свои разработки на оценочной плате EVAL-L9177A, которая также использует SPI для чтения полной диагностической информации . Кроме того, плата защищает все каналы от короткого замыкания, перегрузки по току и перегрева. Команды, которые хотят попробовать EVAL-L9177A, подключают его к разъему на плате SPC56M-Discovery, на которой используется микроконтроллер SPC563M64L7. Однако, как только разработчики ознакомятся с L9177A и SPC572L64F2, будет довольно просто перейти на индивидуальный дизайн, включающий оба компонента.

SPC5-Studio IDE и SPC5-L9177A-K02 Эталонный дизайн, обеспечение доступности систем EFI

Эталонный дизайн SPC5-L9177A-K02

Отчасти переход от одного MCU SPC5 к другому относительно прост в том, что мы также предоставляем библиотеки для нашей IDE SPC5-Studio, которые значительно облегчают разработку . Независимо от того, разрабатывают ли команды адаптивное переднее освещение или электронную систему впрыска топлива, у нас есть фреймворки, которые сильно помогают разработчикам программного обеспечения.Например, IDE включает библиотеки для универсального модуля таймера SPC572L64F2 для более быстрой оптимизации процессов впрыска или зажигания, среди прочего. Кроме того, команды также могут запросить демонстрационное приложение EFI у ST, чтобы ускорить этап создания прототипа. Это поможет им увидеть, как мы реализовали определенные функции, и он также будет действовать как конфигуратор, чтобы быстро определить количество форсунок на цилиндр, маховик и, в конечном итоге, получить функциональное приложение.

Мы также работали над эталонным дизайном с Arrow, SPC5-L9177A-K02, который включает в себя SPC572L64F2 и L9177A .Программное обеспечение, которое поставляется с ним, поможет создать базовую систему управления впрыском топлива для одного инжектора и одного цилиндра, и оно уже помогает соответствовать стандартам Euro 4 / IV, Euro 5 / V, Bharat Stage VI, China V и China VI, выбросам стандарты. Однако сама плата открывает пользователям всю мощь ее компонентов, а это означает, что она позволит программистам выйти за рамки демонстрационного приложения и создавать приложения с двумя цилиндрами и двумя инжекторами. Таким образом, это отличное решение для инженеров, которые хотят сосредоточиться на приложениях EFI и хотят сократить время выхода на рынок.

Маленькая система EFI с SPC572L64F2 и L9177A

Что дальше?

Связанные

.
16Июн

Крутящий момент электродвигателя формула: Как рассчитать крутящий момент электродвигателя

Мощность и вращающий момент электродвигателя. Что это такое?

Мощность и вращающий момент электродвигателя

Данная глава посвящена вращающему моменту: что это такое, для чего он нужен и др. Мы также разберём типы нагрузок в зависимости от моделей насосов и соответствие между электродвигателем и нагрузкой насоса.

Вы когда-нибудь пробовали провернуть вал пустого насоса руками? Теперь представьте, что вы поворачиваете его, когда насос заполнен водой. Вы почувствуете, что в этом случае, чтобы создать вращающий момент, требуется гораздо большее усилие.



А теперь представьте, что вам надо крутить вал насоса несколько часов подряд. Вы бы устали быстрее, если бы насос был заполнен водой, и почувствовали бы, что потратили намного больше сил за тот же период времени, чем при выполнении тех же манипуляций с пустым насосом. Ваши наблюдения абсолютно верны: требуется большая мощность, которая является мерой работы (потраченной энергии) в единицу времени. Как правило, мощность стандартного электродвигателя выражается в кВт.



Вращающий момент (T) — это произведение силы на плечо силы. В Европе он измеряется в Ньютонах на метр (Нм).



Как видно из формулы, вращающий момент увеличивается, если возрастает сила или плечо силы — или и то и другое. Например, если мы приложим к валу силу в 10 Н, эквивалентную 1 кг, при длине рычага (плече силы) 1 м, в результате, вращающий момент будет 10 Нм. При увеличении силы до 20 Н или 2 кг, вращающий момент будет 20 Нм. Таким же образом, вращающий момент был бы 20 Нм, если бы рычаг увеличился до 2 м, а сила составляла 10 Н. Или при вращающем моменте в 10 Нм с плечом силы 0,5 м сила должна быть 20 Н.




Работа и мощность

Теперь остановимся на таком понятии как «работа», которое в данном контексте имеет особое значение. Работа совершается всякий раз, когда сила — любая сила — вызывает движение. Работа равна силе, умноженной на расстояние. Для линейного движения мощность выражается как работа в определённый момент времени.

Если мы говорим о вращении, мощность выражается как вращающий момент (T), умноженный на частоту вращения (w).



Частота вращения объекта определяется измерением времени, за которое определённая точка вращающегося объекта совершит полный оборот. Обычно эта величина выражается в оборотах в минуту, т.е. мин-1 или об/мин. Например, если объект совершает 10 полных оборотов в минуту, это означает, что его частота вращения: 10 мин-1 или 10 об/мин.



Итак, частота вращения измеряется в оборотах в минуту, т.е. мин-1.

Приведем единицы измерения к общему виду.



Для наглядности возьмём разные электродвигатели, чтобы более подробно проанализировать соотношение между мощностью, вращающим моментом и частотой вращения. Несмотря на то, что вращающий момент и частота вращения электродвигателей сильно различаются, они могут иметь одинаковую мощность.



Например, предположим, что у нас 2-полюсный электродвигатель (с частотой вращения 3000 мин-1) и 4-полюсной электродвигатель (с частотой вращения 1500 мин-1). Мощность обоих электродвигателей 3,0 кВт, но их вращающие моменты отличаются.



Таким образом, вращающий момент 4-полюсного электродвигателя в два раза больше вращающего момента двухполюсного электродвигателя с той же мощностью.

Как образуется вращающий момент и частота вращения?

Теперь, после того, как мы изучили основы вращающего момента и скорости вращения, следует остановиться на том, как они создаются.

В электродвигателях переменного тока вращающий момент и частота вращения создаются в результате взаимодействия между ротором и вращающимся магнитным полем. Магнитное поле вокруг обмоток ротора будет стремиться к магнитному полю статора. В реальных рабочих условиях частота вращения ротора всегда отстаёт от магнитного поля. Таким образом, магнитное поле ротора пересекает магнитное поле статора и отстает от него и создаёт вращающий момент. Разницу в частоте вращения ротора и статора, которая измеряется в %, называют скоростью скольжения.



Скольжение является основным параметром электродвигателя, характеризующий его режим работы и нагрузку. Чем больше нагрузка, с которой должен работать электродвигатель, тем больше скольжение.

Помня о том, что было сказано выше, разберём ещё несколько формул. Вращающий момент индукционного электродвигателя зависит от силы магнитных полей ротора и статора, а также от фазового соотношения между этими полями. Это соотношение показано в следующей формуле:



Сила магнитного поля, в первую очередь, зависит от конструкции статора и материалов, из которых статор изготовлен. Однако напряжение и частота тока также играют важную роль. Отношение вращающих моментов пропорционально квадрату отношения напряжений, т.е. если подаваемое напряжение падает на 2%, вращающий момент, следовательно, уменьшается на 4%.




Потребляемая мощность электродвигателя

Ток ротора индуцируется через источник питания, к которому подсоединён электродвигатель, а магнитное поле частично создаётся напряжением. Входную мощность можно вычислить, если нам известны данные источника питания электродвигателя, т.е. напряжение, коэффициент мощности, потребляемый ток и КПД.



В Европе мощность на валу обычно измеряется в киловаттах. В США мощность на валу измеряется в лошадиных силах (л.с.).

Если вам необходимо перевести лошадиные силы в киловатты, просто умножьте соответствующую величину (в лошадиных силах) на 0,746. Например, 20 л.с. равняется (20 • 0,746) = 14,92 кВт.

И наоборот, киловатты можно перевести в лошадиные силы умножением величины в киловаттах на 1,341. Это значит, что 15 кВт равняется 20,11 л.с.


Момент электродвигателя

Мощность [кВт или л.с.] связывает вращающий момент с частотой вращения, чтобы определить общий объём работы, который должен быть выполнен за определённый промежуток времени.

Рассмотрим взаимодействие между вращающим моментом, мощностью и частотой вращения, а также их связь с электрическим напряжением на примере электродвигателей Grundfos. Электродвигатели имеют одну и ту же номинальную мощность как при 50 Гц, так и при 60 Гц.



Это влечёт за собой резкое снижение вращающего момента при 60 Гц: частота 60 Гц вызывает 20%-ное увеличение числа оборотов, что приводит к 20%-ному уменьшению вращающего момента. Большинство производителей предпочитают указывать мощность электродвигателя при 60 Гц, таким образом, при снижении частоты тока в сети до 50 Гц электродвигатели будут обеспечивать меньшую мощность на валу и вращающий момент. Электродвигатели обеспечивают одинаковую мощность при 50 и 60 Гц.

Графическое представление вращающего момента электродвигателя изображено на рисунке.



Иллюстрация представляет типичную характеристику вращающий момент/частота вращения. Ниже приведены термины, используемые для характеристики вращающего момента электродвигателя переменного тока.

Пусковой момент (Мп): Механический вращающий момент, развиваемый электродвигателем на валу при пуске, т.е. когда через электродвигатель пропускается ток при полном напряжении, при этом вал застопорен.

Минимальный пусковой момент (Ммин): Этот термин используется для обозначения самой низкой точки на кривой вращающий момент/частота вращения электродвигателя, нагрузка которого увеличивается до полной скорости вращения. Для большинства электродвигателей Grundfos величина минимального пускового момента отдельно не указывается, так как самая низкая точка находится в точке заторможенного ротора. В результате для большинства электродвигателей Grundfos минимальный пусковой момент такой же, как пусковой момент.

Блокировочный момент (Мблок): Максимальный вращающий момент — момент, который создаёт электродвигатель переменного тока с номинальным напряжением, подаваемым при номинальной частоте, без резких скачков скорости вращения. Его называют предельным перегрузочным моментом или максимальным вращающим моментом.

Вращающий момент при полной нагрузке (Мп.н.): Вращающий момент, необходимый для создания номинальной мощности при полной нагрузке.


Нагрузка насосов и типы нагрузки электродвигателя

Выделяют следующие типы нагрузок:

Постоянная мощность

Термин «постоянная мощность» используется для определённых типов нагрузки, в которых требуется меньший вращающий момент при увеличении скорости вращения, и наоборот. Нагрузки при постоянной мощности обычно применяются в металлообработке, например, сверлении, прокатке и т.п.



Постоянный вращающий момент

Как видно из названия — «постоянный вращающий момент» — подразумевается, что величина вращающего момента, необходимого для приведения в действие какого- либо механизма, постоянна, независимо от скорости вращения. Примером такого режима работы могут служить конвейеры.



Переменный вращающий момент и мощность

«Переменный вращающий момент» — эта категория представляет для нас наибольший интерес. Этот момент имеет отношение к нагрузкам, для которых требуется низкий вращающий момент при низкой частоте вращения, а при увеличении скорости вращения требуется более высокий вращающий момент. Типичным примером являются центробежные насосы.

Вся остальная часть данного раздела будет посвящена исключительно переменному вращающему моменту и мощности.

Определив, что для центробежных насосов типичным является переменный вращающий момент, мы должны проанализировать и оценить некоторые характеристики центробежного насоса. Использование приводов с переменной частотой вращения обусловлено особыми законами физики. В данном случае это законы подобия, которые описывают соотношение между разностями давления и расходами.



Во-первых, подача насоса прямо пропорциональна частоте вращения. Это означает, что если насос будет работать с частотой вращения на 25% больше, подача увеличится на 25%.

Во-вторых, напор насоса будет меняться пропорционально квадрату изменения скорости вращения. Если частота вращения увеличивается на 25%, напор возрастает на 56%.

В-третьих, что особенно интересно, мощность пропорциональна кубу изменения скорости вращения. Это означает, что если требуемая частота вращения уменьшается на 50%, это равняется 87,5%-ному уменьшению потребляемой мощности.

Итак, законы подобия объясняют, почему использование приводов с переменной частотой вращения более целесообразно в тех областях применения, где требуются переменные значения расхода и давления. Grundfos предлагает ряд электродвигателей со встроенным частотным преобразователем, который регулирует частоту вращения для достижения именно этой цели.

Так же как подача, давление и мощность, потребная величина вращающего момента зависит от скорости вращения.



На рисунке показан центробежный насос в разрезе. Требования к вращающему моменту для такого типа нагрузки почти противоположны требованиям при «постоянной мощности». Для нагрузок при переменном вращающем моменте потребный вращающий момент при низкой частоте вращения — мал, а потребный вращающий момент при высокой частоте вращения — велик. В математическом выражении вращающий момент пропорционален квадрату скорости вращения, а мощность — кубу скорости вращения.



Это можно проиллюстрировать на примере характеристики вращающий момент/частота вращения, которую мы использовали ранее, когда рассказывали о вращающем моменте электродвигателя:

Когда электродвигатель набирает скорость от нуля до номинальной скорости, вращающий момент может значительно меняться. Величина вращающего момента, необходимая при определённой нагрузке, также изменяется с частотой вращения. Чтобы электродвигатель подходил для определённой нагрузки, необходимо чтобы величина вращающего момента электродвигателя всегда превышала вращающий момент, необходимый для данной нагрузки.



В примере, центробежный насос при номинальной нагрузке имеет вращающий момент, равный 70 Нм, что соответствует 22 кВт при номинальной частоте вращения 3000 мин-1. В данном случае насосу при пуске требуется 20% вращающего момента при номинальной нагрузке, т.е. приблизительно 14 Нм. После пуска вращающий момент немного падает, а затем, по мере того, как насос набирает скорость, увеличивается до величины полной нагрузки.

Очевидно, что нам необходим насос, который будет обеспечивать требуемые значения расход/напор (Q/H). Это значит, что нельзя допускать остановок электродвигателя, кроме того, электродвигатель должен постоянно ускоряться до тех пор, пока не достигнет номинальной скорости. Следовательно, необходимо, чтобы характеристика вращающего момента совпадала или превышала характеристику нагрузки на всём диапазоне от 0% до 100% скорости вращения. Любой «избыточный» момент, т.е. разница между кривой нагрузки и кривой электродвигателя, используется как ускорение вращения.


Соответствие электродвигателя нагрузке

Если нужно определить, отвечает ли вращающий момент определённого электродвигателя требованиям нагрузки, Вы можете сравнить характеристики скорости вращения/вращающего момента электродвигателя с характеристикой скорости вращения/ вращающего момента нагрузки. Вращающий момент, создаваемый электродвигателем, должен превышать потребный для нагрузки вращающий момент, включая периоды ускорения и полной скорости вращения.

Характеристика зависимости вращающего момента от скорости вращения стандартного электродвигателя и центробежного насоса.



Если мы посмотрим на характеристику , то увидим, что при ускорении электродвигателя его пуск производится при токе, соответствующем 550% тока полной нагрузки.



Когда двигатель приближается к своему номинальному значению скорости вращения, ток снижается. Как и следовало ожидать, во время начального периода пуска потери на электродвигателе высоки, поэтому этот период не должен быть продолжительным, чтобы не допустить перегрева.

Очень важно, чтобы максимальная скорость вращения достигалась как можно точнее. Это связано с потребляемой мощностью: например, увеличение скорости вращения на 1% по сравнению со стандартным максимумом приводит к 3%-ному увеличению потребляемой мощности.

Потребляемая мощность пропорциональна диаметру рабочего колеса насоса в четвертой степени.



Уменьшение диаметра рабочего колеса насоса на 10% приводит к уменьшению потребляемой мощности на (1- (0.9 * 0.9 * 0.9 * 0.9)) * 100 = 34%, что равно 66% номинальной мощности. Эта зависимость определяется исключительно на практике, так как зависит от типа насоса, конструкции рабочего колеса и от того, насколько вы уменьшаете диаметр рабочего колеса.


Время пуска электрдвигателя

Если нам необходимо подобрать типоразмер электродвигателя для определённой нагрузки, например для центробежных насосов, основная наша задача состоит в том, чтобы обеспечить соответствующий вращающий момент и мощность в номинальной рабочей точке, потому что пусковой момент для центробежных насосов довольно низкий. Время пуска достаточно ограниченно, так как вращающий момент довольно высокий.



Нередко для сложных систем защиты и контроля электродвигателей требуется некоторое время для их пуска, чтобы они могли замерить пусковой ток электродвигателя. Время пуска электродвигателя и насоса рассчитывается с помощью следующей формулы:



tпуск = время, необходимое электродвигателю насоса, чтобы достичь частоты вращения при полной нагрузке

n = частота вращения электродвигателя при полной нагрузке

Iобщ = инерция, которая требует ускорения, т.е. инерция вала электродвигателя, ротора, вала насоса и рабочих колёс.

Момент инерции для насосов и электродвигателей можно найти в соответствующих технических данных.



Мизб = избыточный момент, ускоряющий вращение. Избыточный момент равен вращающему моменту электродвигателя минус вращающий момент насоса при различных частотах вращения.

Мизб можно рассчитать по следующим формулам:







Как видно из приведённых вычислений, выполненных для данного примера с электродвигателем мощностью 4 кВт насоса CR, время пуска составляет 0,11 секунды.


Число пусков электродвигателя в час

Современные сложные системы управления электродвигателями могут контролировать число пусков в час каждого конкретного насоса и электродвигателя. Необходимость контроля этого параметра состоит в том, что каждый раз, когда осуществляется пуск электродвигателя с последующим ускорением, отмечается высокое потребление пускового тока. Пусковой ток нагревает электродвигатель. Если электродвигатель не остывает, продолжительная нагрузка от пускового тока значительно нагревает обмотки статора электродвигателя, что приводит к выходу из строя электродвигателя или сокращению срока службы изоляции.

Обычно за количество пусков, которое может выполнить электродвигатель в час, отвечает поставщик электродвигателя. Например, Grundfos указывает максимальное число пусков в час в технических данных на насос, так как максимальное количество пусков зависит от момента инерции насоса.


Мощность и КПД (eta) электродвигателя

Существует прямая связь между мощностью, потребляемой электродвигателем от сети, мощностью на валу электродвигателя и гидравлической мощностью, развиваемой насосом.

При производстве насосов используются следующие обозначения этих трёх различных типов мощности.



P1 (кВт) Входная электрическая мощность насосов — это мощность, которую электродвигатель насоса получает от источника электрического питания. Мощность P! равна мощности P2, разделённой на КПД электродвигателя.

P2 (кВт) Мощность на валу электродвигателя — это мощность, которую электродвигатель передает на вал насоса.

Р3 (кВт) Входная мощность насоса = P2, при условии, что соединительная муфта между валами насоса и электродвигателя не рассеивает энергию.

Р4 (кВт) Гидравлическая мощность насоса.

формула, правила расчета, виды и классификация электродвигателей

В электромеханике существует много приводов, которые работают с постоянными нагрузками без изменения скорости вращения. Их используют в промышленном и бытовом оборудовании как, например, вентиляторы, компрессоры и другие. Если номинальные характеристики неизвестны, то для расчетов используют формулу мощности электродвигателя. Вычисления параметров особенно актуальны для новых и малоизвестных приводов. Калькуляция выполняется с использованием специальных коэффициентов, а также на основе накопленного опыта работы с подобными механизмами. Данные необходимы для правильной эксплуатации электрических установок.

Электрические двигателя

Что такое электродвигатель?

Электрический двигатель представляет собой устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую. Работа большинства агрегатов зависит от взаимодействия магнитного поля с обмоткой ротора, которая выражается в его вращении. Функционируют они от источников питания постоянного или переменного тока. В качестве питающего элемента может выступать аккумулятор, инвертор или розетка электросети. В некоторых случаях двигатель работает в обратном порядке, то есть преобразует механическую энергию в электрическую. Такие установки находят широкое применение на электростанциях, работающие от потока воздуха или воды.

Электродвигатели переменного тока

Электродвигатели классифицируют по типу источника питания, внутренней конструкции, применению и мощности. Также приводы переменного тока могут иметь специальные щетки. Они функционируют от однофазного, двухфазного или трехфазного напряжения, имеют воздушное или жидкостное охлаждение. Формула мощности электродвигателя переменного тока

P = U х I,

где P — мощность, U — напряжение, I — сила тока.

Приводы общего назначения со своими размерами и характеристиками находят применение в промышленности. Самые большие двигатели мощностью более 100 Мегаватт используют на силовых установках кораблей, компрессорных и насосных станций. Меньшего размера используют в бытовых приборах, как пылесос или вентилятор.

Конструкция электрического двигателя

Привод включает в себя:

  • Ротор.
  • Статор.
  • Подшипники.
  • Воздушный зазор.
  • Обмотку.
  • Коммутатор.

Ротор — единственная подвижная деталь привода, которая вращается вокруг своей оси. Ток, проходя через проводники, образует индукционное возмущение в обмотке. Формируемое магнитное поле взаимодействует с постоянными магнитами статора, что приводит в движение вал. Их рассчитывают по формуле мощности электродвигателя по току, для которой берется КПД и коэффициент мощности, в том числе все динамические характеристики вала.

Ротор двигателя

Подшипники расположены на валу ротора и способствуют его вращению вокруг своей оси. Внешней частью они крепятся к корпусу двигателя. Вал проходит через них и выходит наружу. Поскольку нагрузка выходит за пределы рабочей зоны подшипников, ее называют нависающей.

Статор является неподвижным элементом электромагнитной цепи двигателя. Может включать в себя обмотку или постоянные магниты. Сердечник статора выполнен из тонких металлических пластин, которые называют пакетом якоря. Он призван снижать потери энергии, что часто происходит с твердыми стержнями.

Ротор и статор двигателя

Воздушный зазор — расстояние между ротором и статором. Эффективным является небольшой промежуток, так как он влияет на низкий коэффициент работы электродвигателя. Ток намагничивания растет с увеличением размера зазора. Поэтому его всегда стараются делать минимальным, но до разумных пределов. Слишком маленькое расстояние приводит к трению и ослаблению фиксирующих элементов.

Обмотка состоит из медной проволоки, собранной в одну катушку. Обычно укладывается вокруг мягкого намагниченного сердечника, состоящего из нескольких слоев металла. Возмущение индукционного поля происходит в момент прохождения тока через провода обмотки. В этот момент установка переходит в режим конфигурации с явными и неявными полюсами. В первом случае магнитное поле установки создает обмотка вокруг полюсного наконечника. Во втором случае, в распределенном поле рассредотачивается слотов полюсного наконечника ротора. Двигатель с экранированными полюсами имеет обмотку, которое сдерживает магнитное возмущение.

Коммутатор используют для переключения входного напряжения. Состоит из контактных колец, расположенных на валу и изолированных друг от друга. Ток якоря подается на щетки контактов ротационного коммутатора, который приводит к изменению полярности и заставляет вращаться ротор от полюса к полюсу. При отсутствии напряжения мотор прекращает крутиться. Современные установки оборудованы дополнительными электронным средствами, которые контролируют процесс вращения.

Коммутатор двигателя

Принцип действия

По закону Архимеда ток в проводнике создает магнитное поле, в котором действует сила F1. Если из этого проводника изготовить металлическую рамку и поместить ее в поле под углом 90°, то края будут испытывать силы, направленные в противоположную сторону относительно друг друга. Они создают крутящий момент относительно оси, который начинает ее вращать. Витки якоря обеспечивают постоянное кручение. Поле создается электрическими или постоянными магнитами. Первый вариант выполнен в виде обмотки катушки на стальном сердечнике. Таким образом, ток рамки генерирует индукционное поле в обмотке электромагнита, которое порождает электродвижущую силу.

Работа электродвигателя

Рассмотрим более подробно работу асинхронных двигателей на примере установок с фазным ротором. Такие машины работают от переменного тока с частотой вращения якоря, не равной пульсации магнитного поля. Поэтому их еще называют индукционными. Ротор приводится в движение за счет взаимодействия электрического тока в катушках с магнитным полем.

Когда во вспомогательной обмотке отсутствует напряжение, устройство находится в состоянии покоя. Как только на контактах статора появляется электрический ток, образуется постоянное в пространстве магнитное поле с пульсацией +Ф и -Ф. Его можно представить в виде следующей формулы:

nпр = nобр = f1 × 60 ÷ p = n1

где:

nпр — количество оборотов, которое совершает магнитное поле в прямом направлении, об/мин;

nобр — число оборотов поля в обратном направлении, об/мин;

f1 — частота пульсации электрического тока, Гц;

p — количество полюсов;

n1 — общее число оборотов в минуту.

Испытывая пульсации магнитного поля, ротор получает начальное движение. По причине неоднородности воздействия потока, он будет развиваться крутящий момент. По закону индукции, в короткозамкнутой обмотке образуется электродвижущая сила, которая генерирует ток. Его частота пропорциональна скольжению ротора. Благодаря взаимодействию электрического тока с магнитным полем создается крутящий момент вала.

Для расчетов производительности существуют три формулы мощности асинхронного электродвигателя. По сдвигу фаз используют

S = P ÷ cos (alpha), где:

S — полная мощность, измеряемая в Вольт-Амперах.

P — активная мощность, указываемая в Ваттах.

alpha — сдвиг фаз.

Под полной мощностью понимаются реальный показатель, а под активной — расчетный.

Виды электродвигателей

По источнику питания приводы разделяют на работающие от:

  • Постоянного тока.
  • Переменного тока.

По принципу работы их, в свою очередь, делят на:

  • Коллекторные.
  • Вентильные.
  • Асинхронные.
  • Синхронные.

Вентильные двигатели не относят к отдельному классу, так как их устройство является вариацией коллекторного привода. В их конструкцию входит электронный преобразователь и датчик положения ротора. Обычно их интегрируют вместе с платой управления. За их счет происходит согласованная коммутация якоря.

Синхронные и асинхронные двигатели работают исключительно от переменного тока. Управление оборотами происходит с помощью сложной электроники. Асинхронные делятся на:

  • Трехфазные.
  • Двухфазные.
  • Однофазные.

Теоретическая формула мощности трехфазного электродвигателя при соединении в звезду или треугольником

P = 3 * Uф * Iф * cos(alpha).

Однако для линейных значений напряжения и тока она выглядит как

P = 1,73 × Uф × Iф × cos(alpha).

Это будет реальный показатель, сколько мощности двигатель забирает из сети.

Синхронные подразделяются на:

  • Шаговые.
  • Гибридные.
  • Индукторные.
  • Гистерезисные.
  • Реактивные.

В своей конструкции шаговые двигатели имеют постоянные магниты, поэтому их не относят к отдельной категории. Управление работой механизмов производится с помощью частотных преобразователей. Существуют также универсальные двигатели, которые функционируют от постоянного и переменного тока.

Общие характеристики двигателей

Все моторы имеют общие параметры, которые используются в формуле определения мощности электродвигателя. На их основе можно рассчитать свойства машины. В разной литературе они могут называться по-разному, но означают они одно и то же. В список таких параметров входит:

  • Крутящий момент.
  • Мощность двигателя.
  • Коэффициент полезного действия.
  • Номинальное количество оборотов.
  • Момент инерции ротора.
  • Расчетное напряжение.
  • Электрическая константа времени.

Вышеуказанные параметры необходимы, прежде всего, для определения эффективности электрических установок, работающих за счет механической силы двигателей. Расчетные величины дают лишь приблизительное представление о реальных характеристиках изделия. Однако эти показатели часто используют в формуле мощность электродвигателя. Именно она определяет результативность машин.

Вращательный момент

Этот термин имеет несколько синонимов: момент силы, момент двигателя, Вращательный момент, вертящий момент. Все они используются для обозначения одного показателя, хотя с точки зрения физики эти понятия не всегда тождественны.

Крутящий момент

В целях унификации терминологии были разработаны стандарты, которые приводят все к единой системе. Поэтому в технической документации всегда используются словосочетание «крутящий момент». Он представляет собой векторную физическую величину, которая равна произведению векторных значений силы и радиуса. Вектор радиуса проводится от оси вращения к точке приложенной силы. С точки зрения физики разница между крутящим и вращательным моментом заключается в точке прикладывания силы. В первом случае это внутреннее усилие, во втором — внешнее. Измеряется величина в ньютон-метрах. Однако в формуле мощности электродвигателя крутящий момент используется как основное значение.

Рассчитывается он как

M = F × r, где:

M — крутящий момент, Нм;

F — прикладываемая сила, H;

r — радиус, м.

Для расчета номинального вращающего момента привода используют формулу

Мном = 30Рном ÷ pi × нном, где:

Рном — номинальная мощность электрического двигателя, Вт;

нном — номинальное число оборотов, мин-1.

Соответственно, формула номинальной мощности электродвигателя бедует выглядеть следующим образом:

Рном = Мном * pi*нном / 30.

Обычно все характеристики указаны в спецификации. Но бывает, что приходится работать с совершенно новыми установками, информацию о которых найти очень сложно. Для расчета технических параметров таких устройств берут данные их аналогов. Также всегда известны только номинальные характеристики, которые даются в спецификации. Реальные данные необходимо рассчитывать самостоятельно.

Мощность двигателя

В общем смысле данный параметр представляет собой скалярную физическую величину, которая выражена в скорости потребления или преобразования энергии системы. Он показывает, какую работу механизм выполнит за определенную единицу времени. В электротехнике характеристика отображает полезную механическую мощность на центральном вале. Для обозначения показателя используют литеру P или W. Основной единицей измерения является Ватт. Общая формула расчета мощности электродвигателя может быть представлена как:

P = dA ÷ dt, где:

A — механическая (полезная) работа (энергия), Дж;

t — затраченное время, сек.

Механическая работа также является скалярной физической величиной, выражаемой действием силы на объект, и зависящей от направления и перемещения этого объекта. Она представляет собой произведение вектора силы на путь:

dA = F × ds, где:

s — пройденное расстояние, м.

Она выражает дистанцию, которую преодолеет точка приложенной силы. Для вращательных движений она выражается как:

ds = r × d(teta), где:

teta — угол оборота, рад.

Таким образом можно вычислить угловую частоту вращения ротора:

omega = d(teta) ÷ dt.

Из нее следует формула мощности электродвигателя на валу: P = M × omega.

Коэффициент полезного действия электромотора

КПД — это характеристика, которая отражает эффективность работы системы при преобразовании энергии в механическую. Выражается отношением полезной энергии к потраченной. По единой системе единиц измерений он обозначается как «eta» и является безразмерным значением, исчисляемым в процентах. Формула КПД электродвигателя через мощность:

eta = P2 ÷ P1, где:

P1 — электрическая (подаваемая) мощность, Вт;

P2 — полезная (механическая) мощность, Вт;

Также он может быть выражен как:

eta = A ÷ Q × 100 %, где:

A — полезная работа, Дж;

Q — затраченная энергия, Дж.

Чаще коэффициент вычисляют по формуле потребляемой мощности электродвигателя, так как эти показатели всегда легче измерить.

Снижение эффективности работы электродвигателя происходит по причине:

  • Электрических потерь. Это происходит в результате нагрева проводников от прохождения по ним тока.
  • Магнитных потерь. Вследствие излишнего намагничивания сердечника появляется гистерезис и вихревые токи, что важно учитывать в формуле мощности электродвигателя.
  • Механических потерь. Они связаны с трением и вентиляцией.
  • Дополнительных потерь. Они появляются из-за гармоник магнитного поля, так как статор и ротор имеют зубчатую форму. Также в обмотке присутствуют высшие гармоники магнитодвижущей силы.

Следует отметить, что КПД является одним из самых важных компонентов формулы расчета мощности электродвигателя, так как позволяет получить цифры, наиболее приближенные к действительности. В среднем этот показатель варьирует от 10% до 99%. Она зависит от конструктивного устройства механизма.

Номинальное количество оборотов

Еще одним ключевым показателем электромеханических характеристик двигателя является частота вращения вала. Он выражается в числе оборотов в минуту. Часто его используют в формуле мощности электродвигателя насоса, чтобы узнать его производительность. Но необходимо помнить, что показатель всегда разный для холостого хода и работы под нагрузкой. Показатель представляет физическую величину, равной количеству полных оборотов за некий промежуток времени.

Расчетная формула частоты оборотов:

n = 30 × omega ÷ pi, где:

n — частота вращения двигателя, об/мин.

Для того, чтобы найти мощность электродвигателя по формуле оборотистости вала, необходимо привести ее к расчету угловой скорости. Поэтому P = M × omega будет выглядеть следующим образом:

P = M × (2pi × n ÷ 60) = M × (n ÷ 9,55), где

t = 60 секунд.

Момент инерции

Этот показатель представляет собой скалярную физическую величину, которая отражает меру инертности вращательного движения вокруг собственной оси. При этом масса тела является величиной его инертности при поступательном движении. Основная характеристика параметра выражена распределением масс тела, которая равна сумме произведений квадрата расстояния от оси до базовой точки на массы объекта.В Международной системе единиц измерения он обозначается как кг·м2 и имеет рассчитывается по формуле:

J = ∑ r2 × dm, где

J — момент инерции, кг·м2 ;

m — масса объекта, кг.

Моменты инерции и силы связаны между собой соотношением:

M — J × epsilon, где

epsilon — угловое ускорение, с-2.

Показатель рассчитывается как:

epsilon = d(omega) × dt.

Таким образом, зная массу и радиус ротора, можно рассчитать параметры производительности механизмов. Формула мощности электродвигателя включает в себя все эти характеристики.

Расчетное напряжение

Его еще называют номинальным. Оно представляет собой базовое напряжение, представленное стандартным набором вольтажа, которые определяется степенью изоляции электрического оборудования и сети. В действительности оно может отличаться в разных точках оборудования, но не должно превышать предельно допустимых норм рабочих режим, рассчитанных на продолжительное функционирование механизмов.

Для обычных установок под номинальным напряжением понимают расчетные величины, для которых они предусмотрены разработчиком в нормальном режиме работы. Перечень стандартного вольтажа сети предусмотрен в ГОСТ. Эти параметры всегда описаны в технических характеристиках механизмов. Для расчета производительности используют формулу мощности электродвигателя по току:

P = U × I.

Электрическая константа времени

Представляет собой время, необходимое для достижения уровня тока до 63 % после подачи напряжения на обмотки привода. Параметр обусловлен переходными процессами электромеханических характеристик, так как они быстротечны ввиду большого активного сопротивления. Общая формула расчета постоянной времени:

te = L ÷ R.

Однако электромеханическая константа времени tm всегда больше электромагнитной te. Первый параметр получается из уравнения динамических характеристики двигателя при сохранении условии, когда ротор разгоняется с нулевой скоростью до максимальных оборотов холостого хода. В этом случае уравнение принимает вид

M = Mст + J × (d(omega) ÷ dt), где

Mст = 0.

Отсюда получаем формулу:

M = J × (d(omega) ÷ dt).

По факту электромеханическую константу времени рассчитывают по пусковому момент — Mп. Механизм, работающий в идеальных условиях, с прямолинейными характеристиками будем иметь формулу:

M = Mп × (1 — omega ÷ omega0), где

omega0 — скорость на холостом ходу.

Такие расчеты используют в формуле мощности электродвигателя насоса, когда ход поршня напрямую зависит от оборотистости вала.

