9Дек

Что такое форсирование двигателя: Что такое форсированный двигатель

Что такое форсированный двигатель

Вряд ли можно найти автовладельца, который бы не мечтал в явной или скрытой форме о том, чтобы его четырёхколёсный друг был намного мощнее. Когда мы приобретаем автомобиль, нас в первую очередь интересуют его комплексные характеристики, начиная с цвета и экстерьера и заканчивая экономичностью, функциональностью и ремонтопригодностью. Мощность силового агрегата в этом списке редко стоит на первых позициях.

Форсированный двигатель УЗАМ 412

Но по истечении некоторого количества времени мы начинаем понимать, что было бы неплохо, если бы наша машинка была немного резвее, «лошадок» на 10-30-50-100, в зависимости от аппетитов и стиля вождения.

Если обратиться к статистическим данным, то средний автомобиль, являющийся собственностью такого же рядового россиянина, имеет мотор объёмом 1.6 л при мощности 120 лошадиных сил. А вот болид Формулы при таком же объёме двигателя может выдавать впятеро больше!

Неудивительно, что гонка за лошадиными силами выплеснулась из лабораторий автопроизводителей в многочисленные тюнинговые ателье, специализирующихся на доработке штатных силовых агрегатов с целью существенного улучшения их динамометрических характеристик.

Нужно сразу отметить, что для рядового СТО такая услуга в редких случаях оказывается посильной – в современном автомобиле огромное количество узлов и агрегатов, функционирование которых в той или иной мере связано друг с другом. Поэтому бездумное вмешательство в конструкцию ни к чему хорошему не приводит. Форсирование двигателей как способ изменения их рабочих характеристик как раз и предполагает проведение комплексных мероприятий с учётом взаимного влияния всех систем. И учёт этот основан на глубоком понимании физических процессов, происходящих как в самом моторе, так и узлах, его обслуживающих, от системы охлаждения до выхлопной трубы.

Если быть более конкретным, то существуют только два фактора, определяющие мощностные параметры автомобиля: мощность мотора и обеспечиваемый им крутящий момент. Поэтому львиная доля усилий при форсировании двигателей направлена на увеличение именно этих характеристик.

Какие моторы поддаются форсированию

Многие владельцы бюджетных авто пребывают в абсолютной уверенности, что их машину нельзя форсировать, называя при этом массу невнятных причин. Это полная ерунда – форсировать можно любой, за очень редким исключением, силовой агрегат, бензиновый или работающий на дизтопливе. Если не использовать установку турбины, то поднять планку мощности с использованием «железных» доработок можно, причём на величины порядка 10-20%. С одной стороны, такая прибавка кажется незначительной, но с другой – увеличить мощность со 100 до 120 л. с. вполне можно считать реальным успехом. С учётом того, что при желании этот показатель можно будет поднимать вверх ещё и ещё.

Установка турбонаддува – наиболее затратный, но кардинальный способ решения проблемы, позволяющий однократно увеличить мощностные показатели на 40 и более процентов.

Турбонаддув двигателя автомобиля

Но что значит форсированный двигатель с точки зрения его ресурса? Снизится он или увеличится? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Всё зависит от того, что именно подверглось доработке, а также от индивидуальных особенностей эксплуатации силовой установки конкретным автовладельцем.

Как известно, многие современные производители легковых машин конструируют их таким образом, чтобы иметь возможность в будущем выпускать тюнинговые модификации. Чем и пользуются специалисты многочисленных тюнинговых ателье, как известных, так и работающих в локальном масштабе. И если сравнивать заводское авто и тюнингованное, ресурс последнего может оказаться на 50-100% больше.

Как это можно объяснить? Да очень просто. Процесс массовой сборки, да ещё и на унифицированных шасси (а это тенденция последнего десятилетия) не предполагает индивидуальной настойки каждого автомобиля, весь технологический процесс происходит в строгих рамках существующих допусков и стандартов. Другими словами, возможности улучшения конструкции двигателя и его обслуживающих систем здесь если и присутствуют, то в очень долговременной форме. То есть как минимум при очередном рестайлинге.

Специалисты по тюнингу такими ограничениями не скованы, и если они находят какое-то решение, позволяющее повысить мощность силового агрегата, то без проблем его реализовывают. Разумеется, с учётом внесения сопутствующих изменений в другие узлы. При этом они имеют возможность учитывать балансировку, развесовку и другие переменные величины, характеризующие совокупный баланс машины, с точностью до миллиметров и граммов.

Разумеется, если всё было бы так просто, на наших дорогах просто не осталось бы тихоходов. Но большинство желающих форсировать мотор своего авто сталкиваются с тем, что такая доработка мотора стоит очень недёшево, поскольку приходится вносить изменения и в конструкцию других узлов: трансмиссии, подвески, тормозов и т. д.

Особенно это актуально в случае монтажа турбонагнетателя (как вариант – механического компрессора). Поэтому подавляющее большинство автолюбителей предпочитает улучшать двигатель без использования такого кардинального средства, как турбина.

Основные методы форсирования мотора

В переводе с английского одно из значений слова force – усиление (чего-либо). В нашем случае речь идёт об автомобильном двигателе. Как правило, его форсирование и понятие тюнинга (tune означает «настройка») – это понятия-синонимы. Таким образом, под форсированием силового агрегата следует понимать проведение целого комплекса мероприятий, направленных на доработку заводского ДВС. Такие работы как раз и есть сфера интересов тюнинговых компаний различного масштаба, узкоспециализированных и широкопрофильных.

И хотя конечная цель одна – увеличение мощности двигателя, способов, как форсировать двигатель, существует почти два десятка. И это количество только увеличивается. Разумеется, их вклад в общее дело неодинаков – некоторые методы предполагают рост мощностных характеристик на величины менее одного процента, которые вряд ли можно назвать ощутимыми. Да и в точности определения этих пресловутых процентов всегда можно засомневаться.

Электрический турбокомпрессор на двигателе авто

Мы постараемся рассмотреть только те из них, которые доказали свою эффективность сотнями и тысячами примеров реальной эксплуатации, а не только инструментально-лабораторными измерениями и исследованиями.

И ещё один момент: в наши задачи не входит рассмотрения с вариантом установки турбонагнетателя – эта тема, которая заслуживает отдельного рассмотрения. Хотя бы потому, что требует внесения более кардинальных изменений в конструкцию как самого силового агрегата, так и других систем автомобиля.

Механическое форсирование

Каждый автовладелец, задумывающийся о приемлемых способах увеличения мощности мотора, должен задаться вопросами, ответы на которые могут оказаться решающими при принятии окончательного решения.

Основной вопрос – для чего нужен такой тюнинг, насколько он необходим. Из него вытекают и другие, не менее важные – будет ли улучшены характеристики мотора в достаточной степени (чтобы через год не появились идеи о новом улучшении), и будут ли оправданы затраты на форсирование с финансовой точки зрения?

И только если все ответы на отчасти философские, отчасти – рациональные вопросы окажутся положительными, можно задумываться о конкретной реализации. Существует два основных направления форсирования: так называемый чип-тюнинг и механические способы.

Первый вариант предполагает изменения алгоритма работа святая святых современного автомобиля – бортового компьютера. Именно он сегодня отвечает за координацию работы всех систем, руководствуясь показаниями многочисленных датчиков и исполнительных устройств. В данном случае ни о каком самостоятельном изменении управляющей программы не идёт и речи – задача перепрограммирования ЭБУ требует досконального знания алгоритмов работы контроллера, а это закрытая информация, доступ к которой стоит больших денег. И, разумеется, наличия соответствующего багажа знаний. Основным достоинством чип-тюнинга можно назвать невмешательство в конструкцию силового агрегата – увеличение мощности происходит за счёт изменения настроек работы программы, изменения самого кода и/или добавления новых контроллеров.

Напротив, механическое форсирование предполагает внесение изменений в штатные узлы заводского мотора, а зачастую – установку новых, модифицированных, или же дополнительных, делающих работу двигателя более производительной.

Если вы хорошо владеете слесарным инструментом, техническая сторона задачи может оказаться вам вполне по силам. Но при форсировании обладания такими навыками явно недостаточно, ибо любое внесение изменений в конструкцию автомобиля, будь то мотор, подвеска или даже тюнинг салона, требует тщательного расчёта необходимости внесения изменений в другие узлы, влияющие на поведение транспортного средства на дороге при различных режимах и нагрузках.

Форсированный двигатель МЕМЗ 968

Тюнинговые ателье, специализирующиеся на форсировании моторов, имеют собственные апробированные наработки, направленные на увеличение оборотов силового агрегата, такая работа требует тщательного просчёта увеличенной нагрузки на поршневую группу. В частности, нужного эффекта достигают за счёт замены шатенов на детали, изготовленные из титановых сплавов – они намного прочней и легче, хотя сам по себе титан нельзя назвать идеальным материалом из-за его высокой пластичности – это важно там, где рабочие размеры измеряются с точностью до микронов. Увеличиваются требования по нагрузке к нижней головке шатуна, что в свою очередь, ставит задачи по усилению болтов и шпилек, и такие детали обычно стоят на порядок дороже оригинальных.

Усиление поршневой группе неизменно сказывается на работе других узлов двигателя. Например, на требованиях, предъявляемых к ГРМ. Если верхний предел оборотов вырос, необходимо позаботиться о соответствующем изменении упругости клапанных пружин – они должны успевать справляться с задачей закрытия тарелок при возросших скоростях, поскольку изначально они на это не рассчитаны. Достигается это за счёт уменьшения веса клапанов, и/или посредством снижения их теплоотдачи, что с точки зрения физических процессов – задача нетривиальная, решаемая посредством использования новых материалов и их комбинаций (металлокерамики, того же титана, высокопрочных марок стали).

Увеличение оборотов требует усилий по предотвращению резонансных явлений во впускном/выпускном трактах силового агрегата. Реализуется это внесением изменений в конструкцию распредвала, впускного коллектора и его выпускного аналога, использованием более точного многодроссельного впуска, когда каждый цилиндр комплектуется собственной заслонкой.

Скорее всего, потребуется оптимизировать и форму каналов, и не только в ГБЦ, но и в некоторых частях впускного тракта. Достигается это использованием весьма специфических алгоритмов – продувкой мотора с целью выявления точек, обладающих увеличенным сопротивлением потоку воздуха. Отметим, что тюнинговая доработка впускного тракта по сложности ничуть не уступает внесению изменений в поршневую группу. Более того, если выполняется лёгкое форсирование, впуск берёт на себя основную часть ресурсов, включая финансовых.

Увеличение рабочего объёма

Если рассуждать чисто теоретически, то самым удачным вариантом улучшения отдачи мотора следует признать увеличение его совокупного рабочего объёма. Технически это можно реализовать разными способами – ростом количества цилиндров, увеличением их диаметра, изменением хода поршня.

Конечно, добавление цилиндров – задача, решить которую может только автопроизводитель, так что его сразу можно отбросить. А значит, реальных изменений можно добиться, корректируя только два последних параметра.

Заслонки впускного коллектора автомобиля Mazda

Но и здесь не всё просто. Диаметр цилиндра изменить можно, причём именно в сторону увеличения, но при этом следует подвергнуть соответствующей обработке блок цилиндров (такая операция называется расточкой, она часто применяется при выполнении капремонта двигателей).

Остаётся только подобрать новые поршни с увеличенным диаметром, после чего нанести на их поверхность микронеровности для улучшения сцепных свойств с масляной плёнкой.

Проще всего вносить подобные изменения в силовые агрегаты, имеющие алюминиевые блоки и мокрые вставные гильзы. В этом случае подобрать новый комплект с увеличенным диаметром не составит труда – в розничной сети они представлены в обширном ассортименте. Более сложной задачей является увеличение хода поршней, поскольку для этого придётся вносить изменения в коленвал. Конкретнее – увеличивать радиус кривошипа. К счастью, автоиндустрия и здесь приходит на помощь: в продаже имеется огромное количество разновидностей коленчатых валов, предназначенных, в том числе, для применения на тюнингованных моторах.

Форсированный режим двигателя посредством увеличения его объёма требует использования так называемых длинноходных или, напротив, короткоходных вариантов, в зависимости от изменения диаметра цилиндра или хода поршня. В некоторых случаях корректировке подвергаются оба параметра, но тогда подбор требуемых компонентов усложняется ввиду уменьшения количества подходящих вариантов.

Не следует забывать о том, что изменение объёма мотора оказывает влияние как на параметр мощности, измеряемый в лошадиных силах, так и на величину оборотов, при которых достигается пик мощности, а также на величину крутящего момента – это взаимосвязанные характеристики. Причем эта зависимость носит вполне определённый характер: увеличение мощности и крутящего момента соответствует уменьшению оборотов вращения коленвала.

Увеличение степени сжатия

Мощность ДВС – это по существу, сила, с которой поршень давит на коленвал, заставляя его вращаться. Один из способов ей увеличения заключается в изменении степени сжатия в цилиндре. Увеличив этот показатель в камере сгорания, можно добиться от мотора и большей отдачи при неизменном объёме.

Теоретически это означает, что прирост мощности не повлияет на экономичность двигателя, в отличие от предыдущего способа.

Но если это так, почему автопроизводители сами не делают такого улучшения, ведь увеличения степени сжатия до максимального показателя можно добиться ещё на этапе проектирования?

Оказывается, имеются ограничения, связанные с необходимостью придерживаться определённых стандартов. В данном случае речь идёт о бензине. Увеличение степени сжатия связано с появлением вредных детонационных процессов, но здесь имеется прямая зависимость. Чтобы избежать негативных последствий, нужно просто использовать горючее с более высоким октановым числом. Автопроизводители на такой шаг пойти не могут, ибо это связано с высокой стоимостью премиальных марок бензина. Для среднестатистического автомобилиста такой вариант заведомо неприемлем.

Между тем для тех, кто хочет добиться увеличения мощности, невзирая на рост сопутствующих расходов, этот способ не выглядит таким уж плохим. Дело в том, что переход на более высокооктановое топливо даже без увеличения степени сжатия гарантирует рост эффективности, заключающийся в уменьшении расхода бензина, так что рост в цене будет в значительной степени нивелирован увеличением экономичности.

При этом востребованы два способа, как можно форсировать двигатель посредством увеличения степени сжатия в цилиндрах:

Первый предполагает установку между БЦ и ГБЦ более тонкой прокладки. Однако здесь существует вероятность, что из-за изменения расстояния хода поршня клапан может столкнуться с поршнем, что чревато большими неприятностями. Так что на практике тонкую прокладку используют крайне редко, и если применяют, то тщательно всё рассчитывают.

Ситуацию можно исправить, установив модернизированные поршни, у которых имеется более глубокая выемка. Такое усовершенствование обойдётся вам дороже, к тому же придётся заниматься настройками фаз газораспределения из-за изменения его параметров.

Второй способ требует расточки цилиндров и, соответственно, использования поршней с увеличенным диаметром. Хотя этот вариант и можно отнести к форсированию посредством увеличения объёма мотора, степень сжатия при этом тоже вырастет, поскольку объём самой камеры сгорания остаётся неизменным, а изменения затрагивают только объём цилиндра.

Если соотношение этих двух объёмов изменяется, то и уровень сжатия вырастет. Но здесь нужно учесть ещё один нюанс: при стандартных настройках силового агрегата чем ниже степень сжатия, тем большего прироста мощности можно добиться, увеличив сжатие данным способом.

Так происходит расточка блоков цилиндра

Уменьшение механических потерь

Идеальных, «вечных» двигателей не существует – эту истину мы усваиваем с молоком матери…пардон, со школьной скамьи. ДВС в этом плане – далеко не самый эффективный вид моторов: его средний КПД не превышает 30%, и вполне очевидно, что потолок здесь ненамного выше. Если оставить в стороне потери горючего из-за скоротечности циклов воспламенения и горения (по этой причине теряется порядка 30% горючего), остаётся уповать на уменьшение механических потерь. Их источники известны:

  • насосные потери;
  • трение в ЦПГ;
  • потери при работе многочисленного вспомогательного оборудования.

Основной проблемой принято считать трение поршней о стенки цилиндров – здесь мы имеем и большую площадь соприкосновения, и высокую скорость поступательного движения. Каким же образом можно уменьшить потери? Здесь тоже имеется несколько вариантов:

  • применение сборных маслосъёмных колец;
  • конструктивное увеличение рабочего зазора между трущимися деталями;
  • использование шатунов меньшего веса.

Все три способа реализуемы, но они требуют тщательного выполнения процедуры балансировки и развесовки, то есть подбора всех деталей КШМ по весовым показателям.

Если говорить о насосных потерях, то здесь основная доля снижения эффективности силового агрегата приходится на трение в шейках коленвала. Уменьшить потери удаётся за счёт установки распредвала, характеризующегося более широкими рабочими фазами. Если дополнить это применением системы под названием «сухой картер», можно добиться значительного уменьшения насосных потерь в районе коленвала (моторное масло, как ни странно, предотвращая перегрев, тормозит вращение коленвала).

Наконец, немалая доля потерь мощности приходится на работу дополнительного оборудования. В качестве примера можно привести кондиционер (один из самых затратных потребителей), помпу, генератор, а также рулевой гидроусилитель – все они приводятся в движение от приводного ремня коленвала. Но поскольку отказаться от их использования нельзя, решить проблему, хотя бы частично, можно за счёт увеличения придаточного отношения помпы и генератора, что, конечно же, скажется на их характеристиках, и не в лучшую сторону.

Оптимизация процесса сгорания ТВС

Как ни странно, но для использования этого метода можно обойтись без детального изучения теории, объясняющей особенности процесса горения смеси в камере сгорания. Достаточно понимать, что объём КС должен быть минимизирован, что позволит избежать возникновения излишних тепловых потерь и уменьшить вероятность возникновения детонационных процессов, оказывающих огромное влияние на процесс горения ТВС. Существенного улучшения можно добиться и за счёт более эффективного приготовления смеси.

Уменьшение камеры сгорания и более тщательная её очистка – мероприятия вполне осуществимые, направленные на оптимизацию процесса воспламенения и сгорания смеси. Увеличения наполняемости КС можно добиться, уменьшив показатель аэродинамического сопротивления потоку воздуха во впускном и отработанным газам в выпускном трактах двигателя. Ещё одно направление работ – уменьшение аэродинамического сопротивления в каналах ГБ. Оптимизации также подлежит конструкция выхлопной системы, особенно резонатора. Имеет значение и его форма, и местоположение, помогает добиться желаемого монтаж многодроссельной системы, предполагающей установку выпускной трубы с индивидуальным подключением к цилиндрам.

Ещё раз о ресурсе форсированных двигателей

Этот вопрос необходимо «разжевать», поскольку многие автовладельцы пребывают в уверенности, что форсирование – процедура исключительно односторонняя, приводящая к уменьшению ресурса мотора и его систем.

Здесь не всё так однозначно. Факторов, оказывающих влияние на моторесурс, предостаточно: это и уровень форсирования силового агрегата, и степень увеличения нагрузки, и условия эксплуатации, и такой субъективный фактор, как качество используемых технических жидкостей (горючего и масла).

Если говорить о режимах работы двигателя на максимальных нагрузках, то они непродолжительны, независимо от того, форсирован мотор или нет. Это позволяет утверждать, что тюнинг двигателя не оказывает заметного влияния на его совокупный ресурс. Более того, если форсирование производилось качественно, то мотор будет исправно работать даже больше, чем без тюнинга. Дело в том, что доводка силового агрегата – это всегда продуманная индивидуальная работа, выполняемая с применением максимально точных методов развесовки, подгонки деталей, балансировки двигателя. Чем опытнее команда специалистов, тем больше знаний таких тонкостей в работе ДВС, которые зачастую неизвестны даже автопроизводителям, и это не голословное утверждение. В любом случае качество работ при форсировании нельзя сравнивать с конвейерной сборкой – там стандарты совсем другие.

Понятно, что такой квалифицированный тюнинг мощности – удовольствие дорогостоящее, поскольку, кроме мероприятий, связанных с улучшением работы мотора, приходится колдовать над корректировкой конструкции подвески, КПП, тормозов.

Мы уже говорили, что форсированию подлежат практически любые моторы. Но методы, используемы для автомобилей разного класса, могут существенно отличаться.

Так, для увеличения мощности малолитражного ДВС объёмом менее 1500 «кубиков» потребуется раскручивать мотор до запредельных величин, порядка 6-9 тысяч оборотов. Впрочем, существует множество других способов решения проблемы. Например, на малолитражку можно установить 1.6-литровый мотор, но при этом использовать распредвал от более слабого двигателя, у которого подъём клапанов будет меньшим. Такая переделка потребует регулировки шестерни распредвала с опережением на 3-4 градуса. Такой силовой агрегат будет иметь хорошую динамику уже с низовых оборотов. Если взять ВАЗовский мотор объёмом 1.7 л. (у которого поршень имеет ход 82.40 мм., а коленвал — 78.00 мм.), то здесь можно попробовать установить распредвал с ходом клапанов от 10.92 мм. Такая форсировка считается очень перспективной, поскольку тюнингованный мотор обладает приличным крутящим моментом практически на всём диапазоне оборотов, при этом способен раскручиваться до 8 тысяч оборотов/минуту.

Другие подходы следует использовать для двигателей средней мощности. Так, 1.8-литровый мотор можно тоже форсировать настолько удачно, что водитель сможет переключаться на высокие передачи на относительно небольших оборотах двигателя.

Для этого достаточно установить на такой мотор распредвал, у которого подъём клапанов превышает 12 мм. Расплачиваться придётся холостыми оборотами, которые станут неустойчивыми, но не критически. А самым устойчивым будет режим на 1000-1100 оборотах. Но следует признать, что такой тюнинг приведёт к уменьшению моторесурса, причём особенно осторожным нужно быть на максимальных оборотах – нагрузка будет настолько высокая, что может треснуть коленвал – такие случаи известны.

Никелевые турбокомпрессоры для авто

Считается, что решающую роль в доработке мотора играют изменения, вносимые в конструкцию ГБЦ. Если всё сделать правильно и аккуратно, то можно рассчитывать на прибавку мощности в пределах 20%, а при сочетании с другими методами – то и на все 30%.

Это достигается благодаря целому рядку улучшений: более качественной подготовке ТВС, улучшению наполняемости камеры сгорания смесью, оптимизации самого процесса сгорания и снижению потерь в выпускном тракте.

Тем же целям служит установка «фильтра нулевого сопротивления» (и тоже за счёт снижения ресурса мотора), использование паука (выпускного коллектора с множественными отводами), прямоточного глушителя. Правда, эти усовершенствования обеспечивают незначительную прибавку мощности, но их аккумулирующий эффект тоже не стоит игнорировать. Отметим, что тюнинг выпускного/впускного тракта заметно удорожает процедуру форсирования двигателя, совершенно не соответствуя итоговому результату, но это уже дело вкуса, желания и возможностей.

Таким образом, форсирование двигателя представляет собой весьма ресурсоемкий и дорогостоящий процесс, но если этим занимаются профессионалы, полученный результат окажется вполне удовлетворительным. Но не следует забывать, что изменениям подвергаются и другие системы, что влечёт за собой соответствующие корректировки при их эксплуатации, техобслуживании и ремонте.

Как форсировать двигатель

Понятие форсирования и тюнинга двигателя (от англ. слов  force -усиление, стимуляция и tune — настройка) предполагает реализацию целого комплекса работ по доработке штатной заводской конструкции ДВС. Такие работы направлены на повышение величины крутящего момента форсированного двигателя и увеличение максимальных оборотов.  Другими словами, форсированный мотор имеет большую мощность сравнительно с базовым аналогом.

Для повышения мощности двигателя производится замена штатных деталей мотора на тюнинговые, вносятся изменения в прошивку ЭБУ (чип-тюнинг), осуществляется разносторонняя доработка заводских узлов и т.п. Также на двигатель в целях его форсирования может быть установлена турбина или механический компрессор, дополнительно дорабатывается система топливоподачи, впуск, выпуск и т.д.

Содержание статьи

Мощностной тюнинг: преимущества и недостатки

Стоит начать с того, что практически любой бензиновый или дизельный двигатель можно форсировать. Так называемый «железный» тюнинг без установки турбины обеспечивает прирост мощности около 10-20%. Доработка мотора посредством установки турбонаддува обеспечивает до 40% увеличения мощности.

Что касается моторесурса, форсирование может как значительно сократить, так и увеличить срок службы силового агрегата. Также ресурс будет напрямую зависеть от целевого назначения и индивидуальных условий, в которых эксплуатируется конкретный двигатель.

В качестве примера можно провести сравнение тюнингового агрегата и заводского. Если новый форсированный мотор собирается специалистами в техническом центре, то при одинаковых условиях эксплуатации именно тюнинговый ДВС прослужит в полтора или два раза дольше. Дело в том, что в процессе массового изготовления на заводе обычный двигатель не проходит индивидуальной настройки и подгонки во время сборки. Главной задачей сборки на конвейере выступает не максимальная точность и последующая надежность агрегата, а сборка в соответствии с рядом стандартов и допусков. Что касается индивидуально собранного двигателя, то в процессе его создания учитываются даже десятые доли граммов и миллиметров (развесовка, балансировка и т.п.) для достижения лучших показателей, а также устанавливаются усиленные детали и узлы, изначально рассчитанные на более серьезные нагрузки.

К минусам значительного поднятия мощности ДВС стоит отнести серьезные финансовые затраты, а также необходимость доработки других узлов автомобиля: подвески, КПП, тормозной системы и т.д.

Такой прирост мощности зачастую достигается в комплексе с установкой турбонагнетателя или механического компрессора. По этой причине многие автовладельцы останавливают свой выбор на доработке мотора без монтажа турбины.

Основные способы форсирования двигателя

В списке наиболее распространенных методов увеличения мощности двигателя отмечают:

Модернизация ГБЦ

Наиболее важную роль в доработке двигателя играет правильная подготовка головки блока цилиндров. Качественно выполненный тюнинг ГБЦ способен обеспечить прирост мощности двигателя до 20%.  В таком моторе значительно улучшается наполнение цилиндров смесью топлива и воздуха, полноценнее протекает процесс сгорания смеси, эффективнее реализован отвод отработавших газов.

Работа с ГБЦ нацелена на то, чтобы максимально улучшить процесс сгорания топливно-воздушной смеси в рабочей камере. Именно в камере сгорания энергия газов передается на поршень, который затем совершает рабочий ход. Смесеобразование, вентиляция, воспламенение и сам процесс горения топлива напрямую зависят от исполнения камеры сгорания. По этой причине во время доработки вносятся изменения в устройство указанной камеры, осуществляется полировка камеры сгорания, увеличивается проходное сечение головки блока цилиндров, расширяются впускные и выпускные каналы, дорабатываются клапана, коллекторы совмещаются с каналами головки.