Основные формулы расчета мощности двигателей

Для вычисления реальных характеристик механизмов всегда нужно учитывать много параметров. в первую очередь нужно знать, какой ток подается на обмотки электродвигателя: постоянный или переменный. Принцип их работы отличается, следовательно, отличаются метод вычислений. Если упрощенный вид расчета мощности привода выглядит как:

Pэл = U × I, где

I — сила тока, А;

U — напряжение, В;

Pэл — подведенная электрическая мощность. Вт.

В формуле мощности электродвигателя переменного тока необходимо также учитывать сдвиг фаз (alpha). Соответственно, расчеты для асинхронного привода выглядят как:

Pэл = U × I × cos(alpha).

Кроме активной (подведенной) мощности существует также:

  • S — реактивная, ВА. S = P ÷ cos(alpha).
  • Q — полная, ВА. Q = I × U × sin(alpha).

В расчетах также необходимо учитывать тепловые и индукционные потери, а также трение. Поэтому упрощенная модель формулы для электродвигателя постоянного тока выглядит как:

Pэл = Pмех + Ртеп +Ринд + Ртр, где

Рмех — полезная вырабатываемая мощность, Вт;

Ртеп — потери на образование тепла, ВТ;

Ринд — затраты на заряд в индукционной катушке, Вт;

Рт — потери в результате трения, Вт.

Заключение

Электродвигатели находят применение практически во всех областях жизни человека: в быту, в производстве. Для правильного использования привода необходимо знать не только его номинальные характеристики, но и реальные. Это позволит повысить его эффективность и снизить затраты.

Расчет мощности и вращающего момента на валу двигателя

Для расчета мощности, кВт, и вращающего момента, Н·м, на валу двигателя следует пользоваться формулами:

вращательное движение
;
;

подъем груза

;

привод вентилятора

,

где κ — коэффициент, учитывающий действие противовеса;
v — скорость подъема груза, м/с;
Q — расход воздуха, м³/с;
р — давление на выходе вентилятора, Па;
g — ускорение свободного падения, м/с²;
η — КПД вентилятора, подъемника;
m — масса, кг;
n — частота вращения об/мин.

Полученные значения следует увеличить до ближайшего каталожного значения.

Двигатели эксплуатируются в самых разнообразных режимах.
Учет режима работы имеет большое значение при подборе двигателя. Мощности двигателей, указанные в каталогах, приведены для режима S1 и нормальных условий работы, кроме двигателей с повышенным скольжением.

Если двигатель работает в режиме S2 или , он нагревается меньше, чем в режиме S1, и поэтому он допускает большую мощность на валу. При работе в режиме S2 допустимая мощность может быть повышена на 50 % при длительности нагружения 10 мин, на 25 % — при длительности нагружения 30 мин, на 10% — при длительности нагружения 90 мин. Для режима рекомендуются двигатели с повышенным скольжением.

Подробнее, о номинальных данных электрических машин, здесь.

Источник: Кравчик А.Э. и др. Выбор и применение асинхронных двигателей.

Помощь студентам

Крутящий момент и зависимость крутящего момента

Как рассчитать крутящий момент, зная обороты и мощность двигателя?

Крутящий момент напрямую зависит от мощности и числа оборотов двигателя в минуту. Имеется общепринятая формула расчета крутящего момента, выражаемого в Ньютон-метрах ( русское обозначение Н·м, международное N·m ) 

 

M = P х 9550 / N

 

Где P — это мощность двигателя в киловаттах (кВт)

N — обороты вала в минуту

 

 

Как рассчитать мощность двигателя, зная крутящий момент и обороты?

Для такого расчета существует формула:

 

P = M х N / 9550

 

Где M — это крутящий момент двигателя

N — это обороты двигателя

 

Для скорости и простоты расчета воспользуйтесь удобным калькулятором крутящего момента. Впишите в ячейки калькулятора имеющиеся значения и калькулятор автоматически проставит результаты расчета.

 

Калькулятор крутящего момента

Вращающий момент электродвигателя — Знаешь как

Вращающий момент электродвигателяВ двигателях постоянного тока вращающий момент определяется выражением М ≡ ФIя, т.е. он пропорционален потоку и току якоря. В асинхронном двигателе момент создается вращающимся потоком Ф и током ротора I2. Он может быть выражен

М ≡ ФI2 cos Ψ2.

Следовательно, момент пропорционален потоку и активной слагающей тока ротора I2 cos Ψ2, так как только активная слагающая тока определяет мощность, а значит и момент.

На рис. 10-20 представлена схема включения короткозамкнутого двигателя. Если пустить двигатель, включив рубильник 1, то в первый момент пуска, когда п2 = 0, a = 1, наведенная в роторе э. д. с. Е2 и пусковой ток I2п максимальны. Однако, пусковой момент Мп не будет максимальным, а в 2—2,5 раза меньше максимального. Векторная диаграмма для цепи ротора (рис. 10-21), построенная подобно изображенной на рис. 9-9, показывает причину этого.

Рис 10-20. Схема включения короткозамкнутого асинхронного двигателя.

Обычно в роторе х2 во много раз больше r2 и угол Ψ2, на который ток I2п отстает от э. д. с. Е2 велик. Поэтому активная слагающая тока I2п cos Ψ2, а значит и пусковой момент Мп малы. В современных асинхронных двигателях Мп/Мп = 1 — 1,5, хотя I2пIн≈ 4,5—6,5.

Это же явление по другому объясняется на рис. 10-19 и 10-22.

Векторная диаграмма в цепи ротора

Рис. 10-21. Векторная диаграмма в цепи ротора. 

При описании принципа работы двигателя (рис. 10-19) было предположено, что ток I2 совпадает по фазе с э. д. с. Е2, т. е. что он активный (Ψ2 = 0). На рис. 10-22 представлен момент пуска, когда направление э. д. с. в проводах ротора соответствует обозначенному на рис. 10-19, а ток показан отстающим от э. д. с. на угол Ψ2. Тогда шесть проводов ротора (три под полюсом и три под полюсом S) создают усилия, действующие в направлении вращения потока, а два провода вызывают противодействующие усилия. В результате этого вращающий момент будет тем меньше, чем больше сдвиг фаз между током Iи э. д. с. E2.

Ток в роторе двигателя в момент пуска

Рис. 10-22. Ток в роторе двигателя в момент пуска.

По мере увеличения скорости вращения ротора реактивное сопротивление обмотки ротора x2s = x2уменьшается, а вместе с этим уменьшается угол Ψ2, так как сопротивление r2 ≈ const. Наступает такое положение (рис 10-21), когда при некотором скольжении sм ≈ 0,1—0,15 реактивное сопротивление x2становится равным активному r2, угол Ψ — 45° и э. д. с. E2s уравновешивает два равных падения напряжения I2r2 и I2x2s это время активная слагающая тока I2 cos Ψ2 и вращающий момент Мм становятся максимальными, несмотря на некоторое уменьшение тока I2.

Обычно Мм/Мм = 1,8—2,5 и называется способностью к перегрузкe.

При дальнейшем разгоне ротора x2s становится значительно меньшим, чем r2, им можно пренебречь и считать ток ротора активным (I2 ≈ I2 cos Ψ2). Так как E2s = E2тоже продолжает уменьшаться, то вместе с током I2 уменьшается и вращающий момент.

Максимальная скоростьn вращения будет при холостом ходе двигателя и тогда n2  n, a s ≈ 0. Зависимость вращающего момента от скольжения М = f (s) представлена на рис. 10-23.

Зависимость вращающего момента двигателя от скольжения

Рис. 10-23. Зависимость вращающего момента двигателя от скольжения.

Нормальная работа двигателя возможна только на участке кривой при скольжениях от нуля до sм, так как в этом случае при увеличении тормозного момента и значит s вращающий момент возрастает. На участке от s = sм до s = 1 работа двигателя неустойчива. Номинальный момент Мн соответствует обычно номинальному скольжению sн = 1—6%.

Поток Ф пропорционален напряжению U1, подводимому к трансформатору. Сказанное остается в силе и для асинхронного двигателя. Так как М ≡ ФI2 cos Ψ2, то можно написать, что

I2 cos Ψ2 ≡ E2s  Ф  U1

Отсюда можно сделать очень важный для асинхронных двигателей вывод

M ≡ U1U1 ≡U21

т. е. вращающий момент пропорционален квадрату подведенного к статору напряжения. Таким образом, падение напряжения в сети, например до 0,9 U, вызовет уменьшение момента до 0,9 • 0,9 Мн 0,81 Мни нагруженный двигатель может остановиться. Указанным обстоятельством и объясняется, частично, нормирование падения напряжения в распределительных сетях, питающих асинхронные двигатели.

Механическая характеристика двигателя

В практике потребителя часто интересует механическая характеристика двигателя

п2 = f (М) при U1 = const и f1 = const. Для удобства пользования по осям откладывают (n2/n1)100% и (М/Мн)100%.

Рис. 10-24. Механическая характеристика двигателя.

Эта характеристика получается простым перестроением рис, 10-23 и показана на рис. 10-24, где рабочая часть обозначена сплошной линией. Кривая 1 для двигателей нормального исполнения показывает, что асинхронный двигатель обладает жесткой характеристикой скорости, подобно двигателю постоянного тока параллельного возбуждения. Асинхронный двигатель с фазным ротором для регулирования скорости вращения, например для крановых и подъемных устройств, имеет более мягкую характеристику (кривая 2).

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Трехфазный ток I1протекая в трехфазной обмотке статора, создает н. F1, вращающуюся со скоростью п1= (f1•60)/p (рис. 10-4, 10-5). Трехфазный ток ротора I2 создает в трехфазной обмотке ротора н. с. F2вращающуюся вокруг ротора со скоростью п3 = (f1•60)/p . Сам ротор вращается в сто-

рону н. с. со скоростью n2. Тогда скорость вращения н. с F2 относительно статора равна:

п2 + п3 п2 +(f• 60)/p = n2 + (f1• 60)/p = n2 + n1s = n2 + n1((n1 — n2)/n1) = n1

Таким образом, обе н. с. Fи F2 вращаются с одной скоростью n1, друг относительно друга неподвижны и создают сообща вращающийся магнитный поток Ф. Следовательно, все приведенное на рис. 9-8 и 9-9 справедливо и для асинхронного двигателя.

Следует отметить, что благодаря воздушному зазору между ротором и статором ток холостого хода (рис. 9-7) двигателя очень велик (20—40)% I. Поэтому для улучшения cos φ1 сети двигатель необходимо нагружать полностью.

 

Статья на тему Вращающий момент электродвигателя

Что такое крутящий момент электродвигателя

Одним из важных параметров электродвигателя, который так же важен при его выборе, является крутящий момент. Эта величина определяется произведением приложенной к плечу рычага силы и зависит исключительно от степени нагрузки. Если в двигателях внутреннего сгорания данную нагрузку задаётся коленчатым валом, то асинхронные электродвигатели получают величину крутящего момента от токов возбуждения. При этом величина этого момента будет зависеть от скорости вращающегося в магнитном поле статора устройства, называемого ротор. В зависимости от периода и способа определения, крутящий момент разделяют на:

  • статический (пусковой) – минимальный момент холостого хода;
  • промежуточный – развивает значение при работе двигателя от 0 величины оборотов до максимального значения в номинальной величине напряжения;
  • максимальный – развивающийся при эксплуатации двигателя;
  • номинальный – соответствует номинальным значениям мощности и оборотов.


Для вычисления величины крутящего момента, определяющегося в «кгм» (килограмм на метр) или «Нм» (ньютон на метр), многие электротехнические пособия предлагают специальные формулы, учитывающие кроме основного действия вращающегося магнитного поля ряд всевозможных факторов, например:

  • напряжения сети;
  • величину индуктивного и активного сопротивления;
  • зависимость от увеличения скольжения.

Но, рост скольжения не всегда приносит высокий момент. Зачастую, при достижении критических значений, наблюдается его резкое снижение. Такое явление обозначается как опрокидывающий момент. Одним из устройств, стабилизирующих скорость вращения ротора, а значит и величину момента кручения является частотный преобразователь, применение которого сейчас очень распространено во всех сферах, где от контроля работы двигателя зависит и успешность выполнения множественных производственных задач.

Выбираем электродвигатель по крутящему моменту

Для выбора, требуемого к выполнению тех или иных задач электродвигателя, берут в учёт практически все его характеристики, начиная от показателей мощности и заканчивая массогабаритными параметрами. Каждый из элементов по-своему важен в решении нюансов. Не меньшее значение припадает и на крутящий момент. Благодаря тому, что момент кручения напрямую связан с оборотами в соотношении: чем больше сами обороты, тем меньше будет момент, выбор электродвигателя будет исходить из следующих нюансов:

  • из скоростных требований. В этом случае, более полезным будет выбор двигателя по малому моменту для работающих со слабыми усилиями и на большой скорости, и со средними либо высокими показателями моментов пуска для работающих в усиленных режимах. На малых скоростях;
  • по пусковым напряжениям. Здесь учитывается первичное усилие, например, для управления лифтом следует подбирать двигатели высокого пускового момента, способного поднимать большие грузы со старта. Хотя, многие статьи про электродвигатели рекомендуют так же применять устройства плавного пуска, умеющие обезопасить от нежелательных перегрузов.

Стоит помнить, что выбор осуществляется не по одному из показателей, даже при ориентировании относительно крутящего момента, ведь каждый из показателей ориентируется по рабочей предрасположенности электротехнического приводного устройства и его рабочих нагрузок в статистических и динамических эксплуатационных условиях, задаваемых самим предприятием.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Выбор электродвигателя

Электродвигатель главная движущая сила электропривода. О том, какой электродвигатель выбрать для прямоходных механизмов рассказывается в этой статье

Вид электромеханизма Тип двигателя в комплектации
ATL 10, BSA 10

АС 1-фазный, АС 3-х фазный, DS 24/12 B

с тормозом и без

ATL 20-25-30-40

BSA 20-25-30-40

АС 1-фазный, АС 3-х фазный, DS 24/12 B

с тормозом и без

ATL 50-63-80

BSA 50-63-80

АС 3-х фазный

с тормозом и без

UAL 0 UBA 0 DS 24 B 12 B с тормозом и без

UAL 1-2-3-4

UBA 1-2-3-4

АС 1-фазный, АС 3-х фазный, DS 24/12 B

с тормозом и без

Основные технических характеристики

Перед выбором электродвигателя важно понимать следующие физические характеристики:

Номинальная мощность — механическая мощность, измеряемая на валу, выражается в единицах измерения Ватт или КилоВатт. Однако в некоторой продукции мощность исчисляют лошадинными силами. 
Номинальное напряжение — напряжение, которое должно подаваться на клеммы электродвигателя, в соответсвии со спецификациями.

Статический крутящий момент (пусковой крутящий момент) — минимальный крутящий момент, который двигатель может обеспечить, с ротором при холостом ходе и при номинальной подаче напряжения частоты.

Промежуточный крутящий момент — минимальное значение крутящего момента, который развивается от питания двигателя с номинальным напряжением и частотой, от 0 об/мин до скорости, соответствующей максимальному крутящему моменту.

Максимальный крутящий момент — максимальный момент, который двигатель может развить во время эксплуатации с номинальной подачей напряжения и частоты.

Номинальный крутящий момент — крутящий момент соответствует номинальной мощности и номинальному количеству оборотов.

Номинальный крутящий момент рассчитывается по формуле:

Pn — номинальная мощность, кВт

n- номинальное количество оборотов, об/мин

Синхронная частота вращения, вычисляется по след. формуле:

f — подача частоты, Гц
р — количество пар полюсов

Диаграмма крутящих моментов

Условия эксплуатации

Влажность — электрооборудование должно эксплуатироваться при относительной влажности от 30% до 90% (без конденсации)

Необходимо исключить негативные последствия от случайного конденсата с помощью защищенного корпуса электрооборудования или, если необходимо, посредством дополнительных мер (например, встроенного нагревательного оборудования или системы кондицинирования, дренажных отверстий).

Высота и температура указаные в каталоге мощности предназначены для регулярного использования на высоте ниже 1000 м. над уровнем моря и при комнатной температуре от +5 оС до +40оС для двигателей с номинальной мощностью ниже 0,6 кВт, или при температуре от -15 оС до 40 оС для двигателей с номинальной мощностью, равной или превышающей 0,6 кВт. При других условиях эксплуатации (большей высоте и или температуре) значения изменяются в соответсвии с коэффициентом, указанным на графике.

Двигатели трехфазные или однофазные имеют направление движения по часовой стрелке. Против часовой — по запросу.

Напряжение — Частота: максимальное изменение подачи напряжения +/-10%. С этим допуском двигатели подают номинальную мощность. При долгосрочной эксплуатации с данными ограничениями возможно повышение температуры на 10 градусов С. Стандартная обмотка рассчитана на напряжение 230/400В и частоту 50 Гц. По запросу возможны другие значения напряжения частоты.
Частота вращения — крутящий момент: за исключением исполнения с четырьмя полюсами, двигатели имеют стандартное исполнение. Не рекомендуется использовать крутящие моменты выше номинального.

Обмотка статора выполняется из эмалированного медного провода (класс Н, 200 градусов), с измененными полиамидоэфирами полиамидами.
Класс изоляции F имеет пропитку полимерами, что обеспечивает высокую степень защиты от электростатического напряжения и механических нагрузок. Обмотка плотная, без воздушных мешков и с высокой степенью теплопередачи. Другие материалы из которых делается массовое производство обмоток имеют класс изоляции В, но по запросу мы ставим класс Н.

Двигатели тропического и морского исполнения: высокая степень защиты, которая используется для моторов, эксплуатирующихся в условиях тропического климата с высокой степенью влажности и неблагоприятных условиях эксплуатации обмотка покрывается слоем высококачественого глицерофталика, который имеет превосходные защитные характеристики.

Марка Фото Тип Напряжение и частота Диапазон габаритов и мощностей Примечания
М   Асинхронные трехфазные электродвигатели общепромышленного исполенения 

В/Гц: 230/400/50 +/- 10%В

В/Гц: 266/460/60 +/- 10%В

Об/мин.: 3000/1500/1000/750

Габарит, мм: 50-160

Мощность, кВт: 0,02-18,7

Размеры 71-160 адаптированы для использования

с регулятором частоты. Вентилятор на валу, класс защиты IP 55F

DP   Асинхронные трехфазные многоскоростные электродвигатели

В/Гц: 400/50 +/- 10%В

Об./мин.: 3000/1500, 1500/1000, 1500/750,

3000/1000, 3000/750, 1000/750, 3000/750

Габарит, мм: 63-160

Мощность, кВт: 0,06-18,7

Вентилятор на валу электродвигателя, класс защиты IP55F
MQ    Асинхронные трехфазные электродвигатели с квадратным кожухом

В/Гц: 230/400/50 +/- 10%В

В/Гц: 266/460/60 +/- 10%В

Об./мин.:1500

Габарит, мм: 63-90

Мощность, кВт: 0,18-1,5

Размеры 80-90 адаптированны для использования с регулятором частоты.

Вентилятор на валу, класс защиты IP55F

MM    Асинхронные однофазные электродвигатели с встроенным конденсатором

 В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об/мин.: 3000/1500/1000

Габарит, мм: 50-100

Мощность, кВт: 0,045 — 2,2

Вентилятор на валу. Класс защиты IP55F. Поставка с встроенным

или пристыкованным конденсатором.

MDC

MDV

 

 Асинхронные однофазные электродвигатели с центробежным выключателем

с реле выключения подачи напряжения

 В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об./мин.:3000/1500/1000

Габарит, мм: 63-100

Мощность, кВт: 0,187 — 2,2

Принудительная вентиляция. Класс защиты IP55F. Поставка с встроенным или

пристыкованным конденсатором. Центробежный выключатель. Встроенное реле подачи/отключения напряжения

MDE   Асинхронные однофазные электродвигатели с встроенным электронным реле

 В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об/мин: 3000/1500/1000

Габарит, мм: 63-100

Мощность, кВт: 0,187 — 2,2

Вентилятор на валу. Класс защиты IP55F. Поставка с встроенным или пристыкованным конденсатором. 

Снабжены электронным пусковым реле.

 МА   Асинхронные трехфазные электродвигатели с тормозом

В/Гц: 230/400/50 +/- 10%В

В/Гц: 266/460/60 +/- 10%В

Об/мин.: 3000/1500/1000/750

Габарит, мм: 55-160

Мощность, кВт: 0,02 — 18,7

Вентилятор на валу. Класс защиты IP55F. Класс защиты тормоза IP44, по запросу IP55. Возможна

поставка с двойным тормозом и с ручным растормаживанием.

 MADP   Асинхронные трехфазные многоскоростные электродвигатели с тормозом

В/Гц: 400/50 +/- 10%В

Об./мин.: 3000/1500, 1500/1000, 1500/750,

3000/1000, 3000/750, 1000/750, 3000/500

Габарит, мм: 63-160

Мощность, кВт: 0,06 — 18,7

Вентилятор на валу. Класс защиты IP55F. Класс защиты тормоза IP44, по запросу IP55. Возможна

поставка с двойным тормозом и с ручным растормаживанием.

 MMA   Асинхронные однофазные электродвигатели с тормозом

 В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об/мин.: 3000/1500/1000

Габарит, мм: 50-100

Мощность, кВт: 0,09 — 2,2

Вентилятор на валу. Класс защиты IP55F. Класс защиты тормоза IP44, по запросу IP55. Возможна

поставка с двойным тормозом и с ручным растормаживанием.

MADV

MADC

 

Асинхронные однофазные электродвигатели с центробежным выключателем

с реле выключения подачи напряжения с тормозом

В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об/мин.: 3000/1500/1000

Габарит, мм: 63-100

Мощность, кВт: 0,187 — 2,2

Вентилятор на валу. Класс защиты IP55F. Класс защиты тормоза IP44, по запросу IP55. Возможна

поставка с двойным тормозом и с ручным растормаживанием.

MADE

 

Ассинхронные однофазные электродвигатели с встроенным электронным реле

с тормозом

В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об/мин.: 3000/1500/1000

Габарит, мм: 63-122

Мощность, кВт: 0,187 — 2,2

Вентилятор на валу. Класс защиты IP55F. Класс защиты тормоза IP44, по запросу IP55. Возможна

поставка с двойным тормозом и с ручным растормаживанием.

MV

 

Электродвигатели с векторным управлением (Серводвигатели)

Однофазная сеть:

В/Гц: 230/50-60 +/-10% В

Трехфазная сеть:

В/Гц: 400/50-60 +/-10% В

Об/мин.: 3000

Габарит, мм: 63 — 160

Момент, Н*м: 2,6 — 42

Сохранение момента при частоте вращения от 0 до максимальной. Высокая точность позиционирования.

Программирование через пульт или компьютер

MVC

MVS

 

Электродвигатели с встроенными энкодерами

Однофазная сеть:

В/Гц: 230/50-60 +/-10% В

Трехфазная сеть:

В/Гц: 400/50-60 +/-10% В

Об/мин.: 3000

 

Габарит, мм: 63 — 160

Момент, Н*м: 2,6 — 160

Сохранение момента при частоте вращения  от 0 до максимальной. Высокая точность позиционирования.

Принудительная вентиляция

MII

 

Электродвигатели с встроенными регуляторами частоты вращения

Однофазная сеть:

В/Гц: 230/50-60 +/- 10% В

Трехфазная сеть:

В/Гц: 400/50-60 +/-10% В

Количество полюсов: 2/4/6

Габарит, мм: 71 — 112

Момент, кВт: 0,12 — 4

Недорогой вариант электродвигателя с частотным управлением. Принудительная вентиляция Встроенный тормоз,

устройство тепловой защиты. Дистанционное управление.

 

 

 

Просмотров: 15580 | Дата публикации: Четверг, 13 июня 2013 05:41 |

Электродвигатели
— мощность и крутящий момент в зависимости от скорости

electrical motor

Движущая сила электродвигателя составляет крутящий момент — не мощность.

Крутящий момент — это крутящая сила, которая заставляет двигатель работать, а крутящий момент активен от 0% до 100% рабочей скорости.

Мощность, производимая двигателем, зависит от скорости двигателя и составляет

  • ноль при 0% скорости и
  • обычно на максимуме при рабочей скорости

electric motor speed vs. torque power

Примечание ! — полный крутящий момент с нулевой скорости является большим преимуществом для электромобилей.

Для полного стола — поворот экрана!

900 1,5 126 945 9017 9017 9017 9017 90 175 2521
    6
901 75300 14405 1603 1444 109176
Мощность Скорость двигателя (об / мин)
3450 2000 1750 1000 500
Крутящий момент
л.с. кВт (фунт f дюйм)
(фунт f фут)
(Нм) (фунт f дюйм) (фунт) f фут) (Нм) (фунт f дюйм) (фунт f фут) (Нм) (фунт на дюймов) (фунт на футов) (Нм) (фунт на дюймов) 9001 1 (фунт на футов) (Нм)
1 0.75 18 1,5 2,1 32 2,6 3,6 36 3,0 4,1 63 5,3 7,1 126 175 1,1 27 2,3 3,1 47 3,9 5,3 54 4,5 6,1 95 7.9 10,7 189 15,8 21,4
2 1,5 37 3,0 4,1 63 5,3 5,3 7,1 10,5 14,2 252 21,0 28,5
3 2,2 55 4,6 6,2 95 7.9 10,7 108 9,0 12 189 15,8 21,4 378 31,5 42,7
158 13,1 18 180 15 20 315 26,3 36 630 52,5 71
7.5 5,6 137 11 15 236 20 27 270 23 31 473 39 79176
10 7,5 183 15 21 315 26 36 360 30 41 630 142
15 11 274 23 31 473 39 53 540 45 61 158 214
20 15 365 30 41 630 53 71 720 60 81 1260 105 142 2521 210 457 38 52 788 66 89 900 75 102 1576 131 178 3151 263 263 263 548 46 62 945 79 107 1080 90 122 1891 158 214 900 30 731 61 83 1260 105 142 1441 120 163 2521 210 285 5042 420 570
50 76 131 178 1801 150 204 3151 263 356 6302 525 712
1891 158 214 2161 180 244 3781 315 427 7563 630 145 2206 184 249 210 285 4412 368 499 8823 735 997
80 60 1461 165 1461 165 1461 165 285 2881 240 326 5042 420 570 10084 840 1140
67176 236 321 3241 270 366 5672 473 641 11344 945 1282
3151 263 356 3601 407 6302 525 712 12605 1050 1425
125 93 2283 4502 375 509 7878 657 891 15756 1313 1781
150 112 534 5402 450 611 9454 788 1069 18907 1576 2137
131 460 623 6302 525 901 76 712 11029 919 1247 22058 1838 2494
200 149 3654 304 600 814 12605 1050 1425 25210 2101 2850
225 168 4110 8103 675 916 14180 1182 1603 28361 2363 3206
250
250 891 9003 750 1018 15756 1313 1781 31512 2626 3562
275 205 5024 825 1120 17332 1444 1959 34663 2889 3918
300 224 5480 10804 900 1221 18907 1576 2137 37814 3151 4275
350 1247 12605 10 50 1425 22058 1838 2494 44117 3676 4987
400 298 7307 1200 1628 25210 2101 2850 50419 4202 5699
450 336 16206 1351 1832 28361 2363 3206 56722 4727 6412
550 1959 198 08 1651 2239 34663 2889 3918 69326 5777 7837
600 448 2137 21608 1801 2443 37814 3151 4275 75629 6302 8549
Мощность двигателя

9129 можно рассчитать как

T дюйм фунт = P л.с. 63025 / n (1)

где

T дюйм фунт = крутящий момент (фунт фунт-дюйм )

P л.с. = мощность электродвигателя (л.с.)

n = оборот в минуту (об / мин)

Альтернативно

T фут-фунт = P л.с. 5252 / n (1b)

где

5 фут-фунт = крутящий момент (фунт f футов)

Крутящий момент в единицах СИ можно рассчитать как

T Нм = P W 9.549 / n (2)

где

T Нм = крутящий момент (Нм)

P W = мощность (Вт)

n = число оборотов в минуту (об / мин)

Электродвигатель — зависимость крутящего момента от мощности и скорости

мощность (кВт)

скорость (об / мин)

Электродвигатель — мощность от крутящего момента и скорости

крутящий момент (Нм)

скорость (об / мин)

Электродвигатель — Зависимость скоростиМощность и крутящий момент

мощность (кВт)

крутящий момент (Нм)

electric motor - change in speed and change in torque and power

Пример — крутящий момент электродвигателя

крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 0,75 кВт (750 Вт) при скорость 2000 об / мин можно рассчитать как

T = ( 750 Вт ) 9,549 / (2000 об / мин)

= 3,6 (Нм)

Пример — Крутящий момент электродвигателя

Крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 100 л.с. при частоте вращения 1000 об / мин можно рассчитать как

T = (100 л.с.) 63025 / (1000 об / мин)

= 6303 (фунт на дюймов)

Для преобразования в фунт-сила-фут — разделите крутящий момент на 12 9 1306.

.
Уравнение крутящего момента асинхронного двигателя — пусковой момент

Разрабатываемый крутящий момент или Уравнение индуцированного крутящего момента в машине определяется как крутящий момент, генерируемый преобразованием электрической энергии в механическую. Крутящий момент также известен как электромагнитный момент . Этот развиваемый крутящий момент в двигателе отличается от фактического крутящего момента на выводах двигателя, который почти равен моментам трения и сопротивления воздуха в машине.

Уравнение развиваемого крутящего момента составляет

Torque-equation-of-an-induction-motor-eq-1 Приведенное выше уравнение выражает развиваемый крутящий момент непосредственно через мощность воздушного зазора P g и синхронную скорость ω s . Поскольку ω s постоянна и не зависит от условий нагрузки. Если значение P g известно, то развиваемый крутящий момент можно определить напрямую. Мощность воздушного зазора P g также называется крутящим моментом в синхронных ваттах.

Синхронный ватт — это крутящий момент, который развивает мощность в 1 Вт, когда машина работает с синхронной скоростью.

Torque-equation-of-an-induction-motor-eq-2

Теперь электрическая мощность, генерируемая в роторе, определяется уравнением, показанным ниже.

Torque-equation-of-an-induction-motor-eq-3

Эти электрические мощности рассеиваются в виде потерь I 2 R или потерь меди в цепи ротора.

Мощность на входе ротора равна

.

Torque-equation-of-an-induction-motor-eq-4

Где,

Torque-equation-of-an-induction-motor-eq-5

Пусковой момент асинхронного двигателя

В начальном условии значение s = 1. Следовательно, запуск получается путем помещения значения s = 1 в уравнение (6), мы получаем

Torque-equation-of-an-induction-motor-eq-6

Пусковой крутящий момент также известен как Момент покоя.

Уравнение крутящего момента при синхронной скорости

При синхронной скорости s = 0 и, следовательно, развиваемый крутящий момент Ʈd = 0. При синхронной скорости развиваемый крутящий момент равен нулю.

Torque-equation-of-an-induction-motor-eq-7

Поскольку E 1 почти равно V 1 , уравнение (12) принимает вид

Torque-equation-of-an-induction-motor-eq-8

Пусковой крутящий момент получается положением s = 1 в уравнение (13)

Torque-equation-of-an-induction-motor-eq-9

Следовательно, из приведенного выше уравнения ясно, что пусковой крутящий момент пропорционален квадрату приложенного напряжения статора.

См. Также: Максимальный крутящий момент асинхронного двигателя

,

Расчет размеров двигателя

Правильный размер и выбор двигателя для вашего оборудования являются ключом к обеспечению производительности, надежности и стоимости оборудования. В дополнение к приведенной ниже информации по правильному подбору двигателя Oriental Motor предлагает онлайн-инструменты для выбора двигателя, а также помощь сотрудников нашей службы технической поддержки.

Наша служба технической поддержки готова помочь вам правильно определить размер и выбрать двигатель в зависимости от вашего индивидуального применения.Просто позвоните 1-800-GO-VEXTA (468-3982) (с понедельника по пятницу с 7:30 до 17:00 по тихоокеанскому стандартному времени).

Процедура выбора

Первый шаг — определить приводной механизм для вашего оборудования. Некоторые примеры — прямое вращение, шариковая винтовая пара, ремень и шкив или рейка и шестерня. Наряду с типом приводного механизма необходимо также определить размеры, массу, коэффициент трения и т. Д., Необходимые для расчета нагрузки:

  • Размеры и масса (или плотность) груза
  • Размеры и масса (или плотность) каждой детали
  • Коэффициент трения скользящей поверхности каждой подвижной части

Далее вам необходимо будет определить требуемые характеристики оборудования:

  • Скорость перемещения и время работы
  • Расстояние позиционирования и время позиционирования
  • Разрешение
  • Точность остановки
  • Удержание позиции
  • Электропитание и напряжение
  • Операционная среда
  • Особенности и требования, такие как; Разомкнутый цикл, замкнутый цикл, программируемый, обратная связь, рейтинг IP, утверждения агентов и т. Д.

Чтобы определить требуемую мощность двигателя, необходимо вычислить три фактора; Момент инерции, крутящий момент и скорость. (См. Расчеты для каждого из следующих разделов.)

После того, как вы рассчитали инерцию, крутящий момент и скорость двигателя, вы выберете тип двигателя на основе требуемых характеристик. Oriental Motor предлагает широкий ассортимент шаговых двигателей, серводвигателей, двигателей переменного тока и бесщеточных двигателей для удовлетворения конкретных потребностей вашего оборудования.

Наконец, после выбора типа двигателя вы сделаете окончательное определение двигателя, подтвердив, что спецификации выбранного двигателя (и редуктора, если применимо) удовлетворяют всем требованиям, таким как механическая прочность, время ускорения и момент ускорения.

Расчет размеров двигателя

При выборе двигателя необходимо учитывать три фактора; Момент инерции, крутящий момент и скорость.

Момент инерции

Момент инерции — это мера сопротивления объекта изменениям скорости его вращения.

Когда объект просто сидит без движения, момент инерции равен 0.

Когда вы пытаетесь заставить его двигаться, что означает, что вы хотите изменить скорость объекта с 0 на любую, возникнет эффект момента инерции.

Основная инерция (Дж) Уравнение :

Fundamental Inertia Equation

Расчет момента инерции вращающегося объекта

Moment of Inertia Calculation of Rotating Object

Расчет момента инерции цилиндра

Moment of Inertia Calculation Cylinder

Расчет момента инерции полого цилиндра

Moment of Inertia Calculation Hollow Cylinder

Расчет момента инерции для смещенной оси

Moment of Inertia Calculation for an Off-Center Axis

Расчет момента инерции для прямоугольной опоры

Moment of Inertia Calculation for a Rectangular Pillar

Расчет момента инерции для объекта, движущегося линейно

Moment of Inertia Calculation for an Object in Linear Motion

Единицы измерения момента инерции

Единицы инерции обычно используются двумя способами: унций в секунду и унций в секунду .Первое включает в себя гравитацию, второе — только массу.

Теоретически инерция — это фактор массы, поэтому он не должен включать гравитацию, однако практически мы не можем легко измерить массу на Земле.

Oriental Motor обычно обеспечивает инерцию в унциях на дюйм². Затем, когда мы вычисляем момент ускорения при расчете момента, мы делим общую инерцию на силу тяжести.

Плотность = 386 дюйм / сек²

  • унций-дюйм² = инерция в зависимости от веса
  • унций в секунду² = инерция в зависимости от массы

Расчет для унций-дюймов² в унций-дюймов²

Calculation for oz-in² to oz-in-sec²

Момент

Крутящий момент — это стремление силы вращать объект вокруг оси.Крутящий момент состоит из двух компонентов; компонент нагрузки (постоянный) и компонент ускорения.

Составляющая момента нагрузки обычно возникает из-за трения и / или силы тяжести и всегда действует на двигатель. Этот компонент обычно можно определить путем расчета или путем наложения динамометрического ключа на систему и считывания значения крутящего момента. Когда его невозможно измерить, мы используем некоторые уравнения для расчета приблизительного значения.

Однако ускоряющий момент действует на двигатель только тогда, когда он ускоряется или замедляется.Когда двигатель работает с постоянной скоростью, этот компонент уходит. Измерять составляющую ускорения сложно, не говоря уже об опасности. Если вы хотите, чтобы нагрузка набирала скорость за 50 миллисекунд, вполне вероятно, что динамометрический ключ слетит. Поэтому рассчитываем составляющую ускорения. Этот компонент является функцией инерции системы и скорости ускорения. Итак, как только мы определим эти значения, мы сможем вычислить момент ускорения.

Момент нагрузки ( T )

Нагрузка крутящего момента очень проста.

Как видите, крутящий момент в этом уравнении является произведением силы и расстояния между силой и центром вращения. Например, если вы хотите удержать силу, действующую на конец шкива, T = F x r . Таким образом, вычисление момента нагрузки определяет силу в системе и логическое расстояние между валом двигателя и местом действия силы.

Когда механика усложняется, нам нужно преобразовать F и r, чтобы они соответствовали механике.

Load torque Equation

Момент нагрузки — фактическое измерение

Если вы можете измерить силу, это наиболее точный способ ее определения, поскольку он учитывает всю эффективность и коэффициент трения каждой детали.

FB = Усилие, когда главный вал начинает вращаться

Force Main shaft Rotates

Силы

Есть три типа сил; вертикальный, горизонтальный и наклонный.Сила меняется в зависимости от того, как она действует.

Расчет вертикальной силы

Vertical Force Calculation

Расчет горизонтальной силы

Horizontal Force Calculation

Расчет силы наклона

Incline Force Calculation

Расчет момента нагрузки — шарико-винтовая передача

Load Torque Calculation - Ball Screw Drive

Расчет момента нагрузки — шкив

Load Torque Calculation - Pulley Drive

Расчет крутящего момента нагрузки — тросовый или ременной привод, реечный и шестеренный привод

Load Torque Calculation - Wire or Belt Drive, Rack and Pinion Drive

Момент ускорения

Как упоминалось ранее, момент ускорения состоит из инерции и скорости ускорения.Если нам известны эти два значения, мы можем рассчитать момент ускорения.

acceleration torque equation

Рассчитать момент ускорения ( Ta )

Если скорость двигателя изменяется, всегда необходимо устанавливать момент ускорения или момент замедления.

Основная формула одинакова для всех двигателей. Однако используйте приведенные ниже формулы при вычислении момента ускорения для шаговых или серводвигателей на основе скорости импульса.

Общая формула для всех двигателей

Acceleration Torque Common Formula

При расчете момента ускорения для шаговых или серводвигателей на основе скорости импульса

Есть два основных профиля движения.Операция разгона / замедления является наиболее распространенной. Когда рабочая скорость низкая, а инерция нагрузки мала, можно использовать режим пуска / останова.

Acceleration Torque for Stepper or Servo Motors on the basis of pulse speed

Acceleration Deceleration Start Stop Operation

Расчет необходимого крутящего момента ( TM )

Требуемый крутящий момент рассчитывается путем умножения суммы крутящего момента нагрузки и момента ускорения на коэффициент безопасности.

Required Torque

Расчет эффективного крутящего момента нагрузки ( Trms ) для серводвигателей и бесщеточных двигателей серии BX

Когда требуемый крутящий момент двигателя изменяется со временем, определите, можно ли использовать двигатель, вычислив эффективный момент нагрузки.Эффективный момент нагрузки становится особенно важным для режимов работы, таких как операции с быстрым циклом, когда ускорение / замедление является частым. Рассчитайте эффективный момент нагрузки при выборе серводвигателей или бесщеточных двигателей серии BX.

Effective Load Torque Formula

Скорость

Скорость определяется путем вычисления расстояния, разделенного на время. Для шаговых или серводвигателей необходимо также учитывать время разгона.

Расчет стандартной скорости

Скорость = Расстояние / Время

Для шаговых или серводвигателей

Скорость = Расстояние / (Время — Время разгона ( t1 )

Motor Sizing Speed

Хотите узнать больше?

Команда технической поддержки и инженеры компании

Oriental Motor будут работать с вами, чтобы определить лучшее решение для вашего приложения.Опытные члены команды ORIENTAL MOTOR знают эту технологию от и до. Мы найдем подходящее решение в соответствии с вашими потребностями и объясним альтернативы. Позвоните по телефону 1-800-GO-VEXTA (468-3982), чтобы поговорить с членом группы технической поддержки Oriental Motor.

,
Уравнение крутящего момента двигателя постоянного тока — его вывод

Когда машина постоянного тока загружается как двигатель или как генератор, по проводникам ротора проходит ток. Эти проводники лежат в магнитном поле воздушного зазора.

Таким образом, на каждый проводник действует сила. Проводники лежат у поверхности ротора на общем радиусе от его центра. Следовательно, крутящий момент создается по окружности ротора, и ротор начинает вращаться.

Когда машина работает как генератор с постоянной скоростью, этот крутящий момент равен крутящему моменту первичного двигателя и противоположен ему.

Когда машина работает как двигатель, крутящий момент передается на вал ротора и приводит в движение механическую нагрузку. Выражение то же самое для генератора и двигателя.

Когда токопроводящий ток помещается в магнитное поле, возникает сила, создающая крутящий момент или крутящий момент F x r. Этот крутящий момент создается из-за электромагнитного эффекта, поэтому он называется электромагнитным крутящим моментом .

Крутящий момент, который создается в якоре, не полностью используется на валу для выполнения полезной работы.Часть его теряется из-за механических потерь. Крутящий момент, который используется для выполнения полезной работы, известен как крутящий момент на валу .

С,

torque-equation-of-dc-motor-eq1

Умножая уравнение (1) на I a , получаем

torque-equation-of-dc-motor-eq2

Где,

VI a — электрическая мощность, подводимая к якорю.

I 2 a R a — потери в меди в якоре.

Мы знаем,

Общая электрическая мощность, подаваемая на якорь = Механическая мощность, развиваемая якорем + потери из-за сопротивления якоря

Теперь механическая мощность, развиваемая якорем, равна Pm,

torque-equation-of-dc-motor-eq3

Кроме того, механическая мощность, которая вращает якорь, может быть задана относительно крутящего момента T и скорости n.

torque-equation-of-dc-motor-eq4

Где n — оборот в секунду (об / с), а T — в Ньютон-метре.

Следовательно,

torque-equation-of-dc-motor-eq5

Но,

torque-equation-of-dc-motor-eq6

Где N — скорость в оборотах в минуту (об / мин), а

torque-equation-of-dc-motor-eq7

Где n — скорость в (об / с).

Следовательно,

torque-equation-of-dc-motor-eq8

Итак, уравнение крутящего момента имеет вид:

torque-equation-of-dc-motor-eq9

Для конкретного двигателя постоянного тока количество полюсов (P) и количество проводников на параллельном пути (Z / A) постоянны.

torque-equation-of-dc-motor-eq10

Где

torque-equation-of-dc-motor-eq11

Таким образом, из приведенного выше уравнения (5) ясно, что крутящий момент, создаваемый в якоре, прямо пропорционален магнитному потоку на полюс и току якоря.

Кроме того, направление электромагнитного момента, развиваемого в якоре, зависит от тока в проводниках якоря. Если любой из двух реверсируется, направление создаваемого крутящего момента меняется на противоположное, а следовательно, и направление вращения. Но когда оба меняются местами, и направление крутящего момента не меняется.

,
25Апр

Контрактный двигатель что это: Контрактный двигатель — стоит ли связываться? — журнал За рулем

«Что такое контрактный двигатель?» – Яндекс.Кью

Для того чтобы оформить двигатель (ДВС) от другой машины необходимо предварительно уточнить возможность внесения изменения в конструкцию данного транспортного средства, так как не все ДВС можно оформить. Чаще всего причиной отказа служит такой показатель ДВС как экологический класс. Экологический класс на двигатели который вы хотите поставить должен быть либо равным либо выше чем экологический класс на установленном ДВС. Для определения возможности внесения изменения в конструкцию ТС, а в вашем случае, установку другого ДВС, необходимо на почту [email protected] отправить фото/скан ПТС и написать марку и модель двигателя который вы планируете устанавливать. Наш технический эксперт в течении одного рабочего дня проверит возможность данного переоборудования и даст вам развернутый ответ. В случае положительного ответа, вам необходимо пройти процедуру регистрации (узаконивания) внесенных изменеий, а именно:
  Вы отправляете сканы ПТС, СТС, Паспорт владельца авто, описываете что вы переоборудовали.  
  Мы составляем договор, выставляем счет, оплачиваете половину, делаем заключение предварительной тех экспертизы.
Вы едите с этим заключением и с заполненным заявлением на переоборудование в гибдд (либо заполняете заявление в гибдд самостоятельно), получаете разрешение (на заполненном заявлении ГИБДДешник ставит резолюцию «разрешено» — это и есть разрешение)  на переоборудование, проводите переоборудование, если уже переоборудованы то ничего не делаете. Отправляете на скан разрешения (подписанного заявления) нам.
Вы проходите техосмотр.    
Мы готовим второй комплект документов: Протокол тех экспертизы, заявление – декларацию, прикладываем сертификаты от СТО.
Вы едите в ГИБДД на этом (переоборудованном) авто на осмотр со всеми документами: заключение предварительной тех экспертизы
-протокол тех экспертизы
-заявление декларация от СТО о проведенных работах
-сертификат от СТО
-диагностическая карта ТО
-птс
-стс
-паспорт владельца авто
Проходите осмотр авто, сдаете документы, в течении 3 дней (возможно по дольше) вам выдают Свидетельство об изменении конструкции ТС, новую СТС и делают отметку в ПТС. Перед этим необходимо оплатить гос пошлину 800 руб за новую СТС.

Артем Турбин

эксперт по переоборудованию «Авторегистр»

8 (800) 550—38—53

что это такое, как выбрать

Перед каждым владельцем автомобиля рано или поздно встаёт вопрос о капитальном ремонте двигателя. Но существует и альтернатива этой операции — покупка контрактного двигателя. По стоимости он практически не отличается от ремонта старого мотора, зато состояние детали и её срок службы оказывается на порядок выше. Именно поэтому всё больше автолюбителей отдают предпочтение данному варианту.

Что такое контрактный двигатель

Если говорить простыми словами, то контрактный двигатель — это бензиновый или дизельный силовой агрегат, который был снят с автомобиля, эксплуатировавшегося за пределами Российской Федерации. В нашу страну такие моторы чаще всего попадают из Японии, а вот европейские модели обычно продаются в странах Таможенного союза и до нас не доходят.

Контрактным двигатель называется потому, что компании, поставляющие его из-за границы, заключают контракты с организаторами аукционов и различными фабриками по утилизации. На контрактный товар распространяются договорные обязательства: продавец обязан оговорить с покупателем сроки доставки мотора, его комплектацию и предоставить гарантийный талон, а также заплатить все требуемые пошлины при ввозе в страну.

Контрактный двигатель

Преимущества контрактного двигателя

Правильно выбранный контрактный мотор может обладать следующими достоинствами:

  1. Вы не получите подделку. Такие двигатели ввозят в страну из заграницы в хорошем рабочем состоянии. Об этом можно не беспокоиться потому, что в других государствах более серьёзные требования к эксплуатации деталей автомобиля, и владелец обязан периодически проводить техническое обслуживание. Если «родной» мотор на машине изнашивается, его заменяют на новый.
  2. Сохранность детали. Контрактные двигатели попадают к покупателям без пробега по России, а значит они не испорчены нашими дорогами. Во многих странах улицы омываются специальным составом, который предотвращает образование ржавчины на автомобиле. Также там внимательно следят за качеством топлива (оно проходит несколько ступеней очистки), а машины меняют каждые 5 лет. А многие иностранцы вообще предпочитают использовать личный транспорт только для праздников и выходных поездок, поэтому двигатель дольше сохраняется в рабочем состоянии.
  3. Качественное обслуживание. За рубежом редко можно встретить машины, которые ремонтировались в бытовых, «гаражных», условиях. Там для этого обычно используют профессиональные сервисы. Также применение некачественных смазок и масел исключено.
  4. Документация. Вместе с двигателем вы получаете полный пакет документов, который полностью рассказывает историю мотора и подтверждает, что недавно он проходил через границу. Это также облегчит оформление бумаг в ГИБДД после установки двигателя.
  5. Обычно двигатели продаются в совокупности со всем необходимым навесным оборудованием, что делает их установку наиболее простой и доступной для потребителя.
  6. Стоимость. Контрактный мотор уже был в использовании, потому его цена значительно ниже той, которую вы заплатите за совершенно новую модель. Даже если учитывать доплату за доставку двигателя, всё равно получается выгодно.

Как выбрать контрактный двигатель

Для того, чтобы покупка не отправилась на свалку и долго служила вашему автомобилю, следует учесть несколько нюансов. Прежде всего, обратите внимание на:

  1. Стоимость и способ оплаты. Если двигатель стоит подозрительно дёшево, это должно насторожить вас. Помните, что контрактный двигатель никак не может продаваться дешевле, чем аналогичная модель с разборки. Если продавец просит внести предоплату, обязательно попросите его представить пакет документов, которые подтверждают совершение сделки. Это может быть договор или простая расписка. Бдительность позволит вам предотвратить обман со стороны мошенников. Не вносите оплату на карточку продавца, делайте это только в специальной кассе. Не забудьте попросить и сохранить чек.
  2. Документы. Так как товар привезён из-за границы, к нему должны прилагаться документы, составленные при прохождении таможни (государственная декларация). Также магазин предоставляет договор купли-продажи или справку о покупке. Если данные бумаги вам предоставить отказались, значит двигатель уже был в эксплуатации в пределах России.
  3. Совместимость вашего автомобиля с данным двигателем. Проверьте, чтобы на бумагах все характеристики соответствовали марке вашей машины, модификации, году выпуска, номеру двигателя и кузова, модели и другим критериям. Это значительно облегчит процесс установки детали и регистрации её в органах ГИБДД.
  4. Гарантия. Из-за того, что вы покупаете подержанный двигатель, гарантия от производителя на него не предусмотрена. Зато продавцы обычно предоставляют минимальную гарантию на 14 дней, чтобы вы успели проверить работоспособность покупки. Обратите внимание на то, что при некачественной установке двигателя или при её совершении в не сертифицированном сервисе гарантия аннулируется. Также следует обговорить с продавцом все аспекты эксплуатации и обслуживания агрегата. Лучше всего сразу приобрести у этой компании подходящее масло и фильтры, а сам двигатель установить на месте.
  5. Наличие навесного оборудования. Обычно двигатель идёт в комплексе со всеми необходимыми деталями, но такое бывает не всегда. Если на нём отсутствуют впускной и выпускной коллекторы, трамблер, стартер, гидроусилитель и генератор, вы имеете право поторговаться.
  6. Сохранность упаковки. Обрешётка и плёнка на двигатели должны быть целыми, иначе в процессе установки или эксплуатации могут обнаружиться повреждения.

Как выбрать контрактный двигатель

Как проверить контрактный двигатель

Чтобы провести полную и качественную проверку купленного мотора, разумеется, его необходимо установить на автомобиль. Если же такой возможности у вас нет, попробуйте осмотреть его в снятом состоянии. Особое внимание обратите на следующие детали и выполните рекомендации.

Внешний осмотр

Первым делом изучите внешний вид мотора. Очень часто продавцы уверяют клиентов в том, что данный двигатель не прошёл 100 тысяч км. (а иногда и 50 тысяч!). Не стоит верить в это убеждение безоговорочно.

Обратите внимание на то, что на новых двигателях, которые проехали менее 60-70 тысяч км., очень редко можно заметить запотевания и подтёки из-под сальников и прокладок на блоке. Поэтому, если вы видите, что мотор весь измазан маслом, не верьте скромным цифрам пробега (но помните и о том, что даже мотор с подтёками можно промыть и натереть).

Для более детального осмотра не забудьте взять с собой набор гаечных ключей и перчатки, чтобы не запачкать руки. Продавец может запретить вам что-либо откручивать, но в таком случае лучше отказаться от данной покупки и подыскать другой вариант.

Осмотр контрактного двигателя

Нагар на свечах зажигания

Выкрутите все свечи из свечных колодцев и обратите внимание на цвет электродов на них. Если он абсолютно одинаковый, значит двигатель исправен. Если же на одной или нескольких свечах цвет резко отличается, стоит насторожиться.

Из-за присадок и дополнительных компонентов в бензине электроды в процессе сгорания окрашиваются в разные цвета. Но если вы видите тёмный или чёрный налёт с маслянистой плёнкой или каплями масла, это свидетельствует о сбоях в работе маслосъёмных колпачков. Эта неисправность обычно появляется после прохождением машины 200-250 тысяч км.

Цилиндры и коллекторы

Загляните внутрь каждого цилиндра через отверстия для свечей и покрутите коленчатый вал (ремень или цепь ГРМ должны быть установлены!). Затем верните свечи на место и снова проверните коленчатый вал, должна чувствоваться нагрузка по тактам.

Проверьте наличие люфта в направляющей втулке клапана с помощью пассатижей или крючка. Если люфт более 1 мм, откажитесь от покупки этого двигателя.

Проверка цилиндров двигателя

Крышка маслозаливной горловины

Открутите крышку и осмотрите её с внутренней стороны. Если на ней видны следы чёрного нагара, значит в машине долго не меняли масло. Если там видна светло-коричневая эмульсия или пена, значит была пробита прокладки головки блока цилиндров.

Осмотрите состояние ГРМ через отверстие горловины. Если на нём присутствует нагар и сгустки масла, откажитесь от покупки.

Люфт коленчатого вала

Сначала снимите или ослабьте ремень либо цепь ГРМ. Теперь схватите коленчатый вал и подвигайте им в двух плоскостях. Если есть люфт в вертикальной плоскости, значит подшипники коленчатого вала находятся в изношенном состоянии, и покупать такой мотор не следует.

Покупка контрактного двигателя может стать отличной альтернативой замены устаревшего мотора, требующего капитального ремонта. Но подходить к этому делу необходимо взвешенно и обдуманно. Следуя рекомендациям, указанным выше, вы сможете минимизировать риски во время покупки.

что это такое? Плюсы и минусы. Отличие от Б/У мотора

Рано или поздно любой автовладелец сталкивается с необходимостью проведения капитального ремонта двигателя. Капитальный ремонт двигателя включает в себя замену или ремонт цилиндро-поршневой системы. Ремонт состоит в том, что внутренняя поверхность гильз шлифуется, а вместо старых поршней устанавливаются новые — ремонтные.

Капитальный ремонт может также включать в себя шлифовку коленчатого вала, замену клапанов, распредвала и других элементов двигателя. Понятно, что все эти работы никто бесплатно делать не будет, поэтому водителю придется подготовить кругленькую сумму на покупку нужных запчастей и оплату труда мотористов.

Есть также и альтернатива:

  • покупка нового двигателя — обойдется значительно дороже, но вы будете уверены, что машина отходит еще 150-200 тысяч км;
  • установка мотора б/у — сомнительная затея, но привлекательная из-за низкой стоимости;
  • установка контрактного двигателя — сравнительно новая практика, с которой не все российские водители знакомы.

Что же такое контрактный двигатель? Стоит ли его устанавливать? Нужно ли получать разрешение в ГИБДД на установку контрактного двигателя и проходить перерегистрацию транспортного средства? Постараемся ответить на эти вопросы на нашем автомобильном портале Vodi.su.

Контрактный двигатель — это силовой агрегат, в полностью рабочем состоянии, который был снят с автомобиля, эксплуатировавшегося за пределами России и доставлен в РФ с соблюдением таможенных норм и требований законодательства. На такой мотор имеются все подтверждающие документы, а также действуют гарантийные обязательства.

Не стоит путать контрактные запчасти с теми, которые были сняты из автомобилей, пригнанных в Россию специально для авторазборок. Такие запчасти, можно сказать, являются нелегальными, потому как авто завозится на территорию нашей страны для эксплуатации в собранном виде, но вместо этого его разбирают и продают на запчасти.

Контрактный двигатель был снят с автомобиля за границей. При необходимости он был приведен в полностью рабочее состояние. Обычно в сопровождающих документах указывается перечень работ, проделанных над агрегатом.

Преимущества контрактного двигателя

Если вы хотите установить на свое авто такой тип силового агрегата, то обязаны заранее знать о всех плюсах и минусах данного решения.

Плюсы:

  • эксплуатировался в США, странах ЕС, в Японии или Южной Корее;
  • работал на качественном топливе и масле;
  • сервисное обслуживание происходило на официальных СТО дилеров;
  • снят до того, как автомобиль полностью отработал свой ресурс.

Мы уже писали на Води.су о том, какие на Западе качественные дороги и как бережно автовладельцы относятся к своему транспорту. Так, те же немцы, к примеру, меняют авто еще задолго до того, как пробег будет порядка 200-300 тысяч. В среднем пробег европейских авто от первого владельца — 60-100 тыс. км.

Если же контрактный двигатель устанавливается на грузовое авто с полуприцепом, то и тут европейцы или японцы очень бережно относятся к своему транспорту. Соответственно, вы получаете практически новый двигатель, который, конечно же, будет значительно лучше отечественного аналога, и прослужит намного дольше, чем агрегат после капремонта. Правда, обойдется он дороже, чем капитальный ремонт, но разница будет не настолько существенной.

Недостатки контрактного двигателя

Самый главный минус — двигатель, как не крутите, но все же бывший в употреблении. Хоть мотористы его тщательно проверяют на стенде и за границей, и потом у нас в России, но риск все равно остается, что какую-то поломку они все же проглядели.

Особенно осторожно нужно подходить к покупке двигателей старше 6-10 лет и тех, которые привезены из США — беспечность американцев всем хорошо известна и к своим машинам они относятся не всегда бережно.

Поскольку автолюбитель хорошо понимает, что покупает не новый, а б/у силовой агрегат, он должен быть готов к различным сюрпризам. Поэтому заранее рекомендуется обдумать все моменты.

Нужно ли регистрировать контрактный двигатель в ГИБДД?

Как известно, при регистрации в ГИБДД эксперт сверяет только номера шасси и кузова. Номер же двигателя со временем может стереться и разглядеть его будет проблематично. Кроме того, номер силового агрегата не указывается в СТС, а только в техпаспорте. А техпаспорт, как известно, не относится к тем документам, которые водитель обязан предъявлять инспекторам ГИБДД.

Тем не менее в УК РФ имеется статья 326, согласно которой запрещается продавать или эксплуатировать автомобиль с заведомо поддельным номером двигателя. Кроме того, при прохождении ТО также необходимо предъявлять все документы на машину.

Таким образом, регистрацию в ГИБДД проходить не обязательно, но у вас на руках должна быть таможенная декларация, подтверждающая легальное происхождение данного силового агрегата.

Есть еще один момент — если контрактный двигатель той же марки, что и старый мотор, то получать разрешение на его установку не требуется. Если же серия не соответствует конструктивным особенностям вашего транспортного средства, то необходимо получать соответствующее разрешение в ГИБДД.

Как видно из выше изложенного, контрактный двигатель — это выгодная альтернатива покупке нового силового агрегата. Однако к его покупке нужно подходить обдуманно, взвесив все за и против.

Загрузка…

Что такое контрактный двигатель

Автор admin На чтение 4 мин. Просмотров 54

На обслуживание и ремонт иностранного автомобиля требуется немало средств. Если двигатель вышел из строя, а отремонтировать его невозможно, приходится покупать. Существует 3 варианта: совершенно новый, контрактный или с разборки.Контрактный двигательКонтрактный двигатель

Новый мотор может стоить дороже, чем подержанное авто. Комплексное восстановление тоже не является гарантией продолжительной работы.

Остается выяснить, что такое контрактный двигатель? Это мотор, который завезли из Японии, Европы, США.

Он не использовался ни в СНГ, ни в России, а контрактным его называют потому, что продавец заключил контракт с аукционами за границей.

Почему контрактный двигатель лучше, чем такой же с разборки

ДВС с разборки снимаются с автомобилей, которыми пользовались в России. Это значит, что их ресурс практически исчерпан. По пробегу проверять бесполезно. Наши соотечественники часто «корректируют» счетчики, их показаниям нельзя верить. Кроме того, существует вероятность приобрести мотор с угнанного или аварийного авто.

В Европе и Японии автомобилями пользуются 3-5 лет. На них ездят по хорошим дорогам, заправляют высококачественным топливом, регулярно отправляют на техобслуживание. Потом его утилизируют или передают на рынок подержанного транспорта.Что значит контрактный двигательЧто значит контрактный двигатель

Двигатели с таких авто могут прослужить еще многие годы, а стоят гораздо меньше, чем новые. На них распространяются договорные обязательства, уплачены все пошлины и сборы. Контрактные бензиновые и дизельные двигатели продаются с пакетом документов, необходимым при регистрации в ГИБДД.

Преимущества приобретения контрактного двигателя

Первое и самое важное – контрактный мотор всегда оригинальный. Правила эксплуатации за границей регламентированы жестче, чем в России. Техобслуживание проводится чаще, неисправные детали меняются исключительно на новые, чтобы авто не признали опасным для окружающих. Во многих странах гораздо выгоднее сдать авто в утиль и купить со скидкой новый, чем ремонтировать.

Это означает, что к преимуществам ДВС по контракту можно отнести:

  1. наличие только оригинальной коробки, всех остальных узлов и деталей;
  2. выработку ресурса всего на 25-30%;
  3. тщательную подготовку и контроль перед отправкой;
  4. умеренную стоимость.

Большинство моторов поставляются с навесным оборудованием, что облегчает установку.

Компании, которые поставляют эти двигатели, проверяют их на стендах и выбирают лучшие. Повторно все агрегаты проверяются в России, обращая особое внимание на компрессию. Последняя проверка проводится в присутствии покупателя. Большинство поставщиков продают моторы с гарантией.

Рекомендации при выборе

Стоит определиться, как выбрать контрактный двигатель. Чтобы купить действительно качественный мотор, необходимо понять, как правильно выбрать поставщика.

Существует ряд условий, которые обязательно выполняет добросовестный продавец:

  • старается подобрать мотор соответствующей марки, модели, года выпуска;
  • фотографирует поставляемый мотор в стране, из которой завозится, чтобы покупатель мог двигатель при покупке сверить с фотографией;
  • при внесении предоплаты предоставляет расписку или договор;
  • предоставляет покупателю таможенную декларацию и договор купли-продажи, или счет;
  • в комплект включены: генератор, стартер, трамблер, гидроусилитель, коллекторы;
  • упаковка целостная;
  • оплата производится в кассе, чтобы у покупателя был чек.

как выбрать контрактный двигателькак выбрать контрактный двигательВажный аспект – гарантии (хотя бы минимальные) и обслуживание во время эксплуатации. Гарантия не будет действительно, если монтаж произведут в сервисе без сертификата. Поэтому лучше найти поставщика, который сам производит монтаж.

Важно знать! Если агрегат продается по минимальной цене, нужно искать другого продавца. Качественный товар должен иметь соответствующую стоимость.

Проверка контрактного ДВС

При любом выборе остаются без ответа два вопроса: какой остаточный ресурс и на сколько двигатель изношен. Как проверить эти показатели, сведя риск к минимуму? Первое условие – надежный поставщик. Во вторых — важно посмотреть счетчик.

За границей счетчики не скручивают, поэтому показаниям можно верить. Третий важный показатель – цвет масла в поддоне. Опытный механик способен так же оценить по цилиндрам компрессию – основной показатель остаточного ресурса.

Контрактный двигатель может стать выгодным приобретением, если учтены все рекомендации, сводящие риск к минимуму.

Мне нравитсяНе нравится

Макгруп

McGrp.Ru

  • Контакты
  • Форум
  • Разделы
    • Новости
    • Статьи
    • Истории брендов
    • Вопросы и ответы
    • Опросы
    • Реклама на сайте
    • Система рейтингов
    • Рейтинг пользователей
    • Стать экспертом
    • Сотрудничество
    • Заказать мануал
    • Добавить инструкцию
    • Поиск
  • Вход
    • С помощью логина и пароля
    • Или войдите через соцсети

  • Регистрация
  1. Главная
  2. Страница не найдена

  • Реклама на сайте
  • Контакты

  • © 2015 McGrp.Ru

Контрактный двигатель: что это такое?

Понятие «контрактный двигатель» становится актуальным для автовладельца в том случае, если предстоит серьезный капитальный ремонт уже имеющегося силового агрегата или возникает необходимость полностью заменить двигатель, так как ремонт установленного мотора не представляется возможным или является нецелесообразным по техническим, экономическим и другим причинам.

Решение приобрести контрактный двигатель становится неплохим альтернативным вариантом «капиталки». По этой причине ежегодно растет число автолюбителей, которые сознательно отдают предпочтение данному способу. Давайте посмотрим, почему так происходит, а также оценим плюсы и минусы покупки и установки контрактного двигателя.

Содержание статьи

Что такое контрактный мотор

Контрактный двигатель — силовой агрегат, бывший в употреблении на территории стран Евросоюза, Японии, США и т.д., который официально завезен на территорию стран СНГ. Другими словами, это рабочий двигатель б/у, законно снятый с автомобиля за границей и ввезенный на территорию другой страны с учетом уплаты всех налогов и ввозных пошлин. Такой мотор может быть как бензиновым, так и дизельным, роторным и т.п.

Необходимо добавить, что приобретение контрактного б/у двигателя предполагает обязательное наличие сопроводительных документов, подтверждающих легальность завоза и последующей реализации данного товара.

Дилеры, которые специализируются на доставке и продаже контрактных б/у моторов, берут на себя ряд определенных договорных обязательств касательно сроков доставки, размера предоплаты, комплектации и состояния ДВС, а также гарантий на привезенный двигатель и других условий. Еще раз напомним, контрактный силовой агрегат завозится полностью легально, то есть имеет полный пакет документов для прохождения таможенной очистки и последующей регистрации в органах Госавтоинспекции.

Схема работы профессиональных компаний или мелких организаций по продаже контрактных двигателей является приблизительно одинаковой. Главной задачей для таких продавцов является поставка качественного товара по сходной цене, причем в максимально короткие сроки. Ключевым моментом является формирование хорошей профессиональной репутации, после чего поток клиентов растет, что позволяет получать стабильную прибыль.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель GDI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях работы и конструктивных отличиях, а также о преимуществах и недостатках силовых агрегатов данного типа. 

Для решения задачи у большинства дилеров имеются свои механики и специалисты по ремонту двигателей, которые находятся в Японии, Германии, США, Франции и т.д. Зачастую, это бывшие граждане СНГ, которые постоянно или временно находятся в конкретной стране и работают в связке с иностранными специалистами. Реже фирма может отдельно послать своего сотрудника для самостоятельного подбора необходимого контрактного двигателя.

После подбора двигатели проверяются на специальном стенде, после чего отбираются оптимальные варианты. Затем агрегат доставляется в СНГ, где мотор снова поверяется. Крупные дилеры также имеют стенд для полной проверки двигателя, мелкие организации могут ограничиться повторными замерами компрессии, снятием ГБЦ и визуальным осмотром, полагаясь на заграничных спецов.  Если агрегат прошел проверку, тогда продавец выдает покупателю документы для регистрации приобретенного ДВС в Госавтоинспекции, а также гарантию на контрактный мотор, которая обычно составляет 6 мес. или 10 тыс. км пробега в зависимости от того, что наступит раньше.

Отметим, что так работают крупные фирмы и проверенные продавцы, которые дорожат имиджем компании и заботятся о своей репутации. Давайте поговорим о возможных нюансах и рисках, с которыми покупатель  контрактного двигателя может столкнуться на практике.

Преимущества и недостатки контрактных двигателей

Неоспоримым преимуществом, которое является главным аргументом в пользу приобретения контрактного ДВС, является цена такого двигателя. Итоговая стоимость контрактного мотора с учетом дополнительных затрат на доставку не сильно отличается от цены капитального ремонта двигателя с использованием качественных оригинальных запчастей в профессиональном автосервисе. Более того, если делать капремонт у официалов, тогда полная сумма покупки, доставки и установки контрактного двигателя «под ключ» может получиться даже дешевле. Особенно это актуально в случае ремонта дизельного двигателя.

Что касается самого состояния контрактного мотора, грамотно подобранный силовой агрегат может оказаться лучше аналогичного двигателя после капитального ремонта. Но это в идеальных условиях, что на практике не всегда так. Добавим, указанный аспект напрямую зависит от честности и профессионализма продавца.

Дело вот в чем. Среди отечественных автолюбителей бытует распространенное мнение, что в Европе, Японии или США владельцы относятся к своим автомобилям очень трепетно. Понятие «гаражного» непрофессионального сервиса практически отсутствует, автомобили имеют полную историю сервисного обслуживания, подтвержденную официальными документами. Это значит, что пробег будет честным, ресурс поршневой, ГРМ, головки блока, блока цилиндров и других важнейших узлов контрактного двигателя окажется достаточно большим для дальнейшей эксплуатации до наступления капремонта. Более того, щедрые иностранцы продают двигатели с навесным оборудованием, в результате чего значительно упрощается последующая установка такого двигателя в автомобиль.

Так оно так, но есть одна проблема. Вполне очевидно, что подобный двигатель не будет стоить дешево, так как иностранцы привыкли считать свои деньги. Наивно полагать, что бензиновый или дизельный двигатель с проверенной историей и небольшим пробегом из Германии, который всегда эксплуатировался в щадящем режиме на топливе высокого качества, своевременно обслуживался и получал высококачественное масло строго по регламенту, не видел пыльных дорог и т.д., будет стоить около 500 евро или 600-700 долларов США. Также нужно понимать, что в Европе, Японии и США среднестатистический автомобиль эксплуатируется намного более интенсивно по сравнению со странами СНГ. Другими словами, двигатель с двух или трехлетней машины, которая использовалась в личных некоммерческих целях, может с легкостью пройти за такой короткий срок около 100-150 тыс. км. Такому пробегу способствует хорошее качество дорог, привычка иностранцев путешествовать на автомобиле, интенсивные междугородние поездки по автобанам и т.д.

Получается, контрактный двигатель с иномарки старше 5 или 6 лет может практически полностью исчерпать свой плановый ресурс. Если «откапиталить» бензиновый агрегат в таком случае менее проблемно, то в случае с дизельным контрактным двигателем могут потребоваться существенные финансовые затраты.