Установка спортивного распредвала

Данное решение представляет собой достаточно эффективный способ увеличения мощности мотора без изменения его рабочего объема. Тюнинговый распредвал предполагает форсировку двигателя путем изменения фаз газораспределения на определенных режимах работы силового агрегата. Такой распредвал позволяет сдвинуть мощностной диапазон применительно к особым условиям, в которых используется транспортное средство. Например, данное решение способно поднять тягу на «низах», при этом в режиме высоких оборотов разгонная динамика закономерно ухудшается.

Например, на двигатель производства ВАЗ с рабочим объемом 1.7, который имеет коленвал с ходом 78 мм и поршень 82.4 мм, тюнеры часто устанавливают распредвал с подъёмами клапанов от 10.93 мм и более. Такая компоновка двигателя считается наиболее удачной, мотор раскручивается до 7500-8000 об/мин, двигатель хорошо тянет практически во всем диапазоне оборотов.

Увеличенный объем

Увеличение рабочего объема двигателя достигается путем установки коленчатого вала, который имеет больший ход сравнительно с заводским решением, а также в результате увеличения диаметра цилиндра. Дополнительно нужно учитывать, что изменение объема двигателя параллельно требует увеличения объема камеры сгорания для достижения оптимального баланса.

Более высокая степень сжатия

Увеличенная степень сжатия позволяет значительно повысить КПД двигателя. Степень сжатия имеет зависимость от фаз газораспределения. Если точнее, то степень сжатия зависит от той задержки, с которой осуществляется закрытие впускного клапана. Дополнительно степень сжатия зависит от того угла, на который открыта дроссельная заслонка.

Увеличение степени сжатия достигается благодаря форсированию ДВС при помощи тюнингового распредвала, который обеспечивает более широкие фазы, тем самым увеличивая показатель геометрической степени сжатия. Также для прироста мощности требуется заправка бензином, который имеет более высокое октановое число. Такой способ форсирования обеспечивает увеличенную мощность во всем диапазоне оборотов двигателя.

Улучшенное наполнение цилиндров

Комплекс работ для получения более высокого коэффициента наполнения цилиндров представляет собой один из методов форсирования двигателя, который требует доработки или полной замены штатного впуска и выпуска. Например, серийный мотор ВАЗовской «восьмерки» имеет показатель максимального коэффициента наполнения на отметке 0.75.

Тюнерам удается добиться снижения сопротивления путем модернизации впускной системы двигателя, при этом коэффициент наполнения становится 1.0 и даже более. Такое увеличение является результатом снижения аэродинамического сопротивления как во впускной и выпускной системах, так и в каналах самой ГБЦ.

Дополнительно осуществляется установка воздушного фильтра нулевого сопротивления (нулевика), монтируется раздельный выпускной коллектор. Данный коллектор также называется «паук» 4-2-1, который дополняется прямоточной выхлопной системой (прямоток).

Стоит отметить, что комплексный подход является достаточно затратным в финансовом плане. Также специалисты отмечают, что хотя тюнинг впуска и выпуска позволяет добиться снижения потерь, но на общую существенную прибавку мощности рассчитывать не стоит.

Минимизация потерь на трение

В списке так называемых механических потерь двигателя находятся: трение, насосные потери, а также потери на вращение приводов других механизмов. Стоит отметить, что наибольший отбор мощности происходит в результате трения в цилиндрах мотора. Чтобы поднять КПД специалисты по форсированию двигателей прибегают к установке таких поршней, который имеют меньшую площадь юбки поршня. Также необходимо уменьшение хода поршня, поршни обязательно проходят развесовку, все детали кривошипно-шатунного механизма тщательно балансируются.

В определенный момент происходит наполнение цилиндров воздухом, работа мотора в это время напоминает работу насоса. Часть мощности затрачивается на приведение в движение всего механизма. Снижение аэродинамического сопротивления на впуске позволит уменьшить потери.

Также в процессе активной езды, которая включает в себя линейное и боковое ускорение, моторное масло в картере двигателя оказывается на щеках и шейках коленчатого вала, частично препятствуя его вращению. Для снижения таких потерь на автомобили может быть установлена система сухого картера. Принцип работы данного решения состоит в том, что масло принудительно выкачивается из поддона в специальный резервуар и обеспечивается прирост мощности.

Потери на приведение в движение приводов дополнительных механизмов (ГРМ, генератор, помпа и т.п.) также отнимают часть энергии. Если мотор форсируют для езды на максимальных оборотах, тогда параллельно необходимо реализовать увеличение передаточного отношения приводов оборудования.

Читайте также

Что такое форсирование двигателя и для чего его делают

Что такое форсирование двигателя и для чего его делают

У этого поста — 3 комментария.

Форсирование двигателя – это его тюнинг, который является одной из важных составляющих в общем тюнинге автомобиля. Ведь именно форсировка двигателя дает возможность определить максимальную мощность двигателя, а значит улучшить его основные динамические характеристики. Чем больше у мотора мощность, тем меньше тратится времени на разгон автомобиля, а значит, увеличивается его максимальная скорость.

Автолюбителей можно разделить на два своеобразных лагеря. Одним требуется только на немного увеличить мощность своего двигателя, так как в большинстве их не устраивает то, как автомобиль набирает скорость и другие динамические характеристики. Данная категория автолюбителей предпочитает делать тюнинг двигателя своими силами. Этот выбор основан на том, что перечень работ, которые будет необходимо осуществить для форсирования двигателя, минимален.

Из чего состоит форсировка двигателя.

Она состоит из нескольких элементов:

  • • Осуществляется перепрошивка основного блока управления двигателем;
  • • Происходит замена отдельных деталей двигателя на более мощные, а вернее будет сказать, на спортивные.

Как итог: мощность двигателя увеличивается в среднем не более чем на 10 — 15 процентов.

Другая категория автолюбителей подходит к процессу форсирования двигателя более основательно и методично. Они не просто производят на своем автомобиле замену всех основных деталей двигателя на спортивный вариант. Кроме этого, на автомобиль устанавливается турбина и происходит расточка самого двигателя. И вот здесь будущая мощность автомобиля будет зависеть не только от имеющегося потенциала двигателя, но и от такой прозаической вещи, как платежеспособность автовладельца. Может получиться так, что мощность двигателя после его форсирования увеличится как на 100 «лошадей», так и до 1000 «лошадок». Тут все будет зависеть от тех конкретных задач, для которых и будет производиться форсирование двигателя.

Одним из вариантов форсирования двигателя является установка спортивного распределительного вала. Во первых, стоит сказать, что распределительный вал является механическим «мозгом» мотора. Он определяет скорость подъема и общую продолжительность по времени для открытия клапанов, что сильно влияет или только формирует будущий характер мотора. Причина, по которой происходит подобная замена, такая же, как и для других элементов двигателя. Штатная модель уж слишком средняя, так как разрабатывалась в соответствии с основными запросами большего числа владельцев автомобилей.

Основная характеристика автомобильного двигателя – это мощность, хотя основное влияние оказывает не только его максимальная мощность, но и так называемый крутящий момент. Стоит отметить, что самая максимальная мощность, а автомобиле со стандартной комплектацией возможна лишь на определенных оборотах, которые становятся близки к максимальным. «Горячий» водитель выберет приемистый двигатель, который стоит только тронуть педаль газа, с места идет в разгон, как будто на поводке следуя за нажатием педали.

Вот поэтому замена распределительно вала на спортивный и является первым этапом в форсировании двигателя. Только он способен обеспечить путем увеличения основной высоты подъема клапанов подачу полноценной смеси в цилиндр.
А что именно делать и каким образом, решает каждый для себя. Ведь для большинства из нас автомобиль не только средство передвижения, но и эталон благостостояния и престижа.

Другие похожие статьи:

Что значит «форсированный двигатель» и как это сделать

Знаете ли вы, уважаемый автомобилист, что значит форсированный двигатель? Такой мотор позволяет значительно повысить мощность, и тем самым автомобиль получает такую разгонную динамику, о которой даже подумать страшно. По сути, становишься обладателем настоящего гоночного болида, приобрести который слишком дорого обходится, и далеко не каждый россиянин может себе позволить его купить. А вот превратить обычный двигатель в форсированный можно даже своими руками. Об этом мы и расскажем в этой статье.

Форсированный дизельный двигатель

Форсировать двигатель — значит повысить его показатели за счёт уменьшения потерь энергии ДВС, уходящей на трение и работу дополнительного оборудования. Кроме того, повышение производительности двигателя подразумевает раскрытие его скрытых резервов.

Что это такое


Для начала хотелось бы отметить, что форсирование двигателя — это не новость или фантазия, а вполне реальная процедура, которую уже давно и успешно используют многие фирмы по проведению тюнинга. А такое понятие, как тюнинг, означает доработку таких заводских конструкций и параметров, которые полностью не раскрыты. По сути, каждый ДВС имеет резервы, которые нужно знать и уметь раскрывать.

Проводя форсирование двигателя, вы получаете возможность усилить заводские показатели ДВС. И делается это с определённой целью — получить более высокую производительность различных составляющих силового агрегата.

На видео показано, что такое форсированный двигатель:


Другими словами, форсировать двигатель означает увеличить мощность ДВС за счёт чего-то, а в нашем случае за счёт повышения рабочего объёма. И такой подход в деле используют не только так называемые тюнинговые фирмы, но и автоконцерны. К примеру, ДВС ВАЗ 2106 был получен путём форсирования ДВС ВАЗ 2103. И таких примеров множество.

Несколько способов повысить производительность ДВС


Форсирование двигателя имеет основные принципы, и такие работы могут быть проведены по-разному. Самым популярным и распространённым способом повышения производительности мотора является, как и было сказано выше, увеличение рабочего объёма камеры сгорания. Если у гоночного автомобиля такой параметр изменить бывает сложно, так как он жёстко прописан в техрегламенте, то для обычного легкового транспортного средства это возможно. По стандарту всех выпускаемых на сегодня легковых моделей авто ограничивается только геометрический размер ГБЦ.

[banner_adsense-netboard]{banner_adsense-netboard}[/banner_adsense-netboard]

Первый способ механического форсирования подразумевает замену коленвала на другой — с более увеличенным ходом и диаметром цилиндров.

Для форсирования двигателя можно заменить коленвал

Кроме этого, усилить двигатель внутреннего сгорания можно и другим методом. Это можно сделать путём установки приводного компрессора. Этот метод очень популярен в западных странах, в частности в США. На автомобиль устанавливается приводной компрессор или тот же механический нагнетатель, который проводится от коленвала. Что происходит? Благодаря этому методу (впрочем, то же происходит и при использовании первого способа) крутящий момент увеличивается во всём диапазоне эксплуатации ДВС.

Следующий способ поднять показатели ДВС — это сдвиг пика крутящего момента. Такой способ применяется в основном в спорте. Пик крутящего момента сдвигается в направлении высоких оборотов, и главной целью в таком случае является уменьшить сопротивление при впуске воздуха в цилиндры. Как этого добиться? Очень просто. Нужно устранить определённые ступеньки, которые образуются в области соединения впускного коллектора с ГБЦ и карбюратором. Для этого обычно полируют впускной коллектор, поле чего вставляют клапаны большего размера, используя специальные головки.

Что касается карбюратора, то его часто заменяют, используя для этого сдвоенный вариант с горизонтальным протоком. В итоге такой метод форсирования ДВС даёт увеличение суммарного сечения диффузоров, а смесь распределяется по всем цилиндрам равномерно, ведь потоку топливной смеси не приходится менять направление на выходе из карбюратора.

Установка и настройка распредвала для увеличения мощности двигателя

Следующий способ повышения мощности ДВС — это совершенно иная установка распределительного вала. Другими словами, его нужно поставить с широкими фазами, что значительно улучшает наполнение камеры сгорания на высоких оборотах и происходит это за счёт снижения момента «на низах». Из-за этого автомобиль, наделённый таким распредвалом, при движении вынуждает водителя постоянно задействовать рычаг КПП, чтобы обороты ДВС не падали, а сам силовой агрегат, если можно так выразиться — не тупел.

Настройка впуска и выпуска — это очередной способ повысить мощность двигателя. Что даёт этот способ? Благодаря ему удаётся повысить подачу крутящего момента в узком диапазоне за счёт резонанса. Форсирование ДВС этим методом позволяет увеличить мощность двигателя, и приходится уже ставить не обычные, а лёгкие кованые поршни, чтобы сохранить приемлемость инерционных нагрузок.

Наконец, увеличение степени сжатия даёт возможность увеличить показатели ДВС. Это объясняется тем, что детонация на высоких оборотах возникает довольно редко. Правда, владелец такого двигателя должен суметь обеспечивать свой автомобиль высокооктановым бензином, но, если знать, как уменьшать расход топлива, метод станет лучшим.

Говоря другими словами, этот способ форсирования двигателя подразумевает изменение фаз газораспределения.

Электронное и механическое форсирование ДВС


На видео рассказывается о простом способе форсирования двигателя:


Рассмотрим теперь методы форсирования ДВС с общей точки зрения, не вдаваясь во все тонкости. Самый подходящий и распространённый метод — это чип-тюнинг, который идеален для автомобилей современного типа. Знание этого способа форсирования ДВС является, по сути, методом того, как можно форсировать двигатель, вторгаясь в электронный мозг транспортного средства. Благодаря определённым способам коррекции или «прошивки» удаётся управлять программами, которые автоматически повышают производительность.
В таком случае следует установить дополнительные контроллеры или модули, что и станут, по сути, составляющими, которые увеличат мощность двигателя. Минусом такого способа является то, что проводить его в гараже своими руками просто невозможно, так как нужны особые знания и, самое главное, дорогостоящее оборудование.

Что касается механического форсирования ДВС, то этот метод более прост. Как и говорилось выше, метод подразумевает доработку уже существующих узлов автомобиля или их замену на новые.

Хотя такой вид тюнинга и прост, но начинать его без проведения особых расчётов не стоит.

Минимизируем механические потери


На видео рассказано о плюсах и минусах форсирования двигателя:


Практически все способы форсирования двигателя бывают направлены на одно — уменьшить механические потери ДВС. Куда же уходит немалая часть энергии двигателя? Оказывается, трение, которое происходит в цилиндрах любого ДВС, уменьшает производительность. В этом случае можно устанавливать сборные маслосъёмные кольца, тем самым увеличивая зазоры между цилиндром и поршнем. Этот способ не проводится на ура. Нужно вначале провести тщательную балансировку составляющих и все детали кривошипно-шатунного механизма подобрать по весу.

Трение в цилиндрах — это не единственная причина потери мощности ДВС. Кроме этого, потери объясняются и трением в шейках коленвала. В этом случае, как и было сказано выше, применяют установку распредвала с более широкими фазами и ещё дополнительно ставят систему под названием «сухой картер», которая значительно снижает насосные потери, затрачиваемые коленвалом. Следует помнить, что попадание на коленвал масла значительно тормозит его вращение.

Значительная часть энергии двигателя может уходить и на вспомогательное оборудование. Например, к ним относятся такие детали и приборы, как привод ГРМ, кондиционер, водяной насос, гидроусилитель и многое другое. В этом случае приходится увеличивать передаточное отношение генератора и привода водяного насоса.

Форсировать двухтактный двигатель — это не просто модернизация ДВС, а в наше время необходимость. Если на четырёхтактном двигателе имеется больший ресурс и экономичность, что делает форсирование делом правильным, но не обязательным, то на двухтактных ДВС сделать это уже важно. Кроме того, как утверждают эксперты, проводить форсирование на двухтактных двигателях легче.

Происхождение лошадок: как правильно форсировать атмосферный мотор

Два слова о мощности

В таком вопросе нельзя без щепотки теории, поэтому позвольте пару слов о природе мощности, чтобы смысл всяких «железных» доработок был понятнее. Подробно на этом вопросе я останавливался в одном из прошлых материалов, а тут лишь обозначу коротко по сути. Мощность для любого двигателя внутреннего сгорания может быть выражена как крутящий момент, умноженный на обороты, с коэффициентом.

Не волнуйтесь, на выходе это все та же работа в единицу времени, просто так куда удобнее оперировать цифрами из технических характеристик машины.

Поэтому очевидно: для увеличения мощности нужно увеличивать крутящий момент и обороты. Ну или один из этих параметров.

На словах задача выглядит просто. Казалось бы, какая разница, 5 тысяч оборотов или 8? На практике зависимость нагрузок на цилиндропоршневую группу от оборотов – квадратичная. Если по-простому, то безоглядно поднимать рабочие обороты нельзя – мотор быстро получит необратимые механические повреждения. Поэтому нужно либо «затачивать» мотор под высокие обороты, либо все-таки идти путем увеличения крутящего момента.

Чуть о природе крутящего момента

С ним тоже не так все просто. При поднятии момента нагрузка на поршневую группу растет уже не квадратично, а линейно, но увеличивается нагрузка иначе. Сильнее нагружаются коленчатый вал, шатуны, поршневые пальцы и сам блок цилиндров.

Ну хорошо, будем увеличивать момент осторожно. А что для этого надо сделать? «Вогнать» в мотор больше воздуха для окисления большего количества топлива. Как известно, для сжигания одного килограмма бензина нужно 14,7-15 килограммов воздуха. В пересчете на литры это выглядит куда внушительнее: 1,4 литра бензина против 12 кубометров, или же 12 тысяч литров воздуха. Поэтому-то, как вы понимаете, не так сложно подать в мотор нужное количество бензина, как обеспечить его воздухом.

Поэтому крутящий момент будет зависеть от количества воздуха, подаваемого в цилиндр за такт, а мощность – от того, сколько мотор может переварить в единицу времени.

Выводы напрашиваются сами собой: для форсировки нужно либо увеличивать рабочий объем, либо применить наддув!

Крутящий момент и объем

Так уж получилось, что в отношении почти любого атмосферного двигателя действует эмпирическое правило: 85-100 ньютон-метров приходятся на 1 литр рабочего объема. Моторчик объемом 1,6 литра будет иметь 140-160 Нм, двухлитровый – 180-200. Это фактический предел.

Правило это довольно универсальное и применимое к моторам как давним, так и совсем новым. Мощным и совсем слабеньким. Разве что совсем старые моторы отклоняются от него. Вот МеМЗ-968, мотор от Запорожца, его рабочий объем 1,2 литра, момент – 80 Нм. Но при этом ВАЗ-2101 – те же 1,2 литра, но уже 87 Нм. И это старые карбюраторные двигатели с совершенно ужасными по современным меркам характеристиками системы питания и зажигания!

У современного моторчика Skoda Fabia 1,2 выдает уже 112 Нм. Тойотовский 1ZZ-FE на 1,8 литра объема выдает 171 Нм, а куда более мощный 2ZZ-GE – всего 180 Нм. Мерседесовский М111 2,3 литра выдает 220 Нм, а куда более новый и мощный М272 3,0 – ровно 300 Нм. Экстремально форсированный Honda K20A 2,0 имеет момент 215 Нм – чуть лучше «среднего». Ну и так далее.

Кстати, даже формульные атмосферные моторы 2,4 имели момент в пределах 260 Нм. При оборотах за 18 тысяч этого хватало для получения очень высокой мощности.

Причина столь малого разброса в «форсировании по моменту» именно в том, что он зависит от степени наполнения, площади поршня и хода поршня. Степень наполнения ограничена атмосферным давлением и еще немного можно выжать за счет хорошо проработанной системы впуска. Поэтому сильно поднять крутящий момент без увеличения рабочего объема не только нельзя, этого попросту не нужно.

Вот моторы с турбонаддувом делают, что хотят. Хотите 250 Нм с мотора 1,4? Пожалуйста, двигатель 1,4 TSI EA111 на Skoda Octavia это может. На Fabia RS тот же мотор мощнее, но момент такой же. А на Мерседесах мотор M274 2,0 DE20 AL может иметь как 350 Нм, так и 370. В общем, любые варианты возможны. Турбина наддует столько, сколько выдержит механическая часть мотора.

На фото: двигатель M274, мощность: 245 л.с., крутящий момент: 370 Н*м при 1 300-4 000 об/мин

Главный вывод, который нужно сделать: без наддува нет момента. Даже самые серьезные изменения дадут лишь небольшой прирост. И то в основном на высоких оборотах.

Про форсировку турбомоторов я подробно расскажу в следующей статье. Но если вы противник турбин и все же решились «допилить» свой атмосферный мотор, двинемся дальше. Что такого происходит с мотором, что с атмосферного 1,6 какой-нибудь Fiesta получают 180-220 лошадиных сил без всякого наддува, а мощность скромных двухлитровых с турбонаддувом переваливает за 400 или даже 800 сил? И что придется поменять в вашем совершенно обычном двигателе, чтобы он выдавал хотя бы 180-200 «лошадей»? Глобально вроде бы все понятно: либо «дуть» во имя момента, либо «крутить» во имя оборотов. А что придется менять в конструкции для достижения фантастических результатов?

Работы по «железу»

Даже если мотор остается атмосферным, хлопот немало. Увеличение рабочих оборотов – дело сложное и затратное. В первую очередь заботятся о том, чтобы поршневая группа вообще выдержала нагрузки. Улучшения идут в двух направлениях: увеличивают прочность и вместе с тем снижают массу поршневой группы.

Нам необходимы: кованый коленчатый вал, кованые Н-образные шатуны, Т-образные поршни пониженной высоты, особо прочные болты шатунов. Ну а более производительный маслонасос позволит снизить потери и обеспечить приемлемую прочность. У особенно форсированных двигателей для гонок поршень может остаться всего с двумя поршневыми кольцами для снижения массы, а для снижения потерь на трение их делают минимальной толщины.

Если в ваших планах – обороты свыше 10 тысяч в минуту, шатуны придется делать из титановых сплавов, хотя это не самый лучший материал для деталей двигателя. Несмотря на высокую прочность, его сплавы слишком пластичны, а в ДВС точность изготовления идет на микроны. Очень высокая нагрузка приходится на нижнюю головку шатуна, и потому требования к их шпилькам или болтам очень высоки, и тюнинговые детали стоят крайне дорого именно по этой причине.

Конечно, новой поршневой группой изменения не ограничиваются. Требования к механизму ГРМ тоже растут. С ростом оборотов должна возрастать упругость клапанных пружин, чтобы они успевали возвращать тарелки в закрытое положение. Тут нужно снижать массу клапанов, а заодно и их возможности по теплоотдаче. К тому же с более агрессивными распределительными валами скорость открытия и закрытия клапанов увеличивается, и растет нагрузка на все компоненты механизма. В общем, клапаны обычно заменяют на облегченные и особо прочные. Титановые детали изредка применяют и тут, но чаще в ход идут высокопрочная сталь и металлокерамика.

Ну а дальше вопрос в настройке резонансных явлений на впуске и выпуске мотора с помощью впускного коллектора, выпуска и распредвалов. Разумеется, расширяют «узкие места» в виде дросселя, а то и переходят на многодроссельный впуск, с отдельной заслонкой для каждого цилиндра.

Если действовать по уму, то оптимизации обычно требует также форма каналов в ГБЦ и остальных местах впускного тракта. Для этого мотор «продувают» и ищут точки потери давления – места с повышенным сопротивлением течению воздуха. Процессы доработки впуска на практике ничуть не проще доработки поршневой группы мотора, а при «легком» тюнинге и вовсе съедают основную долю бюджета доработок.

Вот, например, мотор Opel C20XE. Двигатель дорабатывался специалистами Lotus и является типичным примером «двигателя для омологации» – мотора, изначально подготовленного к переделкам самим производителем. Не зря его использовали в WTCC команды Opel, а затем Chevrolet и Lada добрых полтора десятка лет. Его конструкция неплохо переносит форсирование, и потому список необходимых изменений выглядит достаточно скромным.

С мотором изначально менее «прочным» бюджет был бы выше, причем в разы. Стоковый C20XE имеет объем 2,0 литра и мощность 150 л. с. Английские компании набрали большой опыт по подготовке этого двигателя к различным гонкам и существуют так называемые «киты», которые можно купить и установить на свой мотор. Разумеется, двигатель должен быть идеально собран и не иметь значительного износа. Для примера воспользуемся продуктами компании Qedmotorsport.

Любой комплект доработок включает в себя впускной коллектор с индивидуальными дросселями на каждый цилиндр диаметром 45 мм, новый регулятор давления топлива, топливную рампу, новую систему управления двигателем (ECU), двухступенчатый ограничитель максимальных оборотов и поставляется в сборе с комплектом проводки. Система омологирована для применения в автоспорте.

Минимальный уровень доработок гарантирует мощность 190-200 л. с. при установке распределительных валов с большой высотой кулачков и более крепких болтов шатунов. Цена такого комплекта – 1 800 фунтов. Небюджетно, зато все рассчитано не в гараже на коленке, а профессионалами.

Хотите больше? Набор доработок C20XE до 210 л. с. включает в себя замену поршней для работы на более высоких оборотах, разрезные шестерни ГРМ для тонкой настройки фаз и еще более «агрессивные» распределительные валы. Цена такого комплекта уже 2 300 фунтов.

Для получения еще 10 л.с. сверху, с пределом мощности 215-220 л.с., комплект получает новые распредвалы, предназначенные для работы без гидрокомпенсаторов, новые толкатели, новые клапанные пружины. Цена такого комплекта уже 2 550 фунтов.

Топовый комплект, с максимальной мощностью до 245 л.с., включает в себя тот же набор, что и предыдущий, но настроенный на более высокие обороты и нагрузку. Цена – 2 750 фунтов. Готовый же двигатель с сертификатом стенда на 240-260 л.с. имеет цену порядка 3 500-5 000 фунтов, в зависимости от производителя.

Максимальный уровень мощности, который имели заводские гоночные команды с таким мотором, – порядка 280-320 лошадиных сил при неограниченном бюджете.

Другой пример – очень популярный на раллийных Fiesta и Focus мотор 2,0 Duratec. Те же 2 литра и 150 л.с., но более современная конструкция. Для примера возьмем английские доработки Omex Technology Systems.

Мотор с комплектом доработок до мощности в 180 л.с. стоит 5 995 фунтов без учета налога с продаж. В комплект входит новый впускной коллектор с индивидуальными впускными патрубками и дроссельными заслонками, система управления, «злые» распределительные валы, усиленные болты шатунов и выпускная система. Максимальные обороты – 7 800 в минуту, максимальная мощность достигается при 6 500.

Мотор с комплектом доработок до 200 л. с. включает в себя уже доработки ГБЦ и камер сгорания. Цена такого мотора – 6 895 фунтов без учета налогов. Максимальная мощность достигается при 7 000 оборотов.