Также не следует слепо верить в то, что все иностранцы берегут свои автомобили. Для многих граждан развитых стран привычной практикой является эксплуатация одного автомобиля не более 3-4 лет, после чего машину меняют на новую. Особенно это актуально для США. Американцы могут долгое время игнорировать регламентную замену моторного масла и других техжидкостей в автомобиле.  Для них поводом обращения в автосервис, зачастую, является уже имеющаяся поломка. С учетом описанных выше нюансов следует придерживаться определенных рекомендаций, которые помогут купить контрактный двигатель б/у в нормальном состоянии.

Нюансы при покупке контрактного мотора

Прежде всего, необходимо ориентироваться на среднюю, а не на минимальную стоимость контрактного двигателя для вашего автомобиля. Крупные фирмы по продаже контрактных двигателей озвучивают, как правило, реальные цены и дают гарантии. На этом фоне мелкие частные продавцы предлагают агрегаты дешевле, но гарантийных обязательств нет или они ограничиваются сроком до 30 дней. Если с двигателем возникнут проблемы, вернуть деньги, сделать возврат или потребовать замены уже не получится.

  1. Условия гарантии на контрактные моторы следует оговаривать заранее, а также уточнять все нюансы касательно обслуживания такого ДВС в гарантийный период. Некоторые фирмы по продаже контрактных двигателей самостоятельно определяют периодичность обслуживания, рекомендуют к применению то или иное моторное масло, фильтры, свечи зажигания или накала. Если имеется такая возможность, контрактный двигатель лучше установить и обслуживать в той компании, где была совершена покупка агрегата. Как правило, крупные организации имеют для этих целей собственные СТО.
  2. Для точного подбора необходимого силового агрегата следует передать специалистам достоверную и точную информацию касательно марки и модели автомобиля, года выпуска ТС, номера установленного двигателя, номера кузова, VIN-номера. Это поможет избежать возможных ошибок при выборе агрегата для конкретной модели. Рекомендуем также прочитать статью о том, как найти номер двигателя под капотом. Из этой статьи вы узнаете о специфике маркировки силовых агрегатов, а также о расположении номера двигателя в подкапотном пространстве на популярных моделях авто.
  3. Важным моментом является фотографирование дилером контрактного двигателя еще до его отправки. Фотографии контрактного мотора с номером двигателя предоставляются заказчику для детального анализа, оценки и сравнения с имеющимся агрегатом, который планируется заменить.
  4. Вопрос оплаты требует предельной внимательности, особенно если продавец просит заранее внести предоплату. Никогда не совершайте частичную предоплату или, тем более, оплату в полном объеме без надлежащего документального подтверждения внесения денежных средств на расчетный счет продавца. Оптимально вносить средства в банковской кассе, где можно указать назначение платежа. Чек об оплате необходимо сохранять. В других случаях (наличный расчет, перевод на банковскую карту и т.п.) не является доказательством ваших прав на силовой агрегат. Добавим, что крупные дилеры берут предоплату через банк в размере 15-30% от общей прогнозируемой стоимости агрегата.
  5. Перед финальной оплатой следует проверить сам двигатель, то есть его соответствие предоставленным ранее фотографиям. Транспортировочная упаковка не должна быть повреждена, на самом двигателе не допускается наличие явных дефектов. Затем проверяются документы на контрактный мотор о прохождении таможни, другие сопроводительные документы, а также понадобится детально изучить заключенный с продавцом договор купли-продажи. Если таких документов нет, тогда высока вероятность того, что:
  • двигатель не был привезен из другой страны;
  • двигатель завезен нелегально;
  • продавец завладел мотором незаконно;

В первом случае такой дизельный или бензиновый «контрактник» является агрегатом, который ранее эксплуатировался на территории стран СНГ, где и был официально приобретен для последующей перепродажи. Вторым вариантом является нелегальный завоз официально или незаконно купленного в Европе, США или другой стране мотора, в результате чего агрегат не проходил таможню и могут возникнуть проблемы во время его регистрации в государственных органах. Третий вариант является таким, когда продается ворованный двигатель или такой мотор, который был снят с ранее угнанного автомобиля как на территории стран СНГ, так и других государств.

Напоследок добавим, что отдельно перед покупкой следует оговаривать с продавцом степень оснащенности мотора, то есть отсутствие, частичное наличие или полную комплектацию всем навесным оборудованием. Речь идет о впускном и выпускном коллекторе, стартере, генераторе, инжекторных форсунках и рампе, ЭБУ, насосе кондиционера, ГУР и т.д.

Читайте также

Контрактный двигатель или капиталка? — Kolesa.kz || Почитать

На сегодняшний день возраст абсолютного большинства автомобилей, находящихся в Казахстане, старше десяти лет. Согласно данным комитета по статистике, таких насчитывается почти 70 %. Их владельцы либо сталкивались, либо в скором времени столкнутся с необходимостью серьёзных вложений в двигатель. Речь идёт о капитальном ремонте. Многих пугает эта процедура, причём не зря. Тут и стоимость немаленькая, и риск нарваться на не самого умелого мастера накладывают свой отпечаток. Именно поэтому автовладельцы обращают взор на покупку контрактного двигателя. Но стоит ли игра свеч?

Стоит ли покупать контрактный мотор

Контрактный мотор — что это?

Контрактным двигателем зачастую называют любой б/у мотор, который продаётся на разборе. Это не совсем так. Корректнее будет относить к таким агрегатам только те, что ввозились именно как запчасть с полным комплектом навесного, необходимым пакетом документов и без пробега по Казахстану. Ещё один момент — никакого серьёзного ремонта он пережить не должен был, иначе двигатель правильнее называть восстановленным.

Стоит ли покупать контрактный мотор

Контрактные двигатели очень популярны. В разделе «Запчасти» в мобильном приложении kolesa.kz можно найти более девяти тысяч предложений на самые разные автомобили. Цены при этом варьируются от 100 тысяч тенге за простые атмосферники до нескольких миллионов за агрегаты для Lexus LX570, к примеру.

Стоит ли покупать контрактный мотор

Контрактный двигатель или капиталка?

Ответ на этот вопрос каждый автомобилист, столкнувшийся с проблемой, должен выбрать сам. Оба варианта имеют право на жизнь и несут в себе риски. На пути капитального ремонта высока вероятность потратить больше денег и остаться недовольным результатом, особенно если нарвёшься на плохого моториста.

Стоит ли покупать контрактный мотор

При замене двигателя проблемы могут начаться на стадии поиска агрегата. Так уж повелось, что спрос рождает не только предложение, но и тех, кто желает заработать нечестным путём. Сеть полна историй недовольных клиентов, которые отправили предоплату за мотор продавцу, а он неожиданно исчез. Но беспокоит покупателей не только мошенничество.

Кот в мешке

Главная проблема покупки контрактного мотора в том, что его реальное состояние не всегда известно даже продавцу. Двигатель никто не разбирает, как ездил предыдущий владелец агрегата и история обслуживания — тайна, покрытая мраком. В лучшем случае мастера замерят компрессию да поглядят, не ругается ли ЭБУ на что-нибудь критически важное. Тут, к сожалению, ничего особо не сделаешь. Если решились на покупку б/у, нужно быть готовым и к связанным с ней рискам.

Стоит ли покупать контрактный мотор

На что обратить внимание при выборе контрактного мотора

Непосредственно выбор двигателя — тема достаточно сложная, о каждом её аспекте можно говорить долго. Но есть несколько деталей, о которых совершенно точно нужно знать.

У кого покупаете

Выбор продавца так же важен, как и выбор самого мотора. Предпочтительнее работать с крупными компаниями, предоставляющими полный пакет документов, начиная с договора купли-продажи и заканчивая грузовой таможенной декларацией. Последняя подтверждает, что мотор именно привозной, а не снятый с угнанной в нашей стране машины, к примеру.

Остерегайтесь тех, кто просит предоплату за поставку двигателя. Велик риск нарваться на мошенников.

Стоит ли покупать контрактный мотор

Что покупаете

Будьте внимательны при заказе агрегата, особенно если автомобиль у вас японский. При подборе нужно руководствоваться не только моделью мотора, но и всеми данными на машину, которые имеются. Автопроизводители частенько используют схожие двигатели в разных моделях. Отличаться они могут как навесным, так и креплениями. Ошибка выбора всегда ложится на плечи покупателя.

Стоит ли покупать контрактный мотор

Осмотр

Если интересующий вас агрегат в наличии и его можно глянуть вживую, то прежде всего нужно обратить внимание на заводской герметик, точнее его целостность. Зачастую он серый, а не чёрный, красный, оранжевый и т. д. Если видны следы вмешательства, то двигатель вскрывали. Стоит обратить внимание и на болты — есть ли на них свежие следы от ключей.

Следующий шаг — потёки масла. В идеале их быть не должно вовсе: ни в районе клапанной крышки, ни головки блока, ни поддона картера, да и в коллекторах тоже. Если говорить о моторах постарше, выбирайте те, что едва «сопливят». Не помешает выкрутить крышку маслозаливной горловины или фильтр. Ничего лишнего вроде металлической стружки там быть не должно.

Стоит ли покупать контрактный мотор

Нет возможности осмотреть двигатель вживую перед покупкой? Просите максимальное количество фотографий и даже видео. Желательно, чтобы на них можно было разглядеть номер мотора, если таковой имеется.

Гарантии

Если двигатель бэушный, никаких гарантий продавец предоставлять не должен, но зачастую клиентам дают от двух недель до месяца на проверку агрегатов. Некоторые крупные компании идут дальше и готовы отвечать за мотор на протяжении десяти тысяч километров пробега. Правда, только при условии ТО у них на сервисе и установке двигателя там же.

Что мы имеем в итоге? Если вы знаете хорошего моториста и не боитесь потратиться, то капитальный ремонт является более надёжным вариантом, но когда бюджет ограничен, бояться контрактных моторов не стоит. В случае работы с ответственными компаниями вам могут предоставить не только неплохую гарантию, но и установить агрегат бесплатно. Главное, что нужно уяснить, — не торопиться с покупкой и выбирать двигатель осмысленно. Благо есть из чего — количество предложений на сегодняшний день впечатляет.

Стоит ли покупать контрактный мотор

Что такое контракт? определение, элементы и виды

Определение : термин «договор» определяется как соглашение между двумя или более сторонами, имеющее обязательный характер, по сути, соглашение с юридическим исполнением называется договором. Он создает и определяет обязанности и ответственность вовлеченных сторон.

Процесс контракта

process of contract Прежде всего, предложение делается одной стороной другой, что, когда оно принято стороной, которой оно сделано, приводит к соглашению.Если это соглашение вступает в силу в суде, оно называется договором.

Основные элементы контракта

Elements of Contract

  1. Соглашение : основным элементом, который создает договор между сторонами, является соглашение, являющееся результатом предложения и акцепта, которое формирует вознаграждение для заинтересованных сторон.
  2. Свободное согласие : Согласие сторон является еще одним важным аспектом договора, что означает, что стороны, заключающие договор, должны договориться об одном и том же в том же смысле.Согласие сторон считается свободным, если на него не влияют принуждение, неправомерное влияние, мошенничество, искажение фактов и ошибка.
  3. Компетенция : Компетентность означает способность сторон заключить договор, то есть он достиг совершеннолетия, он / она должен быть здравомыслящим, и он / она не лишен права заключать договоры, поскольку по закону как инопланетный враг, иностранные государи и т. д.
  4. Соображение : подразумевает цену, которую согласился заплатить за обязательство промисора обещанное.Это должно быть адекватно и законно.
  5. Законный объект
.

Все, что вам нужно знать

Контракт на оказание услуг — это соглашение между частным лицом и частным предпринимателем, в рамках которого предприятие обязуется заплатить частному лицу за ограниченную сумму. 3 минуты чтения

Что такое договор на оказание услуг? Договор на оказание услуг — это соглашение между предприятием и частным лицом, работающим не по найму, при котором предприятие обязуется платить физическому лицу за ограниченный объем услуг, при этом данное лицо официально не становится работником.

Такие соглашения обычно заключаются для конкретных действий, таких как покраска дома или тюнинг автомобиля, хотя могут также иметь место долгосрочные работы. В контракте будет указан характер контрактной работы, ее компенсация и любые другие детали, которые будут сочтены целесообразными для разъяснения контракта.

Составление договора на оказание услуг

Контракт на услуги может включать в себя различные положения в зависимости от характера контрактных услуг, в том числе связанные с возмещением убытков, ответственностью, возвратом имущества и юридическими расходами, но в любой контракт на услуги должны быть включены следующие детали:

  1. Основная информация. Должны быть указаны имена и контактная информация вовлеченных сторон, а также любые условия, которые должны использоваться в контракте, которые требуют уточнения.
  2. Услуги. Предоставляемые услуги должны быть подробно описаны. Следует избегать неопределенности в максимально возможной степени, чтобы уменьшить возможность спора по контракту на более позднем этапе. Например, если контракт является контрактом на строительство, должны быть указаны материалы, используемое оборудование и сроки завершения.
  3. Оплата. План компенсации должен быть изложен в договоре. Если необходимо сделать одноразовый платеж, необходимо указать сумму этого платежа, время этого платежа, условия этого платежа и тип платежа (наличные, чек и т. Д.). Если платеж будет осуществляться в рассрочку, необходимо указать вышеуказанную информацию, а также положения, касающиеся того, как будут обрабатываться просроченные платежи.
  4. Конфиденциальность, отсутствие конкуренции и незапрашивание. В зависимости от характера услуг, предоставляемых по контракту, некоторые могут посчитать целесообразным включение терминов, направленных на решение этих проблем. Конфиденциальность (как в пункте о неразглашении), если речь идет о коммерческой тайне и другой конфиденциальной информации; отсутствие конкуренции и незапрашивание, если подрядчик может иметь возможность несправедливо конкурировать или прекратить деятельность по контракту.
  5. Права собственности. Если что-либо будет произведено во время оказания услуги, будь то материальный объект или интеллектуальная собственность, следует рассмотреть вопрос о владении такими предметами, включая право собственности на товары с преждевременно расторгнутым договором.

Договор на оказание услуг или Договор на товары

Контракт на услуги не следует путать с контрактом на товары, хотя они имеют много общего, например:

  • Оба устанавливают стандарты производительности.
  • Оба могут иметь условия форс-мажора или разрешения на то, что часто называют «стихийными бедствиями», которые могут задержать или полностью предотвратить завершение контракта без вины поставщика услуг.
  • Обе стороны возлагают правовые обязательства на договаривающиеся стороны и требуют рассмотрения.

Различия между этими двумя контрактами, однако, очень важны, и они включают в себя:

  • Контракты на товары предполагают доставку материальных предметов, тогда как контракты на услуги подразумевают выполнение заданий.
  • Контракты на товары могут потребовать согласования контракта на перевозку с третьей стороной, чтобы транспортировать товары от производителя к договаривающейся стороне.
  • Контракты на товары регулируются другими законами, чем контракты на услуги.

В связи с последним пунктом особенно следует обратиться к юрисконсульту, если есть какая-то путаница в отношении контрактов на услуги или контрактов на товары.

Договор на оказание услуг Примеры

Контракты на услуги можно найти во многих отраслях, если не во всех. Некоторые примеры из них включают перечисленные ниже.

Творческие контракты:

  • Контракт внештатного писателя
  • Редакционный договор
  • Контракт графического дизайна

Контракты на строительство:

  • Строительный подряд
  • Плотницкий договор
  • Электромонтажный контракт

Контракты на мероприятия:

  • Договор о предоставлении питания
  • Bartending Contract
  • DJ Contract

Контракты на техническое обслуживание:

  • Дизайн интерьера Контракт
  • Уборочный договор
  • Домашний контракт

Офисный работник Контракты:

  • Контракт о персонале
  • Контракт о финансовых услугах
  • Контракт об административных услугах

Контракты на изготовление и транспортировку:

  • Контракт на производство
  • Контракт на хранение
  • Контракт на доставку

Технологические контракты:

  • Контракт на веб-разработку
  • Технический консалтинг Контракт
  • Технический письменный контракт

Контракты по уходу за детьми:

  • Няня Контракт
  • Контракт на дневной уход
  • Контракт о няне

Контракты на здравоохранение:

  • Договор на обслуживание врачей
  • Индивидуальный учебный контракт
  • Домашний контракт на медицинское обслуживание

Контракты на обслуживание животных:

  • Контракт на размещение домашних животных
  • Контракт по уходу за животными
  • Контракт на выгула собак

Если вам нужна помощь с договором на оказание услуг, вы можете опубликовать свои юридические требования на торговой площадке UpCounsel.UpCounsel принимает только 5% лучших юристов. Юристы UpCounsel работают в таких юридических школах, как Harvard Law и Yale, и в среднем имеют 14-летний опыт юридической работы, включая работу в таких компаниях, как Google, Menlo Ventures и Airbnb или от их имени.

,Блокчейн

— солидность умного контракта двигателя

Переполнение стека
  1. Товары
  2. Клиенты
  3. Случаи использования
  1. Переполнение стека Публичные вопросы и ответы
  2. Команды Частные вопросы и ответы для вашей команды
  3. предприятие Частные вопросы и ответы для вашего предприятия
  4. работы Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  5. Талант Нанимать технический талант
  6. реклама Связаться с разработчиками по всему миру
,

Итак, что такое ИТ контракт?

dreamstime_s_32957776
Если вы ищете альтернативу традиционному трудоустройству или вы ищете краткосрочной профессиональной помощи в решении проблемы, ИТ-контракт может предоставить идеальное решение.

ИТ-контракты — основы

  • ИТ-подрядчики предоставляют навыки клиентам на основе «контракта» между предприятиями, а не становятся традиционными сотрудниками.
  • Постоянный персонал работает на постоянной основе для своих работодателей, в то время как подрядчики обычно нанимаются для заполнения краткосрочных пробелов в проектах, хотя на практике они могут в конечном итоге работать на одного и того же клиента в течение длительного периода.
  • Подрядчики либо работают напрямую на конечного клиента (прямой контракт), либо находят назначения через кадровые агентства. Срок действия контрактов обычно составляет 6 месяцев, хотя более короткие контракты не являются редкостью. С возможностью продления во многих случаях некоторые подрядчики работают на одного и того же клиента в течение нескольких лет.
  • Почти вся контрактная работа ведется на коммерческой основе между клиентом и компанией подрядчика (либо частной компанией с ограниченной ответственностью, либо головной компанией, управляемой третьей стороной).
  • ИТ-подрядчики должны прибыть на место и начать работу сразу, поэтому такие черты, как адаптивность, способность работать в команде и степень уверенности в себе, важны для успеха долгосрочных контрактов.
  • Хотя подрядчики не получают никаких льгот, предоставляемых сотрудникам, существует много веских причин (в том числе финансовых) для того, чтобы подумать о том, чтобы сделать шаг в мир заключения контрактов — некоторые из которых мы рассмотрим позже в этой статье.

Краткая история контрактов

За последние несколько десятилетий рабочая сила Великобритании изменилась по своей природе почти до неузнаваемости.В 1970-х годах почти все ИТ-работники работали в крупных фирмах, но к концу 1980-х и в 1990-е годы возросшая мобильность рабочей силы в сочетании с более гибкими потребностями компаний привела к взрыву спроса на работников по краткосрочным контрактам.

К концу 90-х годов, когда в Великобритании работали сотни тысяч подрядчиков, для удовлетворения их потребностей возникла целая индустрия поддержки, в которую вошли бухгалтеры, зонтичные фирмы, страховщики и многие другие поставщики услуг.

В преддверии тысячелетия подрядчики пользовались особенно высоким спросом, поскольку компаниям необходимо было обновить устаревшие системы для решения проблемы «2000 года».

На рынке ИТ-контрактов пострадали кредитный кризис и последующий экономический спад, начиная с 2007 года, и, хотя общий спрос на подрядчиков существенно восстановился, конкуренция за контракты в сочетании с мерами по сокращению затрат со стороны компаний и государственного сектора понижательное давление на средний уровень инфляции.

Несмотря на то, что оценки варьируются в зависимости от отрасли, число ИТ-подрядчиков, работающих в настоящее время в Великобритании, вероятно, составит около 250 000 марок.

Преимущества для клиентов

Существует множество преимуществ для конечных клиентов, которые нанимают подрядчиков:

  1. Процесс набора постоянных сотрудников может быть трудным, в то время как подрядчики часто могут начать работу в течение нескольких дней или недель.
  2. В клиентских фирмах могут быть бюджетные или политические причины, которые побуждают менеджеров держать постоянную численность персонала.
  3. Подрядчики нанимаются на индивидуальной основе, и все расходы вычитаются из суммы налога на прибыль клиента. Никакие взносы работодателя по национальному страхованию (NIC) не подлежат уплате, а также любые другие расходы, связанные с наймом постоянного персонала.
  4. Подрядчики не получают никаких «льгот», связанных с традиционной занятостью, такой как зачисление в систему пенсионного обеспечения, отпускные или здравоохранение.
  5. Клиенты могут нанять и уволить подрядчиков гораздо проще, чем постоянный персонал, при условии соблюдения условий контракта.

Преимущества для подрядчиков

Для многих заключение контрактов может быть удовлетворительным и полезным выбором карьеры. Вот некоторые из основных преимуществ:

  1. Подрядчики могут зарабатывать значительно больше, чем постоянные сотрудники. С учетом перерывов между работой, болезнями и неоплачиваемым отпуском подрядчики часто могут зарабатывать вдвое больше, чем они бы получали за выслугу.
  2. Вы управляете своими собственными делами и можете решить сделать перерыв между контрактами или даже рассмотреть зарубежные должности.
  3. У вас больше свободы выбора, где вы работаете и на какого типа клиентов вы работаете, в зависимости от рыночных сил.
  4. Вы можете испытать широкий спектр отраслей и типов проектов.
  5. Ваша работа по контракту может привести к дальнейшему предпринимательской деятельности.

Следующие шаги

Если вы планируете карьеру в качестве ИТ-подрядчика или просто хотите узнать больше об отрасли, вы попали по адресу.

Мы рекомендуем вам прочитать наше руководство из 10 шагов, чтобы стать ИТ-подрядчиком в качестве отправной точки.


.
3Апр

Подобрать масло для двигателя: Подбор масла по автомобилю, моторное масло для двигателя онлайн

Как выбрать масло для двигателя автомобиля

Если рассматривать выбор автомобильного масла вкратце, то он выглядит примерно так: марка автомобиля – год выпуска – модель двигателя – рекомендованная вязкость по SAE – эксплуатационный класс – выбор бренда. На деле вы столкнетесь с массой нюансов и мелочей, разобраться в которых сразу не очень просто. В статье постараюсь вкратце рассказать о всех нюансах выбора моторного масла.

Содержание статьи:

5 простых шагов для выбора автомобильного масла

  1. Открываем сервисную книжку автомобиля или каталог применяемости автомобильных масел.
  2. Определяем вязкость по SAE.
  3. Смотрим допуски API, ACEA, ILSAC (для азиатских и американских автомобилей).
  4. Очень редко, но все же производители требуют использование конкретного типа масла – синтетика, полусинтетика. Например, такие требования есть у ряда моделей BMW.
  5. Выбираем моторное масло по полученным спецификациям.

Эти простые шаги помогут подобрать масло для всех типов двигателей (бензиновые, дизельные, с турбиной), принцип выбора не отличается.

Вам не нужно держать в голове, что значит каждая маркировка по API, ACEA, ILSAC, достаточно выяснить, какой класс рекомендован для вашего автомобиля и подобрать масло, которое соответствует этому классу. Все проще, чем кажется. А теперь рассмотрим подробнее каждый шаг.

Где найти данные SAE, API, ACEA, ILSAC для определенного автомобиля

Эти данные производитель указывает в сервисной книжке автомобиля. Если таковой на руках нет, ее можно найти в интернете в электронном виде, или же воспользоваться каталогами применяемости автомобильных масел, к примеру https://www.northsealubricants.com/en/oil-advisor.

Таким каталогам можно полностью доверять, так как составляют их независимые организации, которые никак не нацелены прорекламировать конкретные марки масла. Производители масел сами согласовывают с этими организациями тираж каталогов применяемости своей продукции. Указав в каталоге необходимые данные, вы получите информацию по всем жидкостям, допустимым для вашего автомобиля.

Вязкость по SAE

SAE часто ошибочно называют указателем на климат, при котором может использоваться масло, это так, но очень приблизительно. Можно ориентироваться на SAE, выбирая масло для зимы, но цифры в этом стандарте весьма условны. Важней другой показатель – динамическая вязкость, она показывает, какая вязкость сохраниться у масла при температуре -25-35 градусов, и по ней становится ясно, при какой температуре оно обеспечит безопасный холодный пуск.

Что касается самого SAE, то это указание вязкости, то есть насколько густым или жидким будет масло при той и иной температуре.  Следовать рекомендациям производителя в этом показателе так же важно, как и в других. От вязкости зависит, насколько просто масло прокачается по каналам, какой толщины масляную пленку создаст, у каждой модели двигателя своя толщина масляных каналов и свои зазоры между деталями. Если масляная пленка будет меньше, она легко порвется под нагрузкой и наступит масляное голодание. Если толще – это затруднит работу двигателя, как следствие – повышенный расход топлива, перегрев и т.п.

Обычно производитель указывает два индекса SAE, подходящие для автомобиля, между которыми можно выбрать. Для свежих моделей рекомендуется лить самое жидкое из рекомендованных масел, оно снизит расход топлива. У моделей с пробегом зазоры увеличиваются вследствие естественной выработки деталей двигателя, и в них рекомендуется лить более густое из рекомендованных масел.

Особенности выбора масла для зимы, можно ли менять вязкость?

Вот тут интересный момент. Высокотемпературную вязкость желательно не менять вообще, только в рамках указаных производителем. А низкотемпературную менять можно, если это не обходимо.
Допустим вам рекомендована вязкость 5w-30, но вы живете на севере РФ и температура падает до -40℃. Если мы посмотрим на температурные характеристики 5w-30, то станет ясно, после -30℃ использование становится затруднительным. Поэтому можно перейти на 0w-30.

Есть еще один момент, это базовый состав масла для зимы, он важнее чем вязкость. Большие морозы может выдержать только ПАО синтетика и Эстеры. Гидрокрекинг уступает по температуре застывания и динамической вязкости CSS. Обратите внимание на таблицу выше, в разделе SAE.
В остальном, нет никаких отличий в выборе масла для зимы или для лета, последовательность такая же.

Допуски API

Чаще всего масла универсальные и имеют сразу два допуска по API – бензиновый и дизельный. Для бензиновых двигателей можно использовать рекомендованный класс и все классы, выше него. Понижать класс нельзя. Для дизельных двигателей все немного сложней, здесь градация делит классы на подходящие для легковых и тяжелых коммерческого использования.

Лучше всего использовать именно тот класс, который рекомендован. Если его уже нет в продаже, берем класс выше. Дело в том, что при большом количестве присадок масло может начать коксоваться, так что выбирать по принципу – возьму просто самый высокий класс, не совсем разумно.

Некоторые производители на своих маслах ставят надпись Diesel, позиционируя его как оптимально подходящее для дизельных двигателей. В них добавляют спец присадки, работающие с катализаторами и сажевыми фильтрами и не забивающие их. Но нужно обязательно смотреть лабораторные анализы, так как универсальные масла порой показывают даже лучшие эксплуатационные свойства, чем позиционированные как дизельные.

API категории S для бензиновых двигателей

МаркировкаХарактеристикаПрименяемостьПримечания
SNМалое количество фосфора в составеСовместимо с нейтрализаторами выхлопаЭнергосберегающие свойства. Эквивалентна ILSAC, с той разницей, что требования API SN не требуют тест износостойкости на состаренных маслах по методике Sequence IIIG и тест энергоэффективности по Sequence VID.
SMЛучшие показатели защиты деталей и окисленияТранспорт от 2003 г.в.Экологично, энергосберегающее.
SLСниженная испаряемостьТранспорт от 2000 г.в. использующий обедненное топливоДлительный период эксплуатации
SKНе используется, один корейский производитель масла использует такое сокращение для имени своей корпорации, во избежание путаницы литера «K» была исключена из классификации.
SJПоддерживает чистоту внутреннего пространства мотора.Транспорт от 1996 г.в.Сохранение характеристик при сниженных температурах
SHПоддерживает чистоту внутреннего пространства мотора.Транспорт от 1996 г.в.На данный момент действует только условно. Соответствует ILSAC GF-1, кроме энергосбережения и экономии топлива, последней являются обязательными.
SGПовышенные показатели стойкости к коррозии.Транспорт от 1989 г.в.Класс прекратил свое действие в 1995 году.

API SF, SE, SD, SC, SB, SA являются уже не актуальными, заменяются классами выше, применяются в очень редких случаях, если есть особая рекомендация для двигателя.

API категории C для дизельных двигателей

МаркировкаХарактеристикиПрименяемостьПримечания
CJ-4Ограничения по золе (менее 1,0%), серы (0,4%), фосфора (0,12%).Двигатели от 2007 г.в. с сажевыми фильтрами и системами, очищающими выхлоп.Отвечает нормам по выделению NOx и твердых частиц.
CI-4 PLUSУвеличенные экологические показатели и эксплуатационные характеристики.Дополнительный класс, начал действие в 2004 году.Сниженное количество сажи, увеличенный параметр окисления при высоких нагрузках, низкая испаряемость.
CI-4Сниженное количество фосфора и серы.Для очищающих выхлоп систем и больших нагрузок.Высокая экологическая безопасность, начал действие в 2006 году.
CH-4Меньшее количество нагара.Для работы при высоких оборотах и топлива с серой до 0,5%.Ужесточенные экологические требования, начал действие в 1998 году.
CG-4Сниженное количество сажи, способности к окислению и пенообразованию.Для автобусов, грузовых машин и тягачей магистральных и немагистральных, работающих с большой нагрузкой. Применяется в нетребовательных к качеству дизеля с серой до 0,5% ДВС.Ужесточенные экологические требования. Начал действие в 1995 г.
CFОбеспечивает чистоту деталей.Агрегаты с непрямым впрыском, не требовательные к качеству дизеля или работающие на топливе с количеством серы до 0,5%. Подходит для масляныaх систем с турбонагнетателем или компрессором.CF-2 – двухтактные двигатели. CF-4 – четырехтактные, для сверхмощных тягачей и аналогичного транспорта, работающего на автомагистралях в поездках на дальние расстояния. Может иметь сдвоенный класс: API CF-4/S, в таком случае заливается и в бензиновые моторы при наличии рекомендаций.
CEСниженная способность окисляться и пениться.Для транспорта от 1983 г.в.Класс действует только условно, заменяется более поздними.

Устаревшие классы: CE, CD-II (CD-2), CD+, CD, CC, CB, CA. Не используются.

API категории TC для двухтактных двигателей

API TD. Лодочные моторы. Классы TC и TD параллельны и не взаимозаменяемы.

API TC. Для требовательных к качеству масла механизмов – мотоциклы, снегоходы и т.д. Используется вместо API TA и TB.

API TB. Для работающих на больших скоростях и с нагрузкой моторов с объемом 50-200 см3.

API TA. Для ДВС до 50 см3 и воздушным охлаждением.

API категории EC – энергосберегающие масла

Категория EC используется для автобусов, грузовиков, легковушек и спецмашин. Состоит из легкотекучих фракций с низким показателем вязкости, чем снижает расход топлива.

Данная маркировка проставляется вместе с категорией эксплуатационных свойств: API CI-4 (ECI). Возможная экономия топлива просчитывается в сравнении с эталонной вязкостью SAE 20W-30:

  • EC I – до 1,5%.
  • EC II – до 2,5%.

Свои свойства масло показывает только на полностью исправном агрегате, эксплуатируемом в режиме города, экономия в таком режиме доходит до 5%. Повысить показатель можно и использованием экономичного масла для трансмиссии.

Классификация ACEA

Делит масла на аналогичные API эксплуатационные группы, помогая подбирать оптимальное, исходя из года выпуска и особенностей конструкции двигателя. Имеет класс A/B – универсальный для бензиновых и дизельных двигателей, С для дизельных и бензиновых, соответствующих самым современным экологическим требованиям Euro-4, Е – масла для нагруженных дизельных двигателей тяжелого транспорта. В этой классификации только некоторые группы могут заменить другие.

В последней редакции 2012 года выделены три категории:

ACEA A/B – Смазки для моторов с питанием бензином и дизелем. Объединяет все разработанные до 2004 года классы A и B, которые в более ранних редакциях делили смазки на две категории по типу топлива. Сейчас в этой категории 4 класса: А1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5.

КлассПрименениеХарактеристики
А1/В1Для определенной категории двигателей с небольшой нагрузкой, в которых можно применять маловязкие масла.Имеет увеличенный пробег, не рекомендовано для жаркого климата. Энергосберегающее.
А3/В3Для двигателей легковых авто и грузовиков малого тоннажа с высокой мощностью, с турбонаддувом и безСредний интервал замены. Может использоваться в любой сезон.
А3/В4Для агрегатов с турбиной, непосредственным впрыском и насос-форсунками или системой Common Rail.Практически полностью идентично А3/В3, но подходит для новых инжекторных систем. Может заменить предыдущую категорию.
А5/В5Для высокофорсированных моторов легкого транспорта, где допускается использование смазок малой вязкости.Маловязкое, подходит для зимних месяцев. Не подходит к некоторым типам двигателей.

ACEA Cсмазки для бензинового и дизельного топлива, подходят под самые жесткие современные требования экологов по содержанию веществ в выхлопе. Можно использовать в системах с катализаторами и сажевыми фильтрами, так как имеют сниженную зольность. В этой категории 4 класса: C1, C2, C3, С4.

КлассПрименениеХарактеристики
С1Бензиновые и дизельные двигатели с инжекторами, мощные с малым зазором между внутренними деталями.Экономит топливо и распадается до нейтральных веществ в выхлопе. Не допускается использовать в устаревших конструкциях или двигателях, в которые ранее заливались более агрессивные материалы.
С2Экономные двигатели с системами очистки выхлопа.Отличие от предыдущей категории в более высоком содержании фосфатов и сульфатов.
С3Моторы с системами очистки выхлопа, работающие в сложных условиях, с турбонаддувом или без.Отличается от С2 повышенной вязкостью, низкая и средняя зольность. Подходит для увеличенных интервалов замены.
С4Для систем, оборудованных сажевыми фильтрами DPF и трехкомпонентными катализаторами TWC.По составу похож на С1, но выше вязкость.

ACEA E смазки для дизелей, работающих с большой нагрузкой, и тяжелого транспорта. Категория была введена в самом начале создания класса в 1995 году. В новой редакции 4 класса: Е4, Е6, Е7, Е9.

КлассПрименениеХарактеристики
Е4Современные двигатели, отвечающие нормам Евро от 1 до 5 и работающие в тяжелых условиях.Обеспечивает чистоту деталей и защиту от износа, длительный интервал замены. Не подходит для систем с сажевым фильтром, совместим не со всеми системами очистки выхлопа.
Е6Для современных моторов, отвечающих требованиям Евро от 1 до 5 с системой очистки выхлопа, с сажевым фильтром или без, снижением выбросов оксида азота.Обеспечивает чистоту внутренних деталей, защищает от износа, увеличенный интервал пробега.
Е7Дизельные моторы, работающие на больших оборотах класс Евро от 1 до 5, оборудованных системой очистки выхлопа. Не подходит для систем с сажевым фильтром.Повышение антиокислительных и моющих свойств. Увеличенные интервалы замены.
Е9Отличие от Е7 в совместимости с сажевым фильтром.Ограничение по зольности.

Классификация ILSAC

Эта классификация используется для японских и американских автомобилей. В ней предусмотрено 5 классов, по аналогии с API более поздний класс перекрывает более ранний.

ILSACОписаниеAPI и SAE
GF-5Введена в 2010 году, имеет ужесточенные требования к моющим свойствам, увеличенный срок использования. Основное отличие от предыдущих версий в совместимости с биотопливом. Может работать с нейтрализаторами выхлопа и уплотнителями.
GF-4Была утверждена в 2004 году. Имеет энергосберегающие свойства, от GF-3 отличается повышенной стойкостью к окислению, повышенными моющими свойствами и уменьшению количества отложений на деталях. Может работать в системах с катализаторами и восстановления выхлопа.API SM, SAE 0W-20, 5W-20, 0W-30, 5W-30, 10W-30
GF-3Утверждена в 2001 году. Отличается от GF-2 повышенными противоокислительными свойствами, снижена испаряемость.API SL
GF-2Устарела, была утверждена в 1997 году.API SJ, SAE 0W-20, 5W-20
GF-1Устарела, была утверждена в 1996 году.API SH, SAE 0W-XX, 5W-XX, 10W-XX, где ХХ 30,40, 50, 60

Виды масел и присадок

Масла по составу делятся на три вида: минеральные, полусинтетическое и синтетическое. По сути все масла – это базовая основа с добавлением присадок. В случае с минералкой база является продуктом перегонки мазута. Синтетика – синтезированные составы, произведенные с использованием различных технологий. Полусинтетика – смесь двух этих категорий, где синтетика и минералка могут быть в разных пропорциях.

Минеральные масла имеют самую низкую стоимость, но при этом и самую низкую стабильность. Присадки в них быстро выгорают, а само масло может быть полностью стабильно только при комнатной температуре, при рабочих температурах ведет себя непредсказуемо. Потому производители масел все больший упор делают на производство синтетических и полусинтетических составов. Минеральные масла актуальны только для очень старых автомобилей, которые «и так все съедят». Но при этом интервал замены масла нужно уменьшить, по причине уже названного быстрого выгорания присадок.

Синтетика и полусинтетика подходят для современных двигателей, могут использоваться для длинных интервалов замены. Разница между ними заключается в цене и эксплуатационных качествах: синтетика стабильней, но и дороже. Так что в этом случае выбираем в большей степени то, что по карману. Тем более, что полусинтетические составы многих производителей показывают очень хорошие результаты по тестам.

Помимо базы масла состоят из пакетов присадок:

НазначениеОписаниеВещества
Омолаживающие, ингибиторы окисленияПри прогреве молекулы масла вступают в реакцию с кислородом, а поверхностный металл действует как катализатор в этом процессе. Масло густеет, образуются отложения, коррозия.Азот, фосфор, соединения на основе серы (амины, фенолы с цинком и кальцием и т.д.)
Моющие и диспергирующиеНе дают мелким частицам нерастворенных остатков объединиться в крупные, чем препятствуют образованию отложений. Нейтрализация кислот.Сукцинимиды, нейтральный металл сульфо-координат, феноляты, фосфаты, тиофосфаты, полимерные моющие средства, амины, сульфонаты, высокомолекулярная органическая известь, свинец, соли цинка.
ПротивоизносныеДля снижения износа в местах с большим трением, образуют защитную пленку в этих местах.Дифосфат цинка, диалкил-трикрезилфосфат, органические фосфаты, сера, соединения азота.
ИндексныеРастворимые в масле полимеры, необходимые для улучшения свойства минералки, то есть не дают ей снизить или повысить вязкость под воздействием температуры.Полиметакрилат (РМА), стирол-бутадиен-сополимеры (SBC).
Снижающие точку тягучестиДобавляются в масла, которые густеют при снижении температуры из-за кристаллизации молекул парафинов.Полиметакрилат, алкил-фенолы, нафталин с хлорированными парафинами, пропилен, сополимеры.
ПеногасителиИспользуются для снижения образования пены, так как это снижает качество смазывания деталей.Полисиликоны, полиэтиленгликоль эфиров и т.д.
Модификаторы тренияПАО, уменьшают трение между металлическими деталями.Жирные кислоты, органические амины, амины фосфатов и т.д.

Какое масло выбрать для двигателя с большим пробегом

Если двигатель с большим пробегом и начал подъедать масло, то можно повысить его вязкость, но в рекомендованных производителем рамках. К примеру, рекомендуется 5W-30 и 10W-40, выбираем из этой пары 10ку.
Продавцы автомобильных масел до сих пор считают, что при большом пробеге надо повышать вязкость, это аргументируется тем, что зазоры в цпг увеличиваются и нужно гуще масло, чтобы повысить компресию.
Но они не учитывают одного факта — маслянные каналы со временем не увеличиваются, при повышении вязкости масло становится гуще и не так бодро попадает к цпг через забитые каналы. При этом, когда повышаем вязкость и «забиваем» большие зазоры цпг вязким маслом, часто случаются перегревы двигателя, о которых вы и не знаете.

Итог один. Вы можете повысить вязкость, но дальнейший износ двигателя неизбежен, и чаще всего он будет еще больше, чем был на менее вязком масле. Это временная мера, которая только приближает момент капиталки.

Если текущая вязкость масла полностью устраивает и вы не наблюдаете сильного жора, не слушайте продавцов, оставайтесь на вязкости, которую использовали.

Заключительный этап – выбор производителя масла

Когда мы уже разобрались с тем, какое масло по SAE, API и прочим характеристикам рекомендует производитель, вдруг обнаруживаем десятки различных производителей с самыми разными ценами и описаниями масел. Здесь можно пойти тремя путями:

  • Взять то, что порекомендует продавец в магазине.
  • Читать рейтинги на нашем сайте.
  • Если есть желание вникнуть во все нюансы, составить собственную сравнительную таблицу: выписать подходящие марки масел, их характеристики и составить сравнительную таблицу лабараторных анализов, в которой очень легко будет выбрать подходящее по эксплуатационным характеристикам и цене.

Как выбрать моторное масло. 7 правил

Подбор моторного масла для автомобиля всегда необходимо выполнять на основе требований его производителя, однако также стоит учитывать вязкость, соответствия стандартам, условия эксплуатации машины, температурный режим работы двигателя, ну и конечно, соотношения цены/качества выбранного вами бренда масла. Существует немало характеристик моторных масел, однако в общем случае можно не вникать в большинство из них для того, чтобы подобрать оптимальное в конкретном случае масло для двигателя автомобиля.

Содержание:

Как выбрать моторное масло

Вязкость моторного масла

Ответом на вопрос: “какое моторное масло лучше выбрать”, даже если учесть все требования, всегда регулируйтесь таким ответом — оригинал, а не подделка и по стоимости выше среднего.

Первое, что нужно учитывать, чтобы правильно выбрать моторное масло — рекомендации завода изготовителя. В мануале автомобиля всегда четко прописываются значения вязкости, стандарты, типы масел, которые допускается заливать в двигатель. Однако тонкость здесь заключается в том, что зачастую даже для одного мотора допускается использование масел с различными вязкостями.

Так как выбрать вязкость моторного масла для автомобиля на зиму, лето и межсезонье? В первую очередь необходимо понимать, что вязкость напрямую зависит от температуры и изношенности масла (пробега двигателя с ним). Поэтому, опуская подробности, можно сказать так — для зимы лучше подойдет маловязкое масло с подходящей низкотемпературной вязкостью (проще говоря — более жидкое). Например, 0W-20, 0W-30, 5W-20, 5W-30. В данном случае чем ниже первая цифра — тем на меньшую температуру рассчитан состав.

Если машина используется в средних или южных широтах, то имеет смысл подобрать масло для двигателя с большой низкотемпературной и высокотемпературной вязкостью. Например, 5W-40, 10W-30, 10W-40. Однако в данном случае подразумевается, что мотор имеет относительно небольшой пробег, поскольку в противном случае нужно ориентироваться и на высокотемпературную вязкость.

Для межсезонья выбор вязкости по большей части зависит от изношенности мотора, то есть, от второго числа. Так, чем оно больше — тем более густое масло в изначальном (неиспользованном) виде. Поэтому оптимальными вариантами будут 5W-30 или 5W-40.

Чем больше изношен двигатель (имеет большой пробег, например, 150…200 тысяч километров и более без капитального ремонта) — тем большую высокотемпературную вязкость должно иметь масло. Например, 5W-40, 5W-50 и даже 5W-60 (в последнем случае использовать подобный состав можно перед выполнением капитального ремонта).

Во многих современных двигателях (особенно европейских производителей) конструкцией предусмотрены тонкие масляные каналы, поэтому для них масла с высокой вязкостью не подойдут. Наоборот, для них нужно использовать средства наподобие 5W-20, 5W-30. И напротив, старые, например, советские машины, рассчитанные, в том числе, на использование минеральных масел старого образца вполне могут «кушать» вязкие масла, например, 5W-40, 5W-50, 10W-40, 15W-40, 15W-50 и им подобные.

Несколько слов о турбированных двигателях… Дело в том, что в процессе своей работы турбина разгоняется до очень большой угловой скорости, что приводит к ее значительному разогреву. Именно по этой причине все автопроизводители рекомендуют использовать для турбированных двигателей более вязкие масла, например, 0W-40, 5W-40, 5W-50, 10W-40. Это обусловлено тем, что масло в процессе своей работы разжижается, а рабочие каналы не забиваются продуктами его сгорания.

Стандарты соответствия

Выбор моторного масла всегда должен соответствовать международным стандартам, которые указывает в мануале автопроизводитель. Основные стандарты следующие:

  • SAE J300. Этот стандарт описывает вязкостные характеристики, описанные в предыдущем разделе. Указывает на низкотемпературную и высокотемпературную вязкость.
  • API. Этот стандарт описывает эксплуатационные характеристики. Актуальные бензиновые категории — это SJ, SL, SM, SN. Актуальные дизельные категории — CH-4, CI-4, CJ-4. Использование более современных категорий в двигателях допускается, однако обратное использование исключается. Обратите внимание, что большинство современных масел являются универсальными, то есть, их можно использовать и в бензиновых и в дизельных двигателях. Однако иногда можно встретить составы, специально предназначенные для того или другого типа мотора, и это разница будет как раз отражаться в API.
  • ACEA. Европейский стандарт. В мануале автомобиля четко прописывается, какие категории масел по нему допускается использовать в конкретном двигателе. Поэтому при подборе масла для двигателя нужно смотреть на маркировку этикетки, так как определенных моторов и систем выхлопа требуются специфические технические требования.

Типы масел

Все моторные масла делятся на три основных типа — минеральные, полусинтетические и полностью синтетические.

Минеральные составы — уже практически нигде не используются, ну разве что для мягкой промывки, так как они обладают наихудшими характеристиками и имеют большую вязкость. Из соображений рентабельности и технических показателей двигателей часто заливаются в старые автомобили (или моторы старых конструкций). Например, для ВАЗ-классики, «Москвичей», классических УАЗов и другой еще советской техники. Для автомобилей выпуска от 1990-х годов и моложе его лучше не использовать.

Полусинтетические составы — наиболее распространенный тип масел для двигателей машин у рядовых автовладельцев. Они обеспечивают оптимальные характеристики, такие как вязкость, пробег до очередной замены и цена. Поэтому, если в мануале автомобиля прямо не указано, что в двигателе нужно использовать синтетику, то наиболее оптимальным вариантом будет использование «полусини».

Синтетическое масло имеет наиболее прогрессивные показатели, обеспечивает не только максимальную защиту двигателя, но и длительный пробег. При подборе такого масла стоит детально ознакомиться с его эксплуатационными характеристиками и требованиями двигателя. В новенькую иномарку ничего кроме синтетики лить не стоит.

Масло для двигателя на газу

Специальное «газовое» масло

Владельцы машин с газобаллонным оборудованием (ГБО) зачастую интересуются вопросом — какое масло заливать в двигатель на газу? Многие производители моторных масел специально выпускают отдельные составы, которые, якобы, лучше приспособлены для работы с газом. Главный аргумент использования подобных составов — разница в температуре воспламенения газа и бензина в камере сгорания. Так, соответствующая температура у бензина составляет порядка +2000°С…+2500°С. У метана — +2050°С…+2200°С, а у пропана/бутана — +2400°С…+2700°С. Отсюда следует первый вывод — если двигатель работает на метане, то нужно использовать то же масло, что предписывается для бензина, и «не заморачиваться».

Что касается пропана и бутана, то многое зависит от примесей, находящихся как в масле, так и непосредственно в газе. В частности, при сгорании топливной смеси в камере сгорания при высоких температурах на стенках со временем может отложиться большее количество золы, что загрязнит двигатель. Многие современные автопроизводители выпускают машины, рассчитанные на использование малозольных масел. Задача таких смазочных материалов — снизить зольность в двигателе и обеспечить чистоту выхлопа. Аналогично можно поступить и в случае использования ГБО.

Однако тут существует две проблемы. Первая заключается в том, что малозольные масла можно использовать не во всех моторах, поэтому всегда нужно ориентироваться на допуски по стандарту ACEA, предписанные автопроизводителем. Энергосберегающие (малозольные) масла имеют обозначения С1, С2 и С3 (Low SAPS и Middle SAPS). Вторая проблема заключается в том, что малозольные масла стоят дороже, чем стандартные смазывающие составы. Поэтому их покупка ставит под сомнение использование ГБО как таковое.

Таким образом, ответом на вопрос о том, какое масло заливать с ГБО, будет следующим — то же самое, что и для бензина. Любое современное масло (если это не откровенный фальсификат) способно работать при повышенных температурах, особенно в краткосрочном режиме. Главное не забывать вовремя его менять.

Производители масел

На полках автомагазинов представлена продукция различных производителей автомобильных масел, например — Shell, Mobil, Castrol, «Роснефть», «Лукойл» и многих других. Причем у каждого из производителей есть свои собственные линейки с особыми характеристиками масел, входящих в них. Какой бренд выбирать в конкретном случае — решать только автовладельцу. Однако есть несколько советов по этому поводу.

В частности, многие автолюбители, сталкиваясь с фальсификатом, обвиняют в плохом качестве бренд, под которым было выпущено то или иное масло, не подозревая о том, что у них в руках подделка. Поэтому, первое, о чем стоит упомянуть — выбирать того производителя, который максимально хорошо защищает свою продукцию. Соответствующие технологии постоянно развиваются, в частности, в настоящее время для проверки используются приложения на смартфоне, сайты производителя с проверкой одноразового кода на канистре, СМС-сообщения, ультрафиолетовые фонарики и так далее.

Импортные моторные масла могут выпускаться как на территории стран СНГ, так и за их пределами. Практика показывает, что в последнем случае количество подделок значительно меньше. Поэтому старайтесь покупать масла, выпущенные где-нибудь на территории Евросоюза, в Японии, США и других развитых странах. Информацию о стране-производителе можно найти на канистре в прямом или зашифрованном виде.

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Выбор и замена моторного масла — советы экспертов — журнал За рулем

Эпоха дефицита имела, как ни странно, определенные преимущества — покупатель не был озабочен проблемой выбора. Нынче ситуация иная: предложений так много, что глаза разбегаются даже у бывалых. Поэтому повторим основы масловедения и пробежимся по «реперным» точкам. Сориентироваться в современном многообразии моторных масел помогают эксперты ЗР Михаил Колодочкин и Александр Шабанов

Какое масло мне годится?

Если кратко, то использовать можно только моторные масла, которые рекомендованы производителем автомобиля. Эти сведения содержатся в инструкции по эксплуатации. Самые важные параметры — группа вязкости и класс качества масла. Любые рекомендации масленщиков носят характер вторичных.

Материалы по теме

Вязкость и цифры

О вязкости масла говорят самые заметные цифры на канистре или банке — это классификация вязкости по SAE. Два числа, разделенных буквой W, обозначают, что масло всесезонное. Именно всесезонные чаще всего и выпускают.

Первые цифры указывают на минимальную отрицательную температуру, при которой двигатель можно провернуть. Например, у масла 0W‑40 нижний температурный порог равен —35ºС, а у 15W‑40 он составляет —20ºС. Число после дефиса говорит о допустимом диапазоне изменения вязкости масла при 100ºС. Так, для «тридцатки» вязкость может меняться в диапазоне от 9,3 до 12,5 сСт (сантистокс — единица измерения вязкости), для «сороковки» — от 12,5 до 16,3 сСт. Если производитель допускает вилку параметров (например, 5W‑30 или 5W‑40), то для новых машин лучше брать 5W‑30: немножко выиграем в расходе топлива. А для пожилых — 5W‑40. Почему так? У новых двигателей нет износа, все зазоры минимальны, поэтому подшипники нормально работают и при меньшей вязкости. А вот при больших износах несущую способность компенсируют ростом вязкости.

Качество и буквы

О классе качества масла говорят обозначения SM, SN, СJ, CF.

Так обозначают качество масел согласно американской классификации API. Этот индекс состоит из двух букв. Первая определяет тип двигателя: S (Service Station) — бензиновые двигатели, или C (Commercial) — дизели.

Вторая (от A до N) информирует об уровне эксплуатационных свойств. Обозначение может быть «дробью», тогда масло подходит для бензиновых и дизельных двигателей.

Чем дальше последняя буква от начала алфавита, тем лучше масло. Сегодня самый высокий класс — SN/СF. Это масло можно использовать вместо любого другого.

А прочие буквы?

Обозначения вроде АСЕА А3/В4 также говорят о качестве масла, но по другой классификации — европейской.

Часто они полностью дублируют классификацию по API. Например, обозначения А3/В3/В4 равнозначны индексам SN/CF классификации API. Существует еще японско-американская классификация ILSAC, и градация качества, которую ввело министерство обороны США, — MIL-L, и даже российский ГОСТ. Но таких обозначений уже практически нигде не найти.

Надписи: авансы и реальность

Материалы по теме

Производители любят сообщать потребителю, что их масла подходят для автомобилей известных концернов. Об этом говорят надписи на упаковках с упоминанием популярных марок. Однако следует четко различать стиль подобных заявлений.

Слово meets (или российское «соответствует») сообщает, что масло полностью отвечает требованиям конкретного производителя автомобилей (например, Meets: Porsche). Возможно, так и есть, только это заявление изготовителя масла, а вовсе не автопроизводителя. Это такой хитрый рекламный ход.

А слово approved (одобрено, проверено) свидетельствует о том, что автопроизводитель провел испытания этого масла и официально разрешил заливать его в двигатели своих машин. Проверить правдивость подобного утверждения несложно: достаточно зайти на официальный сайт автопроизводителя и уточнить, выдавал ли тот одобрение. Но даже известные маслопроизводители порой стараются экономить на подобных испытаниях (это миллионы долларов), а потому частенько получают одобрение только на одно масло, а в рекламных проспектах мы читаем, что статус approved якобы получила вся гамма. Поэтому для верности каждую линейку следует проверять отдельно.

Название

Какой бренд предпочесть? Мы советуем только те продукты, чье качество подтверждают наши экспертизы.

Часто отечественные масла известных марок выглядят на уровне иностранных брендов — ведь при их производстве используют современные базовые масла и пакеты присадок. К сожалению, наиболее распространенные марки чаще подделывают. Не слишком раскрученные, но заведомо качественные бренды в этом плане надежнее.

марке, модели и двигателю — TOTAL Russia

Skip to content Back to main page
  • Где купить
  • Контакты
  • Total в России
Total.com Back to main page
  • Автомобильные
    масла Автомобильные масла

    Close the menu

    • Каталог автомобильных масел
      • Легковые автомобили
      • Грузовые автомобили
      • Мотоциклы и скутеры
      • Внедорожная и строительная техника
      • Прогулочные катера
      • Сельское хозяйство
    • Сотрудничество с автопроизводителями
      • Сотрудничество с ASTON MARTIN
      • Сотрудничество с CITROEN
      • Сотрудничество с Great Wall
      • Сотрудничество с HAVAL
      • Сотрудничество с KIA
      • Сотрудничество с Mazda
      • Сотрудничество с DFM
      • Сотрудничество с NISSAN
      • Сотрудничество с PEUGEOT
      • Сотрудничество с ZOTYE
      • Сотрудничество с Камаз
    • TOTAL QUARTZ
    • Подбор масла
      • Audi
      • BMW
      • Chevrolet
      • Fiat
      • Ford
      • Honda
      • Hyundai
      • Iveco
      • Kia
      • Lada
      • MAN
      • Mercedes-Benz
      • Mini Cooper
      • Mitsubishi
      • Opel
      • Peugeot
      • Skoda
      • SsangYong
      • Subaru
      • Suzuki
      • Toyota

Как выбрать масло для машины?

От правильного выбора масла во многом зависит стабильная работа двигателя вашего автомобиля. Следовательно, к решению этой задачи нужно отнестись с максимальной серьезностью.

Для чего используется автомобильное масло? Оно выполняет сразу несколько функций:

  • создает тонкую пленку на поверхности трущихся деталей и препятствует их износу,
  • впитывает и удерживает продукты, образующиеся при сгорании топлива,
  • защищает детали от коррозии.

Также масло дополнительно охлаждает двигатель во время работы.

Использование продукта, который не подходит для вашего транспортного средства, ведет к повышенному износу двигателя. Это значит, что он может довольно быстро выйти из строя, а это чревато длительным и дорогостоящим ремонтом. Соответственно, правильный выбор помогает существенно увеличить ресурс двигателя, сделать его работу более тихой, снизить расход топлива.

Самый простой способ выбрать подходящий продукт заключается в том, чтобы заглянуть в сервисную книжку машины. В ней обычно указываются требования к автомобильному маслу, которые выставляет компания-производитель. Но как быть, если этого документа под рукой нет? В этом случае можно воспользоваться функцией онлайн-подбора по марке автомобиля, которую предлагает наш сайт.

Но водителю желательно знать, почему его машине подойдет (или не подойдет) то или иное масло. Возможна и другая ситуация: ваше транспортное средство, хоть еще и на ходу, но уже заметно устарело. Поэтому мы расскажем вам, на что обратить внимание при выборе продукта.

Минеральное и синтетическое масло: в чем разница?

Масла, представленные сегодня в продаже, можно разделить на три группы:

  • минеральные,
  • синтетические,
  • полусинтетические.

У каждого из этих продуктов есть свои характерные особенности.

Минеральное масло производится из нефти, при этом используются технологии рафинирования и дистилляции. Продукты, относящиеся к этой категории, делятся на:

  • парафиновые,
  • нафтеновые,
  • ароматические.

К достоинствам автомобильных минеральных масел можно отнести сравнительно невысокую стоимость. Что касается недостатков, то минусом является чрезмерная густота. Синтетические продукты получаются в результате синтеза химических соединений. Особенностью этого процесса является то, что можно получить масла с определенными эксплуатационными свойствами: вязкостью, термической стабильностью. Они в среднем стоят дороже минеральных, но превосходят их по характеристикам. Синтетическое масло:

  • характеризуется хорошей текучестью и, соответственно, обладает отличными смазочными свойствами;
  • имеет высокую температуру испарения, поэтому устойчиво к перегреву;
  • хорошо прокачивается даже при низких температурах, то есть его можно использовать даже в холодную погоду;
  • сохраняет химическую стабильность во время практически всего срока использования, а это значит, что его эксплуатационные свойства не изменяются.

Полусинтетические продукты позволяют избавиться от многих недостатков минеральных и синтетических составов. Полусинтетическое масло обычно дешевле синтетического, но в то же время практически не уступает ему по своим характеристикам.

Универсальные и специализированные продукты

Масла для автомобилей также делятся на:

  • универсальные,
  • специализированные.

Названия этих категорий говорят сами за себя. Универсальное подойдет для большинства автомобилей и обеспечит безопасную эксплуатацию транспортного средства практически в любых погодных условиях. Специализированные продукты разработаны для использования в определенное время года (сезонные составы), в сложных условиях или для эксплуатации в определенных типах машин. Например, можно подобрать масло, которое упростит запуск двигателя при низких температурах либо подойдет для коммерческого автотранспорта.

Классификация по вязкости SAE

Один из важнейших критериев, который необходимо учитывать при выборе – классификация по вязкости SAE (Society of Automobile Engineers, или «Сообщество автомобильных инженеров»). По этому критерию все составы делятся на:

  • летние,
  • зимние,
  • всесезонные.

Для летнего масла обозначение на канистре выглядит следующим образом: SAE 20 (SAE 30, SAE 40 и так далее). Для зимнего – SAE 0W (SAE 5W, SAE 10W и так далее). Буква W в данном случае обозначает Winter, то есть зиму. Если же речь идет про всесезонное, то оно обозначается следующим образом: SAE 5W-40 (SAE 10W-30, SAE 10W-40 и так далее). Что означают эти числа?

У зимнего или всесезонного масла числа перед буквой W привязаны к минимальной температуре, при которой можно провернуть двигатель. Чем меньше этот показатель, тем ниже температура, при которой двигатель автомобиля будет работать бесперебойно. В регионе со средним климатом подойдет масло с индексом 10W, а если в ваших краях суровая зима является нормой, лучше обратить внимание на продукты с обозначениями 5W и даже 0W. Что касается летнего масла, то чаще всего рекомендуется использовать продукты с индексом SAE 40. Впрочем, сегодня в продаже обычно представлены всесезонные масла, в то время как сезонные (летние или зимние) встречаются значительно реже.

Выбирая масло в соответствии с классификацией SAE, стоит учесть и пробег транспортного средства. Если у вас сравнительно новая машина, и пробег составляет менее 50 % от планового ресурса, подшипники хорошо будут работать и при меньшей вязкости. В этом случае вам подойдет продукт категории 5W-30 или 0W-20. Если же пробег превышает 50 % от планового ресурса, лучше выбирать масло с индексом 5W-40. Это объясняется тем, что в двигателе со сравнительно высокой степенью износа увеличиваются зазоры между деталями, поэтому имеет смысл использовать более вязкую смазку.

Классификация по эксплуатационным свойствами

Еще одна важная классификация разделяет все масла в соответствии с их эксплуатационными свойствами. Фактически существует даже несколько таких классификаций, среди которых наиболее распространенной является американская API (American Petroleum Institute – Американский институт нефти). В соответствии с ней масло может предназначаться для транспортного средства с бензиновым или дизельным двигателем. В первом случае оно обозначается буквой S (Service), во втором – C (Commercial).

После S или C идет еще одна буква, показывающая уровень эксплуатационных свойств. Чем дальше она от начала алфавита, тем лучше, то есть масло с индексом SF лучше продукта с обозначением SA. На сегодняшний день продукты с наиболее высокими эксплуатационными свойствами имеют следующие обозначения:

  • для бензиновых двигателей – SN.
  • для дизельных двигателей – CF.

После букв идут цифры, обозначающие год, с которого начала действовать та или иная спецификация, например, SL (2001) или CJ (2010). В некоторых случаях спецификация может выглядеть так: CF-2 (1995), CH-4 (1998). Это означает, что масло предназначено для двухтактного или четырехтактного двигателя.

Существуют и универсальные продукты, которые подходят как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. Они обозначаются следующим образом: SN/CF. Лучше всего, конечно, выбирать наиболее современные продукты, соответствующие высоким стандартам, принятым в последние годы.

Доливочные составы

Порой у водителя возникает необходимость пополнить запас смазочного вещества. Но он не знает, какое именно масло уже залито в картер двигателя. Как быть в этом случае? Можно воспользоваться специальными доливочными маслами. Они изготавливаются в соответствии с универсальной формулой, позволяющей сочетать такие продукты с составами от других производителей. Например, НС-синтетическое моторное масло Nachfull Oil 5W-40.


Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

Какое моторное масло подходит двигателю вашего автомобиля

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

Убедитесь, что вы выберете нужную марку моторного масла для вашего автомобиля с нашим руководством

 

В наши дни существует множество технологий для того чтобы сделать жизнь вашего автомобиля безоблачной. Современная автохимия способна творить чудеса, после которых машина будет работать как часы и не нуждаться в частом и накладном межсервисном обслуживании. Не стоит правда забывать и про своевременное обслуживание. Вернее, даже сказать, в первую очередь нужно заботиться о нем, а потом уж смотреть при необходимости на разнообразные тех. жидкости.

 

В сегодняшнем рассказе мы обратим внимание на такую жизненно важную субстанцию как моторное масло. И если вы думаете, что для долголетия двигателя вашего автомобиля достаточно просто вовремя менять моторное масло, следить за его уровнем и не допускать включения лампочки «низкое давление масла в двигателе», то мы дадим вам еще несколько хороших советов для того чтобы мотор чувствовал себя еще лучше.

 

На что нужно обращать внимание при проверке состояния моторного масла?

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

Масло является жизненно важным компонентом для бесперебойной работы вашего двигателя, и если вы хотите, вознаградить двигатель долголетием, инспекция состояния моторного масла является одним из ключевых действий. Безусловно, это означает, что вы должны проводить замену масла вовремя, и что не менее важно, заливать в двигатель наиболее подходящий тип масла.

 

Важно! Если вы не будете проводить регулярные проверки уровня и состояния моторного масла при помощи щупа в период межсервисного интервала, знайте, вы значительно повышаете риск преждевременного износа двигателя.

 

Сложностей в проверке уровня масла произойти не должно, это действие способен произвести любой автомобилист, даже с небольшим опытом общения с машиной. Но вот сделать это правильно! Зачастую об это не знают даже опытные автовладельцы. А ведь от этого напрямую зависит точность проведенных измерений.

 

Наш вам совет, изучите руководство, прилагаемое к вашему автомобилю. Оно будет содержать подробную информацию, о том до какой температуры нужно прогреть мотор и через какое время после выключения зажигания (остановки двигателя) необходимо воспользоваться щупом для проведения замеров и получения наиболее точных замеров. Таким образом вы приблизитесь к истине и значительно более оптимально определите уровень масла в двигателе вашей машине.

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

 

Если уровень масла падает и требует долива, вы должны выяснить, почему. Скорее всего причина будет, особенно, если двигатель атмосферный и проехавший более 100 тыс. км. Некоторые автомобили с изношенными силовыми агрегатами сжигают большое количество моторного масла в цилиндрах, которое может попадать туда разными путями, но в основном через изношенные кольца поршней. Вы определите о том, что сжигаете масло по сизоватому выхлопу и запаху горелого масла (логично). В этом случае придется посетить специализированную станцию технического обслуживания.

 

Смотрите также: Менять ли часто масло в двигателе?

 

И вот приехав на станцию технического обслуживания вы столкнетесь с еще одной нетривиальной задачей, выбор нужного именно для вашего двигателя моторного масла. Хорошо если перед вами опытные профессионалы своего дела, которые безошибочно подберут нужный сорт. Но если придется покупать самим?

 

Например, лучший вариант масла для дизельных двигателей будет полностью отличаться от лучшего выбора масла для бензиновых двигателей, в то же время как турбированные моторы потребуют совершенно иной вид смазочного материала для трущихся частей значительно отличающийся характеристиками, заложенными в него. Стоит помнить и о присутствии на рынке синтетических, полусинтетических и даже простейших минеральных масел.

 

В общем, существует множество различных сортов на выбор, и поэтому мы составили это руководство, чтобы вам можно было как можно проще подобрать лучшее масло для вашего автомобиля. Приступим к подбору.

 

Какие бывают виды моторных масел?

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

На сегодняшнем рынке присутствует несметное количество моторных масел. Не только десятки брендов, о некоторых вы слышали, о других возможно нет- но всех их объединяет один фактор, все они так или иначе относятся к разным маркам, классам.

 

Когда вы взгляните на этикетку, вы увидите ряд цифр, например, таких 10W-40 или таких 5W-30. Эти цифры помогут вам выяснить следующую информацию, какова плотность жидкости или как принято называть этот параметр- вязкость.

 

Сегодня масла, как правило, делают более текучими, что позволяет им поступать в критические области мотора сразу при запуске холодного двигателя, что в свою очередь помогает предотвратить повреждения, вызванные движением деталей, трущихся без защитного масляного слоя между ними. Поскольку современные двигатели проектируются с более точными допусками, следовательно, требуют менее вязкого масла.

 

На большинстве упаковок моторного масла нанесено несколько наборов цифр, это «всесезонные» масла. Присадки, добавляемые в моторное масло, также могут изменять вязкость в зависимости от температуры.

 

Чем ниже первое число, тем лучше масло будет работать при низких температурах, это зимнее масло, что отображено буквой «W»- Winter (Зима). Чем меньше второе число, тем лучше жидкость будет работать при более высоких температурах.

 

Спецификации моторного масла

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

Усложняет выбор и присутствие такого показателя классификации продуктов по стандарту ACEA. Вопрос выбора марки масла по данной классификации также крайне важен, поскольку отражает основные характеристики масла под тот или иной вид эксплуатации мотора или тип двигателя.

 

Европейские и многие Азиатские автопроизводители обычно используют следующие спецификации для бензиновых двигателей (спецификации для дизельных двигателей отдельно рассматривается ниже):

Энергосберегающие масла с особо низкой вязкостью

Масла для бензиновых двигателей легковых автомобилей, работающих в тяжёлых условиях и с увеличенным интервалом между заменами масла

Маловязкие масла с вязкостью от 2,9 до 3,5 мПа·с применяются на ограниченных моделях двигателей

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

Некоторые автопроизводители даже разработали свои собственные спецификации для моторных масел. Обычно «специальные» масла, которые могут использоваться в течении долго времени без замены, до двух лет или 29 тыс. км без потери своих защитных свойств. Такие автомобили имеют более длительные интервалы между техническим обслуживанием.

 

Как мне найти правильный сорт масла для моего автомобиля?

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

Два лучших беспроигрышных способа которые помогут вам быстро, а главное точно найти правильный сорт масла для вашего автомобиля: взглянуть в руководство по эксплуатации вашего автомобиля или позвонить вашему дилеру. По VIN они в течение нескольких минут огласят вам список подходящих моторных масел. Также можно задать этот же вопрос вашему автомеханику, если уверены в его знаниях.

 

Смотрите также: Как поменять масло в автомобиле?

 

Взгляните на емкость с маслом и сверьте информацию, если все совпадает, значит в руках вы держите нужный продукт. Стоит отметить, что некоторые автопроизводители используют для своих автомобилей собственные характеристики моторного масла. Не волнуйтесь, что не можете найти нужное фирменное масло или оно стоит баснословных денег. В таком случае, скорее всего, будет предложен список приемлемых альтернативных классов или спецификации, которые более широко доступны на рынке. Эта информация будет указана в руководстве вашего автомобиля.

 

Если у вас возникли какие-либо вопросы, не стесняйтесь вновь позвонить вашему дилеру для консультации.

 

Что такое синтетическое масло?

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

При длительном использовании качественного синтетического масла двигатель как новый

 

Некоторые современные двигатели требуют использования синтетических масел, так как последние содержат меньшее количество примесей. Возможность использования «синтетики» будет варьироваться от двигателя к двигателю, так что еще раз взгляните на руководство вашего автомобиля или свяжитесь с дилером, чтобы уточнить этот вопрос. Все верно, не всегда синтетическое масло в двигателе автомобиля- это хорошо.