Максимальный уровень доработки до мощности 260 сил – это кованые поршни для высочайших нагрузок, Н-образные кованые шатуны, более эластичные пружины клапанов и комплект облегчения ГРМ, более производительные форсунки и другие доработки. Максимальные обороты 8 700, максимальная мощность при 8 500 оборотах. Цена такого двигателя уже 11 595 фунтов.

В общем, как видите, правильный «атмосферный тюнинг» – это довольно дорого, сложно, а отдача на выходе не то чтобы ошеломляющая.

Эффект

Даже при небольшом увеличении максимальных оборотов можно существенно прибавить в мощности, если уменьшить падение крутящего момента или даже чуть увеличить его на максимальной скорости вращения.

При сохранении величины крутящего момента за счет его переноса в зону более высоких оборотов можно получить рост мощности на 30-40%. Фактически именно перестройка впуска является залогом высокой мощности атмосферного двигателя, а ограничением здесь выступают возможности поршневой группы.

Предел конструкции

Чем выше степень форсирования атмосферного мотора, тем больше усилий нужно прилагать. Обороты до 7 тысяч не требуют особых усилий, если максимум стокового мотора был на уровне 6 тысяч.

Каждая тысяча оборотов сверх дается дорогой ценой. Все элементы должны становиться легче и прочнее, а это не просто сложно, а очень сложно сочетать. Уже 10 тысяч оборотов для стандартной поршневой группы типичного «квадратного» мотора – недостижимая мечта. Большая часть сильно форсированных двигателей ограничивается оборотами 8 500-9 000 в минуту. Конструкции с особо коротким ходом поршня могут попытаться получить и более высокие обороты. Скажем, малоразмерные мотоциклетные моторы вполне неплохо себя чувствуют на оборотах за 13 тысяч, но форсировать до такой степени «гражданский» автомобильный мотор нереально.

Все ухищрения бесполезны, потери в поршневой группе возрастают слишком быстро. И даже серьезные переделки механизма ГРМ для повышения КПД уже не помогут, хотя для мотоциклетных и гоночных короткоходных есть еще пути. Скажем, есть такая штука как десмодромный клапанный механизм, где не используются пружины – они выдерживают экстремально высокие обороты. Но это дорого и неоправданно – сейчас такой механизм используют только на мотоциклах Ducati, и в основном ради имиджа. А на машинах формулы использовали «пневмопружины» клапанов, позволяющие «играть» упругостью в широких пределах.

Словом, еще раз повторю уже сказанное выше. Серьезно поднять мощность мотора без применения того или иного наддува невозможно. О «наддувном тюнинге» я расскажу во второй части рассказа о форсировке.

Опрос

Вы когда-нибудь пробовали форсировать атмосферный мотор?

Всего голосов:

для чего? + ВИДЕО » АвтоНоватор

Итак, прежде, чем рассматривать способы и методы форсирования двигателя, два слова о том, что означает форсирование в своём прямом значении.

Какие бывают методы форсирования двигателя

Форсирование в переводах: с нем. яз. – усиливать; с франц. яз. – сила – ускорение или усиление какой-либо деятельности. Есть ещё такое значение слова «форсировать» — преодолевать.

Применительно к автомобилям, форсирование двигателя относится к такой категории работ, как тюнинг двигателя. А именно – доработка заводских конструкций и деталей для увеличения мощности.

Производя форсирование двигателя, вы усиливаете или преодолеваете заводские параметры с целью получения на выходе более высокой производительности узлов и механизмов.

В тот момент, когда у вас в голове созреет и утвердится мысль о том, что вам необходимо провести форсирование двигателя, задайте себе пару вопросов.

Для чего вам необходимо форсирование двигателя? Готовы ли вы понести немалые финансовые затраты, производя форсирование двигателя? Если ответы готовы, то вам помогут материалы, в которых описывается подробно форсирование двигателя, видео материалы, в которых вы увидите результаты и процесс форсирования двигателя.

Первый, более подходящий для современных автомобилей, это чип-тюнинг. Чип-тюнинг по сути является вторжением в электронный мозг автомобиля для коррекции firmware (управляющих программ).

Как правило, это коррекция блока управления двигателем или установка дополнительных контроллеров — модулей с целью увеличения мощности двигателя. Без специальных знаний и оборудования самостоятельно не рекомендуется проводить чип-тюнинг.

Второй метод – механическое форсирование двигателя. Сюда входит масса мероприятий, как по доработке уже существующих узлов, так и по замене их на новые, более производительные и эффективные. И, хотя вы умеете держать в руках молоток и зубило, это ещё не повод сразу приступать к форсированию двигателя.

Не забывайте, что любой вид тюнинга, будь-то форсирование двигателя, усиление подвески или стайлинг, начинается с расчетов изменения поведения автомобиля. Это важно.

Итак, какие наиболее распространённые методы форсирования двигателя.

Увеличение рабочего объёма двигателя

Производится за счёт: замены коленвала на коленвал с большим ходом, увеличения диаметра цилиндров. При этом вам понадобится такая услуга, как расточка блока цилиндров, гильзование и всё, что с этим связано. Изменение объёма двигателя неизменно сопровождается увеличением объёма камеры сгорания.

Если вы и в состоянии провести эту работу самостоятельно, то не забудьте о техническом осмотре, и всеми нюансами, связанными с изменением объёма двигателя.

 

Увеличение степени сжатия в камере сгорания

Этот метод форсирования двигателя достигается путем изменения фаз газораспределения (закрытия впускного клапана). Кроме того, установка модифицированного распредвала с широкими фазами увеличивает степень сжатия. Плюс ко всему переход на высокооктановый бензин увеличит мощность двигателя во всем диапазоне оборотов.

Уменьшение механических потерь

К механическим потерям двигателя относятся: на приводы вспомогательного оборудования, на трение, на насосные потери.

  • Трение в цилиндрах блока. Их уменьшение производится за счёт: использования сборных маслосъёмных колец, увеличения зазора между поршнем и цилиндром, облегчение шатуна. В теории рекомендуется проведение тщательной балансировки и подбор по весу всех деталей кривошипно-шатунного механизма.

  • Насосные потери. Это более всего трение в шейках коленвала. К снижению насосных потерь ведет и установка распредвала с более широкими фазами. Плюс ко всему необходимо применить систему «сухой картер», что снизит насосные потери, затрачиваемые коленвалом. Ведь попадание на него масла тормозит вращение.

  • Вспомогательное оборудование. Привод ГРМ, кондиционер, гидроусилитель, генератор и водяной насос. Это все ведет к снижению эффективности двигателя. Рекомендуется на авто с форсированным двигателем увеличение передаточного отношения привода водяного насоса и генератора.

Оптимизация процесса сгорания смеси

Не вдаваясь в теорию процесса сгорания воздушно-топливной смеси в камере, рекомендация. Камера сгорания должна быть компактной, чтобы уменьшить тепловые потери и вероятность детонации, и обеспечивать эффективное перемешивание воздуха и топлива.

Увеличение наполнения цилиндров

Для этого необходимо снижение аэродинамического сопротивления в выпускной и впускной системах, а также в каналах головки двигателя. Большое значение для форсирования двигателя имеют: установка многодроссельной системы с выпускной трубой на каждый цилиндр, конструкция и местоположения резонатора.

Вот такое оно нелегкое дело – форсирование двигателя. Не забывайте, что повышение мощности автомобиля повлечет за собой изменение или доработку многих его систем, как то: тормозная система, изменение подвески и так далее.

Ведь вы форсируете (преодолеваете) расчетные параметры, которые заложены на функции всего автомобиля, как единого механизма, и усиление одной из его систем приведет к изменению других.

И, если вы ещё не передумали, то удачи вам в проведении форсирования двигателя.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

5 эффективных методов увеличения мощности двигателя

Есть ли кто-нибудь, кто не хочет водить более быструю машину? Всем мотористам понравится увеличить мощность двигателя , чтобы сделать их автомобиль более мощным и эффективным. Даже если у вас недостаточно энтузиазма, чтобы возиться с механизмом, вы должны любить иметь немного больше мощности в камере сгорания, не так ли? В самом деле, кто бы не умер за то, что махал в лицо этим хамским подросткам, переходя свою машину на шоссе?

5 простых приемов увеличения мощности двигателя

Ваш автомобиль должен иметь больше сгорания в топливной камере, чтобы двигаться быстрее.Вы не можете сделать это, добавив больше масла из-за ограниченной мощности двигателя. Главное — модифицировать его, чтобы он мог работать с большим количеством воздуха и топлива. Вы можете сделать эти пять вещей, чтобы увеличить мощность двигателя и заставить ваш автомобиль работать быстрее, чем когда-либо:

Использовать воздухозаборник холодного воздуха (CAI)

Это самый дешевый и простой способ увеличить крутящий момент и мощность. CAI — это послепродажная сборка деталей, которые помогают вытяжному воздуху становиться холодным и плотным.Воздух смешивается с топливом, и вместе они сгорают, производя энергию. Конденсированный воздух означает, что больше воздуха попадает в цилиндр, а больше воздуха приводит к большему сгоранию.

Забор холодного воздуха увеличивает крутящий момент и мощность. (источник фото: Car Throttle)

Уменьшить вес

Здравый смысл подсказывает, что легкая машина будет двигаться быстрее, чем ее более тяжелые аналоги. Вы должны заменить громоздкие детали не только в блоке двигателя, но и во всем автомобиле, на более легкие.Избавьтесь от лишних сидений, выбросьте неиспользуемые вещи в багажник, замените стеклопакеты акрилом и замените традиционные тормоза на дисковые. Эти вещи сделают автомобиль более аэродинамичным и помогут двигателю использовать больше мощности.

ПОДРОБНЕЕ:

Установите набор микросхем производительности

Усиление знаний: тонкости замены двигателя

Это то, что мы делаем

Взять что-то и улучшить: это то, что мы, автомобильные энтузиасты, делаем.Автомобиль — это больше, чем просто способ добраться из пункта А в пункт Б — это как холст, который мы можем персонализировать по-своему. Для некоторых это будет ограничиваться набором колес и, возможно, падением подвески. Для других же эта модель будет мало отличима от стандартной машины. Теперь все сводится к индивидуальным вкусам, и у меня есть страсть к власти. В то время как почти ничего не может сделать со стандартным двигателем для увеличения мощности, иногда имеет смысл просто выбросить складской запас в мусорное ведро и начать все сначала с чего-то более крутого.

Замена двигателей, или переоборудование двигателей — это один из основных компонентов культуры хот-родов, и они существуют почти столько же, сколько и автомобиль. Посмотрим, почему это разумный выбор…

Изменение стандартного двигателя — вполне приемлемый вариант, и вы найдете немало примеров в архивах Speedhunters. Распределители, турбины, переносные головки, закись азота, нагнетатели — нет предела, и нет никаких сомнений в том, что все эти модификации эффективны сами по себе.

В Интернете легко прочитать о модифицированных двигателях, но часто жить с ними — совсем другое дело. Если вы ищете 10-процентное, 20-процентное или даже 50-процентное увеличение по сравнению с запасами, то это часто можно сделать с минимальными усилиями. Но что, если вы хотите удвоить или утроить стандартную мощность? Конечно, это будет зависеть от того, с чего вы начинаете, но часто возможны даже безумные увеличения — они обычно имеют недостатки, которые редко обсуждаются. Я говорю о надежности, управляемости и экономии топлива.

Стандартные двигатели отлично подходят для обеспечения приятной плавной езды, с хорошей экономичностью и надежностью. Однако как только вы начнете раздвигать границы, вам придется пойти на некоторые жертвы.

Давайте посмотрим в перспективе — я владел и водил Mitsubishi Lancer Evo мощностью 1100 л.с. Это то, о чем мечтает большинство парней или девушек, любящих автомобили. Проблема заключалась в том, что мой 4G63 не давал никакого реального разгона до 7000 об / мин, а кроме того, вам нужно было идти по канату, чтобы удерживать его в очень узком диапазоне мощности.На драг-стрипе это было оружие, способное наносить 8,2-секундные проходы на скорости 180 миль в час, но на улице его, скорее всего, очистил стандартный Suzuki Swift. И я упоминал, что двигатель восстанавливается каждые 40-50 проходов? Да, это реконструкция каждые 16–20 км…

Так что же делать, если вы хотите больше мощности без жертв? Очевидным выбором является замена двигателя: просто выберите заводской двигатель с той мощностью и крутящим моментом, которые вам нужны, и поместите его в моторный отсек. Конечно, есть кое-что еще, но мы вернемся к этому через мгновение.Если вы сделаете правильный выбор, вы получите лучшее из обоих миров — мощность и крутящий момент, которые вам нужны, в сочетании с утонченностью, надежностью и плавностью подачи мощности стандартного двигателя. Естественно, мы также можем решить модифицировать новый движок, но это отдельный вопрос.

Жертвоприношения или замена двигателей

Итак, вы решили заменить двигатель на другой — отлично. Двигатель внутри, опоры двигателя сделаны и карданный вал подсоединен. Что теперь? Что ж, здесь все становится сложнее.Перемотайте 10 лет назад или больше, и не составит труда установить другой двигатель. Например, было довольно просто бросить LS2 в Nissan S14 или S15. Если бы в машине был автомат с электронным управлением, то это могло бы бросить вызов, но по большей части все электронные системы автомобиля занимались своими делами и держались особняком. Современные автомобили делают нашу жизнь труднее благодаря трем маленьким буквам — C, A и N.

CAN — это аббревиатура от Controller Area Network, которая уже много лет является основной коммуникационной технологией OE.В двух словах, CAN — это двухпроводная шина, которая передает данные между всеми различными автомобильными подсистемами. Компьютер двигателя, компьютер АБС, компьютер коробки передач, комбинация приборов и даже кондиционер могут обмениваться данными через CAN. Проблема возникает, когда вы пытаетесь заменить другой двигатель, поскольку обычно ЭБУ, который запускает новый двигатель, больше не будет отправлять правильные сообщения CAN (если они вообще есть).

Это означает, что пока ваш двигатель может работать, остальная часть автомобиля как бы переходит в странный режим «хромого дома».Нет АБС, нет оборотов в минуту или скорости на вашей комбинации приборов, и, возможно, гидроусилитель руля не работает, и автомобиль не переключает передачу. Если вы строите урезанный гоночный автомобиль, это, вероятно, не имеет большого значения, поскольку вам придется заменить весь блок электроники, но тем из нас, кто находится на улице, жить с этим немного трудно.

Говорить на правильном языке

Итак, какие у нас есть варианты? Смены двигателей остались в прошлом? Мы застряли на том, что нам дал производитель? Ну, это зависит от того, насколько вы умны — но есть — это вариантов.Поскольку CAN является стандартным протоколом связи, он также довольно хорошо понимается большинством производителей ЭБУ на вторичном рынке. На самом деле, если вы хотите потратить время, можно купить CAN-сниффер и посмотреть на все данные, передаваемые по CAN-шине, чтобы вы могли выяснить, какое сообщение относится к каким данным, а затем воспроизвести его с помощью соответствующего ЭБУ. . Признаюсь, это выходит далеко за рамки того, на что способны большинство домашних энтузиастов, но это то, что можно сделать.

К счастью, есть несколько производителей ЭБУ, которые делают за нас тяжелую работу, и мы можем просто использовать их усилия.Я покажу вам пример с заменой двигателя, которую я сейчас помогаю завершить на Toyota 86 2013 года выпуска (также известной как Scion FRS и Subaru BRZ). Ни один владелец 86 не будет ликовать об удивительной мощности стандартного 4U-GSE / FA20, и вместо того, чтобы думать о маршруте принудительной индукции, наш клиент решил укусить пулю и бросить V8. Однако, оставив его в семье, он выбрал двигатель Toyota 1UZ-FE VVTi V8.

Хотя работа по установке двигателя уже была хорошо проделана Surfab в Крайстчерче, Новая Зеландия, еще до того, как машина добралась до нас, у нас все еще была незавидная работа по ее запуску — и здесь все становится интересным.Замена штатного ЭБУ на автономный означала бы, что сообщения CAN, которые отправляет штатный ЭБУ, будут отсутствовать. В 86-м это влияет на ABS, антипробуксовочную систему, кондиционер, электроусилитель руля, круиз-контроль и даже тахометр. Не идеально.

Давайте посмотрим, почему это так, на очень простом примере комбинации приборов. Мы полагаемся на комбинацию приборов для получения такой информации, как обороты двигателя и температура двигателя, среди прочего, в старых автомобилях эти сигналы подавались специальными выходами из ЭБУ — или, в случае температуры охлаждающей жидкости, даже отдельным датчиком, предназначенным для датчика температуры. .Это означало, что было несложно воспроизвести эти сигналы, если мы поменяли двигатели. Однако в современных автомобилях эти данные обычно отправляются по CAN прямо с заводского ЭБУ. Комбинация датчиков знает, где на шине CAN искать, и именно так она получает информацию.

Если мы установим автономный ЭБУ без правильной поддержки шины CAN, эта информация будет отсутствовать, и, следовательно, приборный щиток не сможет получить данные о температуре при их поиске. В нашем примере, чтобы обойти это, мы используем пакет ЭБУ MoTeC M1, специально разработанный для Toyota 86.В этом случае ЭБУ M1 берет данные о температуре от датчика температуры двигателя и затем передает их в том же формате CAN, который требуется приборной панели, чтобы поддерживать его правильную работу.

Если вы подумываете о замене двигателя на автомобиле последней модели, вам нужно будет сделать свою домашнюю работу, поскольку вполне вероятно, что вы столкнетесь с подобными проблемами. Хотя решения не всегда могут быть простыми, узнать о них будет намного проще. до вы вложили тысячи в установку нового двигателя в моторном отсеке.Конечно, если вы работаете над автомобилем, который очень популярен и имеет большую послепродажную поддержку, ваши возможности будут намного шире.

Если у вас есть вопросы по замене двигателя, задавайте их в комментариях ниже. Я также хотел бы услышать, какой будет замена двигателя вашей мечты.

Андре Симон
Instagram: hpa101
Веб-сайт: www.learntotune.com

Изображения Бен Силкок

Еще больше технических историй о технологиях Knowledge Boost о Speedhunters

Усиление знаний: объяснение этанола — Speedhunters

Привет, Speedhunters, меня зовут Андре Саймон, и, поскольку это моя первая статья «Повышение знаний», я подумал, что представлюсь.Последние 13 лет я владел магазином по настройке производительности в Новой Зеландии под названием STM (не путать с американским STM Tuned). Хотя я настраивал практически все, от реактивного спринтерского катера мощностью 1200 л.с. до частных самолетов, моя страсть — это импортные дрэг-рейсинги, и за эти годы STM построил или настроил автомобили, которые установили пять мировых рекордов на драг-стрипе.

Мой собственный Mitsubishi Lancer Evo III, известный как DOCILE, несколько лет держал абсолютный рекорд Mitsubishi 4WD со скоростью 8,23 @ 180 миль в час, а также мы построили и настроили Evo IX, известный как DS9, который до прошлого года держал рекорд Evo 4WD последней модели с 8.34 @ 169 миль / ч. За то время, что я владел STM, я разочаровался в нашей отрасли из-за отсутствия знаний и понимания у многих настройщиков двигателей, и последние пару лет я вместе со своим деловым партнером руководил High Performance Academy. Наша цель — повысить уровень знаний, результатов и профессионализма в отрасли, и мы делаем это, предоставляя онлайн-курсы обучения настройке EFI.

Speedhunters пригласил меня в качестве технического писателя, что означает, что я буду составлять информативный, ориентированный на технические вопросы рассказ один раз в месяц, который, надеюсь, восполнит некоторые пробелы в знаниях и создаст интересные дискуссии по мере продвижения.Итак, после вступления, давайте поговорим об этаноле. Вы ведь слышали о E85? Насосное топливо, которое может значительно увеличить мощность вашего двигателя за небольшую часть стоимости топлива для коммерческих гонок? Прежде чем подъехать к насосу и залить его, прочтите, чтобы узнать, является ли это новым чудо-топливом для вас…

Что такое E85?

Если вы не прятались под камнем, вы, вероятно, знаете, что E85 — это топливо, содержащее 85% этанола и 15% бензина.E85 продолжает набирать популярность благодаря устойчивости и снижению выбросов по сравнению с бензиновым насосом. Это здорово для окружающей среды, но если вас интересуют рабочие характеристики, то настоящая ценность E85 заключается в том, что он обеспечивает характеристики гоночного топлива по низким ценам. Вполне возможно, что мощность вашего двигателя буквально удвоится в некоторых случаях при переходе с бензинового насоса на E85. Очевидно, нужно учитывать еще кое-что, помимо топлива, но оставайтесь со мной, и мы доберемся до хороших моментов.

Как E85 делает больше мощности?

E85 — это не волшебство, и есть некоторые фундаментальные научные доказательства того, почему можно ожидать большей мощности. Настоящее достоинство топлива заключается в двух его свойствах: октановом числе и охлаждающей способности. Октановое число — это показатель способности топлива противостоять детонации или детонации. Слишком сильный наддув или слишком большое опережение зажигания может привести к детонации топлива для насосов, и, следовательно, октановое число топлива часто ограничивает мощность, которую мы можем произвести. Однако увеличьте октановое число, и мы часто сможем получить больше энергии.Октановое число E85 находится в районе 105, но в сочетании с его охлаждающими свойствами фактическая детонационная стойкость E85 намного выше, чем можно предположить по октановому числу.

E85 также имеет очень высокую «скрытую теплоту испарения». Если вы провалили химию, не переживайте. Проще говоря, это означает, что когда E85 впрыскивается в двигатель, он претерпевает фазовый переход с жидкости на газ, и во время этого процесса он поглощает много тепла от всасываемого заряда. Более холодный всасываемый заряд плотнее и увеличивает мощность, но также снижает склонность двигателя к детонации.

Можно просто залить в насос E85?

Если у вас нет автомобиля с системой Flex Fuel, ответ — нет. У нормального бензина стехиометрическое соотношение воздух-топливо составляет 14,7: 1, а у E85 — 9,8: 1. «Стехиометрический» — это химический термин, обозначающий необходимое соотношение топлива и воздуха для полного сгорания. Опять же, если вы провалили химию, это означает, что нам нужно 14,7 частей воздуха для смешивания с одной частью топлива. Однако на E85 мы теперь смешиваем одну часть топлива с 9,8 частями воздуха.Таким образом, на E85 соотношение воздух / топливо должно быть значительно богаче, что означает, что он содержит больший объем топлива. Чтобы достичь этого, нам нужно впрыснуть примерно на 35 процентов больше топлива, чтобы смешаться с тем же объемом воздуха, когда мы перейдем с бензина на E85. Короче говоря, ваш автомобиль должен быть настроен для правильной работы на E85.

Наш блок управления MoTeC M150, изображенный на фото, может контролировать содержание этанола, а затем автоматически учитывать изменяющиеся свойства топлива, включая стехиометрическое соотношение и плотность топлива, благодаря датчику содержания этанола.

Что нужно обновить, чтобы запустить E85

Как мы только что видели, даже для поддержки того же количества энергии, которое вы производили на бензиновом насосе, потребуется примерно на 35 процентов больше. Учитывая, что большинство людей будут переходить на E85 для повышения мощности, фактические потребности в топливе могут быть намного выше, чем это. Это может быть проблемой, если ваша топливная система построена не для E85. В частности, обычно необходимы более крупные форсунки и топливный насос большего размера. В приложениях большой мощности может потребоваться несколько насосов и сдвоенные комплекты форсунок.Также стоит отметить, что, поскольку вы сжигаете больше E85, ваша экономия топлива значительно снизится.

Уход и обслуживание E85

E85 не все гладко и требует определенного ухода. Для начала E85 очень гигроскопичен, а значит, он будет поглощать влагу из атмосферы. Эта влага может вызвать коррозию топливного насоса и форсунок, что приведет к серьезным проблемам в будущем. Насколько быстро E85 впитает влагу, зависит от влажности, но если вы не пользуетесь автомобилем регулярно, всегда лучше слить E85 и пропустить немного бензина через систему.

Еще одна проблема — изменение содержания этанола в насосе E85. Хотя он называется E85, фактическая спецификация топлива допускает изменение содержания этанола от 51% до 85%. В частности, в более холодных регионах процентное содержание бензина увеличивается, чтобы помочь повысить летучесть топлива, что способствует запуску в холодную погоду. Хотя здорово иметь автомобиль, который заводится, когда на земле лежит снег, но если ваш двигатель настроен на 85-процентный этанол, и вдруг у вас есть бак с 51-процентным этанолом, ваша мелодия будет неуместной из-за потенциально опасные результаты.

Что такое Flex Fuel?

Flex Fuel распространен на многих новых автомобилях, и в этой системе используется датчик содержания этанола, чтобы сообщить блоку управления двигателем процентное содержание этанола в топливе. С помощью этой системы вы можете управлять автомобилем на бензиновом насосе, E85 или любой их смеси, а ECU позаботится о необходимых изменениях. Функции Flex Fuel также доступны во многих ЭБУ вторичного рынка, и это может позволить вам использовать ту же технологию для вашего собственного автомобиля. Для тех, у кого нет постоянного доступа к E85, это дает возможность переключаться между видами топлива, не посещая тюнер и не ломая каждый раз ноутбук.Мы установили датчик содержания этанола Continental на стойку стойки нашей Toyota 86 и подключили его к топливопроводу с помощью некоторых адаптеров AN. Датчик содержания этанола также может учитывать колебания содержания этанола от одного бака к другому и обеспечивать безопасность для тех, кто использует специальный E85.

Тюнинг на E85

Если просто опрокинуть E85 в бак и перенастроить блок управления двигателем на подачу нужного количества топлива, то на самом деле нельзя использовать мощный потенциал E85. Если вы хотите использовать топливо, которое вам понадобится, добавьте немного опережения зажигания, увеличьте давление наддува или и то, и другое.

Мы провели несколько тестов на нашей Toyota 86 с турбонаддувом и оптимизировали настройку блока управления двигателем MoTeC M150, что привело к увеличению мощности со 198 кВт (265 л.с.), который автомобиль производил на бензине, до 267 кВт (358 л.с.) на задних колесах. Даже с высокой степенью сжатия 12,5: 1 двигателя FA20 E85 позволил нам увеличить наддув с 7,0 до 9,5 фунтов на квадратный дюйм без детонации. Единственное, что нам мешало двигаться дальше, — это стоковая внутренность и немного механического сочувствия.

Является ли E85 преимуществом для форсированных двигателей?

Преимущества, предлагаемые E85, идеально подходят для любого двигателя, который очень чувствителен к детонации или детонации на газовом насосе, поэтому E85 так хорошо подходит для двигателей с наддувом.Так что, если у вас атмосферный воздух, и на вас не действует газовый насос? Что ж, новости по-прежнему хорошие! Даже не используя в своих интересах характеристики подавления детонации E85, мы все равно можем ожидать увеличения мощности и крутящего момента около 5% от переключателя на E85.