 

Существует два основных типа «синтетики». Полностью синтетические масла предлагают максимальную защиту для современных двигателей. Полусинтетические масла содержат смесь синтетических и минеральных масел, это второй распространенный тип.

 

Нужно ли менять масляный фильтр при замене масла?

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

Если вы производите полную замену масла в двигателе, необходимо менять и масляный фильтр — это неотъемлемая часть сервиса.

 

Масляный фильтр впитывает и сохраняет небольшое количество масла, это означает, что залитое новое, чистое масло будет загрязнено старым, грязным маслом. Поэтому фильтр меняем обязательно!

 

Это важно шаг обслуживания, поскольку основной причиной замены моторного масла в вашем автомобиле- удалить загрязнения. При доливе угоревшего моторного масла разумеется менять масляный фильтр не нужно.

 

Как часто и на каком пробеге требуется замена масла и масляного фильтра в моторе зависит от марки и модели автомобиля. Ознакомьтесь с руководством для получения дополнительной информации.

 

Какое выбрать моторное масло для моего дизельного автомобиля?

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля?

Дизельные двигатели имеют абсолютно другие требования к смазке трущихся частей мотора по сравнению с бензиновыми двигателями. Поэтому вы должны убедиться в том, что вы используете правильное масло для вашего автомобиля. Это особенно важно, если ваш автомобиль оснащен сажевым фильтром (DPF).

 

Как с маслами для бензиновых двигателей, дизельные вариации смазочных материалов также обладают разными спецификациями (сверьтесь с руководством вашего автомобиля, какой тип масла вам необходимо использовать).

 

Как правильно подобрать нужное моторное масло для автомобиля? Моторное масло для дизельных двигателей:

Энергосберегающие масла с особо низкой вязкостью, могут быть использованы только при наличии прямого допуска производителя двигателя

Масла для дизельных двигателей легковых автомобилей и лёгких грузовиков, работающих в тяжёлых условиях и с увеличенным интервалом между заменами масла

Масла для дизельных двигателей легковых автомобилей и лёгких грузовиков, работающих с увеличенным интервалом между заменами масла, превосходящие по своим характеристикам масла, соответствующие категории B3

B5 энергосберегающие дизельные масла с увеличенным интервалом между заменами

 

Если ваш автомобиль оснащен сажевым фильтром, необходимо использовать продукцию с низким содержанием сульфатной золы, в противном случае вы рискуете забить сажевый фильтр и вывести его из строя.

 

Необходимо искать следующие масла:

C1 наиболее низкое содержание присадок, при сгорании образующих вредную для каталитических нейтрализаторов сульфатную золу (0.5% золы), энергосберегающее масло

C2 среднее содержание сульфатной золы (0.8% золы), энергосберегающее масло для мощных двигателей

C3 среднее содержание сульфатной золы (0.8% золы) менее топливоэффективное масло, с большим уклоном на производительность

 

Подбор масла по автомобилю онлайн: подобрать моторное масло

Подобрать моторное масло по марке автомобиля не всегда просто. Для многих моторов важно не только соответствие формальным параметрам вязкости масла, его класс по API, но и собственные допуски автопроизводителя. Кроме того, дизельные моторы с сажевыми фильтрами нуждаются в специальных малозольных маслах, которые серьезно отличаются по свойствам от обычных моторных масел для дизелей.

Наш каталог подбора масла по автомобилю онлайн сделан с учетом этих требований и позволяет максимально упростить выбор масла. Достаточно знать основные характеристики авто: марку, модель, тип двигателя. Требования к маслу для максимального числа грузовых и легковых машин заложены в интернет-каталог так, чтобы online выбирать наилучшие варианты для каждого двигателя.

Как подобрать масло онлайн

После того как Вы укажете нужные данные, произойдет автоматическая сортировка ассортимента: из всех масел будут представлены те, которые по своим свойствам лучше всего подходят для конкретной машины. Вам останется только выбрать оптимальное из предложенных.

Виды моторных масел

В числе предложенных каталогом масел может оказаться несколько типов смазочных материалов с разным составом. Зная особенность каждого, проще выбрать оптимальное для своих условий эксплуатации.

Синтетическое

Самые дорогие моторные масла, но их стоимость окупается повышенным сроком службы. Ряд современных синтетических автомобильных масел имеет интервалы замены, превышающие 20 тысяч километров. Эта цифра недостижима ни для минеральных, ни для полусинтетических составов.

Синтетические масла отличаются не только долговечностью, но и стабильностью вязкости, превосходно подходят для условий российской зимы. Ряд автомобилей изначально может работать только на чистой синтетике. Это и машины с моторами под энергосберегающие масла с вязкостью типа SAE 0W-20, и дизели с DPF (сажевыми фильтрами).

Полусинтетическое

Полусинтетика – это хороший компромисс, если требования к маслу у автомобиля не так высоки. Хотя полусинтетику и нужно менять чаще, чем синтетику, она стоит дешевле, то есть в общем случае уровень вложений в обслуживание машины может быть даже меньшим. Современные полусинтетические масла отлично подходят для всесезонной эксплуатации, а уровень защитных свойств у них достаточен для большинства бензиновых и дизельных моторов.

Минеральное

Уровень качества минерального масла прямо связан с особенностями нефти, из которой оно вырабатывается. Эти масла наименее дороги, но и их срок службы меньше, чем у других типов. Связано это именно со сложным фракционным составом нефти: даже после очистки и введения стабилизирующих присадок базовое минеральное масло быстрее окисляется, теряет вязкость и способность к смазке.

Минеральные масла лучше всего подходят для умеренного климата и нетребовательных моторов, в основном с большим пробегом. Здесь уже начинает сказываться цена: если у мотора ощутим расход масла на угар, нелогично заливать в него дорогое масло.

Выбор моторного масла для Toyota

Выберите модель и тип автомобиля Audi, год выпуска из таблицы или из списка ниже.

Kluger Пассо Mr2 Tacoma Rush Supra Fortuner
Auris Avensis Caldina Камри
Carina Celica Corolla Crown
Estima Hiace Highlander Hilux
Hilux-surf Land-cruiser Prius Rav4 Sienna город-туз
Tundra Venza Vitz Yaris
Aygo 4Runner Avanza Аква
Allion Avalon Альфард Bb
Лезвие Близзард Белта Celsior
Корса Cresta Дуэт эсквайра
Etios Харриер Ipsum Iq
Lite-Ace
C- час
.

Выбор моторного масла для Volkswagen

Выберите модель и тип автомобиля Audi, год выпуска из таблицы или из списка ниже.

Amarok Жук Bora Caddy
Caravelle Arteon Crafter Golf
Jetta Lupo 000000 900000 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00 9000
00000000 9000
00 Сирокко Шаран Тигуан Туарег Touran Транспортер Венто Класико Калифорния 9 0006 Corrado
Дерби
Еос Фокс Eurovan Гол
Lavida Magotan Parati Квантовый
Кролик Routan Суран Saveiro
Sagitar Сантана Teramont Т-ROC
Taro Voyage Up Т-образный крест
Tharu 2
6
2
9227 ,

Выбор моторного масла для Mitsubishi

Выберите модель и тип автомобиля Audi, год выпуска из таблицы или из списка ниже.

9000
3000-GT Airtrek Аскс Carisma
Колесница Кольт Делика Диаманте
Затмение Galant
00 9000
00 9000
00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000.000000. 9000. 9000… Pajero 9000 9000 9000 000 9000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 не работает L400 9000 000 9000
Pajero мини Pajero-Pinin
Pajero-спорт Rvr Space-звезда Space-универсал
Претендент 900 07 Celeste Cordia
000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 L00000 9000
00
Космический бегун
Strada Тритон Xpander Eclipse-cross

6

2 90 90 9 922 6 0 0 9506 96800 9706 96800 9706 9906 92900 92900 92900 9 929 9 976 9 976 600 9 929 9 929 9 929 9 9 9 9 6 6 6 6 6 9 9 6 6 9 9 6 9 9 6 9 9 6 9 9 6 9 9 6 6 9 9 6 6 9 9 6 9 9 6 6 9 9 6 9 9 6 9 9 У СЕТ,

Выбор моторного масла для Kia

Выберите модель и тип автомобиля Audi, год выпуска из таблицы или из списка ниже.

000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Shuma Соренто Soul Спектры Sportage Venga Amanti Боррего 9000 9000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
Авелла Bongo Carens Карнавал
Ceed Cerato Форте К5
Magentis Mohave
Бриза Капитал
Утренний Ниро Рэй Rondo
Седона Стингер Stonic Таунер
Visto X-trek
,
30Мар

Первые двигатели внутреннего сгорания: Первый двигатель внутреннего сгорания: история, факты

Первый двигатель внутреннего сгорания: история, факты

Разработка первого двигателя внутреннего сгорания длилась почти два века, пока автомобилисты смогут узнать прототипы современных моторов. Все начиналось с газа, а не с бензина. В число людей, которые приложили свою руку к истории создания, являются — Отто, Бенц, Майбах, Форд и другие. Но, последние научные открытия перевернули весь автомир, поскольку отцом первого прототипа считался совсем не тот человек.

Первый ДВС

Леонардо и здесь руку приложил

До 2016 года основателем первого двигателя внутреннего сгорания считался Франсуа Исаак де Риваз. Но, историческая находка, сделанная английскими учеными, перевернула весь мир. При раскопках вблизи одного из французских монастырей, были найдены чертежи, которые принадлежали Леонардо да Винчи. Среди них был чертеж двигателя внутреннего сгорания.

Конечно, если смотреть на первые двигатели, которые создавали Отто и Даймлер, то можно найти конструктивные сходства, а вот с современными силовыми агрегатами их уже нет.

Легендарный да Винчи опередил свое время почти на 500 лет, но поскольку был скован технологиями своего времени, а также финансовыми возможностями, так и не смог сконструировать мотор.

Детально исследовав чертеж, современные историки, инженеры и автоконструкторы с мировым именем, пришли к выводу, что данный силовой агрегат мог работать и довольно продуктивно. Так, компания Форд занялась разработкой прототипа двигателя внутреннего сгорания, основываясь на чертежах да Винчи. Но, эксперимент удался только наполовину. Двигатель завести не удалось.

Но, некоторые современные доработки позволили, все-таки дать жизнь силовому агрегату. Он так и остался экспериментальным прототипом, но кое-что компания Форд, все-таки почерпнула для себя — это размер камер сгорания для легковых автомобилей В-класса, который составляет 83,7 мм. Как оказалось — это идеальный размер для сгорания воздушно-топливной смеси для такого класса моторов.

ДВС Леонардо да Винчи

Инженерия и теория

Согласно историческим фактам, в XVII веке голландский ученый и физик Кристиан Хагенс разработал первый теоретический двигатель внутреннего сгорания на пороховой основе. Но, как и Леонардо был скован технологиями своего времени и воплотить свою мечту в реальность так и не смог.

Франция. 19 век. Начинается эпоха массовых механизаций и индустриализаций. В это время, как раз и можно создать, что-то невероятное. Первый, кто сумел собрать двигатель внутреннего сгорания, был француз Нисефор Ньепс, который он назвал — Пирэолофор. Он работал с братом Клодом, и они вместе до создания ДВС презентовали несколько механизмов, которые не нашли своих заказчиков.

В 1806 году в национальной французской академии прошла презентация первого мотора. Он работал на угольной пыли и имел ряд конструктивных недоработок. Несмотря на все недостатки, мотор получил положительные отзывы и рекомендации. Вследствие этого братья Ньепсе получили финансовую помощь и инвестора.

Первый двигатель продолжал развиваться. Более совершенный прототип был установлен на лодки и небольшие корабли. Но, Клоду и Нисефору этого было не достаточно, они хотели удивить весь мир, поэтому изучали разные точные науки, чтобы совершенствовать свой силовой агрегат.

Так, их старания увенчались успехами, и в 1815 году Нисефор находит труды химика Лавуазье, который пишет, что «летучие масла», которые являются частью нефтепродуктов, при взаимодействии с воздухов могут взрываться.

ДВС Нисефора

1817 год. Клод едет в Англию, с целью получения нового патента на двигатель, так как во Франции срок действия подходил к концу. На этом этапе братья расстаются. Клод начинает работать над мотором самостоятельно, не уведомив об этом брата, и требует с него денег.

Разработки Клода нашли подтверждение только в теории. Изобретенный двигатель не нашел широкого производства, поэтому стал частью инженерной истории Франции, а Ньепса увековечили памятником.

Сын известного физика и изобретатель Сади Карно издал трактат, который сделал его легендой автомобилестроительной индустрии и делает его знаменитым на весь мир. Работа насчитывала 200 экземпляров и называлась «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» изданная в 1824 году. Именно с этого момента начинается история термодинамики.

1858 год. Бельгийский ученый и инженер Жан Жосефа Этьен Ленуара собирает двухтактный двигатель. Отличительными элементами было то, что он имел карбюратор и первую систему зажигания. Топливом служил каменноугольный газ. Но, первый прототип работал всего несколько секунд, а потом навсегда вышел со строя.

Случилось это потому, что мотор не имел систем смазки и охлаждения. При этой неудачи Ленуар не сдался и продолжил работу над прототипом и уже в 1863 году мотор, установленный на 3-х колесный прототип автомобиля, проехал исторические первые 50 миль.

Все эти разработки положили начало эре автомобилестроения. Первые двигатели внутреннего сгорания продолжали разрабатываться, и их создатели увековечили свои имена в истории. Среди таких были — австрийский инженер Зигфрид Маркус, Джордж Брайтон и другие.

Автомобиль Зигфрида Маркуса

Руль принимают легендарные немцы

В 1876 году эстафету начинают принимать немецкие разработчики, чьи имена в наши дни гремят громко. Первый, кого следует отметить, стал Николас Отто и его легендарный «цикл Отто». Он первый разработал и сконструировал прототип двигатель на 4-х цилиндрах. После этого уже в 1877 году он патентует новый двигатель, который лежит в основе большинства современных моторов и самолетов начала 20 века.

Еще одно имя в истории автомобилестроения, которое многие знают и сегодня — Готлиб Даймлер. Он со своим другом и братом по инженерии Вильгельмом Майбахом разработали мотор на газовой основе.

1886 год стал переломным, поскольку именно Даймлер и Майбах создали первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Силовой агрегат получил название «Reitwagen». Этот движок ранее устанавливался на двухколесные транспортные средства. Майбах разработал первый карбюратор с жиклерами, который также эксплуатировался достаточно долго.

Для создания работоспособного двигателя внутреннего сгорания великим инженерам пришлось объединить свои силы и умы. Так, группа ученых, в которую вошли Даймлер, Майбах и Отто начали собирать моторы по две штуки в день, что на тот момент было большой скоростью. Но, как и всегда бывает, позиции ученых в совершенствовании силовых агрегатов разошлись и Даймлер уходит с команды, чтобы основать свою компанию. Вследствие этих событий Майбах следует своему другу.

Автомобиль Даймлера

1889 год Даймлер основывает первую автомобилестроительную фирму «Daimler Motoren Gesellschaft». В 1901 году Майбах собирает первый Мерседес, который положил начало легендарному немецкому бренду.

Еще одним не менее легендарным немецким изобретателем становится Карл Бенц. Его первый прототип двигателя мир увидел в 1886 году. Но, до момента создания первого своего мотора, он успел основать фирму «Benz & Company». Дальнейшая история просто потрясающая. Впечатленный разработками Даймлера и Майбаха, Бенц решил слить все компании воедино.

Так, сначала «Benz & Company» сливается с «Daimler Motoren Gesellschaft», и становиться «Daimler- Benz». Впоследствии соединение коснулось и Майбаха и компания стала называться «Mersedes- Benz».

Еще одно знаменательное событие в автомобилестроение случилось в 1889 году, когда Даймлер предложил разработку V-образного силового агрегата. Его идею подхватил Майбах и Бенц, и уже в 1902 году V-образные двигатели начали выпускаться на самолеты, а позже на автомобили.

Отец основатель автоиндустрии

Но, как не крути, самый большой взнос в развитие автомобилестроения и автодвигательных разработок внес американский конструктор, инженер и просто легенда — Генри Форд. Его лозунг: «Автомобиль для всех» нашел признание у простых людей, что и привлекло их. Основав в 1903 году компанию «Форд», он не только принялся за разработку нового поколения двигателей для своего автомобиля Форд А, но и дал новые рабочие места простых инженерам и людям.

Форд за рулем своего автомобиля

В 1903 году против Форда выступил Селден, который утверждал, что первый использует его разработку двигателя. Судебный процесс длился целых 8 лет, но при этом, ни один из участников, так и не смог выиграть процесс, поскольку суд решил, что права Селдена не нарушены, а Форд использует свой тип и конструкцию мотора.

В 1917 году, когда США вступила в первую мировую войну, компания Форд начинает разработку первого тяжелого двигателя для грузовых автомобилей с повышенной мощностью. Так, к концу 1917 года Генри представляет первых бензиновый 4-х тактный 8-ми цилиндровый силовой агрегат Форд М, который начала устанавливаться на грузовые автомобили, а в последствие и во время 2-й мировой на некоторые грузовые самолеты.

Когда другие автомобилестроители переживали не самые лучшие времена, то компания Генри Форда процветала и имела возможность разрабатывать все новые варианты двигателей, которые нашли применение среди широкого автомобильного ряда автомобилей Форд.

Вывод

По сути, первый двигатель внутреннего сгорания изобрел Леонардо да Винчи, но это было только в теории, поскольку он был скован технологиями своего времени. А вот первый прототип поставил на ноги голландец Кристиан Хагенс. Потом были разработки французских братьев Ньепс.

Но, все же массовой популярности и разработки двигатели внутреннего сгорания получили с разработками таких великих немецких инженеров, как Отто, Даймлер и Майбах. Отдельно стоит отметить заслуги в разработках моторов отца основателя автоиндустрии — Генри Форда.

Двигатель внутреннего сгорания — история создания / Техника / stD

Это вступительная часть цикла статей посвящённых Двигателю Внутреннего Сгорания, являющаяся кратким экскурсом в историю, повествующая об эволюции ДВС. Так же, в статье будут затронуты первые автомобили.

В следующих частях будут подробно описаны различные ДВС:

• Шатунно-поршневые
• Роторные
• Турбореактивные
• Реактивные

Паровая машина, послужившая прародителем ДВС, по своей сути являлась двигателем внешнего сгорания, так как горение топлива происходило в отдельно стоявшем котле, а рабочее тело (пар) подавалось в цилиндр по трубам.
Такая конструкция приводила к большим потерям тепла (энергии) и черезмерному расходу топлива.

Для преодоления этих недостатков необходимо было сделать так, чтоб топливо сгорало непосредственно в самом цилиндре. Реализацией этой идеи и стал Двигатель Внутреннего Сгорания.

ДВС различного действияДвухтактный ДВС — на первом такте происходит впуск и сжатие горючей смеси, а на втором такте расширение и выпуск отработанных газов.

Четырёхтактный ДВС — на первом такте происходит впуск, на втором сжатие, на третьем расширение, на четвёртом выпуск.

Звёздообразный, или радиальный ДВС — имеет небольшую длину и позволяет компактно размещать большое количество цилиндров.

Ротативный ДВС — двигатель вращается вокруг неподвижного коленчатого вала.

Роторный ДВС — за один оборот двигатель выполняет один рабочий цикл.


Слово «Детонация» здесь неуместно, правильно будет — расширение. Детонация же, это разрушительное следствие неправильной работы двигателя.

Турбореактивный ДВС — в основном используются на самолётах.

Реактивный ДВС — используется в ракетах.



К первым попыткам создать ДВС (если не брать в расчёт артиллерийские орудия) можно отнести проект порохового двигателя в виде цилиндра с поршнем, предложенный Христианом Гюйгенсом и Дени Папеном, в 17 веке.

Идея заключалась в том, что насыпанный внутрь цилиндра и подожжённый порох, выталкивал поршень вверх.
Конечно, назвать эту конструкцию двигателем можно лишь с большой натяжкой, однако нужно помнить что на дворе был 1690 год.

           

Чуть позже, Папен, вместо пороха залил в цилиндр воду, которая доводилась до кипения костром, разожженным под цилиндром, а образующийся пар толкал поршень.
Тогда эта идея, отчасти, поспособствовала созданию паровой машины, а сейчас поршень и цилиндр используется в современных шатунно-поршневых ДВС.

Существовали и другие изобретатели 17-18 веков пытавшиеся создавать ДВС, но им не удалось добиться сколько-нибудь значимых результатов, да и информации о них крайне мало.


    В 1801 году, Филипп Лебон — французский инженер и изобретатель газового освещения, зарегистрировал патент на двигатель внутреннего сгорания работающий на смеси газа и воздуха.

В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый «светильный газ» из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала в рабочий цилиндр, где и воспламенялась.

В связи со смертью Лебона, в 1804 году, двигатель так и остался проектом на бумаге.

К сожалению, не нашёл никаких картинок.


В 1806 году, французский изобретатель Джозеф Ньепс вместе со своим братом Клодом, сконструировали прототип двигателя внутреннего сгорания и назвали его «Pyreolophore».

Двигатель был установлен на лодку, которая смогла подняться вверх по течению реки Сона. Спустя год, после испытаний, братья получили патент на своё изобретение, подписаный Наполеоном Бонопартом, сроком на 10 лет.

Правильнее всего, было бы назвать этот двигатель реактивным, так как его работа заключалась в выталкивании воды из трубы находящейся под днищем лодки…

Двигатель состоял из камеры поджигания и камеры сгорания, сильфона для нагнетания воздуха, топливо-раздаточного устройства и устройства зажигания. Топливом для двигателя служила угольная пыль.

Сильфон впрыскивал струю воздуха смешанную с угольной пылью в камеру поджигания где тлеющий фитиль зажигал смесь. После этого, частично подожжённая смесь (угольная пыль горит относительно медленно) попадала в камеру сгорания где полностью прогорала и происходило расширение.
Далее давление газов выталкивало воду из выхлопной трубы, что заставляло лодку двигаться, после этого цикл повторялся.
Двигатель работал в импульсном режиме с частотой ~12 и/минуту.

Спустя некоторое время, братья усовершенствовали топливо добавив в него смолу, а позже заменили его нефтью и сконструировали простую систему впрыска.
В течении следующих десяти лет проект не получил никакого развития. Клод уехал в Англию с целью продвижения идеи двигателя, но растратил все деньги и ничего не добился, а Джозеф занялся фотографией и стал автором первой в мире фотографии «Вид из окна».

Принято считать, что братья Ньепс были авторами первой в мире системы впрыска.

Во Франции, в доме-музее Ньепсов, выставлена реплика «Pyreolophore».

Справа стоит самокат (дрезина — лат. быстроя нога), который Джозеф Ньепс построил в 1817 году.


В том же 1807 году, швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Рива сконструировал двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием. Топливом для двигателя служил водород, а идею электрического поджига, де Рива позаимствовал у Алессандро Вольта.

Чуть позже, де Рива водрузил свой двигатель на четырёхколёсную повозку, которая, по мнению историков, стала первым автомобилем с ДВС.

Про Алессандро ВольтаВольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока («Вольтов столб»).

В 1776 г. Вольта изобрел газовый пистолет — «пистолет Вольты», в котором газ взрывался от электрической искры.

В 1800 году построил химическую батарею, что позволило получать электричество с помощью химических реакций.

Именем Вольты названа единица измерения электрического напряжения — Вольт.


A — цилиндр, B — «свеча» зажигания, C — поршень, D — «воздушный» шар с водородом, E — храповик, F — клапан сброса отработанных газов, G — рукоятка для управления клапаном.

Водород хранился в «воздушном» шаре соединённым трубой с цилиндром. Подача топлива и воздуха, а так же поджиг смеси и выброс отработанных газов осуществлялись вручную, с помощью рычагов.

Принцип работы:

• Через клапан сброса отработанных газов в камеру сгорания поступал воздух.
• Клапан закрывался.
• Открывался кран подачи водорода из шара.
• Кран закрывался.
• Нажатием на кнопку подавался электрический разряд на «свечу».
• Смесь вспыхивала и поднимала поршень вверх.
• Открывался клапан сброса отработанных газов.
• Поршень падал под собственным весом (он был тяжёлый) и тянул верёвку, которая через блок поворачивала колёса.

После этого цикл повторялся.

В 1813 году де Рива построил ещё один автомобиль. Это была повозка длиной около шести метров, с колесами двухметрового диаметра и весившея почти тонну.
Машина смогла проехать 26 метров с грузом камней (около 700 фунтов) и четырьмя мужчинами, со скоростью 3 км/ч.
С каждым циклом, машина перемещалась на 4-6 метров.

Мало кто из его современников серьезно относился к этому изобретению, а Французская Академия Наук утверждала, что двигатель внутреннего сгорания никогда не будет конкурировать по производительности с паровой машиной.

В Парижском «Музее искусств и ремёсел» экспонируется модель автомобиля Франсуа де Рива.


В 1825 году, английский инженер и изобретатель Сэмюэль Браун, создал двигатель работающий на газе (водород).

Принцип работы двигателя основывался на сжигании воздуха в цилиндре, что приводило к созданию вакуума и втягивании поршня, а для более эффективного охлаждения, цилиндр окружала водяная рубашка.

Двигатель использовался для перекачки воды и для приведения в движение речных судов. Браун создал компанию по производству двигателей для лодок и барж, некоторые из которых достигали скорости 14 км/ч. Тем не менее, предприятие оказалось неудачным из-за перебоев с поставками топлива и высокой стоимости.


В 1826 году, Сэмюэль Мори, пионер американского «паростроения», запатентовал двигатель внутреннего сгорания работающий на скипидаре и спирте.

Двигатель имел много общего с современными, он состоял из двух цилиндров с водяной рубашкой, карбюратора и выпускных клапанов.

Информации очень мало, поэтому пишу что есть:

Мори продемонстрировал свой ​​двигатель в Нью-Йорке и Филадельфии, о чём есть свидетельства очевидцев. Двигатели были установлены на лодку и на телегу. Во время демонстрации «автомобиля», Мори не справился с управлением и съехал в канаву. Это была первая в США поездка на автомобиле. Несмотря на успех, Мори не смог найти покупателя.

Популяризатором идеи Мори был Чарльз Дьюри, изобретатель, сконструировавший первый бензиновый двигатель в Америке. Он профинансировал создание двух рабочих реплик двигателя Мори, одна из которых находится в распоряжении Смитсоновского института, а другая принадлежит Дин Камен.


В 1833 году, американский изобретатель Лемюэль Веллман Райт, зарегистрировал патент на двухтактный газовый двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением.

Дугалд Клерк (см. ниже) в своей книге «Gas and Oil Engines» написал о двигателе Райта следующее:

«Чертеж двигателя весьма функционален, а детали тщательно проработаны. Взрыв смеси действует непосредственно на поршень, который через шатун вращает кривошипный вал. По внешнему виду двигатель напоминает паровую машину высокого давления, в которой газ и воздух подаются с помощью насосов из отдельных резервуаров. Смесь, находящаяся в сферических ёмкостях поджигалась во время подъёма поршня в ВМТ (верхняя мёртвая точка) и толкала его вниз/вверх. В конце такта открывался клапан и выбрасывал выхлопные газы в атмосферу.»

Неизвестно, был ли когда-либо этот двигатель построен, однако есть его чертёж:


В 1838 году, английский инженер Уильям Барнетт получил патент на три двигателя внутреннего сгорания.

Первый двигатель — двухтактный одностороннего действия (топливо горело только с одной стороны поршня) с отдельными насосами для газа и воздуха. Поджиг смеси происходил в отдельном цилиндре, а потом горящая смесь перетекала в рабочий цилиндр. Впуск и выпуск осуществлялся через механические клапана.

Второй двигатель повторял первый, но был двойного действия, то есть горение происходило попеременно с обоих сторон поршня.

Третий двигатель, так же был двойного действия, но имел впускные и выпускные окна в стенках цилиндра открывающееся в момент достижения поршнем крайней точки (как в современных двухтактниках). Это позволяло автоматически выпускать выхлопные газы и впускать новый заряд смеси.

Отличительной особенностью двигателя Барнетта было то, что свежая смесь сжималась поршнем перед воспламенением.

Чертёж одного из двигателей Барнетта:


В 1853-57 годах, итальянские изобретатели Еугенио Барзанти и Феличе Маттеуччи разработали и запатентовали двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания мощность 5 л/с.
Патент был выдан Лондонским бюро так как итальянское законодательство не могло гарантировать достаточную защиту.

Строительство прототипа было поручено компании «Bauer & Co. of Milan» (Helvetica), и завершено в начале 1863 года. Успех двигателя, который был гораздо более эффективным чем паровая машина, оказался настолько велик, что компания стала получать заказы со всего света.

Ранний, одноцилиндровый двигатель Барзанти-Маттеуччи:

Модель двухцилиндрового двигателя Барзанти-Маттеуччи:

Маттеуччи и Барзанти заключили соглашение на производство двигателя с одной из бельгийских компаний. Барзанти отбыл в Бельгию для наблюдения за работой лично и внезапно умер от тифа. Со смертью Барзанти все работы по двигателю были прекращены, а Маттеуччи вернулся к своей прежней работе в качестве инженера-гидравлика.

В 1877 году, Маттеуччи утверждал, что он с Барзанти были главными создателями двигателя внутреннего сгорания, а двигатель построенный Августом Отто очень походил на двигатель Барзанти-Маттеуччи.

Документы касающиеся патентов Барзанти и Маттеуччи хранятся в архиве библиотеки Museo Galileo во Флоренции.

Национальный музей науки и техники Леонардо да Винчи в Милане.


В 1860 году, бельгийский инженер Жан Жозеф Этьен Ленуар построил двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением, представлявший собой переделанную одноцилиндровую горизонтальную паровую машину двойного действия, работавший на смеси воздуха и светильного газа с электрическим искровым зажиганием. Мощность двигателя составляла 12 л/с.

Двигатели Ленуара использовались как стационарные, судовые, на локомотивах и на дорожных экипажах.

Современная модель:

Принцип работы прост: смесь, с помощью одного золотникового устройства, попеременно подавалась в полости цилиндра и поджигалась от «свечи», а через другой золотник выбрасывались отработанные газы.

Золотник

В зависимости от положения золотника, окна (4) и (5) сообщаются с замкнутым пространством (6) окружающим золотник и заполненным паром, или с полостью 7, соединённой с атмосферой или конденсатором.

Это был первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания. К 1865 году более 400 единиц использовались во Франции и около 1000 в Великобритании.


Двигатель Ленуара. «Музей искусств и ремёсел». Париж.

В 1862 году Ленуар построил первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, адаптировав свой ​​двигатель для работы на жидком топливе.

Даже капот есть

После появления четырёхтактного двигателя конструкции Николауса Отто, двигатель Ленуара быстро потерял свои позиции на рынке.


В 1861 году, французский инженер Альфонс Эжен Бо де Роша получил патент на четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Проект был реализован только на бумаге.

Картинок я не нашёл.


В 1863 году, Николаус Август Отто и Карл Ойген Ланген сконструировали атмосферный двигатель внутреннего сгорания и основали завод по его производству «N. A. Otto & Cie».

В 1867 году на «Парижской Всемирной Выставке» их двигатель был удостоен золотой медали.

После банкротства в 1872 году, Ланген и Отто основали новую компанию, которая сегодня известна как «Deutz AG». На должность топ-менеджера был принят Готлиб Даймлер, который в свою очередь, взял на должность главного конструктора своего друга Вильгельма Майбаха.

Самым главным изобретением Николауса Отто был двигатель с четырёхтактным циклом — циклом Отто. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей.

Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто, но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша (см. выше). Группа французских промышленников оспорила патент Отто в суде, суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Не смотря на то, что конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним опытом модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область их применения.
Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два — в Москве и Петербурге.


В 1865 году, французкий изобретатель Пьер Хьюго получил патент на машину представлявшую собой вертикальный одноцилиндровый двигатель двойного действия, в котором для подачи смеси использовались два резиновых насоса, приводимых в действие от коленчатого вала.

Позже Хьюго сконструировал горизонтальный двигатель схожий с двигателем Ленуара.


Science Museum, London.


В 1870 году, австро-венгерский изобретатель Сэмюэль Маркус Зигфрид сконструировал двигатель внутреннего сгорания работающий на жидком топливе и установил его на четырёхколёсную тележку.

Сегодня этот автомобиль хорошо известен как «The first Marcus Car».

В 1887 году, в сотрудничестве с компанией «Bromovsky & Schulz», Маркус построил второй автомобиль — «Second Marcus Car».

Technisches Museum Wien


В 1872 году, американский изобретатель Джордж Брайтон запатентовал двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания постоянного давления, работающий на керосине.
Брайтон назвал свой двигатель «Ready Motor».

Первый цилиндр выполнял функцию компрессора, нагнетавшего воздух в камеру сгорания, в которую непрерывно поступал и керосин. В камере сгорания смесь поджигалась и через золотниковый механизм поступало во второй — рабочий цилиндр. Существенным отличием от других двигателей, было то, что топливовоздушная смесь сгорала постепенно и при постоянном давлении.

Интересующиеся термодинамическими аспектами двигателя, могут почитать про «Цикл Брайтона».


В 1878 году, шотландский инженер Сэр (в 1917 году посвящён в рыцари) Дугалд Клерк разработал первый двухтактный двигатель с воспламенением сжатой смеси. Он запатентовал его в Англии в 1881 году.

Двигатель работал любопытным образом: в правый цилиндр подавался воздух и топливо, там оно смешивалось и эта смесь выталкивалась в левый цилиндр, где и происходило поджигание смеси от свечи. Происходило расширение, оба поршня опускались, из левого цилиндра (через левый патрубок) выбрасывались выхлопные газы, а в правый цилиндр всасывалась новая порция воздуха и топлива. Следуя по инерции поршни поднимались и цикл повторялся.


В 1879 году, Карл Бенц, построил вполне надежный бензиновый двухтактный двигатель и получил на него патент.

Однако настоящий гений Бенца проявился в том, что в последующих проектах он сумел совместить различные устройства (дроссель, зажигание с помощью искры с батареи, свеча зажигания, карбюратор, сцепление, КПП и радиатор) на своих изделиях, что в свою очередь стало стандартом для всего машиностроения.

В 1883 году, Бенц основал компанию «Benz & Cie» по производству газовых двигателей и в 1886 году запатентовал четырехтактный двигатель, который он использован на своих автомобилях.

Благодаря успеху компании «Benz & Cie», Бенц смог заняться проектированием безлошадных экипажей. Совместив опыт изготовления двигателей и давнишнее хобби — конструирование велосипедов, к 1886-му году он построил свой первый автомобиль и назвал его «Benz Patent Motorwagen».


Конструкция сильно напоминает трехколёсный велосипед.

Одноцилиндровый четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания рабочим объёмом 954 см3., установленный на «Benz Patent Motorwagen«.

Двигатель был оснащён большим маховиком (использовался не только для равномерного вращения, но и для запуска), бензобаком на 4,5 л., карбюратором испарительного типа и золотниковым клапаном, через который топливо поступало в камеру сгорания. Воспламенение производилось свечой зажигания собственной конструкции Бенца, напряжение на которую подавалось от катушки Румкорфа.