Меры предосторожности при настройке на E85

E85 звучит как идеальное топливо, и тем, кто жаждет энергии, трудно поспорить с этим мнением. Однако, если вы собираетесь настроить свой автомобиль для E85, потребуется некоторая осторожность.Помимо способности этанола впитывать влагу, переменный характер содержания этанола является большой проблемой, если вы настраиваетесь на максимальную мощность. Помимо содержания этанола в насосе, переменное содержание этанола представляет опасность для тех, кто регулярно меняет топливо насоса и E85. Практически невозможно полностью слить заводской топливный бак, и при переходе с E85 на перекачку топлива в баке может остаться до 5 или более литров топлива. Результат — потенциально опасное изменение содержания этанола в вашем топливе.Лучшая идея — использовать датчик содержания этанола, чтобы ваша мелодия могла регулироваться автоматически. В противном случае, бортовой измеритель содержания этанола и широкополосный измеритель соотношения воздух / топливо — разумные инвестиции. Таким образом вы сможете контролировать качество топлива и предотвратить возможные повреждения.

Если вы хотите добиться от своего автомобиля большей производительности, настройка на E85 может дать впечатляющие результаты при скромных вложениях. Но для обеспечения хорошей производительности и надежности он требует некоторого уважения. Надеюсь, я смог дать вам лучшее представление об этом топливе и его преимуществах, но если у вас есть какие-либо дополнительные вопросы, связанные с E85, или вы хотите получить совет по настройке топлива, не стесняйтесь комментировать ниже, и я Постараюсь ответить на любые вопросы.

Андре Симон
Instagram: hpa101

E85 Фото Бен Силкок
Дополнительные фото Брин Масселуайт

Другие похожие истории о Toyota 86 на Speedhunters

Что такое турбомотор и как он работает?

Мы все слышали о турбодвигателях, но что вы знаете о том, как они работают? В этом руководстве мы рассмотрим все преимущества и недостатки турбокомпрессоров, их преимущества и недостатки, а также их отличие от двигателей без наддува.

Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор — это компонент, состоящий из турбины и воздушного компрессора, который используется для сбора отработанных выхлопных газов, выбрасываемых из двигателя. Он нагнетает больше воздуха в цилиндры, помогая двигателю развивать большую мощность.

Как они работают?

Турбины состоят из вала с турбинным колесом на одном конце и компрессорным колесом на другом. Они закрыты корпусом в форме улитки с впускным отверстием, в которое отработанные выхлопные газы попадают под высоким давлением.Когда воздух проходит через турбину, турбина вращается, и компрессор вращается вместе с ним, втягивая огромное количество воздуха, который сжимается и выходит из выпускного отверстия.

Трубка подает этот сжатый воздух обратно в цилиндры через промежуточный охладитель, который охлаждает воздух, прежде чем он достигнет цилиндров. Поскольку турбины работают на таких высоких скоростях (до 250 000 об / мин), они обычно имеют систему охлаждения масла, чтобы гарантировать, что они не будут слишком горячими. Большинство систем также содержат клапан, известный как «перепускной клапан», который используется для отвода избыточного газа от турбокомпрессора, когда двигатель производит слишком большой наддув, предотвращая повреждение турбины за счет ограничения ее скорости вращения.

Двигатели с турбонаддувом отличаются от стандартных двигателей тем, что в них используются отработанные выхлопные газы для втягивания большего количества воздуха во впускной клапан. В то время как двигатели без наддува полагаются на естественное давление воздуха для втягивания воздуха в двигатель, турбины ускоряют этот процесс, производя мощность более экономично.

Какие преимущества турбонаддува?

Турбокомпрессоры обладают рядом преимуществ, поэтому сейчас они так популярны на современных автомобилях. Здесь мы перечислим основные плюсы двигателя с турбонаддувом.

Мощность

Турбины производят больше мощности на двигателе того же размера. Это потому, что каждый ход поршня создает большую мощность, чем в двигателях без наддува. Это означает, что теперь больше автомобилей оснащается двигателями меньшего размера с турбонаддувом, заменяя более крупные и менее экономичные агрегаты. Хорошим примером этого является решение Ford заменить стандартный 1,6-литровый бензиновый двигатель на 1-литровый двигатель с турбонаддувом, который он называет EcoBoost.

Экономия

Поскольку турбокомпрессоры могут производить такую ​​же выходную мощность, что и более мощные безнаддувные двигатели, это открывает путь для использования меньших, более легких и более экономичных двигателей.Теперь все современные дизельные автомобили оснащены турбонаддувом, что улучшает экономию топлива и снижает выбросы.

Крутящий момент и рабочие характеристики

Даже на самых маленьких двигателях турбокомпрессоры создают больший крутящий момент, особенно в нижнем диапазоне оборотов. Это означает, что автомобили выигрывают от высоких динамических характеристик, которые отлично подходят для поездок по городу и помогают двигателю чувствовать себя более совершенным на более высоких скоростях на автомагистралях и дорогах А. На низких оборотах небольшие двигатели с турбонаддувом могут опередить автомобили, оснащенные более крупными двигателями без наддува, из-за крутящего момента, который они создают.

Тихие двигатели

Поскольку воздух в двигателе с турбонаддувом фильтруется через большее количество труб и компонентов, шум на впуске и выпуске снижается и улучшается, что делает двигатель более тихим и плавным — возможно, одним из самых неожиданных преимуществ двигатель с турбонаддувом.

И каковы недостатки?

Хотя турбины становятся все более популярными, у них есть некоторые подводные камни, которые мы перечислили ниже.

Дорогие затраты на ремонт

Турбокомпрессоры усложняют двигатель, так как целый ряд других компонентов под капотом может выйти из строя или привести к неисправности.Устранение этих проблем может быть дорогостоящим, а в случае выхода из строя они могут повлиять на другие компоненты.

Turbo Lag

Turbo Lag — это кратковременная задержка реакции после нажатия на дроссель, которая может произойти, когда двигатель не производит достаточно выхлопных газов для достаточно быстрого вращения впускной турбины турбины. На самом деле это происходит только тогда, когда автомобиль ведется агрессивно или при закрытом положении дроссельной заслонки. В высокопроизводительных автомобилях производители предотвращают турбо-задержку, добавляя два турбокомпрессора разной геометрии, а не один большой с одной турбиной.

Эффективность и стиль вождения

Достижение заявленных показателей эффективности двигателя с турбонаддувом требует тщательного управления дроссельной заслонкой, при котором акселератор не нажимается слишком сильно. Когда турбонагнетатель находится в режиме «наддува», цилиндры сжигают топливо быстрее, что приводит к снижению эффективности. Водителям, переходящим от безнаддувного автомобиля к модели с турбонаддувом, возможно, потребуется скорректировать свой стиль вождения для поддержания высокой эффективности, особенно при первом выезде.

Откуда берутся турбокомпрессоры?

Первый турбокомпрессор был произведен в конце 19, -го, -го века немецким инженером Готлибом Даймлером, но они стали известны только после Первой мировой войны, когда производители самолетов начали добавлять их в самолеты, чтобы обеспечивать мощность двигателей, работающих на более высоких скоростях. высоты, где воздух более разрежен.

Турбокомпрессоры не добавлялись в автомобильные двигатели до 1961 года, когда американский производитель Oldsmobile использовал простой турбонагнетатель для увеличения мощности 3.Двигатель V8 объемом 5 л. В 1984 году Saab разработал новую, более эффективную систему турбонаддува, и эта конструкция, с небольшими изменениями и модификациями, остается самой популярной конфигурацией турбонагнетателя на сегодняшний день.

Присадки для топливной системы Redex улучшают характеристики дизельных и бензиновых двигателей с турбонаддувом и без наддува. Добавив Redex в каждый бак топлива, вы сможете повысить производительность и улучшить состояние двигателя. Для получения дополнительной информации посетите домашнюю страницу Redex .

Пользовательские оценки ЦП — 1276 процессоров по сравнению

Что такое оценка GeekBench?

Многопоточный, ориентированный на сервер, эталонный тест ЦП … подробнее

Что такое расчетная тепловая мощность (TDP)?

Максимальное количество тепла, измеряемое в ваттах, которое система охлаждения должна рассеивать … подробнее

Что такое разгон?

Использование нестандартных настроек BIOS для повышения производительности процессора примерно на 10-30%… подробнее

Что такое эффективный индекс скорости процессора?

Показатель скорости процессора, ориентированный на обычных пользователей. Intel i9-9900K ≈ 100% … подробнее

Что такое ЦП?

Мозг / двигатель компьютера, который отвечает за выполнение вычислений … подробнее

Что такое одноядерный балл GeekBench?

Однопоточный эталонный тест процессора … подробнее

Что такое целочисленная скорость одноядерного ядра?

Тест производительности одноядерного процессора, ориентированного на потребителя… подробнее

Что такое скорость одноядерного процессора с плавающей запятой?

Тест производительности одноядерного процессора, ориентированного на потребителя … подробнее

Что такое целочисленная скорость четырехъядерного ядра?

Тест производительности четырехъядерного процессора, ориентированного на потребителя … подробнее

Что такое скорость четырехъядерного процессора с плавающей запятой?

Тест производительности четырехъядерного процессора, ориентированного на потребителя … подробнее

Что такое смешанная частота четырехъядерного процессора?

Важный четырехъядерный тест, ориентированный на потребителя, целочисленный и плавающий… подробнее

Что такое одноядерный смешанный процессор?

Одноядерный целочисленный тест с плавающей запятой, ориентированный на потребителя … подробнее

Что такое скорость многоядерных вычислений с плавающей запятой?

эталонный тест числовой обработки, ориентированный на многоядерный сервер … подробнее

Что такое многоядерная целочисленная скорость?

Общий тест производительности для многоядерных серверов … подробнее

Что такое многоядерная смешанная скорость?

Ориентированный на многоядерный сервер эталонный тест ЦП с целыми числами и плавающей точкой… подробнее

Чем отличается IPC между AMD Ryzen и Intel Kaby Lake?
IPC

Ryzen почти соответствует Kaby Lake, но в худшем случае отстает на 9% … подробнее

Повышение давления двигателя по выгодной цене — Отличные предложения по повышению двигателя от мировых продавцов форсунок

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для форсирования двигателя. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот топовый форсированный двигатель в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что у вас разогнали двигатель на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в бусте двигателя и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, мы думаем, вы согласитесь, что вы получите двигатель boost по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации.

8Дек

Двигатели внутреннего сгорания: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ • Большая российская энциклопедия

Что такое ДВС в автомобиле, расшифровка кратко

Что такое ДВС в автомобиле, расшифровка кратко

 

По дорогам мира перемещаются миллионы автомобилей, автобусов и грузовиков. Такое развитие транспорта было бы невозможным без ДВС – главной движущей силы всех современных машин. Расшифровка аббревиатуры ДВС несложная – двигатель внутреннего сгорания.

Что такое ДВС в автомобиле, что в нем горит и почему внутри – поясняем кратко. Паровой котел – это двигатель внешнего сгорания: дрова, уголь или мазут горят, подогревая воду, которая превращается в пар, который толкает поршни. Получается длинный и неэффективный цикл. Принципиальное отличие ДВС в том, что топливо сгорает внутри цилиндров, передавая энергию непосредственно поршням и валу, эффективность преобразования существенно выше. Кроме этого ДВС занимают немного места, мало весят, экономичны, работают на разнообразных видах топлива.

 

Краткое содержание статьи

1. Типы ДВС;

2. Как устроен ДВС автомобиля;

3. Как работает ДВС, описание, анимация;

4. Ремонт ДВС, стоимость.

 

 

1. Типы ДВС, бензин и дизель

 

По принципу воспламенения топлива двигатели делятся на несколько типов: искровые и дизельные. В первых топливо воспламеняется от искры, в цилиндрах вторых дизель зажигается от сжатия топливной смести. Бензиновые моторы имеют меньший КПД, по этому дизельные моторы экономичнее. Дизельные моторы дороже в обслуживание и ремонте, так как сложнее в устройстве.

 

2. Как устроен ДВС автомобиля

 

Приведем на примере современного двигателя внутреннего сгорания, опишем как устроен ДВС автомобиля.

ДВС состоит из следующих модулей:

  • Система подачи топлива;
  • Головка блока цилиндров;
  • Блок цилиндров с поршневой группой;
  • Газораспределительный механизм;
  • Коленчатый вал.

 

3. Как работает ДВС, описание и анимация

 

Главный принцип работы ДВС – расширение объема газов в замкнутом пространстве цилиндра от тепла, возникающего в результате сгорания топлива.

Чтобы двигатель работал непрерывно, реализуется цикл, состоящий из:

  1. Поступления топливной смеси в цилиндр, Поджога и сгорания смеси;
  2. Рабочего хода поршня;
  3. Выпуска газов.

Импульс, полученный от сгоревшего топлива, толкает поршень, коленчатый вал поворачивается. Так энергия преобразуется в движение. Выше мы описали как работает ДВС, прикрепляем анимацию. 

 

4. Ремонт ДВС в автомобиле, стоимость

Из чего состоит, и что такое ДВС в автомобиле мы разобрались, теперь немного расскажем о ремонте ДВС. Так как ДВС является сложным инженерным устройство и состоит из множества систем, которые должны слаженно работать, выход из строя или обшивка одной системы двигателя ведет к неровной работе системы в целом или к полной остановке мотора — поломке. Например, вышла из строя форсунка распыления топливной смеси в одном цилиндре, следовательно, в одном цилиндре нет детонации и что происходит с мотором в целом?

Мотор или как его еще называют ДВС, теряет мощность, и, если мотор 4 цилиндровый будет работать с рывками и провалами. С большой вероятностью будет давать сильную вибрацию на кузов, из-за ассиметричного зажигания. На помощь приходит диагностика и ремонт ДВС, автомобиль подключают к компьютеру и считывают ошибки по работе мотора. По набору ошибок, мастера поймут в чем причина поломки и поменяют форсунку.

 

Стоимость ремонта ДВС в автомобиле варьируется от модификации самого мотора и вида неисправности. Бывает, такое, что сама машины дешевая, а ремонт мотора дорогой, из-за неудобного расположения различных узлов. Бывает наоборот. Лучше всего не запускать проблемы по ДВС до ремонта. Нужно вовремя вменять масло, фильтры. Ели появляется как-либо проблема, нужно сразу вытиснять в чем причина и решать вопрос, пока мелкая проблема не переросла в полномасштабный ремонт.

 

 

Двигатель внутреннего сгорания — Что такое Двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания — тепловой двигатель, который преобразовывает теплоту сгорания топлива в механическую работу.

Двигатель внутреннего сгорания — тепловой двигатель, который преобразовывает теплоту сгорания топлива в механическую работу.

По сравнению с паромашинной установкой двигатель внутреннего сгорания характеризуется следующими признаками:

  • принципиально проще (нет парокотельного агрегата),

  • компактнее,

  • легче,

  • экономичнее,

  • требует газообразное и жидкое топливо лучшего качества.

Типы двигателей внутреннего сгорания


По назначению:

  • транспортные, 

  • стационарные, 

  • специальные.

По роду применяемого топлива:

  • легкие жидкие (бензин, газ), 

  • тяжелые жидкие (дизельное топливо, судовые мазуты).

По способу образования горючей смеси:

  • внешнее (карбюратор),

  • внутреннее (в цилиндре ДВС).

По способу воспламенения:

  • с принудительным зажиганием, 

  • с воспламенением от сжатия, 

  • калоризаторные.

По расположению цилиндров:

  • рядные, 

  • вертикальные, 

  • оппозитные с одним и с двумя коленвалами, 

  • V-образные с верхним и нижним расположением коленвала, 

  • VR-образные и W-образные, 

  • однорядные и двухрядные звездообразные, 

  • Н-образные, 

  • двухрядные с параллельными коленвалами, 

  • «двойной веер», 

  • ромбовидные, 

  • трехлучевые и др.

Поршневой двигатель — это двигатель, у которого камера сгорания находится в цилиндре, где тепловая энергия топлива превращается в механическую энергию, а механическая из поступательного движения поршня превращается во вращательную с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Бензиновый двигатель — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. 

Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки.

Дизельный двигатель характеризуется воспламенением топлива без использования свечи зажигания. 

В разогретый от сжатия воздух (до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива) через форсунку впрыскивается порция топлива. 

В процессе впрыскивания топлива происходит его распыливание, а затем вокруг отдельных капель топлива возникают очаги сгорания.  

Т.к. дизельные двигатели не подвержены явлению детонации, характерному для двигателей с принудительным воспламенением, в них допустимо использование более высоких степеней сжатия (до 26), что благотворно сказывается на КПД данного типа двигателей, который может превышать 50% в случае с крупными судовыми двигателями.

Газовый двигатель — двигатель, сжигающий в качестве топлива углеводороды, находящиеся в газообразном состоянии при нормальных условиях

Роторно-поршневой двигатель — двигатель, конструкция которого предложена изобретателем Ванкелем в начале ХХ века. 

Основа двигателя — треугольный ротор (поршень), вращающийся в камере особой 8-образной формы, исполняющий функции поршня, коленвала и газораспределителя. 

Такая конструкция позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. 

За 1 оборот двигатель выполняет 3 полных рабочих цикла, что эквивалентно работе 6-цилиндрового поршневого двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания

ВВЕДЕНИЕ

В древности люди приводили в действие простейшие механизмы руками или с помощью животных. Затем они научились использовать силу ветра, плавая на парусных кораблях. Они научились так же использовать ветер для вращения ветряных мельниц, перемалывающих зерно в муку. Позже они стали применять энергию течения воды в реках для вращения водяных колес. Эти колеса перекачивали и поднимали воду или приводили в действие различные механизмы.
История появления тепловых двигателей уходит в далекое прошлое. Хотя и двигатель внутреннего сгорания – очень сложный механизм. И функция, выполняемая тепловым расширением в двигателях внутреннего сгорания не так проста, как это кажется на первый взгляд. Да и не существовало бы двигателей внутреннего сгорания без использования теплового расширения газов.

Цель работы:
Рассмотреть двигатель внутреннего сгорания.

Задачи:
1. Изучить теорию двигателей внешнего и внутреннего сгорания.
2. Сконструировать модель на основе теории ДВС.
3. Рассмотреть влияние ДВС на окружающую среду.
4. Создать буклет на тему: “Двигатель внутреннего сгорания ”.

Гипотеза:
В качестве энергетических установок автомобилей наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания, в которых процесс сгорания топлива с выделением теплоты и превращением ее в механическую работу происходит непосредственно в цилиндрах. На большинстве современных автомобилей установлены двигатели внутреннего сгорания.

Актуальность:
Физика и физические законы являются неотъемлемой частью нашей жизни.
Техника, здания, различные процессы, протекающие в нашем мире – все это физика. Мы не можем жить и не знать, хотя бы элементарных законов этой науки. А, следовательно, физика – это актуальная, не стареющая наука.
Тема нашей работы поможет ученикам понять и усвоить на первый взгляд самые обычные процессы в окружающем нас мире, но сложные по своему устройству.


РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Двигатель внутреннего сгорания

Значительный рост всех отраслей народного хозяйства требует перемещения большого количества грузов и пассажиров. Высокая маневренность, проходимость и приспособленность для работы в различных условиях делает автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров. На долю автомобильного транспорта приходится свыше 80% грузов, перевозимых всеми видами транспорта вместе взятыми, и более 70% пассажирских перевозок. За последние годы заводами автомобильной промышленности освоены многие образцы модернизированной и новой автомобильной техники, в том числе для сельского хозяйства, строительства, торговли, нефтегазовой и лесной промышленности. В настоящее время существует большое количество устройств, использующих тепловое расширение газов. К таким устройствам относится карбюраторный двигатель, дизели, турбореактивные двигатели и т. д.

Тепловые двигатели могут быть разделены на две основные группы:
1. Двигатели с внешним сгоранием.
2. Двигатели внутреннего сгорания.

Изучая тему урока “Двигатели внутреннего сгорания” в 8 классе мы заинтересовались этой темой. Мы живем в современном мире, в котором техника играет важную роль. Не только та техника, которую мы используем у себя дома, но и на которой ездим – автомобиль. Рассматривая машину, я убедился, что двигатели это необходимая часть автомобиля. Неважно будь это старая или новая машина. Поэтому мы решили затронуть тему двигателя внутреннего сгорания, который использовали и раньше и сейчас.

Для того, чтобы понять устройство ДВС, мы решили создать его сами и вот, что у нас получилось.

Изготовление ДВС

Материал: картон, клей, проволока, моторчик, шестерни, батарейка 9V.

Ход изготовления
1. Изготовили из картона коленвал (вырезали круг)
2. Изготовили шатун (сложили прямоугольный лист картона 15*8 пополам и ещё на 90градусов), на концах которого сделали отверстия
3. Из картона изготовили поршень, в котором сделали отверстия (под поршневые пальцы)
4. Поршневые пальцы сделали по размеру отверстия в поршне, свернув небольшой лист картона
5. С помощью поршневого пальца закрепили поршень на шатуне, а с помощью проволоки шатун прикрепили к коленвалу
6. По размеру поршня свернули цилиндр, а по размеру коленвала картер (Картер – коробочка под коленвал)
7. Собрали механизм вращения коленвала (с помощью шестерёнок и моторчика), так чтобы при больших оборотах моторчика вращающий механизм развивал меньшие обороты (чтобы он мог провернуть коленвал с шатуном и поршнем)
8. К коленвалу прикрепили вращающийся механизм и поместили его в картер (закрепив вр. механизм к стенке картера)
9. Поршень поместили в цилиндр и склеили цилиндр с картером.
10. Идущие два провода + и – от моторчика присоединяем к батарейке и наблюдаем движение поршня.

Вид модели снаружи

Вид модели внутри

Применение ДВС

Тепловое расширение нашло свое применение в различных современных технологиях. В частности можно сказать о применении теплового расширения газа в теплотехники. Так, например, это явление применяется в различных тепловых двигателях, т. е. в двигателях внутреннего и внешнего сгорания:
* Роторных двигателях;
* Реактивных двигателях;
* Турбореактивных двигателях;
* Газотурбинные установки;
* Двигателях Ванкеля;
* Двигателях Стирлинга;
* Ядерные силовые установки.

Тепловое расширение воды используется в паровых турбинах и т. д. Все это в свою очередь нашло широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства. Например, двигатели внутреннего сгорания наиболее широко используются:
* Транспортные установки;
* Сельскохозяйственные машины.

В стационарной энергетике двигатели внутреннего сгорания широко используются:
* На небольших электростанциях;
* Энергопоезда;
* Аварийные энергоустановки.

ДВС получили большое распространение также в качестве привода компрессоров и насосов для подачи газа, нефти, жидкого топлива и т. п. по трубопроводам, при производстве разведочных работ, для привода бурильных установок при бурении скважин на газовых и нефтяных промыслах.
Турбореактивные двигатели широко распространены в авиации. Паровые турбины – основной двигатель для привода электрогенераторов на ТЭС. Применяют паровые турбины также для привода центробежных воздуходувок, компрессоров и насосов.
Существуют даже паровые автомобили, но они не получили распространения из–за конструктивной сложности.
Тепловое расширение применяется также в различных тепловых реле, принцип действия, которых основан на линейном расширении трубки и стержня, изготовленных из материалов с различным температурным коэффициентом линейного расширения.

Воздействие тепловых двигателей на окружающую среду

Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.
Во–первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.
Во–вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.
В–третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу 2–3 тонны свинца.
Выбросы вредных веществ в атмосферу – не единственная сторона воздействия тепловых двигателей на природу. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на Земле.

Методы борьбы с вредными воздействиями тепловых двигателей на окружающую среду

Один из способов уменьшения путей загрязнения окружающей среды связан с использованием в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца.
Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород.
Другой способ заключается в увеличении КПД тепловых двигателей. В Институте нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН разработаны новейшие технологии превращения углекислого газа в метанол (метиловый спирт) и диметиловый эфир, увеличивающие в 2–3 раза производительность аппаратов при значительном уменьшении электроэнергии. Здесь был создан реактор нового типа, в котором производительность увеличена в 2–3 раза.
Введение этих технологий снизит накопление углекислого газа в атмосфере и поможет не только создать альтернативное сырьё для синтеза многих органических соединений, основой для которых сегодня служит нефть, но и решить упомянутые выше экологические проблемы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Благодаря нашей работе можно сделать следующие выводы:
Не существовало бы двигателей внутреннего сгорания без использования теплового расширения газов. И в этом мы легко убеждаемся, рассмотрев подробно принцип работы ДВС, их рабочие циклы – вся их работа основана на использовании теплового расширении газов. Но ДВС – это только одно из конкретных применений теплового расширения. И судя по тому, какую пользу приносит тепловое расширение людям через двигатель внутреннего сгорания, можно судить о пользе данного явления в других областях человеческой деятельности.
И пускай проходит эра двигателя внутреннего сгорания, пусть у них есть много недостатков, пусть появляются новые двигатели, не загрязняющие внутреннюю среду и не использующие функцию теплового расширения, но первые еще долго будут приносить пользу людям, и люди через многие сотни лет будут по доброму отзываться о них, ибо они вывели человечество на новый уровень развития, а пройдя его, человечество поднялось еще выше.

Литература

1. Хрестоматия по физике: А. С. Енохович – М.: Просвещение, 1999
2. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики: – М., Высшая школа., 1989.
3. Кабардин О. Ф. Физика: Справочные материалы: Просвещение 1991.
4. Интернет–ресурсы.


Авторы работы:
Кайгородов Илья,
Филипчук Евгений,
ученики 10 класса

Руководители работы:
Шаврова Т. Г. учитель физики,
Бачурин Д. Н. учитель информатики.

Муниципальное общеобразовательное учреждение
“Первомайская средняя общеобразовательная школа №2”
Бийского района Алтайского края

Презентация работы: http://static.livescience.ru/dvigatel/presentation.pdf

Поршневой двигатель внутреннего сгорания: история создания

Поршневой двигатель — двигатель внутреннего сгорания (ДВС), использует один или несколько поршней, совершающих возвратно-поступательное движение, для преобразования давления во вращательное движение. На данный момент это самый распространенный тип двигателя, используемый в автомобилях. Да и не только в них. Поршневые моторы используются в авиации, судоходстве и промышленности.

Первый поршневой двигатель

Макет самоходной тележки и схема ДВС Исаака Де Риваза

К концу 18-го века в мире уже существовали паромобили. Экипажи с паровым двигателем конструировали в Англии и Франции. Однако эти машины были громоздкими и медлительными. Кроме того, создатель самых совершенных на тот момент паровых двигателей Джейм Уатт считал, что для создания быстрых паромобилей потребуется паровой двигатель с высоким давлением в котле, что попросту не безопасно.

Понимал это и французский инженер и по совместительству действующий артиллерийский офицер — Франсуа Исаак де Риваз. Хорошо знакомый с принципом работы пороховой пушки, он задумался, а почему бы для приведения в движение поршня, использовать энергию пороховых газов, а не пара. В 1804 году он построил первый экспериментальный стационарный двигатель. Он работал по следующему принципу: в цилиндр подавалась смесь водорода с воздухом и воспламенялась при помощи электрического разряда. Фактически Риваз создал первый поршневой двигатель внутреннего сгорания.

В 1807 году изобретатель собрал первый экипаж с мотором собственной конструкции. На четырехколесной базе находился однопоршневой ДВС, без механизма газораспределения, а подача топливной смеси контролировалась вручную. Такой вот примитивный автомобиль смог преодолеть лишь 100 метров. Через шесть лет Риваз собрал новый экипаж куда больших размеров. Он имел длину 6 м, диаметр колес 2 м и весил около тонны. На этот раз мотор работал на смеси из светильного газа и воздуха. Груженая камнями машина смогла преодолеть 26 метров со скоростью 3 км/ч. За один рабочий ход поршня, автомобиль передвигался на 4-6 метров. Конечно с такими характеристиками коммерческая эксплуатация такого ДВС была невозможна, но это было только начало.

Дальнейшее развитие

1) Двигатель Ленуара 1860 год 2) Двигатель Отто 1867 год

Несмотря на то, что в начале 19-го века паровые двигатели считались более перспективными, разработка поршневых ДВС не останавливалась. В 1860 году бельгийский инженер Этьен Ленуар создал первый двухтактный поршневой двигатель пригодный к серийному производству. Его новаторский мотор фактически повторял принцип работы паровой машины Уатта и некоторые его элементы конструкции, но работал на светильном газе. В зависимости от объема единственного цилиндра, двигатель Ленуара имел различную мощность от 2 до 20 л.с. Термический КПД восьмисильного мотора составлял всего 4,68%. Для сравнения современный ДВС имеет КПД 20-45%. Тем не менее мотор Ленуара был выгоден в коммерческой эксплуатации и работал на промышленных предприятиях, типографиях и судоходстве.

Столь малая эффективность двигателя была следствием несовершенства его конструкции. Однопоршневой мотор имел гигантский объем, поршень двойного действия, малоэффективный золотниковый механизм впуска/выпуска и при этом не имел цикла сжатия. Изучив двигатель Ленуара, в 1861 году немецкий инженер Николаус Отто построил его копию.

В 1863 году немец построил двухтактный поршневой двигатель собственной конструкции, КПД которого достиг 15%. Он имел единственный цилиндр, расположенный вертикально и работал на светильном газе. Первый собственный мотор Отто получил широкое признание публики и коммерческий успех.

Deutz AG

В 1864 году Николаус Отто и Ойген Ланге основали собственную фирму — N. A. Otto & Cie. Все началось маленького производственного цеха, где компаньоны собственноручно собирали первые двигатели. Позднее в компанию пришли такие небезызвестные для автомобильной индустрии люди как Вильгельм Майбах, Этторе Бугатти и Готлиб Даймлер. Последний с 1872 года занимал должность технического директора. В том же году компания меняет название на Gasmotoren-Fabrik Deutz AG.

В 1875 году случилось знаковое событие, которое навсегда перевернуло индустрию. Николаус Отто создал первый успешно работающий четырехтактный ДВС. В отличие от мотора Ленуара, новый двигатель работал намного эффективнее. Уже на первых порах его термический КПД превысил 15%. Кроме того он получился мощнее и экономичнее. Фактически новый мотор Отто послужил началом конца паровых машин.

Интересно посмотреть на характеристики этого двигателя. Одноцилиндровый мотор объемом в 6,1-литра развивал 3 л.с. при 180 об/мин. К примеру 18-литровый агрегат Ленуара развивал всего 2 л.с. Кроме того двигатель Отто был почти в 5 раз экономичнее. В результате новый, более эффективный мотор быстро вытеснил двигатель Ленуара с рынка.

Первый поршневой бензиновый двигатель

Мотоцикл Daimler Reitwagen, эскиз из патента 1885 года

Между тем, Николаус Отто видел свой мотор только в качестве стационарного. Но его соратник Готлиб Даймлер, активно агитировал шефа применить ДВС на транспорте. Отто был против, поэтому в 1880 году прихватив с собой Майбаха, Даймлер покинул Deutz AG.

Два инженера сосредоточились на единственной задаче — создать легкий, достаточно мощный поршневой двигатель, пригодный для установки на колесное шасси. Проблема состояла в том, что двигатель конструкции Отто работал на газе и требовал газогенератор. Даймлер и Майбах решили разработать мотор на жидкостном топливе, дабы избавиться от массивного преобразователя. Дело это было не простое, так как на тот момент еще не существовало способа создать оптимальную топливно-воздушную смесь на которой бы двигатель работал устойчиво. Решением проблемы стал испарительный карбюратор разработанный Майбахом в 1885 году. Карбюратор позволил построить бензиновый ДВС(Standuhr) объемом 100 см3 и мощностью 1 л.с., который работал достаточно устойчиво и стабильно. В том же году, немного уменьшенный Standuhr мощностью в 0,5 л.с. разместили на деревянном велосипеде получив тем самым первый в мире мотоцикл. А спустя год и автомобиль.

С тех пор поршневой двигатель внутреннего сгорания прошел долгий путь. Однако его четырехтактный принцип работы остался неизменен. Сегодня в мире насчитывается более 1,2 млрд. автомобилей и большинство из них оснащены ДВС.

Есть ли будущее у двигателя внутреннего сгорания без коленчатого вала со свободным поршнем?

Николай Макаренко

29 ноября 2020, 05:13

История совершенствования двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — длительный путь постоянного усложнения систем, обслуживающих термодинамические процессы в камере сгорания машины объѐмного вытеснения с кривошипно-шатунным механизмом.

Нетрадиционным направлением развития конструкций двигателей внутреннего сгорания, является разработка свободнопоршневых энергетических установок. Их особенности работы связаны с отсутствием кривошипно-шатунного механизма, преобразующего в традиционном двигателе возвратно-поступательное движение поршня в однонаправленное вращение выходного вала. Отсутствие ограничителя движения поршня (кривошипно-шатунного механизма) приводит к иному закону движения, что позволяет получить качественно новые его характеристики.

Устроен двигатель просто. По сути, это цилиндр с глухими концами, внутри которого скользит поршень. На каждом конце цилиндра – инжектор для впрыска топлива, впускное и выпускное окно или клапана. В зависимости от типа топлива к ним могут быть добавлены свечи зажигания. И все: меньше десятка простейших деталей и лишь одна — движущаяся. Поршень в таком двигателе движется линейно, возвратно-поступательно, между двумя камерами сгорания.

В традиционной силовой установке среди нагромождения этих систем практически не виден сам двигатель, структурная схема основного механизма которого осталась неизменной со времѐн Ленуара, Отто, Бенца и Даймлера.

 

Существует своеобразное «табу» на основной механизм ДВС при котором значительно изменяется конструкция различных систем: газообмена, впрыска топлива и т.д., но существенным образом не изменяется схема кривошипно-шатунного механизма. И это при том, что кривошипно-шатунный механизм имеет много принципиальных недостатков: он обеспечивает возможность реализации далеко не идеального термодинамического процесса при постоянно изменяющемся рабочем объѐме и не позволяет преобразовывать максимальную нагрузку на поршень в крутящий момент на валу при нулевом эффективном плече; быстротекущие процессы расширения-сжатия определяют политропный процесс преобразования тепловой энергии, существенно отличающийся от идеального; прижатие поршня к цилиндру существенно ограничивает работоспособность и ресурс двигателя, а механизм одноцилиндрового двигателя вовсе кинематически неработоспособен и необходимо применение лишней массивной детали — маховика.

 

Кроме того повышение частоты вращения и степени сжатия, как способ увеличения литровой мощности двигателя, приводит к снижению его термодинамического совершенства. Как следствие имеется объективная причина поиска принципиально новых механизмов двигателей силовых установок.

 

Оригинальная концепция двигателя внутреннего сгорания — простота.

Одна из самых радикальных концепций ДВС в истории — двигатель со свободным поршнем. Первые упоминания о нем в специальной литературе относятся к 20-м годам прошедшего столетия. С 1930-х по 1960-е годы такие двигатели использовались в качестве воздушных компрессоров и газогенераторов, поскольку они обладали заметными преимуществами перед обычными двигателями внутреннего сгорания и газовыми турбинами.

Свободнопоршневой двигатель аналогичен обычному поршневому двигателю внутреннего сгорания, но с заменой системы коленчатого вала линейным поршневым узлом, который может работать свободно и только в линейном перемещении.

 

КПД такого двигателя теоретически больше 70%. Он легок и прост в производстве, а, значит, дешев. Но, не смотря на то, что этот двигатель известен около ста лет, широкого распространения он не получил. Причин тому несколько, и самая главная из них состоит в том, что до последнего времени инженеры не знали, каким способом можно было бы снять мощность с поршня, движущегося взад-вперед внутри цилиндра с частотой 20 000 раз в минуту.

Основная особенность свободнопоршневого двигателя в том, что движение поршня определяется не механической связью кривошипно-шатунного механизма, а соотношением нагрузки к силе расширяющихся газов. Степень сжатия, таким образом, у него получается переменной. Как следствие, этот двигатель можно просто настроить на бензин, дизельное топливо, этанол, природный газ, водород и т. д.

 

 

   

 

Первостепенная проблема — как снять мощность с такого двигателя, который механически представляет собой замкнутую систему? Как подключиться к поршню, который перемещается с высокой частотой?

 

Эта задача долго оставалась нерешенной, хотя попытки производились регулярно. В частности об нее обломали зубы инженеры General Motors в 1960-х годах в процессе разработки компрессора экспериментального газотурбинного автомобиля. Действующие образцы судовых насосов на основе свободнопоршневых двигателей в начале 1980-х были изготовлены французской компанией Sigma и британской Alan Muntz, но в серию они не пошли.

 

Растущий интерес к исследованиям и разработкам, а также инвестиции в эту технологию привели к появлению большего числа конфигураций прототипов двигателя со свободным поршнем. В целом они могут быть различного типа: двухтактные с оппозитными поршнями, четырехтактные с оппозитными поршнями, двухтактные с одним поршнем и двухтактные с двумя поршнями, используя свечи зажигания или принцип дизельного двигателя и пр. Известны даже двигатели со свободным поршнем, работающим по принципу Стирлинга.

Устроен двигатель просто. По сути, это цилиндр с глухими концами, внутри которого скользит поршень. На каждом конце цилиндра – инжектор для впрыска топлива, впускное и выпускное окно или клапана. В зависимости от типа топлива к ним могут быть добавлены свечи зажигания. И все: меньше десятка простейших деталей и лишь одна — движущаяся. Поршень в таком двигателе движется линейно, возвратно-поступательно, между двумя камерами сгорания.

Свободнопоршневой двигатель можно считать наиболее простой конструкцией хорошо приспособленной к требованиям массового производства, исходя из основных требований — простота, минимум подвижных звеньев, высокий КПД.

 

   

 

Преимущества свободнопоршневого двигателя заманчивы:

  • организация и условия протекания рабочего процесса, которые обеспечивают высокие КПД и динамические показатели при отсутствии дымления (сажи) (преимущества свободного поршня в дизеле заключаются в оптимальном подводе тепла, отсутствии ограничений на жесткость и максимальное давление цикла, высокий механический КПД, незначительный (до 10%) провал коэффициента избытка воздуха при наборе нагрузки;
  • многотопливность, возможность применения низкосортных альтернативных топлив и газов произвольного состава, включая сбросные и тощие (содержание метана более 10 – 20 % без потери мощности) с воспламенением от сжатия;
  • динамическая уравновешенность, отсутствие вибраций;
  • низкие затраты при эксплуатации и ремонте;
  • высокие пусковые качества при низких температурах;
  • возможность отключения одного или нескольких секций без остановки остальных;
  • возможность повышения давления наддува и максимального давления сгорания;
  • простота, надежность и технологичность конструкции;
  • удобство компоновки в пространстве (возможен модульный принцип построения):
  • удельная массовая и габаритная мощность значительно выше дизелей.

Свободнопоршневой двигатель можно считать наиболее простым по конструкции и хорошо приспособленным к требованиям массового производства среди всех используемых ДВС.

Устроен двигатель просто. По сути, это цилиндр с глухими концами, внутри которого скользит поршень. На каждом конце цилиндра – инжектор для впрыска топлива, впускное и выпускное окно или клапана. В зависимости от типа топлива к ним могут быть добавлены свечи зажигания. И все: меньше десятка простейших деталей и лишь одна — движущаяся. Поршень в таком двигателе движется линейно, возвратно-поступательно, между двумя камерами сгорания.

Свободнопоршневой двигатель. Источник: DLR

 

   

 

Однако не все так просто. Перед учеными стоят две важнейшие проблемы свободнопоршневого двигателя: отбор полученной мощности и управление капризным поршнем. Не так то просто снять механически мощность с двигателя, представляющего собой замкнутую систему, и контролировать работу установки при частоте до 20 000 циклов в минуту. Кроме того, верхняя мертвая точка траектории зависит от степени сжатия и скорости сгорания топливного заряда. Фактически торможение поршня происходит за счет создания критического давления в камере и последующего самопроизвольного возгорания смеси. В обычном ДВС каждый последующий цикл является аналогом предыдущего благодаря жестким механическим связям между поршнями и коленчатым валом. В свободнопоршневом же длительность тактов и верхняя мертвая точка — плавающие величины. Малейшая неточность в дозировке топливного заряда или нестабильность режима сгорания вызывают остановку поршня или удар в один из торцов цилиндра.

 

Таким образом, для двигателя такого типа требуется мощная и быстродействующая электронная система управления. Создать ее не так просто, как кажется. Многие эксперты считают эту задачу трудновыполнимой. Гарри Смайт, научный руководитель лаборатории General Motors по силовым установкам, утверждает: «Двигатели внутреннего сгорания со свободным поршнем обладают рядом уникальных достоинств. Но чтобы создать надежный серийный агрегат, нужно еще очень много узнать о его термодинамике и научиться управлять процессом сгорания смеси». Ему вторит профессор Массачусетского технологического института Джон Хейвуд: «В этой области еще очень много белых пятен. Не факт, что для свободнопоршневого двигателя удастся разработать простую и дешевую систему управления».

 

Но наука и техника развиваются настолько стремительно, что проблемы, реализация которых была невозможна вчера, сегодня вполне реализуемые за счет новых материалов, технологий, микропроцессорной техники и интеллектуальных систем управления.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

ДВС или электричество. Какие двигатели будут работать в машинах будущего? | Об автомобилях | Авто

Многие страны Европы и мира декларируют постепенный отказ от двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Так, премьер-министр Дании Ларс Лекке Расмуссен в октябре 2018 года заявил, что к 2030 году в стране планируется ввести ограничения на продажу новых автомобилей с бензиновыми или дизельными двигателями. А уже к 2050 году Дания собирается полностью вывести транспорт с ДВС из эксплуатации. Франция, Швеция, Норвегия придерживаются тех же позиций и рассматривают вопрос о поэтапном отказе от привычных сейчас моторов к 2040 году. В Великобритании вообще запланирован отказ от ДВС к 2032 году. На фоне этих громких заявлений прагматики ставят вопрос: а на чем будет ездить человечество? Несмотря на многие преимущества электромотора, пока нет ни одной компании, которая бы получала прибыль от производства электрокаров. Слишком короткие пробеги на одной зарядке, чувствительность к низким температурам и высокая зависимость от сложной инфраструктуры ставят под вопрос их массовую эксплуатацию. Гибридные установки с функцией подзарядки, конечно, могут эксплуатироваться более широко и заменить машины с ДВС, но у владельцев таких транспортных средств рано или поздно встает вопрос: а зачем переплачивать за дополнительный электромотор, если он используется лишь в 5% от времени поездки? На этом фоне очень обнадеживающе звучит признание технического директора Volkswagen AG Маттиаса Рабе: что хоронить ДВС пока рано. Потенциал их усовершенствования еще не исчерпан.

Недостаточное сгорание топлива

Главной причиной, по которой крупные автоконцерны переходят к гибридным установкам, являются экологические требования по выбросам диоксида углерода (CO2). Еще в 2018 году должен был вступить в силу стандарт, по которому все выпускаемые автомобили не должны в среднем превышать значения выбросов в 95 гр/км. Пока технологический уровень не позволил достигнуть приемлемых результатов, и новый стандарт отложен до 2021 года с перспективой продления моратория до 2025 года. А к 2030 году средние показатели выбросов СО2 должны снизиться до 66 гр. Достигнуть заявленного значения можно только при периодическом выключении мотора и использовании электродвигателя.

Однако дополнительный мотор — это всегда увеличение веса и снижение динамических характеристик. Кроме того, согласно анализу эксплуатации гибридных машин, их владельцы редко ездят на электричестве. Почти всегда бензиновый мотор находится в работе, а электрический двигатель необходим лишь для сертификации, чтобы на стендах помогать машинам показывать заявленные в экологических стандартах показатели.

По словам Маттиаса Рабе, сейчас есть возможность обеспечить требования по выбросам CO2 и без довеска в виде дополнительного электродвигателя. Правда, для этого потребуется существенно переработать конструкцию двигателя внутреннего сгорания и разработать новые сорта синтетического топлива. Что это за технологии?

Авиационные технологии

Вредные выбросы появляются в выхлопе в результате неполного сгорания топлива. Сейчас в современных моторах смесь сгорает только на 75%, а ее остатки выбрасываются в систему выпуска и догорают в катализаторе, в результате чего пары газа проходят через сложные преобразования. Чтобы сократить количество вредных веществ, необходимо обеспечить качественное сгорание смеси с увеличением КПД мотора.

Такая технология у немцев уже есть. Называется она Opposed Piston Opposed Cylinder (OPOC), то есть «встречные поршни, встречные цилиндры». Взята она из недавнего прошлого авиации. К примеру, в немецких «Юнкерсах» применялись двигатели со встречными поршнями, которые обеспечивали лучшее заполнение камер сгорания и газоотвод, чем у обычных четырехтактных моторов.

В итоге сгорание топлива улучшается. В четырехтактных двигателях циркуляцию воздуха в цилиндре обеспечивает сам поршень, а в моторе с технологией OPOC — турбонаддув. Для лучшей работы на низких оборотах разогнать турбину помогает внешний электромотор, который в определенных режимах становится генератором и рекуперирует энергию.

При этом мотор OPOC состоит из модулей, из которых можно собирать многоцилиндровые агрегаты, комбинируя блоки и соединяя их электромагнитными муфтами. Для экономии топлива один или несколько модулей можно отключать.

Синтетическое топливо

Помогать мотору будет и новое синтетическое топливо. Еще в 2015 году Volkswagen Group запустила тестовое производство синтетического бензина e-benzin с октановым числом 100, причем в нем нет ни серы, ни бензола, что делает его сгорание менее токсичным. Это топливо может обеспечить более экологичный выхлоп.

Разрабатывается и новая система впрыска. Для образования топливовоздушного облака с предельно низкой плотностью в состав смеси могут вводиться горячие отработанные газы. Если при прямом впрыске топливо распыляется в виде аэрозоля, то теперь оно превращается в туман мельчайших капелек. Когда поршень сжимает смесь до определенного объема, происходит подрыв. В результате доля сгоревшего топлива вырастает до 95% в сравнении с 75% в циклах Отто и Дизеля.

В общем, такая конструкция силового агрегата еще позволит жить двигателям внутреннего сгорания. Тем более что предложенная схема уже доказала свою эффективность во время военного использования.

Поршни двигателя внутреннего сгорания — x-engineer.org

Поршень является составной частью двигателя внутреннего сгорания. Основная функция поршня — преобразовывать давление, создаваемое горящей топливовоздушной смесью, в силу, действующую на коленчатый вал. Легковые автомобили имеют поршни из алюминиевого сплава, а грузовые автомобили также могут иметь поршни из стали и чугуна.

Поршень является частью кривошипного механизма (также называемого кривошипно-шатунным механизмом ), который состоит из следующих компонентов:

  • поршень
  • поршневые кольца
  • шатун
  • коленчатый вал

Изображение: Привод коленчатого вала двигателя (кривошипно-шатунный механизм) Авторы и права: Rheinmetall

Поршень также выполняет второстепенные функции двигателя :

  • способствует отводу тепла , образующемуся при сгорании
  • обеспечивает герметичность камеры сгорания , предотвращает утечки газа из нее и проникновение масла в камеру сгорания
  • направляет движение шатуна
  • обеспечивает непрерывную смену газов в камере сгорания
  • создает переменного объема в камере сгорания

Изображение: поршни Kolbenschmidt
Кредит: Kolbenschmidt

Форма поршня в основном зависит от типа двигателя внутреннего сгорания.Поршни бензиновых (бензиновых) двигателей обычно легче и короче по сравнению с поршнями дизельных двигателей. Геометрия поршня имеет множество тонкостей из-за сложности его рабочей среды, но основными частями поршня являются:

  • поршень головка , также называемая верхняя часть или головка : верхняя часть поршня который контактирует с давлением газа в камере сгорания
  • кольцевой ремень : верхняя средняя часть поршня, когда поршневые кольца расположены
  • выступ штифта : нижняя средняя часть поршня который содержит поршневой палец
  • юбка поршня : область под кольцевым ремнем

Изображение: оси поршневого пальца и юбки

Изображение: Основные детали поршня
Кредит: [3]

где:

  1. верхняя часть поршня
  2. верхняя площадка
  3. кольцевой ремень
  4. распорки управления
  5. фиксатор штифта
  6. выступ штифта
  7. pis тонный палец
  8. поршневые кольца
  9. юбка поршня

Поршень соединен с шатуном через поршневой палец (7).Штифт позволяет поршню вращаться вокруг оси штифта. Штифт удерживается в поршне с помощью фиксатора пальца (5).

После днища поршня доходит до кольцевого ремня (также называемого кольцевой зоной) (3). Большинство поршней имеют три кольцевые канавки, в которые устанавливаются поршневые кольца. Верхнее кольцо называется компрессионным кольцом , среднее — скребковым кольцом , а нижнее — кольцом контроля масла . Компрессионное кольцо должно герметизировать камеру сгорания, чтобы предотвратить утечку внутренних газов в блок двигателя.Маслоуправляющее кольцо соскребает масло со стенок цилиндра, когда поршень находится на рабочем или выпускном такте. Среднее кольцо одновременно обеспечивает сжатие в цилиндре и удаляет излишки масла со стенок цилиндра.

Юбка поршня (8) обеспечивает балансировку поршня внутри цилиндра. Обычно он покрывается материалом с низким коэффициентом трения, чтобы уменьшить потери на трение. В отверстии для пальца или втулки (6) поршня находится поршневой палец (7), который соединяет поршень с шатуном.

Геометрические характеристики поршня

Поршни должны правильно работать в широком диапазоне температур, от -30 ° C до 300-400 ° C. В то же время он должен быть достаточно легким, чтобы иметь низкую инерцию и обеспечивать высокие обороты двигателя. Ниже представлена ​​пара геометрических характеристик поршня.

Овальность поршня

Вследствие процесса сгорания температура внутри цилиндров двигателя достигает сотен градусов Цельсия.Поршень является одним из основных компонентов, который поглощает часть выделяемого тепла и отводит его в моторное масло. Поскольку ось поршневого пальца содержит больше материала, чем ось юбки, тепловое расширение вдоль оси пальца немного выше, чем тепловое расширение вдоль оси юбки. По этой причине поршень имеет овальную форму, диаметр по оси пальца на 0,3-0,8% меньше диаметра по оси юбки [6].

Изображение: Овальность поршня

Коническая форма поршня

Форма поршня не идеальна для цилиндра.При низкой температуре зазор между поршнем и цилиндром двигателя больше по сравнению с высокими температурами. Кроме того, зазор не является постоянным по длине поршня, он меньше вокруг верхней части поршня по сравнению с областью юбки поршня. Это необходимо для большего теплового расширения головки поршня, поскольку она содержит больший объем металла.

Изображение: Зазор поршня (коническая форма)

Изображение: Тепловое расширение поршня (если цилиндрическая форма)

Смещение поршневого пальца

Движение поршня внутри цилиндра имеет 3 градуса свободы, 1 первичный и 2 вторичных:

  • по вертикальной оси цилиндра, между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ) (первичная, ось Y)
  • вокруг Ось пальца (вторичная, α — угол)
  • вдоль оси юбки (вторичная, ось x)

Первичное движение создает крутящий момент на коленчатом валу, это желательно с механической точки зрения.Вторичные движения происходят из-за комбинации нескольких факторов: двунаправленного движения шатуна и зазора между поршнем и цилиндром. Оба вторичных движения вызывают трение о стенки цилиндра, а также шум, вибрацию (удар поршня).

Изображение: Осевое усилие поршня и смещение пальца

Когда коленчатый вал вращается по часовой стрелке, левая сторона цилиндра называется осевой стороной (TS) , а противоположная сторона — противодействующей стороной (ATS). .Удары поршня могут происходить с любой стороны цилиндра. Удар поршня возбуждает блок цилиндров и проявляется в виде поверхностных колебаний, которые в конечном итоге излучаются в виде шума вблизи двигателя [9]. Еще одно неудобство заключается в том, что когда поршень движется через ВМТ и ВТК, на коленчатый вал создается повышенная нагрузка, поскольку поршень совмещен с центром вращения коленчатого вала.

Смещение поршневого пальца — это несоосность между центром отверстия поршневого пальца и центром коленчатого вала.За счет этого в конструкции улучшаются шумовые характеристики двигателя из-за ударов поршня в ВМТ. Это основная проблема NVH (шумовая вибрация и резкость) для инженеров-технологов, которые хотят устранить тревожные шумы везде, где они могут. Вторая причина — повышение мощности двигателя за счет уменьшения внутреннего трения в TS и ATS.

Смещение пальца снижает механическое напряжение, возникающее в соединительной штанге, когда она достигает ВМТ или НМТ, потому что шатун не должен хлопать поршнем в противоположном направлении в конце хода.Это смещение заставляет шток перемещаться по дуге в ВМТ и НМТ.

Механические нагрузки на поршень

Поршень является элементом двигателя внутреннего сгорания (ДВС) (ДВС) , который должен выдерживать наибольшие механические и термические нагрузки. Из-за поршня мощность ДВС ограничена. В случае очень высокой термической или механической нагрузки поршень выходит из строя первым (по сравнению с блоком цилиндров, клапанами, головкой блока цилиндров). Это связано с тем, что поршень должен быть компромиссом между массой и устойчивостью к механическим и термическим нагрузкам.