Охлаждение было водяным, но не замкнутого цикла, а испарительным. Пар уходил в атмосферу, так что заправлять автомобиль приходилось не только бензином, но и водой.

Двигатель развивал мощность 0,9 л.с. при 400 об/мин и разгонял автомобиль до 16 км/ч.

Карл Бенц за «рулём» своего авто.

Чуть позже, в 1896 году, Карл Бенц изобрел оппозитный двигатель (или плоский двигатель), в котором поршни достигают верхней мертвой точки в одно и то же время, тем самым уравновешивая друг друга.


Музей «Mercedes-Benz» в Штутгарте.


В 1882 году, английский инженер Джеймс Аткинсон придумал цикл Аткинсона и двигатель Аткинсона.

Двигатель Аткинсона — это по существу двигатель, работающий по четырёхтактному циклу Отто, но с измененным кривошипно-шатунным механизмом. Отличие заключалось в том, что в двигателе Аткинсона все четыре такта происходили за один оборот коленчатого вала.

Использование цикла Аткинсона в двигателе позволяло уменьшить потребление топлива и снизить уровень шума при работе за счёт меньшего давления при выпуске. Кроме того, в этом двигателе не требовалось редуктора для привода газораспределительного механизма, так как открытие клапанов приводил в движение коленчатый вал.

Не смотря на ряд преимуществ (включая обход патентов Отто) двигатель не получил широкого распространения из-за сложности изготовления и некоторых других недостатков.
Цикл Аткинсона позволяет получить лучшие экологические показатели и экономичность, но требует высоких оборотов. На малых оборотах выдаёт сравнительно малый момент и может заглохнуть.

Сейчас двигатель Аткинсона применяется на гибридных автомобилях «Toyota Prius» и «Lexus HS 250h».


В 1884 году, британский инженер Эдвард Батлер, на лондонской выставке велосипедов «Stanley Cycle Show» продемонстрировал чертежи трёхколёсного автомобиля с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, а в 1885 году построил его и показал на той же выставке, назвав «Velocycle». Так же, Батлер был первым кто использовал слово бензин.

Патент на «Velocycle» был выдан в 1887 году.

На «Velocycle» был установлен одноцилиндровый, четырёхтактный бензиновый ДВС оснащенный катушкой зажигания, карбюратором, дросселем и жидкостным охлаждением. Двигатель развивал мощность около 5 л.с. при объёме 600 см3, и разгонял автомобиль до 16 км/ч.

На протяжении многих лет Батлер улучшал характеристики своего транспортного средства, но был лишен возможности его тестировать из-за «Закона Красного Флага» (издан в 1865 году), согласно которому транспортные средства не должны были превышать скорость свыше 3 км/ч. Кроме того, в автомобиле должны были присутствовать три человека, один из которых должен был идти перед автомобилем с красным флагом (такие вот меры безопасности).

В журнале «Английский Механик» от 1890 года, Батлер написал — «Власти запрещают использование автомобиля на дорогах, в следствии чего я отказываюсь от дальнейшего развития.»

Из-за отсутствия общественного интереса к автомобилю, Батлер разобрал его на металлолом, и продал патентные права Гарри Дж. Лоусону (производителю велосипедов), который продолжил производство двигателя для использования на катерах.

Сам же Батлер перешёл к созданию стационарных и судовых двигателей.

В 1900 году, в журнале «Autocar», Батлер опубликовал статью следующего содержания:

«Теперь, когда внимание общественности приковано к немецким изобретателям — Бенцу и Даймлеру, я надеюсь, что вы найдёте место в вашем журнале для иллюстрации небольшого бензинового автомобиля, который я считаю, был сделан абсолютно первым в этой стране.
Я не могу утверждать, что сделал очень много, однако я проводил свои эксперименты в то время, когда прогресс тормозился из-за предрассудков людей и отсутствия интереса. Тем не менее, часть моих идей до сих пор используется во многих типах двигателей.»


В 1889 году, на Всемирной выставке в Париже, французский инженер Феликс Милле представил и запатентовал 5-цилиндровый ротационный (не роторный) двигатель, встроенный в колесо велосипеда.


Мотоцикл Феликса Милле, 1897 год.

Ротационный двигатель основан на стандартном цикле Отто, но вместо вращения коленчатого вала вращается весь двигатель выступая в роли маховика, а коленчатый вал стоит на месте.

Подобные двигатели широко использовались в авиации во времена Первой мировой войны.

Достоинства и недостатки этих двигателей будут описаны в отдельной статье, однако интересующиеся могут почитать википедию.


В 1891 году, Герберт Эйкройд Стюарт в сотрудничестве с компанией «Richard Hornsby and Sons» построил двигатель «Hornsby-Akroyd», в котором топливо (керосин) под давлением впрыскивалось в дополнительную камеру (из-за формы её называли «горячий шарик»), установленную на головке блока цилиндров и соединённую с камерой сгорания узким проходом. Топливо воспламенялось от горячих стенок дополнительной камеры и устремлялось в камеру сгорания.


1. Дополнительная камера (горячий шарик).
2. Цилиндр.
3. Поршень.
4. Картер.

Для запуска двигателя использовалась паяльная лампа, которой нагревали дополнительную камеру (после запуска она подогревалась выхлопными газами). Из-за этого двигатель «Hornsby-Akroyd», который был предшественником дизельного двигателя сконструированного Рудольфом Дизелем, часто называли «полу-дизелем». Однако спустя год Эйкройд усовершенствовал свой двигатель добавив к нему «водяную рубашку» (патент от 1892 г.), что позволило повысить температуру в камере сгорания за счёт увеличения степени сжатия, и теперь уже не было необходимости в дополнительном источнике нагрева.


В 1893 году, Рудольф Дизель получил патенты на тепловой двигатель и модифицированный «цикл Карно» под названием «Метод и аппарат для преобразования высокой температуры в работу».

В 1897 году, на «Аугсбургском машиностроительном заводе» (с 1904 года MAN), при финансовом участии компаний Фридриха Круппа и братьев Зульцер, был создан первый функционирующий дизель Рудольфа Дизеля
Мощность двигателя составляла 20 лошадиных сил при 172 оборотах в минуту, КПД 26,2 % при весе пять тонн.
Это намного превосходило существующие двигатели Отто с КПД 20 % и судовые паровые турбины с КПД 12 %, что вызвало живейший интерес промышленности в разных странах.

Двигатель Дизеля был четырёхтактным. Изобретатель установил, что КПД двигателя внутреннего сгорания повышается от увеличения степени сжатия горючей смеси. Но сильно сжимать горючую смесь нельзя, потому что тогда повышаются давление и температура и она самовоспламеняется раньше времени. Поэтому Дизель решил сжимать не горючую смесь, а чистый воздух и концу сжатия впрыскивать топливо в цилиндр под сильным давлением.
Так как температура сжатого воздуха достигала 600—650 °C, топливо самовоспламенялось, и газы, расширяясь, двигали поршень. Таким образом Дизелю удалось значительно повысить КПД двигателя, избавиться от системы зажигания, а вместо карбюратора использовать топливный насос высокого давления (ТНВД).

Позднее, в 1900 году, на «Всемирной выставке», Рудольф Дизель продемонстрировал двигатель работающий на арахисовом масле (биодизель).


В 1903 году, норвежский изобретатель Эгидий Эллинг построил первую газовую турбину, развивавшую мощность в 11 лошадиных сил. Патент на это изобретение он получил ещё в 1884 году.

К 1904-му году мощность турбины была увеличена до 44 лошадиных сил, а к 1932-му году турбина уже развивала мощность около 75 лошадиных сил.

В 1933 году Эллинг пророчески писал: «Когда я начал работать над газовой турбиной в 1882 году, я был твёрдо уверен в том, что моё изобретение будет востребовано в авиастроении.»

К сожалению, Эллинг умер в 1949 году, так и не дожив до наступления эры турбореактивной авиации.


Единственное фото, которое удалось найти.

Возможно кто-то найдёт что-либо об этом человеке в «Норвежском музее техники».


В 1903 году, Константин Эдуардович Циолковский, в журнале «Научное обозрение» опубликовал статью «Исследование мировых пространств реактивными приборами», где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полёт, является ракета. В статье был предложен и первый проект ракеты дальнего действия. Корпус её представлял собой продолговатую металлическую камеру, снабжённую жидкостным реактивным двигателем (который тоже является двигателем внутреннего сгорания). В качестве горючего и окислителя он предлагал использовать соответственно жидкие водород и кислород.


Наверное на этой ракетно-космической ноте и стоит закончить историческую часть, так как наступил 20-ый век и Двигатели Внутреннего Сгорания стали производиться повсеместно.

Философское послесловие…

К.Э. Циолковский полагал, что в обозримом будущем люди научатся жить если не вечно, то по крайней мере очень долго. В связи с этим на Земле будет мало места (ресурсов) и потребуются корабли для переселения на другие планеты. К сожалению, что-то в этом мире пошло не так, и с помощью первых ракет люди решили просто уничтожать себе подобных…

Спасибо всем кто прочитал.

Все права защищены © 2016 istarik.ru
Любое использование материалов допускается только с указанием активной ссылки на источник.

Как появились первые автомобили? Кто придумал первый двигатель? Как Леонардо Да Винчи придумал автомобиль? Когда и как произошло первое в мире ДТП?

История тюнинга и автомобилей.

История автомобиля - Леонардо Да Винчи

Автомобиль, как мы знаем, был придуман не в один день и не одним изобретателем. История автомобилестроения отражает эволюцию науки и техники. Подсчитано, что на данный момент в мире действует более 100 000 патентов, посвященных современному автомобилю. Тем не менее, мы укажем первые, самые важные шаги в автомобилестроении.

Автомобиль настолько глубоко внедрился в жизнь современного человека за последние 100 лет, что мало кто может представить себе день без авто транспорта. Люди еще много сотен лет назад мечтали о самоходной повозке. Сказки про Емелю на печи и т.д. существовали задолго до первых экспериментов и работ изобретателей. Но благодаря историческим летописям мы попробуем коротко проследить за развитием современного автомобиля.Первые замыслы и теоретические рассуждения были заложены Леонардо Да Винчи и Исааком Ньютоном.Представьте себе, изобретения Да Винчи действительно работают. Совсем недавно современные ученые энтузиасты, по сохранившимся эскизам и чертежам воссоздали действующий прототип самоходного средства придуманного великим художником и изобретателем (см. видео). Если немного включить фантазию и предположить, что Да Винчи творил бы в наше время — мы по всей вероятности уже летали бы на межгалактических звездолетах. 

 

 

ВЕЛИКАЯ ИСТОРИЯ АВТО.

В 1769 году, первым, самоходно-дорожно-транспортным средством стал военный трактор. Его изобрел французский инженер и механик, Николя Иосиф Кугно Cugnot (1725 — 1804). Мсье Кюгно использовал паровой двигатель для движения своего автомобиля, построенного под его руководством в Париже на фабрике»Арсенал». Первые паровые автомобили — История автомобилей и тюнинга.

История автомобиля - Леонардо Да Винчи

Прототип автомобиля — Велосипед на паровой тяге! Уникальный трактор был использован Французской армией для перевозки артиллерии с огромной по тем временам скоростью 2.5 мили в час на трех колесах. Автомобиль приходилось останавливать каждые десять, пятнадцать минут, чтобы накопить паровой энергии и подбросить угля. Паровой двигатель и котел были отделены от остальной части «автомобиля» и были расположены спереди (см. гравюра ниже).

Первый автомобиль Кюгно

На следующий год (1770), мсье Cugnot построил паровой трехколесный велосипед, на котором умещались уже четверо пассажиров.

Принцип работы парового двигателя: Во время сжигания топлива происходит подогрев воды в котле и создание пара. Пар в свою очередь толкает поршни. Поршни вращают коленвал напрямую связанный с колесами по принципу паровозной пары.

Паровой двигатель - принцип работы

Любопытно! Первое ДТП произошло в 1771 году. Мсье Кюгно на одном из своих творений въезжает в каменную стену, став первым в истории участником в дорожно-транспортном происшествии с участием автомобиля. Этот случай послужил началом череды неудач незадачливого изобретателя. Неожиданно для Николя Кюгно один из его инвесторов умирает,второго отправляют в ссылку. Деньги для производства и на эксперименты очень быстро закончились.В тот момент направление паровых машин развивалось очень бурно. Железнодорожный транспорт (видео — Приход Поезда. Братья Люмьер.)  и судостроение оставили вклад в паровую эру в значительно более мощных масштабах.

Parovoz_bratya_cherepanovy

Но не будем забывать, что именно Николя Кюгно – стал первым кто смог построить максимально успешный прообраз автомобиля, пусть даже так сильно похожим на паровоз.

 Забавно, но факт — термины «водитель» и «шофер» означали совсем не одно и то же. Водитель — тот кто управляет машиной, а «шофер» — тот кто поддерживает огонь в топке и следит за паром.

Parovoy_avtomobile_1


Однако у паровых машин была масса проблем.

Огромный вес котла и ужасающий дизайн делали первые автомобили похожими на дьявольские колесницы. Дым, сажа, шипение наводили ужас на мирных жителей. Кроме того, лошади завидев извергающий пары и грохочущий на всю улицу аппарат лишались рассудка и становились неуправляемыми. Мостовые не выдерживали огромного веса громоздких машин и так далее.

Эти факты стали преградой на пути прогресса, но не смогли остановить его.

Parovoy_avtomobile_2

Водитель подобной колесницы, проехав пару километров, больше походил на кочегара и сегодня вызывает жалость и улыбку.

  • Автомобиль Николя Кюгно был усовершенствован французом Onesiphore Pecqueur, который также изобрел первый дифференциал.
  • В 1789 году, первый в США патент на паровые автомобили был зарегистрирован Оливером Эвансом.
  • В 1801 Году, в Великобритании Ричард Тревитчик построил дорогу, для перевозки по ней грузов в транспорте на паровой тяге.

  • Первый российский паровоз был построен отцом и сыном Черепановыми на Нижнетагильском заводе. Паровоз Черепановых использовали для транспортировки руды общим весом 3,5 тонны со скоростью около 13 км. в час.
  •  

  • В Великобритании, с 1820 по 1840, появились паровые дилижансы почтовой срочной службы. Которые позже были запрещены на автомобильных дорогах общего пользования. Этот запрет послужил толчком к организации первой железной дороги в Великобритании.
  •  
  • Паровоз в 1850 году (построенный Карлом Дейтцом) впервые перевез несколько пассажирских вагонов вокруг Парижа и Бордо
  • В Соединенных Штатах, многочисленные паровозы были построены с 1860 по 1880 г. Изобретатели: Харрисон Дайер, Джозеф Диксон, Руфус Портер и Уильям Т. Джеймс.
  • Амадей Болли – старший строил модернизированные паровые машины с 1873 по 1883 г. «La Mancelle» , построенный в 1878 году, с передним размещением двигателя, с дифференциалом, цепным приводом на задние колеса, вертикальной рулевой колонкой, сиденьем водителя за двигателем. Котел располагался за спиной водителя.
  • В 1871 г., Д-р Д. В. Чархард, профессор физики Университета Штата Висконсин и Д. И. Касе Компания сконструировали паровой автомобиль, который выиграл 200-мильной гонке.


Зарождение электрических машин:

  • В первых автомобилях использовались не только паровые двигатели.
  •  Умы изобретателей будоражило электричество. Между 1832 и 1839 (точный год не известен), Роберт Андерсон из Шотландии изобрел первую электрическую коляску. Электрические автомобили использовали аккумуляторные батареи, питающие небольшой электродвигатель. Автомобили были тяжелые, медленные, дорогие и требовали частой остановки для зарядки батарей. 
  • La Jamais Contente
  • Электрическая тяга добилась большего успеха в использовании трамваев и троллейбусов. Электрические транспортные средства по сей день используют на дорогах, где постоянная подача электроэнергии возможна, в угоду экологии и экономической выгоде. В остальном как паровые, так и электрические дорожно-транспортные средства на тот момент были неудобны. Это послужило скачком в конструировании двигателей автомобилей на основе бензинового топлива.

  

В 1769 году – по официальному признанию Британского Королевского Автомобильного Клуба, и Автомобильного Клуба Франции Николя Иосиф Кюгно построил самый первый автомобиль. Так почему же так много в книгах по истории говорится, что автомобиль был изобретен Готлибом Даймлером и Карлом Бенцем?

 

Действительно, Daimler и Benz изобрели и производили в промышленных масштабах  прообраз современного автомобиля с двигателем, работающим на бензине. Даймлер и Бенц изобрели машины, которые выглядели и работали, как автомобили, которые мы используем сегодня. Началась эра автомобилей!

ПЕРВЫЕ ГОДЫ СОВРЕМЕННОГО АВТОМОБИЛЯ

Фантастические возможности подарил людям бензиновый двигатель и прочно вытеснил из умов паровую тягу и электромоторы. В сравнении с предшественниками он обладал целым букетом преимуществ: легкий, мощный, безопасный, не требующий постоянных остановок и значительно меньший по размерам бензиновый мотор надолго занял пьедестал среди двигателей, но это в будущем… 

.

История Внутреннего Сгорания, Двигатель — Сердце Автомобиля


Двигатель внутреннего сгорания — это любой двигатель, который использует принципы взрывного сгорания топлива, чтобы толкать поршень в цилиндре поршень движения оборотов коленчатого вала, затем поворачивает колеса машин через полуось или коленчатым валом. Виды топлива для двигателей внутреннего сгорания – бензин, керосин (солярка).

 

Краткий очерк истории двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие события:

  • 1680 — Голландский физик, Христиан Гюйгенс разработал теорию (но так никогда и не построил) двигателя внутреннего сгорания, который должен был работать за счет горения пороха.
  • 1807 — Франсуа Исаак де Риваз из Швейцарии изобрел двигатель внутреннего сгорания, который использует смесь водорода и кислорода для топлива. Разработал двигатель, первый многоклапанный мотор внутреннего сгорания. К несчастью он был крайне неудачным и его идея была надолго забыта.
  • 1858 – Уроженец Бельгии, Жан Жозеф Этьен Ленуа изобрел и запатентовал (1860) зажигание двойного действия электрически искрового типа для двигателей внутреннего сгорания. В 1863 г., Ленуа создает улучшенный движок работающий на нефти и примитивном карбюраторе.
  • Его трехколесная повозка смогла проехать исторические пятьдесят миль по дороге. (См. фото) Это великое событие вошло в историю.
  • 1862 — Альфонс Би Де Роч, французский инженер-строитель запатентовал, но так и не построил четырехтактный двигатель (Французский патент№52,593, 16 января, 1862).
  • 1864 — Австрийский инженер, Зигфрид Маркус, построил моно-цилиндровый двигатель с простым карбюратором. Несколько лет спустя, Маркус разработал автомобиль, который поехал со скоростью 10 миль/ч, что некоторые историки требуют считать предтечей современного автомобильного ДВС, будучи первым в мире бензиновым двигателем транспортного средства с точки их зрения.
  • 1873 — Джордж Брайтон, американский инженер, разработал довольно неудачный двухтактный двигатель на керосине. Однако, именно этот мотор считается первым надежным и практичным двигателем с использованием горюче-смазочных видов топлива.
  • 1866 — Немецкие инженеры, Юджин Ланген и Николаус Август Отто улучшили системы Ленуа и Де Роч и разработали более эффективный бензиновый  двигатель.
  • 1876 — Николаус Август Отто изобрел и позже запатентовал успешный четырех-тактный двигатель, известный как «Отто цикл».
  • 1876 — Первый успешный двухтактный двигатель был изобретен Сэр Даугалд Клерк.
  • 1883 — Французский инженер, Эдуард Деламар-Дебювилль, построил одноцилиндровый четырехтактный двигатель. Его передовые по тем временам идеи, по крайней мере, на бумаге далеко опережали решения его cовременников, таких как Даймлер и Бенц.
  • 1885 — Готтлиб Даймлер придумал прототип бензинового двигателя с вертикальным расположением цилиндров и карбюраторной системой подачи топлива запатентованным им же в системой в 1887 году. Даймлер строит с этим двигателем первое двухколесное транспортное средство — «Reitwagen» или Айншпур (пер. ред. — Одноколейный), а год спустя построен первый в мире четырех колесный автомобиль — «Моторваген».
  • 1886 — 29 Января, Карл Бенц получил первый патент (DRP№37435) для автомобилей с бензиновыми двигателями.
  • 1889 — Даймлер построил усовершенствованный четырехтактный двигатель с тарельчатыми клапанами и  V-образным двухцилиндровым блоком.
  • 1890 — Вильгельм Майбах построен первый четыре-цилиндровый, четырехтактный двигатель.

Это были удивительные годы творчества борьбы успехов и поражений. Никогда больше история автомобилестроения не развивалась столь стремительно и никогда больше не приносила столько эмоций простым обывателям ставших невольными свидетелями грандиозного шоу «появления первых автомобилей» и для самих инженеров, механиков-изобретателей.

Николаус Отто (История автомобилей и тюнинга)Персона —  Николаус Отто.

Основателем одной из самых важных вех в конструкции двигателя мы по праву считаем Николауса Августа Отто, который в 1876 году изобрел наиболее эффективный на тот момент бензиновый двигатель.

Отто разработал и создал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Вначале он установил его на мотоцикле. Система изобретателя Николауса Отто была названа в его честь и по сей день именуется — «Отто-Цикл». Вклад Николауса Отто в историю двигателестроения неоценим, его четырехцилиндровый двигатель стал на много лет эталоном и отправной точкой в современных моторах. Рекордные в конце 19-ого столетия 5 или 10 лошадиных сил в моторе, буквально через 30 лет стали достигать двухсот и более.

Первый бензиновый двигатель Отто был мощностью 0.75 лошадиных сил.

 

Karl Benc_persona

Персона — Карл Бенц

В 1885 году немецкий инженер-механик, Карл Бенц разработал и построил первый в мире автомобиль работающий с двигателем внутреннего сгорания. 29 Января 1886 года, Бенц получил первый патент (DRP№37435) для бензиновых автомобилей.

Патент №37435 Карла Бенца

Это был трехколесный авто; 1891 году Бенц построил свои первые четырехколесные машины. 1900 «Benz & Cie, стал крупнейшим в мире производителем автомобилей в мире. Бенц был первым изобретателем и проектировщиком интегрировавшим ДВС на оригинальное шасси собственного изобретения.

Готлиб ДаймлерВильгельм Майбах

Персона – Готлиб Даймлер (справа) и Вильгельм Майбах (слева).

Не менее знаковая фигура в автомобилестроении — г-н Готлиб Даймлер, ранее технический директор фирмы Deutz Gasmotorenfabrik, принадлежащей Николаусу Отто, так стремительно не творил. Но самозабвенно шел к поставленной цели и совместно с г-ном Майбахом.

В 1885 году они, основав лабораторию, запустили выпуск своих первых двигателей.

В 1887 году Даймлер и Майбах увлеклись изготовлением лодочных моторов и в течении нескольких лет успешно занимались их продажей.

В 1889 году, Даймлер и Майбах построили свой первый автомобиль «с нуля», они впервые не адаптировали части другого транспортного средства, как большинство их соотечественников. Новый

Daimler автомобиль имел четыре скорости и развивал скорость 10 миль в час.

В 1890 году Готлиб Даймлер похоронив первую жену, основал компанию — Daimler Motoren Gesellschaft (DMG). Тогда же появился ее логотип – трехконечная звезда. Легенда торговой марки гласит – мощные моторы на земле, воде и воздухе. 1891 году из компании выходит Майбах.

В 1893 году Даймлер снова женится и в этом же году оставляет молодой жене все патенты и компанию DMG. Далее история компании DMG двигается в направлении Англии, новые заказы от британской королевской семьи делают фирму англо-ориентированной и впоследствии она соединяется с компанией Jaguar.

 

Девочка по имени - Mercedes.

В 1899 году выпускается первый Мерседес. Он назван одним из членов правления компании Даймлера Эмилем Еллинеком в честь собственной дочери Адрианы Мануэлы Рамоны Елинек, которую в семье все называли Mercedes (гармония, грация – исп). В последствии, это имя стало товарным знаком компании.


Первые Массовые Производители Автомобилей –

В начале 1900-х годов, бензиновые автомобили превысили по продажам все другие виды автотранспортных средств. Рынок растет. Люди покупают малобюджетные  автомобили. Очевидна необходимость промышленного производства. Первыми коммерческими производителями автомобилей в мире были Французы:Panhard & Levassor (1889) и Peugeot (1891).


Персона — Рене Панар (прав.) и Эмиль Левассор (лев.)

Рене Panhard и Эмиль Левассор были партнерами в деревообрабатывающем бизнесе, когда они решили стать производителями автомобилей. Они построили свой первый автомобиль в 1890 году.

 

За основу был взят двигатель Даймлера по лицензионному соглашению с Даймлером компания стала оснащать его моторами свои кузова. Эдуардом Саразином достигается договоренность и в действие вступает монопольное право компании Панар и Левассор  эксклюзивно использовать эти двигатели на всей территории Франции.

 

Партнеры не только в создании кузовов автомобилей, бизнесмены внесли улучшения в техническое оснащение и конструкцию своих авто: Panhard-Levassor совершает прорыв в автомобилестроении. Его транспортные средства оснащаются: педальным узлом сцепления, полноценным дифференциалом, многоступенчатой коробкой передач, передним радиатором.

Левассор был первым конструктором, переместившим двигатель в переднюю часть автомобиля и использовавший заднеприводную систему. Разработки Panhard в области управляемости автомобилей, навсегда увековечили его имя в термине –«Тяга Панара».

Бенц Вело - 1895 год

Подвеска Панара быстро стала образцом и стандартом для всех автомобилей. Управляемость, баланс и легкость их системы вывела автомобилестроение на новый уровень. Панару и Левассору также приписывают изобретение прототипа современной коробки передач, устанавливаемого в их 1895 Panhard.

 

Позднее Панар и Левассор разделяет права и лицензию на использование двигателей Daimler с фирмой Armand Peugeot.

Peugeot настроены на победу и успешно участвуют в первых автомобильных гонках, во Франции. С победами Peugeot получает народную славу и рост продаж собственных автомобилей.

По иронии судьбы, в гонке «от Парижа до Марселя» в 1897 году происходит фатальная автокатастрофа, погиб Эмиль Левассор.

На ранней стадии развития промышленного автомобилестроения, французских производителей каждая машина отличается от последующей.

Бенц Вело - 1894 год. (три колеса)

Первый стандартизированный автомобиль

 

Cоздан в 1894 году, это —  Benz Velo, произведенный Карлом Бенцем.

Сто тридцать четыре одинаковых Velo были изготовлены в 1895 году.С этих незамысловатых событий началась автомобильная история и продолжается по сегодняшний день. Сегодня стандартизация к которой так стремились наши прапрадеды вышла на ужасающий уровень. Мы простые смертные ездим на одинаковых автомобилях, мы тешим себя мыслями о разных цветах и ограничены в выборе комплектацией своего авто. Весь тюнинг, который принято позволить себе в современном обществе – необычный освежитель воздуха в салоне и собачки-игрушки, ритмично качающие головой под лобовым стеклом. Тюнинг автомобилей – один из немногих оставшихся сегодня инструментов для индивидуализации личности и возможности вырваться из порочного круга стандартов и ограничений и всеобщей глобализации. Только тюнинг автомобиля сможет сделать ваш автомобиль неповторимым, более быстрым, чем другие в этом же классе, красивым именно с вашей точки зрения, а не отдела маркетинга завода производителя.

Именно тюнинг способен дать вам то, что не даст ни один концерн мира – индивидуальность!

(C) 2011 Top-Tuning.ru

автор: Петровский Виктор

1801 год — двигатель внутреннего сгорания Лебона — История — EADaily

26 августа 1801 года французский инженер профессор механики в Школе мостов и дорог в Париже Филипп Лебон оформил патент на конструкцию газового двигателя. Движущая сила возникала после взрыва газовоздушной смеси внутри рабочего цилиндра — у человечества появился двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Поиск альтернативы тепловым (паровым) машинам начался фактически сразу после их появления. К этому подталкивала сама их несовершенная конструкция. С одной стороны, они обладали большими габаритами и массой из-за применения внешнего оборудования для обеспечения сгорания топлива и поддержания давления пара.

А с другой — функциональная часть паровой машины (поршень и цилиндр) сравнительно невелика. Данное противоречие постоянно побуждало мысль изобретателей к поиску возможности совмещения процесса сгорания топлива с рабочим телом двигателя. Всех перспектив такого прорыва разум человека конца XVIII века представить не мог, но было ясно, что решение проблемы позволит значительно уменьшить габариты и вес двигателя и интенсифицировать процессы впуска и выпуска рабочего тела.

Однако, чтобы такое стало осуществимым, сначала нужно было решить вопрос с подходящим топливом. Без этого любой прогресс в области ДВС просто невозможен. Именно топливо определяет устройство двигателя, его габариты и характеристики, да и саму возможность его создания. И первым таким топливом стал светильный газ.

Он был открыт французским инженером Филиппом Лебоном (1769−1804), который в 1799 году получил патент на использование и способ получения этого газа путём сухой перегонки древесины или угля. Данное открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами.

Однако вскоре Лебон понял, что его светильный газ можно использовать не только для освещения. Изобретателю пришла в голову мысль взяться за конструирование двигателя, способного заменить паровую машину. Основным требованием к конструкции такого агрегата было сгорание топлива не во внешней топке, а непосредственно в цилиндре двигателя.

Через два года работа Лебона, который к тому времени получил звание профессора механики в парижской Школе мостов и дорог, дала результат. 26 августа 1801 года он оформил патент на конструкцию своего газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на уже известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты.

Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Для полезного использования этого явления в двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый светильный газ из газогенератора.

Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. Таким образом, в руках 32-летнего французского профессора оказалась хоть и несовершенная, но вполне действующая первая в истории модель двухтактного ДВС.

Если бы провидение подарило этому талантливому изобретательному французскому инженеру долгую жизнь, то вполне вероятно, что человечество значительно раньше пересело бы из конных экипажей в автомобили и поднялось в воздух на первых аэропланах. Однако Лебону было не суждено продолжить работы по усовершенствованию своего творения — в 1804 году он был убит.

Работы над двигателем, работающим на светильном газе, продолжил бельгийский механик Жан Этьен Ленуар. Он значительно усовершенствовал конструкцию и первым применил электрическую искру для воспламенения газовоздушной смеси внутри рабочего цилиндра. Также он первым снабдил свой двигатель водяной системой охлаждения и применил систему смазки. Двигатель Ленуара, который окончательно был сконструирован в 1860 году, имел мощность около 12 л. с. с КПД около 3,3%.

Первый работоспособный бензиновый двигатель появился только через двадцать лет. Вероятно, первым его изобретателем можно считать русского конструктора Огнеслава Костовича, предоставившего работающий прототип бензинового двигателя в 1880 году. Однако его открытие до сих пор остается слабо освещенным.

В Европе в создание бензиновых двигателей наибольший вклад внес немецкий инженер Готлиб Даймлер. В 1882 году он и его друг Вильгельм Майбах приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом. В 1883 году ими был создан первый калильный бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой трубочки, вставляемой в цилиндр.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки. А в 1885 году Даймлер и Майбах разработали лёгкий бензиновый карбюраторный двигатель. Они использовали его для создания первого мотоцикла в 1885-м, а в 1886 году — на первом автомобиле. Человечество вступило в новую эру.

Также в этот день:

1789 год — Декларация прав человека и гражданина

1382 год — хан Тохтамыш сжег Москву

1346 год — битва при Креси (Столетняя война)

История двигателя внутреннего сгорания

Двигатель – одно из основных составляющих автомобиля. Без изобретения двигателя автомобилестроение, скорее всего, остановилось в развитии сразу же после изобретения колеса.  Рывок в истории создания автомобилей, произошел благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания. Это устройство стало реальной движущей силой, дающей скорость.

Попытки создать устройство, подобное двигателю внутреннего сгорания, начались с 18 века. Созданием устройства, которое могло бы преобразовывать энергию топлива в механическую, занимались многие изобретатели.

Первыми в этой области были братья Ньепс из Франции. Они придумали прибор, который сами назвали «пирэолофор».  В качестве топлива для данного двигателя должна была использоваться угольная пыль. Однако, данное изобретение так и не получило научного признания, и существовала, по сути, только в чертежах.

Первым успешным двигателем, который начал продаваться, был двигатель внутреннего сгорания бельгийского инженера Ж.Ж. Этьена Ленуара. Год рождения этого изобретения  — 1858. Это был двухтактовый электрический двигатель с карбюратором и искровым зажиганием. Топливом для устройства служил каменноугольный газ. Однако изобретатель не учел потребность в смазке и охлаждении своего двигателя, поэтому он работал очень недолго. В 1863 году Ленуар переделал свой двигатель  — добавил недостающие системы и в качестве топлива ввел в использование керосин.
 


Ж.Ж.Этьен Ленуар

  Устройство было крайне несовершенным  — сильно нагревался, неэффективно использовал смазку и топливо. Однако с помощью него ездили трехколесные автомобили, которые так же были далеки от совершенства.

В 1864 году был изобретен одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания нефтепродуктов. Автором изобретения стал Зигфрид Маркус, он же представил общественности транспортное средство, развивающее скорость 10 миль в час.

В 1873 году еще один инженер  — Джордж Брайтон – смог сконструировать 2-х цилиндровый двигатель. Изначально он работал на керосине, а позже на бензине. Недостатком этого двигателя была излишняя массивность.

В 1876 году произошел рывок в индустрии создания двигателей внутреннего сгорания. Николас Отто впервые создал технически сложное устройство, которое эффективно преобразовывало энергию топлива в механическую энергию.
 


Николас Отто
  В 1883 году француз Эдуард Деламар разрабатывает чертеж двигателя, топливом для которого служит газ. Однако его изобретение существовало только на бумаге.

1185 году в истории автомобилестроения появляется громкое имя – Готтлиб Даймлер. Он смог не только изобрести, но и запустить в производство прототип современного газового двигателя – с вертикально расположенными цилиндрами и карбюратором.  Это был первый компактный двигатель, который к тому же способствовал развитию приличной скорости перемещения.

Параллельно с Даймлером над созданием двигателей и автомобилей работал Карл Бенц.

В 1903 году предприятия Даймлера и Бенца объединились, дав начало  полноценному предприятию автомобилестроения. Так началась новая эра, послужившая дальнейшему совершенствованию двигателя внутреннего сгорания.

Кто изобретал двигатели внутреннего сгорания

Отличие двигателя внутреннего от двигателя внешнего сгорания

Содержание статьи

Двигателей внешнего сгорания не так много как двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Все дело в том, что коэффициент полезного действия двигателей с внешним сгоранием топлива гораздо ниже, чем у двигателей со сгоранием топлива внутри цилиндра. Так, например, у паровозов (а у них двигатель внешнего сгорания), КПД всего 5…7%. Топливо нагревает воду (как в скороварке), и она превращается в пар. Этот пар подается в рабочий цилиндр и там он совершает работу. В данном случае – вращает колеса паровоза. А отработанный пар просто выбрасывается в атмосферу.