Циклическое нагружение поршня из-за [6]:

  • сила газа от давления в цилиндре
  • сила инерции от колебательного движения поршня и
  • поперечная сила от опоры силы газа наклонным шатуном, а сила инерции колеблющегося шатуна

определяет механическую нагрузку .

Вертикальные силы, действующие на поршень, состоят из: сил давления, , создаваемых расширяющимися газами, и сил инерции, , создаваемых собственной массой поршня [10].

\ [F_ {p} = F_ {gas} + F_ {ineria} \]

Силы инерции намного меньше сил давления и имеют наибольшую интенсивность, когда поршень меняет направление, в ВМТ и НМТ.

Изображение: Напряжение поршня по Мизесу и механическая деформация
Кредит: [7]

Изображение: Вертикальные силы поршня зависят от угла поворота коленчатого вала
Кредит: [7]

Указанные выше силы поршня рассчитываются с использованием передовых методов анализа методом конечных элементов для алюминиевого поршня, используемого в легковых автомобилях с дизельным двигателем [7].

Процесс сгорания имеет разные характеристики для дизельного и бензинового ДВС. В дизельном двигателе пиковое давление газа при сгорании может достигать 150 — 160 бар. В бензиновом двигателе максимальное давление ниже 100 бар. Из-за более высокого давления поршни дизельного двигателя должны выдерживать более высокие механические нагрузки.

Чтобы работать без сбоев в таких суровых условиях, поршни дизельных двигателей конструируются более тяжелыми, прочными и имеют большую массу.Недостатком является более высокая инерция, более высокие динамические силы, поэтому максимальная скорость двигателя ниже. Одна из причин, по которой дизельные двигатели имеют более низкую максимальную скорость (примерно 4500 об / мин) по сравнению с бензиновыми двигателями (примерно 6500 об / мин), — это более тяжелые механические компоненты (поршни, шатуны, коленчатый вал и т. Д.).

Термические нагрузки на поршень

Головка поршня находится в прямом контакте с горящими газами внутри камеры сгорания, поэтому подвергается высоким термическим и механическим нагрузкам .В зависимости от типа двигателя (дизельный или бензиновый) и типа впрыска топлива (прямой или непрямой) головка поршня может быть плоской или содержать чашу .

Тепловая нагрузка от температуры газа в процессе сгорания также является циклической нагрузкой на поршень. Он действует в основном во время такта расширения на стороне камеры сгорания поршня. В других тактах, в зависимости от принципа действия, тепловая нагрузка на поршень снижается, прерывается или даже оказывает охлаждающий эффект во время газообмена.Как правило, передача тепла от горячих дымовых газов к поршню происходит в основном за счет конвекции, и лишь небольшая часть является результатом излучения.

Изображение: Рабочие температуры поршня
Кредиты: [3]

Тепло, выделяемое при сгорании, частично поглощается поршнем. Большая часть тепла передается через площадь кольца поршня (около 70%). Юбка поршня отводит 25% тепла, а остальное передается дальше на поршневой палец, шатун и масло.Более высокая частота вращения двигателя означает более высокую температуру поршня . Это происходит потому, что накопленное тепло не успевает рассеяться между двумя последовательными циклами сгорания. В то же время более высокая нагрузка на двигатель означает более высокую температуру поршня, потому что при этом сгорает больше воздушно-топливной смеси, которая выделяет больше тепла.

Изображение: Распределение температуры в поршне бензинового двигателя
Кредит: [6]

Изображение: Распределение температуры в поршне дизельного двигателя с каналом охлаждения
Кредит: [6]

Изображение: Тепловая нагрузка поршня
Кредит: [7]

Что касается хода расширения, продолжительность действия тепловой нагрузки от сгорания очень мала.Следовательно, только очень небольшая часть составляющей массы поршня, вблизи поверхности на стороне сгорания, следует за циклическими колебаниями температуры. Таким образом, почти вся масса поршня достигает квазистатической температуры, которая, однако, может иметь значительные локальные изменения.

Охлаждение поршня

По мере увеличения удельной мощности в современных двигателях внутреннего сгорания поршни подвергаются возрастающим тепловым нагрузкам. Поэтому эффективное охлаждение поршня требуется чаще для обеспечения безопасности эксплуатации.

Изображение: 2009 Ecotec 2.0L I-4 VVT DI Turbo (LNF) Головка поршня и масляная форсунка
Кредит: GM

Температуру поршня можно снизить за счет циркуляции масла в средней части поршня. Это может быть достигнуто с помощью маслоструйных устройств, установленных на блоке двигателя, которые впрыскивают моторное масло через отверстие, когда поршень находится близко к нижней мертвой точке (НМТ).

Компания Tenneco Powertrain разработала новый стальной поршень для дизельных двигателей с «герметичной на весь срок службы» охлаждающей камерой в головке, что позволяет поршням безопасно работать при температурах в головке головки более чем на 100 ° C выше действующих ограничений.

Изображение: технология охлаждения поршня EnviroKool
Кредит: Tenneco

Для формирования коронки EnviroKool внутри поршня с помощью сварки трением создается встроенный охлаждающий канал, который затем заполняется высокотемпературным маслом и инертным газом. Эта камера постоянно закрыта приварной заглушкой. Согласно Tenneco Powertrain, технология EnviroKool позволяет преодолеть температурные ограничения обычных открытых галерей, в которых в качестве теплоносителя используется смазочное масло.

Типы поршней

Геометрия поршня ограничена из-за кубатуры ДВС. Поэтому основной способ увеличения механического и термического сопротивления поршня — увеличение его массы. Это не рекомендуется, потому что поршень с большой массой имеет большую инерцию, которая преобразуется в высокие динамические силы, особенно при высоких оборотах двигателя. Сопротивление поршня можно улучшить за счет оптимизации геометрии, но всегда будет компромисс между массой, механическим и термическим сопротивлением.

На первый взгляд поршень кажется простым компонентом, но его геометрия довольно сложна:

Изображение: Техническое описание дизельного поршня
Кредит: Kolbenschmidt

Изображение: Техническое описание бензинового поршня
Кредит: Kolbenschmidt

Обозначения:

  1. Диаметр чаши
  2. днище поршня
  3. камера сгорания (чаша)
  4. кромка днища поршня
  5. верхняя площадка поршня
  6. канавка компрессионного кольца
  7. посадочная площадка кольца
  8. основание канавки
  9. встраиваемое кольцо земля
  10. паза сторона
  11. маслосъемных кольцевой паз
  12. возврата
  13. масла отверстие
  14. поршневого палец босс
  15. удержания для паза на расстоянии
  16. паза для стопорного кольца
  17. поршня босса расстояние
  18. поршня босс расстояния
  19. активизировал край
  20. Диаметр поршня 90 ° C относительно отверстия 90 под поршневой палец 014
  21. отверстие поршневого пальца
  22. глубина чаши
  23. юбка
  24. зона кольца
  25. высота сжатия поршня
  26. длина поршня
  27. канал маслоохладителя
  28. держатель кольца
  29. втулка болта
  30. окно измерения диаметра
  31. развал коронки

Как видите, между дизельными и бензиновыми поршнями есть существенные различия.

Поршни дизельного двигателя должны выдерживать более высокие давления и температуры, поэтому они больше, крупнее и тяжелее. Они могут быть изготовлены из алюминиевых сплавов, стали или их комбинации. Поршень дизеля содержит часть камеры сгорания в головке поршня. Из-за формы поперечного сечения головки поршня поршень дизельного двигателя также называют поршнем с головкой омега.

Поршни бензиновых (бензиновых) двигателей легче и предназначены для более высоких оборотов двигателя.Они изготавливаются из алюминиевых сплавов и обычно имеют плоскую головку. Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском (DI) имеют специальные головки, чтобы направлять поток топлива качающимся движением.

Ниже вы можете увидеть несколько изображений дизельных и бензиновых (бензиновых) двигателей в высоком разрешении.

Изображение: Поршень LS9 6.2L V-8 SC (алюминий, бензин / бензиновый двигатель с непрямым впрыском)
Кредит: GM

Изображение: Поршень Ecotec 2.0L I-4 VVT DI Turbo (LNF) (алюминий, бензиновый / бензиновый двигатель с прямым впрыском)
Кредит: GM

Изображение: Поршень дизельного двигателя автомобиля с кольцами (алюминий, дизель)
Кредит: Kolbenschmidt

Изображение: Поршень из моностали (сталь, дизель) )
Кредит: Tenneco

Материалы поршней

Большинство поршней для автомобильной промышленности изготавливаются из алюминиевых сплавов .Это потому, что алюминий легкий, обладает достаточной механической прочностью и хорошей теплопроводностью. Есть тяжелые применения, коммерческие автомобили, в которых используются поршни из стали , которые более устойчивы к более высоким давлениям и температурам в камере сгорания.

Алюминиевые поршни изготавливаются из литых или кованых жаропрочных алюминиево-кремниевых сплавов. Есть три основных типа алюминиевых поршневых сплавов. Стандартный поршневой сплав представляет собой эвтектический сплав Al-12% Si, содержащий дополнительно ок.По 1% каждого из Cu, Ni и Mg [3].

Основными алюминиевыми сплавами для поршней являются [3]:

  • эвтектический сплав (AlSi12CuMgNi): литой или кованый
  • заэвтектический сплав (AlSi18CuMgNi): литой или кованый
  • специальный эвтектический сплав (AlSi12Cu4Ni только
  • , потому что
  • cast2Mg) алюминиевый сплав имеет более низкую прочность, чем чугун, поэтому необходимо использовать более толстые секции, поэтому не все преимущества легкого веса этого материала реализуются. Кроме того, из-за более высокого коэффициента теплового расширения алюминиевые поршни должны иметь больший рабочий зазор.С другой стороны, теплопроводность алюминия примерно в три раза выше, чем у железа. Это, вместе с большей толщиной используемых секций, позволяет алюминиевым поршням работать при температурах примерно на 200 ° C ниже, чем чугунные [8].

    В некоторых случаях прочность и износостойкость поршней из алюминиевого сплава недостаточны для удовлетворения требований по нагрузке, поэтому используются черные материалы (например, чугун, сталь). Существует несколько методов использования черных металлов в производстве поршней:

    • в качестве местного армирования, вставок из черных металлов (т.е.g., опоры колец)
    • в виде удлиненных частей композитных поршней (например, днища поршня, болтов)
    • поршней, полностью изготовленных из чугуна или кованой стали

    Изображение: композитный поршень для тяжелого двигателя — поперечное сечение
    Кредит: [8]

    Изображение: Поршень композитной конструкции для судовых дизельных двигателей
    Кредит: Warstila

    В поршнях и поршнях используются два типа черных металлов компоненты [6]:

    • чугун :
      • аустенитный чугун для держателей колец
      • чугун с шаровидным графитом для поршней и юбок поршней
    • сталь
      • хромомолибденовый сплав (42CrMo4)
      • хромомолибден-никелевый сплав (34CrNiMo6)
      • молибден-ванадиевый сплав (38MnVS6)

    чугун обычно имеют содержание углерода> 2%.Поршни в высоконагруженных дизельных двигателях и другие высоконагруженные компоненты двигателей и конструкции машин преимущественно изготавливаются из сферолитического чугуна M-S70. Этот материал используется, например, для изготовления цельных поршней и юбок поршней в композитных поршнях [6].

    Сплавы железа, обозначенные как стали, обычно имеют содержание углерода менее 2%. При нагревании они полностью превращаются в ковкий (пригодный для ковки) аустенит. Поэтому сплавы железа отлично подходят для горячей штамповки, такой как прокатка или ковка.

    Поршневые технологии

    Существует несколько передовых поршневых технологий, каждая из которых имеет целью увеличить механическое и / или термическое сопротивление, снизить коэффициент трения или общую массу (сохраняя в то же время механические и термические свойства).

    Ниже вы можете найти примеры современных поршней, производимых на заводе Kolbenschmidt , каждый с уникальными технологиями.

    Изображение: Поршень дизеля с охлаждающим каналом, втулкой болта и держателем кольца
    Кредит: Kolbenschmidt

    Изображение: Шарнирно-сочлененный поршень дизеля с кованой верхней стальной частью и алюминиевой юбкой
    Кредит: Kolbenschmidt

    Изображение: Поршень бензинового двигателя в оптимизированной по весу конструкции LiteKS® с держателем кольца
    Кредит: Kolbenschmidt

    Изображение: Литые держатели колец из чугуна многократно увеличивают долговечность первой кольцевой канавки дизельных поршней.Kolbenschmidt является лидером в разработке соединения Alfin с держателем кольца
    Кредит: Kolbenschmidt

    Изображение: Канавки под кольцо с твердым анодированием предотвращают износ и микросварку в поршнях для бензиновых двигателей
    Кредит: Kolbenschmidt

    Изображение: Поршни KS Kolbenschmidt имеют специальное покрытие LofriKS®, NanofriKS® или графит на юбке поршня. Они уменьшают трение внутри двигателя и обеспечивают хорошие характеристики при аварийной работе. Покрытия LofriKS® также используются по акустическим причинам.Их использование сводит к минимуму шум поршня. NanofriKS® является дальнейшим развитием испытанного и испытанного покрытия LofriKS® и дополнительно содержит наночастицы оксида титана для повышения износостойкости и долговечности покрытия.
    Кредит: Kolbenschmidt

    Изображение: Юбки поршней с железным покрытием (Ferrocoat ®) гарантируют надежную работу при использовании в алюминиево-кремниевых поверхностях цилиндров (Alusil®).
    Кредит: Kolbenschmidt

    Изображение: Отверстия поршневого пальца специальной формы (Hi-SpeKS®) повышают динамическую нагрузочную способность станины поршневого пальца, тем самым увеличивая долговечность поршня
    Кредит: Kolbenschmidt

    Ниже вы можете найти примеры современных поршней, производимых компанией Tenneco Powertrain (ранее Federal Mogul) , каждый из которых основан на уникальных технологиях.

    Изображение: Поршень Elastothermic® (алюминиевый поршень для бензиновых / бензиновых легких транспортных средств)

    Характеристики: поршень с охлаждающим каналом
    улучшает мощность и расход топлива бензиновых двигателей уменьшенных размеров
    — канал эластотермического охлаждения снижает температуру днища поршня на около 30 ° C.
    — снижение температуры первой кольцевой канавки примерно на 50 ° C, что приводит к уменьшению отложений нагара и износа канавок и колец для длительного срока службы; низкий расход масла и удар на
    ; зажигание

    Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

    Изображение: Алюминиевые поршни дизельного двигателя

    Характеристики:
    — оптимизированное расположение каналов для максимального охлаждения может привести к снижению температуры обода барабана до 10%
    — улучшенный боковой заброс методы значительно улучшают структурную устойчивость (даже при тонкостенных конструкциях)
    — изменение конструкции обода камеры сгорания и дно стакана могут увеличить усталостный ресурс до 100%.

    Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

    Изображение: поршни для дизельных двигателей из моностали (стальные поршни для дизельных автомобилей большой грузоподъемности или промышленного применения)

    Поршень Monosteel® обеспечивает прочность и охлаждающую способность, чтобы удовлетворить самые жесткие требования к двигателям на рынках тяжелых и промышленных двигателей, включая новое поколение давлений срабатывания двигателя, необходимых для дорожных правил Евро VI и выше.

    Прочная конструкция, состоящая из сварных с помощью инерционной сварки кованых стальных секций, образующих большие охлаждающие галереи, позволяет поршням Monosteel выдерживать возрастающие механические нагрузки. Эволюция Monosteel включает последние разработки для промышленных двигателей большого диаметра, а также использование тонкостенных легких поковок и отливок для дизельных двигателей легковых автомобилей.

    Основные характеристики продукта:
    — большая закрытая структурная галерея с превосходным охлаждением обода чаши и кольцевой канавки, уменьшающим деформацию канавки и улучшающим контроль масла и газового уплотнения
    — профилированное отверстие под палец без втулки
    — юбка по всей длине для стабильного поршня динамика, снижение риска кавитации гильзы и улучшение уплотнения кольца.
    — процесс обеспечивает гибкость материала с возможностью выбора материала коронки для уменьшения коррозии или окисления и / или выбора материала юбки для повышения технологичности.

    Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

    Изображение: Поршни с покрытием EcoTough® (алюминиевый поршень для бензиновых / бензиновых легких или тяжелых автомобилей)

    Поршень с покрытием EcoTough® обеспечивает важные преимущества, которые помогают удовлетворить потребности клиентов в более эффективные конструкции двигателей, в том числе сниженный расход топлива и выбросы CO 2 . Он сочетает в себе низкий износ и низкое трение в одном применении и снижает расход топлива на 0,8% по сравнению с обычным покрытием поршня.

    Ключевые преимущества:
    — совместима с существующей и усовершенствованной отделкой внутренних отверстий цилиндров и может быть беспрепятственно внедрена в серийное производство двигателей в качестве рабочих изменений
    — состав обеспечивает большую толщину, чем поршни с обычным покрытием, обеспечивая дополнительную защиту
    — соответствует строгим экологическим стандартам ; не содержит токсичных растворителей.
    — запатентованное усовершенствованное покрытие юбки поршня с твердыми смазочными материалами и армированием углеродными волокнами, специально разработанное для тяжелых условий работы с бензином.
    — Снижение трения в силовом цилиндре (поршень + кольца) на 10% по сравнению сстандартные покрытия, повышение экономии топлива до 0,4% / сокращение выбросов CO 2 в европейских испытаниях ездового цикла
    — снижение износа на 40% по сравнению со стандартными бензиновыми покрытиями, повышенная надежность современных бензиновых двигателей с наддувом DI
    — EcoTough® — это запатентованное покрытие FM

    Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

    Изображение: Поршень DuraBowl® (алюминиевый поршень для дизельных легких или тяжелых автомобилей)

    Усиление поршня DuraBowl® Особенности частичного переплавления кромки чаши :
    — чрезвычайное улучшение структуры алюминиевого материала, созданное локализованным переплавом с использованием технологии TIG.
    — повышение долговечности двигателей с высокой удельной мощностью до 4 раз по сравнению с поршнями без переплавки барабана.Допускает форму камеры сгорания, подвергающуюся высоким нагрузкам.
    — Технология FM DuraBowl® расширяет пределы алюминиевых поршней в самых сложных условиях за счет увеличения усталостной прочности (циклов) поршня

    Авторы и права: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

    Изображение: Elastoval II сверхлегкие поршни (алюминиевый поршень для бензиновых / бензиновых легких транспортных средств)

    Технология бензиновых поршней Avanced Elastoval® II основана на:
    — глубоких карманах под короной
    — наклонных боковых панелях
    — облегченной конструкции опоры пальца
    — тонких стенках 2.5 мм
    — оптимизированная площадь юбки и гибкость
    — Высокоэффективный сплав FM S2N

    Особенности и преимущества:
    — снижение веса на 15% по сравнению с бензиновыми поршнями предыдущего поколения
    — обеспечивает удельную мощность до 100 кВт / л
    — оптимизировано характеристики шума и трения
    Совместимость с опцией держателя кольца alfin для увеличения пикового давления в цилиндре и устойчивости к детонации

    Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

    Часто задаваемые вопросы о поршнях

    Для чего используются поршни?

    Поршни используются в двигателях внутреннего сгорания для передачи усилия на шатун и коленчатый вал, создавая крутящий момент двигателя.Поршни преобразуют давление газа из камеры сгорания в механическую силу.

    Что такое поршень и как он работает?

    Поршень — это компонент двигателя внутреннего сгорания, сделанный из алюминия или стали, используемый для преобразования давления газа из камеры сгорания в механическую силу, передаваемую на шатун и коленчатый вал.

    Из чего сделан поршень?

    Поршень может быть изготовлен из цветных металлов, алюминия (Al) или черных металлов, например, чугун или сталь .

    Какие бывают два типа поршневых колец?

    Два типа поршневых колец: компрессионные кольца и масляные кольца.

    Какие два основных типа поршневых двигателей?

    Двумя основными типами поршневых двигателей являются: дизельный двигатель поршневой и бензиновый (бензиновый) двигатель поршневой. Функция материала, два основных типа поршня: алюминиевый поршень и стальной поршень .

    Каков срок службы поршней?

    Поршень должен служить в течение всего срока службы транспортного средства, если условия эксплуатации являются номинальными (нормальная смазка, регулярное обслуживание двигателя, отсутствие чрезмерной нагрузки, отсутствие чрезмерной температуры). В нормальных условиях эксплуатации поршень должен прослужить не менее 300000 км до 500000 км и более.

    Что вызывает отверстия в поршнях?

    Обычно аномально высокие температуры вызывают плавление поршней, или детонация двигателя может вызвать трещины в поршнях.Неисправные форсунки могут подавать чрезмерное количество топлива в цилиндры, что может вызвать аномально высокую температуру сгорания и частично оплавить поршни.

    Как узнать, повреждены ли поршни?

    Если поршень поврежден, наиболее вероятными симптомами являются: потеря мощности из-за потери компрессии, чрезмерный дым в выхлопе или необычный шум двигателя.

    Можно ли починить сломанный поршень?

    Сломанный поршень не подлежит ремонту, его необходимо заменить.Поршни имеют очень жесткие геометрические допуски, которые, скорее всего, не будут соблюдены после ремонта. Кроме того, их механические и термические свойства будут изменены после ремонта, что приведет к дальнейшим повреждениям. Сломанный поршень может вызвать серьезные повреждения блока цилиндров, шатуна, клапанов и т. Д. И должен быть немедленно заменен.

    Можно ли водить машину с неисправным поршнем?

    Вы можете ездить с плохим поршнем, но это не рекомендуется. Повреждение поршня может привести к значительному выходу из строя блока цилиндров, коленчатого вала, шатунов, клапанов и т. Д.Если не заменить поврежденный поршень, это может привести к полному отказу двигателя.

    Повредит ли мой двигатель удар поршня?

    Удар поршня повредит двигатель, оставьте без присмотра. Удар поршня в течение длительного времени приведет к повреждению гильзы цилиндра и самого поршня.

    Уходит ли поршень при нагревании?

    Поршень частично уходит, когда двигатель прогрет. Удар поршня возникает из-за чрезмерного износа гильзы цилиндра или самого поршня.Когда двигатель нагревается, поршень имеет тепловое расширение, и зазор между поршнем и цилиндром уменьшается, что приводит к уменьшению удара поршня.

    Могу ли я ехать с ударом поршня?

    Можно ездить с хлопком поршня, но долго водить не рекомендуется. Удар поршня вызовет износ самого поршня и гильзы цилиндра. Удар поршня также может вызвать трещины в поршне, что может привести к полному отказу двигателя, если оставить его без присмотра.

    Что вызывает износ юбки поршня?

    Износ юбки поршня вызван недостаточной смазкой гильзы цилиндра маслом.В нормальном рабочем состоянии система смазки разбрызгивает масло на цилиндры, чтобы избежать прямого контакта между юбкой поршня и цилиндром. При неисправности системы смазки или при недостаточном уровне масла на стенках цилиндра не будет достаточно масла, и юбка поршня будет значительно изнашиваться.

    Ссылки

    [1] Клаус Молленхауэр, Хельмут Чоеке, Справочник по дизельным двигателям, Springer, 2010 г.
    [2] Хироши Ямагата, Наука и технология материалов в автомобильных двигателях, Woodhead Publishing in Materials, Кембридж, Англия, 2005 г. .
    [3] The Aluminium Automotive Manual, European Aluminium Association, 2011.
    [4] Heisler, Heinz, Vehicle and Engine Technology, Society of Automotive Engineers, 1999.
    [5] QinZhaoju et al., Поршневая термомеханическая муфта дизельного двигателя моделирование и многодисциплинарная оптимизация проектирования, Примеры в теплотехнике, Том 15, ноябрь 2019 г.
    [6] Испытания поршней и двигателей, Mahle GmbH, Штутгарт, 2012 г.
    [7] Скотт Кеннингли и Роман Моргенштерн, Тепловые и механические нагрузки в Область чаши сгорания легковых дизельных поршней из AlSiCuNiMg; Пересмотрено с акцентом на расширенный анализ методом конечных элементов и инструментальные методы тестирования двигателей, Federal Mogul Corporation, SAE Paper 2012-01-1330.
    [8] T.K. Гарретт и др., Автомобиль, 13-е издание, Баттерворт-Хайнеманн, 2001.
    [9] Н. Долатабади и др., Об идентификации событий удара поршня в двигателях внутреннего сгорания с использованием трибодинамического анализа, Механические системы и обработка сигналов, Том 58 –59, июнь 2015 г., страницы 308-324, Elsevier, 2014.
    [10] Клаус Молленхауэр и Гельмут Чоеке, Справочник по дизельным двигателям, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010.

    По любым вопросам, наблюдениям и запросам по этой статье , используйте форму комментария ниже.

    Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

    Альтернативные виды топлива для двигателей внутреннего сгорания

    1. Введение

    Нефть является бесспорным крупнейшим источником энергии для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Однако быстрое истощение запасов нефти из-за увеличения количества транспортных средств, выбросов загрязняющих веществ в продуктах сгорания, которые угрожают экологической системе, и опасения по поводу безопасности поставок из-за неравномерно распределенных запасов нефти по всему миру, из которых около 50 % расположен на Ближнем Востоке, поощряет поиск источников топлива, которые являются более экологически чистыми и имеют обширные запасы в мире [1].

    Бензин и дизельное топливо, которые производятся из сырой нефти, также могут быть получены синтетически из газов CO и H 2 методом, обнаруженным немецкими химиками Францем Фишером и Хансом Тропшем в 1923 году. Синтез Фишера-Тропша, запатентованный метод с 1926, обеспечивает получение синтетического жидкого топлива из многих видов углеродного и водородного сырья. Обычно уголь, природный газ и метан используются для получения больших количеств газов CO и H 2 , которые необходимы для реакций синтеза.Сегодня Германия, Индия, Китай и Южная Африка, обладающие крупными запасами угля, производят коммерчески синтетическое топливо с синтезом Фишера-Тропша [2, 3, 4]. Однако, поскольку состав синтетического бензина и дизельного топлива аналогичен составу природного бензина и дизельного топлива, их влияние на выбросы загрязняющих веществ от транспортных средств также аналогично.

    В этой главе, с целью снижения выбросов загрязняющих веществ в результате работы двигателей внутреннего сгорания, рассматриваются характеристики водорода, природного газа, ацетилена и этанола, которые являются альтернативными видами топлива и могут использоваться без изменения конструкции двигателей SI и CI, и их влияние на характеристики двигателя и выбросы выхлопных газов.Физические и химические характеристики бензина, дизельного топлива и альтернативных видов топлива, упомянутых в этой главе, показаны в таблице 1.

    Свойства Ацетилен Водород CNG Этанол Бензин Дизель
    Формула C 2 H 2 H 2 CH 4 C OH36 2 H 5 906 900 4 –C 12 C 8 –C 20
    Плотность (1 атм, 20 ° C (кг / м 3 )) 1.092 0,08 0,65 809,9 720–780 820–860
    Температура самовоспламенения (° C) 305 572 540 363 257 254
    Стехиометрическое соотношение (кг / кг) 13,2 34,3 17,2 9 14,7 14,5
    Моторное октановое число 45–50 130 105 89.7 95–97
    Пределы воспламеняемости в воздухе (% об.) 2,5–81 4–74,5 5,3–15 3–19 1,4–7,6 0,6 –5,5
    Температура адиабатического пламени (K) 2500 2400 2320 2193 2300 2200
    Мин. Диаметр закалки (мм) 0,85 0,9 3,53 2.97 2,97
    Мин. энергия воспламенения (МДж) 0,019 0,02 0,29 0,23 0,23
    Максимальная скорость пламени (м / с) 1,5 3,5 0,42 0,61 0,5 0,3
    Нижняя теплота сгорания (кДж / кг) 48,225 120,000 49,990 26,700 43.000 42,500

    Топливо, используемое в ДВС, обычно производится из первичных ресурсов. Чтобы преобразовать источник в топливо и доставить это топливо к транспортному средству, проводится анализ от скважины к резервуару (WTT) с точки зрения потребления энергии и выбросов парниковых газов. Балансы энергии и парниковых газов, полученные в результате анализа WTT на основе 2010–2020 + годов для альтернативных видов топлива в ЕС, показаны в таблице 2. Когда таблица 2 исследуется в соответствии с типами топлива, максимальная энергия потребляется для производства газообразного водорода и минимальные затраты энергии на бензиновое топливо.С другой стороны, когда таблица 2 сравнивается с точки зрения ресурсов, наибольшее потребление энергии получается как 3,11 МДж / МДж при использовании электролиза при производстве водорода, в то время как наименьшее потребление энергии составляет 0,1 МДж / МДж при производстве должен газ убирать из географии ЕС. Из таблицы 2 видно, что наибольшее значение CO 2 образуется при получении газообразного водорода, а наименьшее значение выбросов выделяется для бензинового топлива. С точки зрения ресурсов, в то время как самое высокое значение выбросов парниковых газов достигается как 237 г CO 2 / МДж при производстве водорода из угля, наименьшее количество парниковых газов составляет 3.3 г CO 2 / МДж при производстве синтетического природного газа из ветровой электроэнергии.

    0,15
    Топливо Ресурс Затраченная энергия [МДж / МДж топливо] Выбросы парниковых газов [г CO 2 / МДж]
    Бензин 13,8
    Дизель Сырая нефть 0,20 15,4
    Природный газ EU-mix NG 0.17 13,0
    Импортированный ПГ 7000 км 0,29 22,6
    Импортированный ПГ 4000 км 0,21 16,1
    СПГ * 0,28 19,9
    Сланцевый газ 0,10 7,8
    Синтетическое из ветряного электричества 1,05 3,3
    Этанол Сахар * 1,20 28.4
    Пшеница * 1,31 55,6
    Другое * 1,66 41,4
    Водород Природный газ * 1,10 118
    Уголь * 1,45 237
    Биомасса * 1,05 14,6
    Электричество * 3,11 190

    Таблица 2.

    Баланс энергии и парниковых газов в анализах WTT для ЕС (2010–2010 гг. 2020+) [154].

    2. Ацетилен

    Ацетилен использовался в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания в начале 1900-х годов. В 1901 году Гюстав Уайтхед использовал двигатель мощностью 15 кВт, работающий на ацетилене, на своем летательном аппарате. К 1940-м годам ацетилен начал использоваться в автомобилях. В те годы было выдано около 4000 лицензий на перевод автомобилей на альтернативные виды топлива, причем более половины из них приходилось на перевод на ацетилен [5]. В настоящее время ацетилен используется только в металлургической и химической промышленности и не используется в автомобилях.Тем не менее, экспериментальные исследования по использованию ацетилена в ДВС в последние годы набирают обороты из-за высокой скорости пламени и плотности энергии.

    Ацетилен был впервые открыт Эдмундом Дэви в 1836 году. Но впоследствии о нем забыли. Марселлен Бертло заново открыл это углеводородное соединение в 1860 году. Он придумал этому соединению название «ацетилен» [6].

    Ацетилен, первый член алкинов (C n H 2n − 2 ), представляет собой газ без цвета и запаха, но с запахом, похожим на запах чеснока, если он получен из карбида кальция.Газообразный ацетилен в больших количествах не встречается в природе, но обычно его получают в результате реакции карбида кальция с водой [7]. Карбид кальция (CaC 2 ) получают нагреванием смеси негашеной извести и кокса в электродуговых печах до 2000–2100 ° C. Негашеную известь (CaO) получают путем нагревания карбоната кальция (CaCO 3 ) примерно до 900 ° C. На рис. 1 схематически представлена ​​комплексная установка по производству карбида кальция [8]. Более того, процессы видны в уравнениях.(1) и (2) [8, 9, 10].

    Рисунок 1.

    Комплексное производство карбида кальция [8].

    CaCO3 + тепло → CaO + CO2E1

    CaO + 3C → CaC2 + COE2

    Ацетилен имеет более высокую скорость пламени и более высокую плотность энергии, чем бензин и дизельное топливо [11], следовательно, ацетиленовые двигатели могут больше приблизиться к термодинамически идеальному КПД цикла двигателя. Но октановое число ацетилена ниже, чем у других видов топлива, используемых в двигателях внутреннего сгорания [12]. Поэтому максимальный расход ацетилена ограничивается началом детонации.Более низкая энергия воспламенения, высокая скорость пламени, широкие пределы воспламеняемости и более низкое октановое число приводят к преждевременному воспламенению и нежелательному явлению горения, называемому детонацией [13, 14]. Это основные проблемы, возникающие при использовании ацетилена в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания.

    В двигателях SI ацетилен и бензин впрыскиваются либо во впускной коллектор, либо непосредственно в цилиндр, и смесь воспламеняется свечой зажигания в конце такта сжатия. В дизельных двигателях ацетилен либо всасывается вместе с всасываемым воздухом, либо впрыскивается непосредственно в цилиндр и сжимается.Однако смесь ацетилен-воздух не самовоспламеняется из-за очень высокой температуры самовоспламенения. Небольшое количество дизельного топлива, называемого пилотным топливом, впрыскивается в смесь в конце такта сжатия. Пилотное дизельное топливо автоматически воспламеняется первым и воспламеняет смесь ацетилена с воздухом, такую ​​как свеча зажигания. Таким образом, двухтопливные дизельные двигатели сочетают в себе черты двигателей SI и CI [15, 16, 17].

    Основные преимущества использования ацетилена в качестве бензин-ацетиленовых смесей в двигателях SI [5, 18, 19, 20, 21]:

    • Смеси ацетилен-бензин могут использоваться в двигателях SI при любой нагрузке от низкой до полной. нагрузка.Однако его также можно использовать в качестве единственного топлива при частичных нагрузках.

    • Если ацетилен смешать с бензином в стехиометрических условиях, это приведет к снижению расхода бензина при постоянной выходной мощности, как показано в таблице 3. В то же время, как видно на рисунке 2, выбросы углеводородов были значительно сокращены. нагрузок и, как видно на Рисунке 3, выбросы NO снизились при полной нагрузке в соответствии с работой с бензином [18]. Экспериментальные исследования [18] проводились при 1500 об / мин и стехиометрическом соотношении в условиях 25, 50, 75% и полной нагрузки.Ацетилен впрыскивался во впускной коллектор испытательного двигателя через газовую форсунку 500 и расход газа 1000 г / ч.

    • Ацетилен увеличивает предел плохого сгорания при частичных нагрузках в двигателях SI. Двигатель может работать в обедненных условиях на бензино-ацетиленовых смесях. Как видно на рисунках 4 и 5, термический КПД двигателя увеличивается, а удельный расход топлива уменьшается. Кроме того, при высоких коэффициентах эквивалентности наблюдаются довольно низкие выбросы выхлопных газов.Выбросы NO практически отсутствуют, поскольку в обедненных топливно-воздушных смесях температура в цилиндрах снижается, а выбросы несгоревших углеводородов значительно снижаются по сравнению с работой на бензине в двигателях SI, как это видно на рисунках 6 и 7. С использованием ацетилена в качестве альтернативы. топлива в двигателях SI, загрязнение воздуха от автомобилей с двигателями SI в больших городах может быть значительно снижено [19].

    • Ацетилен работает в дизельных двигателях с двухтопливным режимом за счет небольшой модификации двигателя и одновременно снижает выбросы NOx, HC, CO и CO 2 , способствуя значительному снижению расхода дизельного топлива [16].Ацетилен нельзя использовать в качестве единственного топлива в дизельных двигателях из-за высокой степени сжатия. В этом исследовании испытания проводились на четырехтактном дизельном двигателе с номинальной выходной мощностью 4,4 кВт при 1500 об / мин, с небольшими изменениями во впускном коллекторе для удержания газового инжектора. Расход газа 110, 180 и 240 г / ч и оптимизированное время впрыска устанавливались с помощью ЭБУ. В таблице 4 показано соотношение доли энергии дизельного топлива и ацетилена при расходе 240 г / ч [16].

    • В странах с большими запасами угля и небольшими запасами нефти или без них ацетилен может использоваться в автомобилях, которые составляют большую часть транспортных потоков.Таким образом можно уменьшить потребность страны в нефти.

    Таблица 3.

    Массовые потоки топлива, пиковое давление и опережение искры [18].

    * 2 CA после верхней мертвой точки

    Рисунок 2.

    Разновидность HC с тормозным усилием (1500 об / мин, разные нагрузки) [18].

    Рисунок 3.

    Разновидность NO с тормозным усилием (1500 об / мин, разные нагрузки) [18].

    Рисунок 4.

    Изменение BTE с коэффициентом избытка воздуха (1500 об / мин, нагрузка 25%) [19].

    Рисунок 5.

    Вариация BSFC с коэффициентом избытка воздуха (1500 об / мин, нагрузка 25%) [19].

    Рисунок 6.

    Изменение NO в зависимости от коэффициента избытка воздуха (1500 об / мин, нагрузка 25%) [19].

    Рисунок 7.

    Вариация UHC с коэффициентом избытка воздуха (1500 об / мин, нагрузка 25%) [19].

    Нагрузка (%) Энергетический эквивалент дизельного топлива (кВт) Энергетический эквивалент ацетиленового топлива (кВт) Энергетическая доля газа (%) Энергетическая доля дизельного топлива ( %)
    0 4.01 3,21 44 56
    25 5,31 3,21 38 62
    50 7,79 3,21 29 71
    75 9,33 3,21 26 74
    100 10,39 3,21 24 76

    Таблица 4.

    Соотношение доли энергии дизельного топлива и ацетилена при 240 г / ч [16].

    Основные недостатки ацетилена как альтернативного моторного топлива [22, 23, 24, 25, 26]:

    • Ацетилен — очень взрывоопасный газ, чувствительный к давлению и температуре. По этой причине в транспортных средствах, которые используют ацетилен в качестве топлива, следует серьезно относиться к мерам безопасности, и их не следует парковать в закрытых помещениях.

    • Ацетилен — это топливо с очень низкой энергией воспламенения, которое может вызвать возгорание во впускном коллекторе.

    • Поскольку детонационная стойкость ацетилена низкая, во избежание детонации необходимо точно отрегулировать соотношение воздух-топливо.

    • Ацетилен может использоваться в качестве единственного топлива в двигателях SI только в условиях очень бедной топливовоздушной смеси. В очень обедненных условиях мы не можем получить от двигателя максимальную мощность.

    • Хранение ацетилена в автомобилях — нерешенная проблема. Поскольку ацетилен разлагается под давлением 2,5 бар, его нельзя хранить в виде сжатого газа, как другие газы. Ацетилен хранится растворенным в ацетоне, содержащемся в металлическом цилиндре с пористым наполнителем под давлением 18 бар.Когда баллоны с ацетиленом пусты, заполнение на месте невозможно. Поэтому разборка и монтаж цилиндра является серьезным недостатком. Несмотря на то, что баллоны с ацетиленом производятся разных размеров, вместимость 8,7 м 3 имеет объем около 60 литров и средний вес (полный) 70 кг [27]. Эта ситуация вызывает большие трудности на практике.

    • Другой метод — это производство ацетилена из карбида, как в 1940-х годах, и использование его без хранения. Этот метод требует сложной системы, как показано на рисунке 1.Утилизация остатка, называемого гидроксидом кальция, является еще одной важной проблемой бортовой системы выработки топлива

    3. Природный газ

    Природный газ — это ископаемое топливо, обнаруженное в природных заповедниках, связанное или не связанное с нефтью [28]. Стоимость получения от природы ниже, чем у других ископаемых видов топлива. Природный газ состоит примерно на 90% из метана, 3% этана, 3% азота, 2% пропана и других газовых примесей. Метан, который всегда является доминирующим компонентом природного газа, является первым членом семейства алканов.Благодаря высокому соотношению H / C природный газ известен как самое чистое топливо из ископаемых видов топлива. Благодаря своим экологическим преимуществам во многих странах городские автобусы работают с двигателями, работающими на природном газе. Содержание газа CO 2 , которое обычно должно составлять от 180 до 280 частей на миллион в атмосфере, достигло 405 частей на миллион по состоянию на сентябрь 2018 года из-за чрезмерного использования ископаемого топлива [29]. Поэтому многие страны поощряют использование в транспортных средствах природного газа вместо бензина и дизельного топлива. Поскольку природный газ идеально смешивается с воздухом, он легко воспламеняется, обеспечивает чистое сгорание и дает большое количество тепла.Тепловой КПД двигателей, работающих на природном газе, выше, чем у бензиновых двигателей, так как эти двигатели имеют более высокую степень сжатия, чем бензиновые двигатели [28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35].

    В отличие от бензиновых и дизельных двигателей, двигатели внутреннего сгорания, работающие на природном газе, не требуют обогащения топлива при холодном пуске, а выбросы выхлопных газов не зависят от низких температур. Транспортные средства, работающие на природном газе (NGV), производят выбросы ниже нормы EURO 6 в соответствии с транспортными средствами, работающими на нефтяном топливе [30].

    Согласно отчету NGV Global, количество газомоторных автомобилей и заправочных станций в мире быстро растет (Рисунки 8 и 9). По данным на 2018 год, Китай занимает первое место в парке газомоторных автомобилей с 6080000 автомобилей и 8400 АЗС. По количеству газомоторного топлива Иран, Индия и Пакистан идут после Китая. Общее количество газомоторных автомобилей на июнь 2018 г. достигло 26 130 000 [31].

    Рисунок 8.

    Количество автомобилей, работающих на природном газе в мире по годам [31].

    Рисунок 9.

    Количество газозаправочных станций в мире по годам [31].

    Самый большой недостаток для сектора газомоторного транспорта — проблема хранения природного газа. Природный газ легче воздуха. Хотя плотность воздуха на уровне моря при 15 ° C составляет 1,225 кг / м 3 , хотя плотность природного газа зависит от его состава, она составляет около 0,71 кг / м 3 . Поскольку природный газ является легким газом, плотность энергии на единицу объема невысока, и для обеспечения разумного расстояния перемещения объем хранилища следует выбирать большим.К счастью, технология развивалась, и природный газ начал храниться в стальных или углеродных трубах под давлением 200 бар с помощью компрессоров высокого давления. Парковка автомобилей на природном газе в закрытых помещениях опасна из соображений безопасности. В настоящее время автомобили с двигателями, работающими на природном газе, имеют запас хода более 300 миль с одной заправкой. Кроме того, природный газ не является возобновляемым источником энергии, как другие ископаемые виды топлива [35, 36, 37].

    Высокая детонационная стойкость природного газа позволяет использовать его в двигателях с более высокой степенью сжатия по сравнению с бензиновыми двигателями.Эксплуатация автомобилей, работающих на природном газе, при более высоких степенях сжатия, чем автомобили с бензиновым двигателем, увеличивает термический КПД. Как видно на рисунке 10, в ходе испытаний, проведенных при различных степенях сжатия природного газа и смесей природного газа с водородом (HCNG), был получен минимальный расход топлива для степени сжатия 12,5. На рисунке 11 показано, что выбросы THC ниже стандартов Euro VI во всех степенях сжатия [30]. Эксперименты проводились на доработанном дизельном двигателе, имеющем 9.6, 12,5 и 15 различных степеней сжатия при 1500 об / мин в условиях полной нагрузки, работающих на смеси обогащенного водородом сжатого природного газа (100% CNG, 95% CNG + 5% H 2 , 90% CNG + 10% H 2 и 80% CNG + 20% H 2 ). Характеристики двигателя и параметры выбросов были получены при опережения зажигания 10 ° CA BTDC и различных коэффициентах избытка воздуха (λ = 0,9–1,3).

    Рис. 10.

    Значения THC в зависимости от степени избытка воздуха с использованием различных степеней сжатия [30].

    Рисунок 11.

    Значения BSFC в зависимости от степени избытка воздуха с использованием различных степеней сжатия [30].

    Значения NO X для λ = 1,0 и λ = 1,15 показаны в таблице 5. Как видно из таблицы, увеличение степени сжатия и значений доли водорода приводит к увеличению значений NO X .

    CR H 2 (%) λ = 1,0 λ = 1,15
    9.6 0 2000 3620
    5 2100 3825
    10 1710 4185
    20 1535 4225
    12,5 0 2040 4410
    5 1940 4200
    10 2260 4520
    20 2210 4695
    15 0 2045 4465
    5 2570 4700
    10 2660 4565
    20 3030 4350

    Таблица 5.

    NO X значений (ppm) для λ = 1,0 и λ = 1,15 [30].

    4. Этанол

    Этанол обычно производится из возобновляемых источников, таких как биомасса и сельскохозяйственное сырье [38, 39]. Итак, этанол получил широкое распространение в качестве альтернативного топлива в двигателях внутреннего сгорания. Октановое число этанола выше, чем октановое число бензина. Высокое октановое число этанола позволяет использовать этанол в качестве топлива в двигателе SI с более высокой степенью сжатия [40].Скрытая теплота испарения этанола увеличивает охлаждающий эффект в цилиндре, эта ситуация приводит к увеличению объемного КПД [41]. Этанол горит чище, чем бензин и дизельное топливо, и производит меньше CO, CO 2 и NO x . Он имеет низкий коэффициент диффузии и трудность воспламенения при низкой температуре, поэтому сгорание не завершается при низкой температуре и содержание углеводородов увеличивается по сравнению с бензином при использовании этанола. Химический состав этанола: C 2 H 5 OH.Процент водорода в этаноле выше, чем в бензине.

    Недавно природоохранные органы в крупных городских центрах выразили обеспокоенность по поводу истинного эффекта от использования смесей этанола, содержащих до 20% в используемых транспортных средствах без каких-либо изменений в настройке блока управления двигателем (ЭБУ), а также по поводу вариантов эти эффекты за годы эксплуатации этих автомобилей [40].

    Чистый этанол можно использовать в двигателях внутреннего сгорания, но есть некоторые проблемы [42, 43, 44, 45].Вот эти проблемы;

    1. Этанол имеет низкую скорость пламени. Значит, у него плохая функция холодного пуска. Использование в качестве топлива в зимние месяцы затруднено.

    2. Легковых автомобилей, рассчитанных на 100% этанол, не существует. Использование чистого этанола может повредить двигатели. Даже двигатели, которые могут работать со смесями бензина и этанола, могут содержать до 85% этанола.

    3. Этанол — коррозионно-агрессивное топливо. Итак, материалы и поверхности деталей камеры сгорания, все пластмассы, контактирующие с топливом и системой впрыска топлива, должны быть улучшены.

    5. Водород

    Хотя водород является наиболее распространенным элементом в мире и не существует в природе в чистом виде, его необходимо производить из таких источников, как вода и природный газ. Воздействие водорода на окружающую среду и энергоэффективность зависят от того, как он производится [46, 47].

    Водород давно изучается как альтернативное газовое топливо. Водород не имеет некоторых проблем, связанных с жидким топливом, таких как паровая пробка, закалка с холодной стенкой, недостаточное испарение и бедное смешение.Водород имеет чистое горение. При сжигании водорода выделяется в основном вода. При сгорании водорода не выделяются токсичные продукты, такие как углеводороды, монооксид углерода и диоксид углерода [48]. Самым важным преимуществом водорода является то, что он не производит газа CO 2 , который является одним из наиболее важных источников глобального потепления. Кроме того, водород имеет более широкий предел воспламеняемости, чем бензин, дизельное топливо и природный газ [49, 50]. Кроме того, водород имеет высокую скорость пламени и высокую температуру самовоспламенения [51].Также водород легко может гореть в сверхбедных смесях [52]. Энергия, необходимая для воспламенения водородно-воздушной смеси, составляет всего 0,02 МДж. Поэтому он идеален для слабых смешанных ожогов [50]. Наконец, водород можно использовать при широких степенях сжатия в двигателях внутреннего сгорания, поскольку температура самовоспламенения водорода слишком высока [53]. Благодаря этим свойствам было проведено множество исследований по использованию водорода в двигателях внутреннего сгорания [54, 55, 56].

    Из-за низкой энергии, необходимой для воспламенения водорода, смесь немедленно воспламеняется при контакте с горячей точкой в ​​цилиндре.В результате может возникнуть детонация [56, 57]. Как видно из рисунка 12, еще одним недостатком водорода является его низкая плотность энергии [58]. Кроме того, образование выбросов NO X увеличивается при горении водорода из-за высокой температуры пламени [59, 60]. Увеличение NO X с водородом можно увидеть на Рисунке 13.

    Рисунок 12.

    Энергетическая плотность некоторых видов топлива [145].

    Рис. 13.

    Изменения NOX при разных оборотах двигателя (a) [61] и различной степени избытка воздуха (b) [62] при добавлении водорода к бензину.

    Эксперименты, включенные в исследование на чистом водороде и бензине [61], в которых был взят рисунок 13, проводились на четырехцилиндровом, четырехтактном двигателе SI с карбюратором, имеющем степень сжатия 8,8: 1. Момент зажигания был установлен на 10 ° перед верхней мертвой точкой (ВМТ). Двигатель работал в диапазоне частот от 2600 до 3800 об / мин. В экспериментальном исследовании [62] испытания проводились при частоте вращения двигателя 1400 об / мин, давлении воздуха в коллекторе 61,5 кПа, времени зажигания MBT и различных соотношениях избыточного воздуха (1.0–2,6). В этом исследовании, чтобы моделировать водород, мольное отношение водорода к кислороду было зафиксировано на уровне 2: 1 за счет регулировки продолжительности впрыска водорода и кислорода. Кроме того, в испытаниях были приняты три стандартные объемные доли кислорода в общем поступающем газе, равные 0, 2 и 4%.

    6. Водородная смесь

    Поскольку водород оказывает отрицательное воздействие на двигатель внутреннего сгорания, он используется в виде смеси, а не в чистом виде. Наиболее распространенная водородная смесь — HCNG. Смесь образована смешением природного газа.Смеси природного газа и водорода (HCNG), которые считаются альтернативным топливом для обычных двигателей, представляют собой смеси, созданные для объединения превосходных свойств природного газа и водорода. Существует множество исследований [63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70] с использованием HCNG в качестве альтернативного топлива.

    Как видно на рисунке 14, добавление водорода вызывает увеличение теплового КПД и вызывает расширение пределов воспламеняемости. Кроме того, при рассмотрении цифр видно, что добавление водорода увеличивает стабильность горения и значение тормозной мощности, а также снижает удельный расход топлива.

    Рисунок 14.

    Значения BTE, COV, мощности и BSFC в зависимости от соотношения эквивалентности при 2200 об / мин, 50% WOT с синхронизацией MBT и разным процентным содержанием водорода [69].

    Более того, как видно на Рисунке 15, добавление водорода к природному газу приводит к снижению выбросов CO и HC и увеличению значений NO X . В экспериментальном исследовании, на котором был взят рисунок 15, эксперименты проводились при 2000, 2400 и 2800 об / мин с широко открытой дроссельной заслонкой и изменением степени эквивалентности.Двигатель с одноцилиндровым двигателем, имеющий степень сжатия 7,25: 1, работал на сжатом природном газе, а смеси водорода в КПГ составляли 5, 10, 15 и 20% энергии.

    Рис. 15.

    Значения выбросов в зависимости от коэффициента эквивалентности при 2000 об / мин (a), 2400 об / мин (b) и 2800 об / мин (c) и при различных расходах водорода [70].

    Другой смесью, полученной с использованием водорода, является смесь этанола и водорода. В литературе можно найти множество исследований по использованию водорода и этанола в двигателях внутреннего сгорания [71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85].

    В экспериментальном исследовании [85], в котором был взят рисунок 16, эксперименты проводились на двигателе с воспламенением от сжатия, модифицированном для работы в режиме искрового зажигания, работающем на двухтопливной комбинации водород-этанол с различным процентным содержанием водорода (0– 80%) в условиях степени сжатия 7: 1, 9: 1 и 11: 1 путем изменения момента зажигания искры при постоянной скорости 1500 об / мин.

    Рис. 16.

    Изменения BSFC в зависимости от времени воспламенения при степенях сжатия 7: 1 и 11: 1 для различных смесей этанола и водорода [85].

    В исследовании, проведенном со смесью водород-ацетилен, Sampath Kumar et al. [86] были исследованы характеристики и поведение выбросов двигателя SI, работающего на водородно-ацетиленовом топливе. Результаты показали, что термический КПД тормозов увеличился, а значения выбросов снизились по сравнению с бензином.

    В другом исследовании Tangöz et al. [87] были проанализированы характеристики и выбросы двигателя SI, работающего на ацетилен-водороде при фиксированном значении BMEP, равном 2.095 бар, нагрузка 30 Нм и частота вращения двигателя 1500 об / мин в условиях обедненной смеси (λ = 1,3–2,8). Как видно из рисунков 17 и 18, экспериментальные результаты показали, что значения удельного расхода топлива снижаются между 18,5 и 20,1% за счет добавления водорода в смесь. Значения термического КПД тормозов снижаются от 6,2 до 3,3% при добавлении водорода в смесь. Кривые давления в цилиндре и скорости тепловыделения продвигаются в верхнюю мертвую точку за счет добавления водорода к ацетилену.Добавление водорода в ацетилен приводит к снижению выбросов CO и HC и увеличению значений NO X для фиксированной лямбды.