Более современные двигатели с внешним сгоранием, это, скорее всего, модификации двигателя Стирлинга. Стирлинг предложил не выбрасывать рабочее тело (для паровоза это пар), а нагревать его внутри цилиндра. Это рабочее тело разогреется, увеличится в объеме, или если объем замкнут, увеличится давление. Это давление и произведет работу. Затем этот самый цилиндр нужно охладить. Воздух, или другой газ, уменьшится в объеме и поршень опуститься вниз. Это теоретически, на практике нагревается и остывает сам газ, перемещаясь по специальным каналам. Но принцип остается тот же, газ не покидает пределы замкнутого пространства, а тепло подводится и отводится через стенки цилиндра.

Самые современные двигатели Стирлинга, работающие на солнечной энергии, дают КПД в 31,25%. Однако, они пока не устанавливаются на автомобили из-за сложности конструкции и малой надежности.

Двигатель внутреннего сгорания, потому так и называется, что нагрев рабочего тела (не важно, газ это или пар) происходит внутри замкнутого объема (чаще всего цилиндра). Первым таким двигателем, как не странно это будет звучать, была пушка.

Пороховой заряд, воспламеняясь, нагревал воздух и продукты сгорания пороха внутри канала ствола, и ядро выбрасывалось «пущалось». Отсюда и пушка, от «пущать».

 

 

 

 

 

Во всех современных двигателях внутреннего сгорания происходит почти то-же самое – внутри замкнутого объема зажигается некая горючая смесь. Этот «пожар» или «взрыв» нагревает воздух, а он (горячий воздух) производит необходимую работу. Просто поршень в двигателе не выбрасывается наружу, а совершает движения вперед и назад внутри цилиндра.

Изобретатели двигателя, который сейчас установлен на автомобиле

Итак, в связи с тем, что первым двигателем внутреннего сгорания была пушка, необходимо было бы узнать имя изобретателя, но оно, к сожалению, потерялось в веках. Известно, только,что в Европе пушка появилась в 14-м веке, а в восточных странах еще в 13-м.

Христиан Гюйгенс

Христиан Гюйгенс (портрет слева) в начале 17-го века предложил внутрь цилиндра с поршнем насыпать немного пороха. Если этот порох поджечь, то поршень поднимется вверх и шток прикрепленный к поршеню может совершить некоторую работу. Затем аппарат необходимо было разобрать, засыпать новую порцию пороха и продолжить. Шток останавливался в верхнем положении при помощи специального фиксатора.

Конечно, на это сейчас мы смотрим с удивлением, но для 17-го века это был прорыв.

Дени Папен

В 1690 году (конец 17-го века) Дени Папен (портрет справа) усовершенствовал эту конструкцию предложив вместо пороха залить на дно цилиндра воду. Если нагреть цилиндр вода испарится превратившись в пар и этот пар совершит работу подняв поршень. Затем поршень можно остудить пар внутри превратится в воду и процесс можно повторить.

Через 15 лет, в 1705 году английский кузнец Томас Ньюкомен предложил машину для откачки воды из шахт. Его аппарат состоял из котла, который производил пар.  Пар подавался в цилиндр и там совершал работу. Для быстрого охлаждения цилиндра он применил форсунку, которая впрыскивала холодную воду в этот цилиндр, тем самым охлаждая его. Конечно, периодически приходилось скопившуюся в цилиндре воду выливать, но машина его работала эффективно. Назвать такую машину двигателем внутреннего сгорания сложно, ведь нагрев воды происходит вне цилиндра, но такова история. Весь 18-й век посвящен изобретению конструкций работающих на использовании энергии пара.

Только в 1801 году французский изобретатель Филип Лебон придумал подавать в цилиндр светильный газ в смеси с воздухом и поджигать его там. Он даже получил патент на этот газовый двигатель. Но в связи с тем, что Лебон рано умер (в 1804 году в возрасте 35 лет), довести свое детище до практической модели не успел.

Этьен Ленуар

Этьен Ленуар (француз с бельгийскими корнями), придумывал различные механические конструкции, работая на гальваническом заводе. Именно он считается изобретателем первого работающего двигателя внутреннего сгорания.

Доработав идею Лебона, в 1860 году он взял за основу двухходовой поршень, который совершал работу двигаясь как вправо, так и влево. А смесь светильного газа и воздуха он поджигал в отдельной камере при помощи электрической искры. Направляя продукты сгорания (в зависимости от положения поршня) либо в правую, либо в левую полость, как пар у паровоза.

Николаус Отто

Как видим это опять не совсем похож на современный двигатель в нашем его понимании, но прародитель его это уж точно. Выпустив более 300 таких двигателей, он разбогател и перестал заниматься изобретательством. Изобретенный Августом Николаусом Отто двигатель вытеснил с рынка двигатели Ленуара. Именно Отто предложил и построил четырехтактный двигатель. КПД его двигателя достигал 15%, это почти в 3 раза выше чем у двигателей Ленуара. Кстати сказать современные бензиновые двигатели имеют КПД не выше 36%, это все чего мы достигли за 150 лет работы над двигателями внутреннего сгорания. На этом четырехтактном цикле работают сейчас большинство двигателей.

Только после изобретения двигателей работающих на жидком топливе (керосине и бензине), их вполне уже можно было устанавливать на повозки, что и сделал Карл Бенс в 1886 году.

Готлиб Даймлер

В компании у Отто работали  Готлиб Даймлер (слева) и Вильгельм Майбах ( на фото слева).  И хотя предприятие работало прибыльно (двигателей Отто было продано более 42 тысяч штук), применение светильного газа резко сужало сферу применения. Даймлер и Майбах впоследствии организовали производство автомобилей постоянно их совершенствуя. Их имена знают практически все. Ведь именно они придумали автомобиль «Мерседес». Сын Вильгельма Майбаха – Карл (на фото справа),  занимался авиационными двигателями, а затем и выпуском знаменитых автомобилей «Майбах».

Вильгельм и его сын Карл Майбах

Рудольф Дизель

 

В 1893 году Рудольф Дизель запатентовал двигатель работающий на отходах производства бензина – солярке.В его двигателе смесь не нужно было воспламенять, она загоралась сама от высокой температуры в цилиндре. Но и смесь воздуха с топливом готовилась несколько по-другому. В его двигателе топливо (солярка) подавалась в цилиндр в конце цикла сжатия специальным насосом. Это было революционным прорывом. Многие современные бензиновые двигатели используют этот метод образования воздушно-топливной смеси. Дизельный же двигатель не претерпел особых изменений.

Теперь на вопрос кто изобретал двигатели внутреннего сгорания Вы точно знаете ответ.

Виды автомобильных двигателей: описание, характеристики

Мало кто знает, что двигатель внутреннего сгорания был изобретён ещё 5 веков назад, легендарным инженером и конструктором Леонардо да Винчи. Но, после первого чертежа потребовалось ещё 300 лет, чтобы были созданы первые прототипы, которые могли полноценно работать.

Детали двигателя

Виды двигателей

Первый полноценный прототип двигателя внутреннего сгорания был сконструирован в далёком 1806 году, который принадлежал братьям Ньепсье. После этого важного исторического факта было недолгое затишье.

Но, в конце 19 века три легендарным немца положили старт автомобилестроению — Николас Отто, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. После этого двигатели внутреннего сгорания получили много модификаций и вариантов, которые используются по сегодняшний день.

Рассмотрим, какие существуют виды автомобильных ДВС, а также укажем типы двигателей:

  • Паровая машина
  • Бензиновый двигатель
  • Карбюраторная система впрыска
  • Инжектор
  • Дизельные двигатели
  • Газовый двигатель
  • Электрические моторы
  • Роторно-поршневые ДВС

Паровая машина

Первым представителем полноценного двигателя внутреннего сгорания следует считать паровую машину, которая устанавливалась на все транспортные средства 19 века, до момента изобретения остальных видов моторов.

На то время паровыми движками оснащались паровозы, автомобили и даже примитивные трёхколёсные самоходные машины (напоминающие мотоциклы). Изобретение такого класса завоевало весь мир, но к концу 19 — начало 20 века стало неэффективное, поскольку транспортные средства на пару не могли развивать достаточно большую скорость.

Паровой двигатель

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель — это ДВС средством питания, которого является бензин. Горючее подаётся с топливного бака при помощи насоса (механического или электрического) на систему впрыска. Итак, рассмотрим, какие бывают типы бензиновых моторов:

  • С карбюратором.
  • Инжекторного типа.

Современный мир привык, что большинство автомобилей имеет электронную систему впрыска топлива (инжектор).

Карбюраторная система впрыска

Карбюратор — это тип впрыскового устройства горючего во впускной коллектор с дальнейшим распределением по цилиндрам. Первый примитивный карбюратор был разработан в Германии ещё в конце 19 века и имеет почти 100 летнюю историю развития.

Карбюраторы бывают — одно-, двух-, четырех- и шестикамерные. Кроме этого существует достаточно много прототипов.

Принцип работы карбюратора достаточно простой: бензонасос подаёт топливо в поплавковую камеру, где бензин проходит сквозь жиклёры механическим путём (количество впрыскиваемого топлива регулирует водитель при помощи педали акселератора), и подаётся во впускной коллектор. Недостатком карбюратора стало то, что он чувствительный к регулировкам, а также не соответствует экологическим международным нормам.

Карбюраторный двигатель

Инжектор

Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск бывает моно и разделённым Данная система на сегодняшний день все больше совершенствуется, чтобы уменьшит выбросы СО2 в атмосферу. Для впрыска используются форсунки, которые ещё ранее начали использоваться на дизельных двигателях.

С переходом на данную систему транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, чтобы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а также сигнализировать о неисправностях внутри системы.

Дизельные двигатели

Дизельный мотор — это вид двигателя, который расходует как горючее дизельное топливо. Основные системы и элементы движка идентичны бензиновому брату, различие состоит в системе впрыска и воспламенении смеси. В дизельном моторе отсутствуют свечи зажигания, поскольку воспламенение смеси от искры не нужно.

На моторах такого типа устанавливаются свечи накала, которые разогревают воздух в камере сгорания, который превышает температуру воспламенения. После этого через форсунки подаётся распылённое топливо, которое сгорает, чем создаёт достаточное давление для привода в движения поршня, который раскручивает коленчатый вал.

Дизель с турбонаддувом

Одним из подвидов дизельного ДВС считается турбодизель. На этом моторе установлена турбина, которая имеет вид улитки. При помощи турбины в мотор подаётся больше количество сжатого воздуха, который даёт больше детонационный эффект, за счёт чего движок можно быстрее разогнать.

Дизель с турбонаддувом

Газовый двигатель

Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.

Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.

Электрические моторы

Николас Тесла впервые предложил использовать для автомобилей электроэнергию. Электрические моторы на сегодняшний день не распространены, поскольку заряда батареи хватает только до 200 км пути, а заправочных станций, которые могут предоставить услугу зарядки автомобиля — практически нет.

Известная мировая компания, производитель электрических автомобилей «Тесла» продолжает совершенствовать электродвигатели, и каждый год дарит потребителям новинки, которые имеют больший запас хода без дозарядки.

Гибриды

Наверное, самые желаемые двигатели на сегодняшний день. Это смесь бензинового двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Существует несколько вариантов работы такого движка.

  1. Мотор может работать на попеременном питании. Сначала движение производится на бензине, пока генератор заряжает батарею, а затем водитель может переключиться на электропитание.
  2. Двигатель и электромотор работают одновременно, что помогает сэкономить расход горючего на одно, и тоже расстояние с другими типами ДВС.

Гибридный двигатель

Роторно-поршневые ДВС

Роторно-поршневой силовой агрегат в автомобилестроении не нашёл широкого распространения, хотя можно встретить модели автомобилей, которые используют такой тип ДВС. Предложил создание такого мотора — конструктор Ванкель.

Движение осуществляется за счёт вращения трёхзубчатого ротора, который позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Данный мотор активно использовался в 80-е годы 20 ст.

Водородный мотор

НОУ-ХАУ современного мира считается водородный двигатель. В автомобиль устанавливается установка водородного типа. Отличие от бензиновых моторов заключается в подаче топлива. Если у бензина топливо подаётся вовремя возврата поршня к ВТМ, то у водородного силового агрегата в момент, когда поршень возвращается к НТМ.

В будущем планируется создать водородный двигатель закрытого типа, когда не будет требоваться выброс отработанных газов, а также на 500 км автолюбитель сможет забить о заправке автомобиле.

Стоит понимать, что автомобили с таким мотором будут стоить весьма не дёшево, пока они полностью не вытеснят бензинового брата.

Вывод

Двигатели внутреннего сгорания имеют достаточно большое количество видов и типов, на любой вкус. Так, самыми популярными, по мировой статистике, считают бензиновые, дизельные и гибридные силовые агрегата. Но, все движется к тому, что человек хочет отойти от использования бензина и его аналогов и перейти полностью на электрику.

Двигатель внутреннего сгорания — Energy Education

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) являются наиболее распространенной формой тепловых двигателей, так как они используются в транспортных средствах, лодках, кораблях, самолетах и ​​поездах. Они названы так, потому что топливо зажигается, чтобы сделать работу в двигателе. [1] Та же смесь топлива и воздуха затем выбрасывается в качестве выхлопных газов. Это можно сделать с помощью поршня (называемого поршневым двигателем) или с помощью турбины.

Закон идеального газа

Тепловые двигатели внутреннего сгорания работают по принципу закона идеального газа: [math] pV = nRT [/ math].Повышение температуры газа увеличивает давление, которое заставляет газ хотеть расширяться. [1] Двигатель внутреннего сгорания имеет камеру, в которую добавлено топливо, которое воспламеняется, чтобы повысить температуру газа.

Когда в систему добавляется тепло, это заставляет газ внутри расширяться. В поршневом двигателе это вызывает подъем поршня (см. Рисунок 2), а в газовой турбине горячий воздух нагнетается в камеру турбины, поворачивая турбину (Рисунок 1). Прикрепляя поршень или турбину к распределительному валу, двигатель способен преобразовывать часть подводимой энергии в систему в полезную работу. [2] Для сжатия поршня в двигателе с прерывистым сгоранием двигатель выпускает газ. Затем используется радиатор, чтобы система работала при постоянной температуре. Газовая турбина, которая использует непрерывное сгорание, просто истощает свой газ непрерывно, а не в цикле.

Поршни против турбин

Рис. 1. Схема газотурбинного двигателя. [3]

Двигатель, в котором используется поршень , , называется двигателем сгорания с прерывистым циклом , а двигатель с турбиной называется двигателем сгорания с непрерывным движением .Разница в механике очевидна из-за названий, но разница в использовании менее очевидна.

Поршневой двигатель чрезвычайно чувствителен по сравнению с турбиной, а также более экономичен при низких выходах. Это делает их идеальными для использования в транспортных средствах, так как они также запускаются быстрее. Наоборот, турбина имеет превосходное отношение мощности к весу по сравнению с поршневым двигателем, и ее конструкция более надежна для непрерывной высокой производительности. Турбина также работает лучше, чем безнаддувный поршневой двигатель на больших высотах и ​​при низких температурах.Его легкий вес, надежность и высокая высотная способность делают турбины предпочтительным двигателем для самолетов. Турбины также широко используются на электростанциях для производства электроэнергии.

Четырехтактный двигатель

главная страница
Рисунок 2. 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания. 1: впрыск топлива, 2: зажигание, 3: расширение (работа выполнена), 4: выхлоп. [4]

Хотя существует много видов двигателей внутреннего сгорания, четырехтактный поршневой двигатель (рис. 2) является одним из наиболее распространенных.Он используется в различных автомобилях (которые специально используют бензин в качестве топлива), таких как автомобили, грузовики и некоторые мотоциклы. Четырехтактный двигатель обеспечивает один рабочий ход на каждые два цикла поршня. Справа анимация четырехтактного двигателя и дальнейшее объяснение процесса ниже.

  1. Топливо впрыскивается в камеру.
  2. Топливо воспламеняется (в дизельном двигателе это происходит иначе, чем в бензиновом двигателе).
  3. Этот огонь толкает поршень, который является полезным движением.
  4. Отходы химикатов, по объему (или массе) это в основном водяной пар и углекислый газ. Там могут быть загрязнители, а также угарный газ от неполного сгорания.

Двухтактный двигатель

главная страница
Рисунок 3. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания [5]

Как видно из названия, система требует только двух поршневых движений для генерации энергии. Основным дифференцирующим фактором, который позволяет двухтактному двигателю работать только с двумя поршневыми движениями, является то, что выпуск и впуск газа происходят одновременно, [6] , как видно на рисунке 3.Сам поршень используется в качестве клапана системы вместе с коленчатым валом для направления потока газов. Кроме того, из-за его частого контакта с движущимися компонентами, топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что позволяет плавно перемещаться. В целом двухтактный двигатель содержит два процесса:

  1. Добавляется топливовоздушная смесь и поршень движется вверх (сжатие). Впускной канал открывается из-за положения поршня, и топливовоздушная смесь поступает в камеру хранения.Свеча зажигания зажигает сжатое топливо и начинает рабочий ход.
  2. Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отработанное тепло уходит.

Роторный (Ванкель) двигатель

главная страница
Рисунок 4. Цикл роторного двигателя. Он забирает воздух / топливо, сжимает его, зажигает, обеспечивая полезную работу, а затем истощает газ. [7]

В двигателе этого типа имеется ротор (внутренний круг, обозначенный буквой «B» на рис. 4), который содержится в корпусе овальной формы.Он выполняет общие четырехтактные этапы цикла (впуск, сжатие, зажигание, выпуск), однако эти этапы выполняются 3 раза за один оборот ротора , создавая три рабочих удара за оборот .

для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. 1,0 1,1 Р. Д. Найт, «Тепловые двигатели и холодильники» в Физика для ученых и инженеров: стратегический подход, 3-е изд. Сан-Франциско, США: Pearson Addison-Wesley, 2008, ch.19, с.2, с.530
  2. ↑ Р. А. Хинрикс и М. Кляйнбах, «Тепло и работа», в Энергия: ее использование и окружающая среда , 5-е изд. Торонто, Онтарио Канада: Брукс / Коул, 2013, ч.4, с.93-122
  3. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
  4. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dc/4StrokeEngine_Ortho_3D_Small.gif
  5. File «Файл: Двухтактный двигатель.gif — Wikimedia Commons «, Commons.wikimedia.org, 2018.
  6. ↑ C. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Nova Science Publishers, 2007
  7. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Wankel_Cycle_anim_en.gif
,
Двигатель внутреннего сгорания | Статья о двигателе внутреннего сгорания от Free Dictionary

— тепловой двигатель, в котором химическая энергия горения топлива в камере сгорания превращается в механическую работу. Первый практичный и полезный газовый двигатель внутреннего сгорания был разработан французским инженером-механиком Э. Ленуаром в 1860 году. В 1876 году немецкий изобретатель Н. Отто построил усовершенствованный четырехтактный газовый двигатель.

Двигатель внутреннего сгорания проще, чем паровой двигатель, поскольку исключается одна ступень преобразования энергии — система парового котла.Это улучшение привело к большей компактности двигателя внутреннего сгорания, меньшему весу на единицу мощности и более экономичной работе; однако для этого было необходимо топливо более высокого качества (газ или масло).

В 1880-х годах О. С. Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель. В 1897 году немецкий инженер Р. Дизель, работая над повышением эффективности двигателя внутреннего сгорания, предложил двигатель с воспламенением от сжатия. Усовершенствование этого двигателя внутреннего сгорания у Л.Нобелевский завод в Санкт-Петербурге (ныне завод «Русский дизель») в 1898–99 гг. Сделал возможным использование тяжелой нефти в качестве топлива. В результате двигатель внутреннего сгорания стал наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем. Первый трактор с двигателем внутреннего сгорания был разработан в США в 1901 году. Дальнейшая разработка двигателей внутреннего сгорания для автотранспортных средств позволила братьям О. и В. Райту построить первый самолет с двигателем внутреннего сгорания, который начал свои полеты в 1903 году.В том же году российские инженеры установили двигатель внутреннего сгорания на судно Vandal , тем самым изготовив первый теплоход. Первый практичный тепловоз был разработан в Ленинграде в 1924 году на основе разработок И.А. М. Гаккель.

Двигатели внутреннего сгорания классифицируются как работающие на жидком или газообразном топливе, как четырехтактные или двухтактные в зависимости от способа наполнения цилиндра свежей топливной смесью. и как имеющее внутреннее или внешнее смешивание топлива.Двигатели с внешним перемешиванием топлива включают карбюраторные двигатели, в которых смесь жидкого топлива и воздуха образуется в карбюраторе, и газосмесительные двигатели, в которых топливная смесь газа и воздуха образуется в смесителе. В двигателях внутреннего сгорания с внешним перемешиванием рабочая топливная смесь зажигается в цилиндре электрической искрой. В двигателях с внутренним перемешиванием (dieseis) топливо самопроизвольно воспламеняется, когда его впрыскивают в сжатый воздух, нагретый до высокой температуры.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания осуществляется в четыре такта цилиндра, то есть.в два оборота коленчатого вала. Во время первого или впускного хода поршень перемещается из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку. В то же время впускной клапан открывается, и топливная смесь поступает из карбюратора в цилиндр. Во время второго такта сжатия, когда цилиндр перемещается из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку, впускной и выпускной клапаны закрываются, и смесь сжимается до давления 0,8–2,0 меганьютона на кв. М (МН / м 2 ), или 8–20 кгс / кв. см (кгс / см 2 ).Температура смеси в конце сжатия составляет 200-400 ° C. В конце цикла сжатия смесь зажигается электрической искрой, и происходит сгорание топлива. Горение происходит, когда поршень находится вблизи верхней мертвой точки. В конце сгорания давление в цилиндре составляет 3–6 МН / м 2 (30–60 кгс / см 2 ), а температура составляет 1600–2200 ° C. Третий, или расширение, ход называется силовой ход. Во время этого хода тепло от сгорания топлива превращается в механическую работу.Четвертый или выпускной ход происходит, когда поршень движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Отработанные газы вытесняются поршнем.

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания происходит во время двух тактов цилиндра или одного оборота коленчатого вала. Процессы сжатия, сгорания и расширения практически совпадают с соответствующими процессами четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. При прочих равных условиях двухтактный двигатель должен быть в два раза мощнее четырехтактного, поскольку рабочий ход двухтактного двигателя происходит в два раза чаще, но на практике мощность внутреннего двухтактного карбюратора — Двигатель внутреннего сгорания часто не только не превосходит двигатель четырехтактного двигателя с таким же диаметром цилиндра и ходом поршня, но даже ниже.Причина этого заключается в том, что поршень выполняет значительную часть хода (20–35 процентов) с открытыми отверстиями, когда давление в цилиндре низкое и двигатель фактически не выполняет работу. Эвакуация цилиндра требует затрат энергии для сжатия воздуха в очистительном насосе; очистка цилиндра от продуктов сгорания газа и наполнение его новым зарядом значительно беднее, чем в четырехтактном двигателе.

Рабочий цикл карбюраторного двигателя внутреннего сгорания может происходить при очень высокой частоте вращения вала (3000–7000 об / мин).Моторы гоночных автомобилей и мотоциклов могут развивать 15 000 оборотов в минуту и ​​более. Обычная топливная смесь состоит из приблизительно 15 частей воздуха (по весу) на 1 часть паров бензина. Двигатель может работать на обедненной смеси (18: 1), обогащенной ораном (12: 1). Смесь, которая является слишком богатой или слишком бедной, вызывает значительное снижение скорости сгорания и не может обеспечить нормальное сгорание. Мощность двигателя внутреннего сгорания карбюратора регулируется путем изменения количества смеси, подаваемой в цилиндр (контроль количества).Высокая скорость вращения и благоприятное соотношение топлива и воздуха в смеси обеспечивают высокую мощность на единицу объема цилиндра карбюраторного двигателя; следовательно, эти двигатели имеют относительно небольшие габариты и вес (1–4 кг на киловатт [кг / кВт] или 0,75–3,0 кг / л.с.). Использование низких степеней сжатия означает умеренное давление в конце сгорания, так что детали могут быть сделаны менее массивными, чем, например, в dieseis. Когда диаметр цилиндра карбюраторного двигателя внутреннего сгорания увеличивается, увеличивается тенденция детонации двигателя; следовательно, карбюраторные двигатели внутреннего сгорания изготавливаются не с цилиндрами большого диаметра (как правило, не более 150 мм).

Волга ГАЗ-21 является примером карбюраторного двигателя внутреннего сгорания. Это четырехцилиндровый четырехтактный двигатель, который развивает мощность 55 кВт (75 л.с.) при 4000 об / мин и степень сжатия 6,7. Удельный расход топлива составляет 290 г / (кВт-час).

Самый мощный четырехтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания рассчитан на 600 кВт (800 л.с.). Двухтактные и четырехтактные двигатели для мотоциклов имеют мощность 3,5–45 кВт (5–60 л.с.). Авиационные поршневые двигатели с прямым впрыском бензина и искровым зажиганием развивают до 1100 кВт (1500 л.с.).

Карбюраторные двигатели внутреннего сгорания представляют собой сложные узлы, которые включают в себя ряд узлов и систем.

Каркас двигателя представляет собой группу стационарных частей, которые являются основой для всех других механизмов и систем. Он включает в себя блок цилиндров, головку или головки цилиндров, крышки подшипников коленчатого вала, крышки переднего и заднего блоков, масляный поддон и ряд мелких деталей.

Движитель представляет собой группу движущихся частей, которые воспринимают давление газов в цилиндрах и преобразуют его в крутящий момент на коленчатом валу.Движитель включает поршневой узел (поршни, шатуны, коленчатый вал и маховик).

Механизм привода клапанов служит для своевременной подачи топливной смеси в цилиндры и выпуска отработавших газов. Эти функции выполняются распределительным валом, который приводится в движение коленчатым валом, а также толкателями клапанов, шатунами и коромыслами, которые открывают клапаны. Клапаны закрыты пружинами клапанов.

Система смазки представляет собой систему узлов и каналов, которые подают смазку на поверхности трения.Масло в масляном поддоне подается насосом в фильтр грубой очистки, из которого оно проходит под давлением через главную масляную магистраль в блоке цилиндров к подшипникам коленчатого вала и распределительного вала, а также к поршням и деталям газораспределительного механизма. передача. Цилиндры, клапанные толкатели и другие детали смазываются масляным паром, образующимся из разбрызгиваемого масла, выходящего из зазора в подшипниках вращающихся частей. Часть масла отводится по параллельным каналам в фильтр тонкой очистки, из которого оно стекает обратно в поддон.

Система охлаждения может быть жидкостной или воздушной. Система жидкостного охлаждения состоит из гильз цилиндров и головок, заполненных жидкостью (вода, антифриз и т. Д.), Насоса, радиатора, в котором жидкость охлаждается потоком воздуха, вызванным вентилятором, и устройств для регулирования температура воды. Воздушное охлаждение осуществляется продувкой воздуха в цилиндры с помощью вентилятора или потоком воздуха (в мотоциклах).

Топливная система готовит смесь топлива и воздуха в пропорции, соответствующей условиям эксплуатации и количественно зависящей от мощности двигателя.Система состоит из топливного бака, топливного насоса, топливного фильтра и топливопроводов, а также карбюратора, который является основным элементом системы.

Система зажигания служит для образования искры в камере сгорания для зажигания топливной смеси. Система зажигания включает в себя источник тока (генератор и аккумулятор), а также размыкатель контакта, который определяет момент выдачи искры. Система включает в себя распределитель тока высокого напряжения на соответствующие цилиндры. Конденсатор для улучшения работы выключателя контактов и катушка зажигания, из которой берется высокое напряжение (12–20 кВ), находятся в том же блоке, что и выключатель контактов.До того, как двигатели внутреннего сгорания имели электрическое зажигание, для зажигания использовались горячие лампы.

Пусковая система состоит из электростартера, зубчатых передач от стартера к маховику, источника тока (аккумулятора) и элементов дистанционного управления. Система служит для вращения вала двигателя для запуска.

Впускная и выпускная система состоит из труб, воздушного фильтра и глушителя на выхлопе.

Газовые двигатели внутреннего сгорания работают в основном на природном газе и газах, полученных при производстве жидкого топлива.Кроме того, можно использовать газ, образующийся при неполном сгорании твердого топлива, металлургического газа и канализационного газа. Используются как четырехтактные, так и двухтактные двигатели. Газовые двигатели классифицируются по принципу образования и зажигания смеси как двигатели с внешним образованием смеси и искровым зажиганием, в которых процесс работы аналогичен процессу в карбюраторных двигателях; двигатели с образованием внешней смеси и воспламенением от струи жидкого топлива, которая воспламеняется при сжатии; и двигатели с образованием внутренней смеси и искровым зажиганием.Двигатели, работающие на природном газе, используются на стационарных электростанциях и компрессорных газоперекачивающих установках. Сжиженные бутан-пропановые смеси используются для автомобильной перевозки.

Экономия работы двигателей внутреннего сгорания характеризуется эффективностью, которая представляет собой отношение полезной работы к количеству тепла, выделяемого для выполнения работы с полным сгоранием топлива. Максимальная эффективность лучших двигателей внутреннего сгорания составляет около 44 процентов.

Основным преимуществом двигателей внутреннего сгорания, а также других тепловых двигателей (таких как реактивные двигатели) перед гидравлическими и электрическими двигателями является то, что они не зависят от постоянных источников энергии (водных ресурсов, электростанций и и т. д.), что означает, что установки, оснащенные двигателями внутреннего сгорания, можно свободно перемещать и размещать где угодно. Это привело к широкому использованию двигателей внутреннего сгорания для транспорта (автомобили, сельскохозяйственная техника, дорожно-строительная техника и самоходная военная техника).

Усовершенствование двигателя внутреннего сгорания направлено на повышение его мощности, надежности и долговечности; уменьшение его веса и объема; и предоставление новых типов (например, роторный двигатель внутреннего сгорания Ванкеля). Другие тенденции в разработке двигателей внутреннего сгорания включают постепенную замену карбюраторных двигателей на dieseis при транспортировке автомобилей, использование многотопливных двигателей и увеличение скорости вращения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Двигатели внутреннего сгорания , вып.1-3. Москва, 1957–62.
Двигатели внулреннего сгорания . Москва, 1968.

Д. Н. В ЮРУБОВ и В. П. А ЛЕКСЕЕВ

.
Двигатель внутреннего сгорания | Статья о двигателе внутреннего сгорания от Free Dictionary

Двигатель внутреннего сгорания

Первичный двигатель, топливо для которого сгорает в двигателе, в отличие от парового двигателя, например, в котором топливо сжигается в отдельной печи. См. Двигатель

Наиболее многочисленными двигателями внутреннего сгорания являются бензиновые поршневые двигатели, используемые в пассажирских автомобилях, подвесные двигатели для моторных лодок, небольшие агрегаты для газонокосилок и другое подобное оборудование, а также дизельные двигатели, используемые в грузовиках, тракторах. , землеройная и аналогичная техника.Для других типов двигателей внутреннего сгорания См. Газовая турбина, Ракетный двигатель, Роторный двигатель, Турбинный двигатель

Поршневой двигатель самолета в основном такой же, как используемый в автомобилях, но сконструирован для легкого веса и обычно охлаждается воздухом. См. Поршневой авиационный двигатель

Характерные черты, характерные для всех коммерчески успешных двигателей внутреннего сгорания, включают (1) сжатие воздуха, (2) повышение температуры воздуха за счет сгорания топлива в этом воздухе при его повышенном давлении, (3 ) извлечение работы из нагретого воздуха путем расширения до начального давления и (4) выхлоп.В 1862 году Бо де Рош предложил цикл четырехтактных двигателей для выполнения этих условий в поршневом двигателе (см. Иллюстрацию). Двигателю требуется два оборота коленчатого вала, чтобы завершить один цикл сгорания. Первый двигатель, успешно использовавший этот цикл, был построен в 1876 году Н. А. Отто. См. Отто, цикл

Два года спустя сэр Дугальд Клерк разработал двухтактный цикл двигателя, при котором аналогичный цикл сгорания потребовал всего один оборот коленчатого вала.В 1891 году Джозеф Дей упростил двухтактный цикл двигателя, используя картер для перекачки необходимого воздуха. Двигатели, использующие этот двухтактный цикл сегодня, были еще более упрощены благодаря использованию третьего отверстия цилиндра, которое обходится без обратного клапана картера, используемого Day. Такие двигатели широко используются для небольших агрегатов, где экономия топлива не так важна, как механическая простота и легкий вес. Они не нуждаются в клапанах с механическим приводом и вырабатывают один цикл сгорания на оборот коленчатого вала.Тем не менее, они не развивают вдвое большую мощность четырехтактных двигателей с рабочими цилиндрами одинакового размера при одинаковом числе оборотов в минуту (об / мин). Основными причинами этого являются: (1) уменьшение эффективного объема цилиндра из-за перемещения поршня, необходимого для закрытия выпускных отверстий, (2) заметное смешивание сгоревших (выхлопных) газов с горючей смесью и (3) потеря какой-то горючей смеси с выхлопными газами.

Примерно через 20 лет после того, как Отто впервые запустил свой двигатель, Рудольф Дизель успешно продемонстрировал совершенно другой метод зажигания топлива.Воздух сжимается до давления, достаточно высокого для того, чтобы адиабатическая температура достигла или превысила температуру воспламенения топлива. Поскольку эта температура составляет 1000 ° F (538 ° C) или выше, коммерчески используются коэффициенты сжатия от 12: 1 до 23: 1 при давлениях сжатия от около 440 до 800 фунтов на квадратный дюйм (от 3 до 5,5 мегапаскалей). Топливо впрыскивается в цилиндры незадолго до окончания такта сжатия во время и скорости, подходящие для управления скоростью сгорания. См. Дизельный двигатель, впрыск топлива

Существует множество характеристик дизельного двигателя, которые прямо противоположны характеристикам двигателя Отто.Чем выше степень сжатия дизельного двигателя, тем меньше трудностей с задержкой зажигания. Слишком большая задержка зажигания приводит к внезапному и нежелательному повышению давления, которое вызывает слышимый стук. В отличие от двигателя Отто, детонация в дизельном двигателе может быть уменьшена путем использования топлива с более высоким цетановым числом, которое эквивалентно более низкому октановому числу.

Чем больше диаметр цилиндра дизельного двигателя, тем проще развитие хорошего сгорания. Напротив, чем меньше диаметр цилиндра двигателя Отто, тем меньше ограничение от детонации топлива.

Высокая температура и плотность всасываемого воздуха существенно способствуют сгоранию в дизельном двигателе, особенно топлива с низкой летучестью и высокой вязкостью. Некоторые двигатели не работали должным образом на тяжелом топливе, пока не были оснащены нагнетателем. Дополнительное сжатие нагнетателя повысило температуру и, что более важно, плотность воздуха для горения. Для двигателя Отто увеличение температуры или плотности воздуха увеличивает склонность двигателя к детонации и, следовательно, уменьшает допустимую степень сжатия.

Дизельные двигатели разрабатывают все более высокую указанную тепловую эффективность при сниженных нагрузках из-за меньшего соотношения топливо-воздух и более раннего отключения. Такие соотношения смеси могут быть меньше, чем в двигателе Отто. Кроме того, снижение нагрузки в двигат