    Рисунок 17.

    Значения SFC и BTE в зависимости от различных фракций водорода [87].

    Рис. 18.

    Выбросы CO и HC в зависимости от различных долей водорода [87].

    7. Альтернативные виды топлива для новых применений ДВС

    Сегодня одной из наиболее важных проблем при использовании двигателей внутреннего сгорания является производство вредных выхлопных газов.По этой причине было проведено множество исследований по снижению выбросов при сохранении рабочих характеристик двигателя с помощью новых приложений ICE, таких как HCCI, RCCI, PCCI и PPC. Более того, с целью сокращения выбросов некоторые из этих исследований были сосредоточены на использовании альтернативных видов топлива. В новых двигателях есть процесс, в котором гомогенная смесь воздуха и топлива сжимается в условиях, когда самовоспламенение происходит ближе к концу такта сжатия, за которым следует сгорание, которое значительно быстрее, чем сгорание обычного дизельного топлива или топлива Отто. .Самовоспламенение и фазировка сгорания в цилиндре регулируются расслоением смеси и синхронизацией впрыска топлива [88, 89, 90, 91, 92, 93]. Применение этих двигателей по сравнению с обычными двигателями позволяет снизить выбросы оксидов азота и сажи и достичь более высокого теплового КПД [94, 95, 96, 97, 98]. Однако в этих двигателях очень сложно управлять автоматическим зажиганием. Было проведено множество исследований для управления процессом самовоспламенения в двигателях с использованием альтернативных видов топлива, имеющих высокую температуру самовоспламенения, низкую реактивность или высокое октановое число.

    Одним из наиболее важных новых приложений ДВС является воспламенение от сжатия однородного заряда (HCCI). Для управления процессом самовоспламенения в двигателе HCCI в качестве альтернативного топлива используются некоторые виды топлива с высокой температурой самовоспламенения. При рассмотрении этих исследований видно, что исследования были сосредоточены на природном газе [99, 100, 101, 102, 103, 104], этаноле [105, 106, 107, 108], ацетилене [109, 110, 111, 112, 113, 114] и водород [115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122]. Воспламенение от сжатия с контролируемой реактивностью (RCCI), воспламенение от сжатия с предварительным смешиванием заряда (PCCI) и сгорание с частичным предварительным смешиванием (PPC) являются другими новыми приложениями ДВС.В двигателях топливо с низкой реакционной способностью вводится из порта впрыска для образования гомогенной смеси в цилиндре, а топливо с высоким цетановым числом впрыскивается непосредственно в цилиндр для управления фазированием и продолжительностью сгорания. Топливо с высоким октановым числом или низкой реакционной способностью с устойчивостью к самовозгоранию более благоприятно для горения RCCI, PCCI и PPC. По этой причине большинство исследований двигателей RCCI, PCCI и PPC сосредоточено на природном газе [89, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133] и этаноле [ 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144] в качестве альтернативного топлива.

    В результате было обнаружено, что рабочие параметры, такие как тип топлива, состав топлива, соотношение воздух-топливо и температура на входе, значительно влияют на рабочий режим новых приложений ДВС. Однако считается, что полная структура для каждого режима приложения ICE не была предоставлена. Более того, несмотря на значительное снижение NO X и выбросов сажи в приложениях, работающих на альтернативных топливах, значительные количества образующихся выбросов HC и CO все еще остаются проблематичными.

    8. Заключение

    Ацетилен обладает некоторыми подходящими свойствами, такими как высокая плотность энергии, высокая температура пламени, высокая скорость пламени и низкий уровень выбросов. По этой причине считается, что в будущем можно будет использовать важное топливо или альтернативное топливо для двигателей внутреннего сгорания. Он увеличивает термический КПД тормозов и способствует снижению расхода топлива и всех значений выбросов. Однако следует провести некоторые исследования для повышения ударопрочности ацетилена.Более того, для использования ацетилена в качестве альтернативного топлива в транспортных средствах необходимо разработать эффективные методы производства и новые методы хранения. Наконец, чтобы определить, является ли ацетилен экономичным или нет, необходимо провести анализ до резервуара.

    Глядя на современные области применения, становится очевидным, что топливо из природного газа является подходящим топливом, особенно для двигателей SI с высокой степенью сжатия из-за высокой детонационной стойкости. Эксплуатация автомобилей, работающих на природном газе, при более высоких степенях сжатия, чем автомобили с бензиновым двигателем, снижает BSFC.С другой стороны, природный газ, наиболее чистое ископаемое топливо из-за высокого отношения H / C, обеспечивает большее сокращение выбросов THC, чем стандарт Euro VI, при соблюдении подходящей степени сжатия. Однако, чтобы его можно было использовать во всех двигателях, необходимо устранить проблему хранения. Кроме того, необходимо провести исследования по увеличению плотности энергии.

    Этанол имеет высокое октановое число. Однако он дороже ископаемого топлива и имеет коррозионные свойства. Кроме того, даже двигатели, которые могут работать со смесями бензин-этанол, могут содержать до 85% этанола.Этанол можно смешивать с другим альтернативным топливом для повышения плотности энергии. Этанол горит чище, чем бензин и дизельное топливо, и производит меньше CO, CO 2 и NO x , но содержание HC увеличивается из-за его низкого коэффициента диффузии и трудности воспламенения при низкой температуре.

    Водород — чистое топливо с очень высокой удельной массой энергии. Характеристики быстрого горения водорода позволяют работать двигателю на высоких оборотах, и для водорода возникают меньшие тепловые потери, чем для бензина. NO x Выбросы двигателя, работающего на водороде, примерно в 10 раз ниже, чем у двигателя, работающего на бензине, если он работает на обедненной смеси.Поскольку водород имеет некоторые недостатки, такие как очень низкая энергия воспламенения и объемная плотность энергии, его смешивают с другими видами топлива, особенно с природным газом, для использования в двигателях SI.

    Необходимо провести интенсивные исследования, такие как использование водорода в жидком состоянии, чтобы решить проблемы хранения, чтобы достичь желаемого уровня использования в двигателях внутреннего сгорания. Также следует изучить методы или смеси, которые уменьшают образование NO x .

    Несмотря на значительное сокращение выбросов NO X и сажи в новых приложениях ДВС, таких как HCCI, RCCI, PCCI и PPC, работающих на альтернативных видах топлива, образование значительных объемов выбросов HC и CO по-прежнему остается проблематичным.

    Следовательно, каждое топливо имеет положительные и отрицательные свойства для использования в двигателях внутреннего сгорания. Существуют различия во влиянии каждого альтернативного топлива на выбросы и работу двигателя. Дальнейшие исследования могут быть выполнены для получения подходящего гибридного топлива путем сравнения этих альтернативных видов топлива для уменьшения всех выбросов и улучшения характеристик двигателя.

    Сокращения

    BMEP Среднее эффективное давление тормоза
    BSFC Удельный расход топлива тормоза
    BTE Тепловой КПД тормоза
    CA BTDC Угол поворота коленвала до верхней мертвой точки
    CI Двигатель с воспламенением от сжатия
    COV Коэффициент вариации
    CR Степень сжатия
    EU Европейский Союз
    HCNG смеси природного газа и водорода
    ICE двигатель внутреннего сгорания
    MBT максимальный тормозной момент
    NGV автомобили на природном газе
    SI искровое зажигание
    WOT широко открытая дроссельная заслонка
    WTT скважина к резервуару

    Двигатели внутреннего сгорания | IntechOpen

    2.Углеводы и гликемический контроль

    Углеводы, попадающие в пищу, являются основным фактором, определяющим уровень глюкозы в крови после еды. Как количество, так и качество (или вид углеводов) особенно влияют на вариабельность уровней глюкозы в крови, полученных после приема. Следует иметь в виду, что продукты, богатые углеводами, представляют собой основу питания в большинстве культур, поскольку они являются важными источниками витаминов, минералов и клетчатки [4].

    Что касается количества углеводов, то минимальная суточная потребность составляет 130 г [5], при этом отсутствуют исследования по безопасности рекомендаций по питанию, требующих меньшего количества углеводов в течение периодов более одного года.Качество или вид потребляемых углеводов могут вызывать значительные изменения в реакции человека на еду, увеличивая или уменьшая скорость, с которой содержащиеся углеводы могут перевариваться, а также их способность повышать уровень сахара в крови. Определенные факторы, связанные с пищевыми продуктами, могут увеличить скорость повышения уровня глюкозы в крови, например:

    • Термическая или механическая обработка . Более продолжительное время приготовления или определенные механические процессы, такие как измельчение зерна в муку, увеличивают скорость поглощения пищи.

    • Степень желатинизации крахмала . Воздействие тепла в присутствии воды инициирует процесс желатинизации крахмала, что способствует расщеплению пищи кишечными ферментами во время процесса пищеварения, тем самым увеличивая скорость всасывания.

    • Соотношение амилоза и амилопектин крахмалов . Крахмалы в основном состоят из цепей амилозы и амилопектина. Амилоза образует неразветвленные спиральные структуры, которые менее доступны для пищеварительных ферментов, чем цепи амилопектина.

    • Сорт сахара . Фруктоза всасывается медленнее, чем глюкоза или сахароза. Кроме того, после всасывания в кишечнике он должен пройти ряд процессов в печени, чтобы стать глюкозой. Таким образом, продукты, богатые фруктозой, вызывают более медленное повышение уровня сахара в крови, чем продукты, содержащие в своем составе другие виды сахара, такие как глюкоза или даже крахмал.

    • Прочие пищевые компоненты . Присутствие в пище большого количества белка, клетчатки или жира может изменить скорость всасывания, замедляя процесс пищеварения.Некоторые приправы, такие как уксус, способны подкислять пищу, что замедляет процесс пищеварения и, следовательно, усвоение пищи.

    Кроме того, необходимо учитывать другие факторы, специфичные для человека, которые также могут повлиять на скорость абсорбции. Эти факторы включают низкий уровень глюкозы в крови или голодание перед едой. Следует отметить, что низкое потребление углеводов в течение нескольких часов или дней перед выполнением умеренной или интенсивной, средней или продолжительной физической активности может вызвать снижение запасов гликогена в печени и мышцах, что затем снижает гликемический эффект любой съеденной пищи. .

    Один из способов узнать, с какой скоростью углеводы, содержащиеся в определенных продуктах питания, повышают уровень сахара в крови, — это посмотреть на их гликемический индекс. Это измерение выполняется путем сравнения кривой уровня глюкозы в крови, полученной после приема некоторого количества пищи, обеспечивающей 50 г углеводов, с кривой уровня глюкозы в крови, полученной с эталонным пищевым продуктом, обычно с 50 г глюкозы. Продукты сгруппированы в три разные категории: низкие, средние и высокие, в зависимости от их гликемического индекса, при этом продукты с высоким гликемическим индексом вызывают резкие скачки уровня гликемии.В последнее время всплыло и понятие гликемической нагрузки, которая определяется путем учета количества углеводов, содержащихся в порции потребляемой пищи.

    Важно помнить, что измерения — это теоретическая концепция, и что существует широкий спектр факторов, влияющих на скорость всасывания углеводов и повышение уровня гликемии. Эти факторы включают вид продуктов питания, бренд или страну происхождения, используемые методы приготовления и степень обработки пищевых продуктов.

    В любом случае при лечении диабета важно согласовывать дозы инсулина с содержанием углеводов в пище, которое можно оценить с помощью различных методов, включая подсчет углеводов, систему углеводного обмена или приблизительные размеры порции на основе опыта.

    3. Влияние физических упражнений на баланс глюкозы в крови и риск гипогликемии

    Влияние физических упражнений на уровень глюкозы в крови определяется взаимодействием между метаболическими и гормональными эффектами, а также изменениями, происходящими в усвоении глюкозы мышцами.

    3.1. Энергетические субстраты во время отдыха и упражнений

    Жировые отложения жировой ткани являются основным источником энергии в организме человека с запасом от 60 000 до 150 000 ккал. Это содержание намного больше энергии, которую могут обеспечить углеводы, примерно 2000 ккал. Большая часть из них, около 1500 ккал, хранится в мышцах в виде гликогена, а остальная часть поступает из отложений гликогена, накопленных в печени, и глюкозы, содержащейся в крови и внеклеточных жидкостях.

    На ранних этапах тренировки [6-8] мышечный гликоген является основным источником энергии для сокращения мышц. Впоследствии истощение отложений гликогена в мышцах активирует липолиз жирных кислот, хранящихся в жировой ткани. Таким образом, увеличение свободных жирных кислот и глицерина в плазме представляет собой дополнительный источник энергии для сокращения мышц. Глюкоза будет поступать в результате гликогенолиза в печени с последующим глюконеогенезом в печени. Субстратами, используемыми печенью для синтеза новой глюкозы, являются лактат, пируват и некоторые аминокислоты, в основном аланин, вместе с глицерином, полученным в результате метаболизма триглицеридов.Вклад различных субстратов зависит от интенсивности, продолжительности и вида выполняемых упражнений. Относительная пропорция каждого из них направлена ​​на поддержание трех фундаментальных физиологических аспектов: 1) сохранение баланса глюкозы в крови, 2) поддержание эффективного метаболизма и хранения глюкозы, и 3) сохранение и поддержание отложений мышечного гликогена для предотвращения и / или задержки наступление мышечной усталости.

    3.2. Гормональный ответ на физическую нагрузку

    Метаболическая адаптация к физической нагрузке возможна благодаря высокоэффективной системе, объединяющей нервные импульсы и гормональную реакцию.Во время отдыха у людей без диабета наблюдается так называемая базальная секреция инсулина, которая увеличивается в ответ на повышение уровня глюкозы в крови, которое происходит после приема пищи. Хорошо известно, что инсулин стимулирует поглощение глюкозы скелетными мышцами и печенью, чтобы впоследствии облегчить ее хранение в форме гликогена.

    Физические упражнения вызывают стимуляцию адренергических нервов, воздействуя на бета-клетки поджелудочной железы и приводя к подавлению секреции инсулина [9-10]. К счастью, это снижение уровня инсулина не влияет на усвоение глюкозы мышцами, так как упражнения запускают другие механизмы, которые могут улучшить усвоение глюкозы мышцами.

    Стимуляция другого гормона поджелудочной железы, глюкагона, и, в частности, его тесное и правильное взаимодействие с инсулином — это явления, происходящие во время упражнений, которые необходимы для поддержания и регулирования выработки глюкозы. Снижение уровня инсулина при исходных физических нагрузках способствует увеличению секреции глюкагона альфа-клетками островков поджелудочной железы. Это повышение имеет решающее значение и действует непосредственно на метаболические пути производства глюкозы в печени (гликогенолиз и глюконеогенез).Кроме того, во время упражнений повышается уровень контррегулирующих гормонов, таких как катехоламины, кортизол и гормон роста, способствуя балансу вышеупомянутых метаболических путей и увеличивая липолиз в жировых клетках. Упражнения высокой интенсивности могут чрезмерно активировать эти противорегулирующие гормоны, что приводит к заметному увеличению выработки глюкозы в печени и умеренной степени гипергликемии по окончании тренировки.

    3.3. Метаболические реакции на упражнения при диабете

    Как и ожидалось, спортсмены с диабетом 1 типа отличаются от своих коллег, не страдающих диабетом, поскольку у них наблюдается дефицит секреции инсулина и, следовательно, их контррегулирующие гормоны реагируют по-разному.Пациенты с диабетом, получающие инсулин, должны научиться имитировать собственный естественный секреторный ритм инсулина в ответ на физиологические изменения, вызванные упражнениями.

    Любой пациент с диабетом и особенно спортсмены-диабетики должны предотвращать проблемы, связанные с неправильной дозировкой инсулина. Если спортсмен с диабетом начинает тренировку при значительном дефиците инсулина, его реакция на упражнения может вызвать гипергликемическую гиперкомпенсацию, даже кетоз, поскольку недостаток инсулина вызывает: 1) повышенную выработку глюкозы в печени; 2) снижение периферической утилизации глюкозы; и 3) чрезмерный липолиз с увеличением производства свободных жирных кислот.

    Если у спортсмена, страдающего диабетом, при любых обстоятельствах наблюдается избыток инсулина во время тренировок, его реакция на него может вызвать гипогликемию из-за: 1) снижения выработки глюкозы в печени; 2) повышенная утилизация периферической глюкозы; и 3) снижение липолиза [11-12].

    Также важно учитывать изменения, происходящие после физических нагрузок. Поглощение глюкозы мышцами независимо от инсулина все еще стимулируется в течение нескольких часов после активности, и мышцам требуется большее количество глюкозы для пополнения запасов гликогена.Физические упражнения повышают чувствительность к инсулину, а это означает, что действие инсулина длится дольше. Если спортсмен, страдающий диабетом, не увеличивает потребление углеводов и / или не снижает дозу инсулина, значительный эпизод гипогликемии может произойти через несколько часов после окончания упражнений [13].

    3.4. Влияние инсулина и физических упражнений на усвоение глюкозы мышцами

    И инсулин, и сокращение мышц помогают глюкозе проникать в мышцы, где она окисляется и впоследствии превращается в энергию для сокращения мышц.Однако механизмы, с помощью которых эти два стимула способствуют транспорту глюкозы, полностью не изучены. Есть свидетельства того, что они не действуют аналогичным образом. Например, упражнения, в отличие от инсулина, вызывают увеличение мышечного кровотока и транспорта глюкозы, которое сохраняется в течение нескольких часов после завершения упражнений. Эксперименты с лабораторными животными показали, что индукция транспорта глюкозы, производимого упражнениями, не зависит от инсулина, так как тирозинкиназная активность рецептора инсулина не стимулируется.Вместо этого он, по-видимому, действует другими путями, в частности, с участием AMP-киназы (AMPK).

    Молекулярная характеристика транспортера глюкозы GLUT 4, который специфически экспрессируется в мышечных и жировых клетках, пролила новый свет на выяснение механизмов, упомянутых выше. По-видимому, перемещение GLUT 4 [14-15] из цитозоля на клеточную мембрану является одним из основных механизмов транспорта глюкозы в мышцах и может стимулироваться как инсулином, так и упражнениями.Существование

    Краткая история двигателя внутреннего сгорания — _ памятует

    18 апреля 2019 г.

    Вы можете передвигаться пешком, верхом или в экипаже — после изобретения колеса возможности доступны для Человечество для путешествий по суше почти не развивалось в течение 4000 лет. Это не изменилось до появления новаторов и изобретателей в конце 19 века. После того, как железная дорога позволила перевозить большое количество людей и товаров в отличном стиле, именно двигатель внутреннего сгорания коренным образом изменил индивидуальную мобильность.Наша краткая история двигателя внутреннего сгорания связана с рассказом о том, как он был изобретен, как он стал использоваться в первых автомобилях и что было сделано для снижения рисков, связанных с этой инновацией в области высокоскоростной мобильной связи.

    Однажды в августе 1888 года жители Вислоха, Брухзаля и Дурлаха имели все основания для удивления: трехколесная повозка, напоминавшая нечто среднее между конным экипажем и велосипедом, катилась по улицам их городов. . За исключением того, что лошадей поблизости не было.И трое пассажиров, женщина и двое молодых людей, похоже, не крутили педали. Транспортное средство, по-видимому, двигалось на собственном ходу, управляемом рукояткой, которую женщина держала. Женщину звали Берта Бенц, подростками — ее сыновья Ричард и Ойген, а транспортным средством — запатентованный Бенц автомобиль № 3.

    Карл Бенц, муж Берты, запатентовал первую версию автомобиля еще в 1886 году и представил автомобиль широкой публике в июле того же года во время тест-драйва в Мангейме.«Не может быть никаких сомнений в том, что у этого моторизованного велосипеда скоро появится множество друзей», — было эйфорическое заявление Neue Badische Landeszeitung 4 июня 1886 года. И все же первые попытки найти покупателей, желающих вложить деньги в этот «бензиновый вагон», потерпели неудачу. , а экономический успех оказался недостижимым. Чтобы оживить падающее настроение мужа и убедить современников в практичности нового транспортного средства, Берта Бенц решила провести тщательный тест-драйв, хотя и не предупредив заранее своего колеблющегося мужа.Утром она и ее сыновья выехали на 104-километровую дорогу из Мангейма в свой родной город Пфорцхайм, куда они благополучно доехали через 12 часов 57 минут.

    Эта поездка считается первой поездкой на большие расстояния в истории автомобилестроения и по сей день отмечается как Мемориальный маршрут Берты Бенц. Насколько велико было в то время рекламное воздействие, все еще остается предметом споров среди исследователей. Одно можно сказать наверняка: после этого запатентованный автомобиль Benz начал свой медленный, но верный путь в гору к коммерческому успеху.К 1893 году было продано 69 автомобилей, в основном в США, Англии и, особенно, во Франции, где благодаря хорошим дорогам первые автолюбители не были так сильно потрясены. К началу века Benz & Cie. Уже поставила 1709 экземпляров своих автомобилей. Количество сотрудников превысило 430 человек, что в десять раз больше.

    Сравнение электромобилей с аккумуляторными батареями и автомобилей с двигателем внутреннего сгорания

    Комплексная оценка в США

    Электромобили с аккумуляторной батареей (BEV) не потребляют бензин и не производят выбросов углерода в выхлопных трубах, что делает возможность экологически устойчивого вождения доступной для среднего потребителя.Однако остается вопрос: «Действительно ли BEV обладают экологическим преимуществом в отношении потенциала глобального потепления и вторичного воздействия на окружающую среду — и если да, то какой ценой?»

    Чтобы ответить на этот вопрос, Артур Д. Литтл провел анализ экономической стоимости всего жизненного цикла и воздействия на окружающую среду электромобилей с литиево-ионными батареями (BEV) по сравнению с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания (ICEV), чтобы лучше понять BEV и их потенциал преобразования. В этом исследовании моделируется относительное влияние новых BEV и ICEV в Соединенных Штатах за последний полный календарный год, за который имеются данные, 2015 г., и прогнозируется влияние BEV и ICEV на экономику и окружающую среду в течение всего предполагаемого двадцатилетнего срока службы для легковой автомобиль США.Учитывая, что это быстро развивающийся рынок, в нашем исследовании также прогнозируется влияние на экономику и окружающую среду, которое новые BEV и ICEV будут иметь в 2025 году, с учетом ожидаемых значительных изменений в технологии аккумуляторов, модельном ряду транспортных средств и стандартах экономии топлива.

    Чтобы определить истинные затраты и воздействие на окружающую среду от BEV, мы провели всесторонний количественный анализ, исключая какие-либо государственные стимулы или субсидии. В нашем исследовании был изучен каждый этап жизненного цикла автомобиля, от НИОКР и производства, включая поиск сырья до владения и утилизации по окончании срока службы.Мы оценили воздействия, связанные с каждым компонентом транспортного средства, от новейших технологий и химического состава, задействованных в производстве аккумуляторов, до потребностей в энергии при использовании (например, бензин и электричество, от скважины до колес), необходимых для питания транспортного средства. Мы построили модели, которые рассчитывают общую стоимость владения (TCO) за 2015 г., потенциал глобального потепления (GWP) и вторичные воздействия на окружающую среду (например, потенциал токсичности для человека, характеризуемый как потерянные годы жизни с поправкой на инвалидность) для BEV и ICEV.Мы также прогнозируем развитие технологий BEV и ICEV в ближайшее десятилетие, и мы использовали эту информацию для моделирования совокупной стоимости владения, GWP и вторичного воздействия на окружающую среду на 2025 год для BEV и ICEV.

    Согласно результатам нашего исследования, экологическая и экономическая реальность электромобилей намного сложнее, чем они обещали. С экономической точки зрения, BEV обладают рядом явных преимуществ. Во-первых, стоимость электроэнергии, связанная с эксплуатацией BEV на расстоянии в одну милю, значительно ниже, чем стоимость бензина, необходимая для эксплуатации сопоставимого ICEV на том же расстоянии.Во-вторых, обслуживание БЭВ обходится дешевле благодаря относительной элегантности и простоте системы аккумулятор-электродвигатель по сравнению с частым обслуживанием, необходимым для работы системы внутреннего сгорания. В-третьих, технология автомобильных аккумуляторов быстро развивалась с тех пор, как нынешнее поколение BEV вышло на рынок, при этом цена за киловатт-час (кВтч) литий-ионных аккумуляторных батарей снизилась с 1126 долларов в 2010 году до всего 300 долларов в 2015 году (см. Приложение E-1. ).

    Согласно результатам нашего исследования, экологическая и экономическая реальность электромобилей намного сложнее, чем они обещали.С экономической точки зрения, BEV обладают рядом явных преимуществ. Во-первых, стоимость электроэнергии, связанная с эксплуатацией BEV на расстоянии в одну милю, значительно ниже, чем стоимость бензина, необходимая для эксплуатации сопоставимого ICEV на том же расстоянии. Во-вторых, обслуживание БЭВ обходится дешевле благодаря относительной элегантности и простоте системы аккумулятор-электродвигатель по сравнению с частым обслуживанием, необходимым для работы системы внутреннего сгорания. В-третьих, технология автомобильных аккумуляторов быстро развивалась с тех пор, как нынешнее поколение BEV вышло на рынок, при этом цена за киловатт-час (кВтч) литий-ионных аккумуляторных батарей снизилась с 1126 долларов в 2010 году до всего 300 долларов в 2015 году (см. Приложение E-1. ).

    Рисунок 1. Общая стоимость владения за 20-летний срок службы ICEV 2015 года по сравнению с эквивалентным BEV

    Электромобили с аккумулятором и автомобили с двигателем внутреннего сгорания

    Рисунок 2. Выбросы парниковых газов в течение 20-летнего срока службы для ICEV 2015 года по сравнению с эквивалентным BEV

    являются значительным препятствием для более широкого внедрения BEV и могут объяснить, почему их проникновение на рынок до сих пор ограничено.

    С экологической точки зрения картина еще сложнее. BEV в 2015 году достигают цели по сокращению выбросов парниковых газов по сравнению с сопоставимыми ICEV, если рассматривать их на протяжении всего срока службы автомобиля, но это маскирует повышенное воздействие на здоровье человека по сравнению с ICEV и множество других побочных воздействий на окружающую среду (см. Рисунки 2 и 3) . В то время как большинство воздействий на окружающую среду, создаваемых ICEV, локализовано на сгорании бензина в двигателе транспортного средства, производственный процесс для BEV создает гораздо более широкие

    Рисунок 3. дней воздействия на жизнь (смерть или инвалидность) для компактного пассажирского ICEV 2015 года по сравнению с эквивалентным BEV за 20 лет владения

    разбросанных и разрушительных воздействий на окружающую среду, компенсирующих значительную часть их общего преимущества в отношении выбросам парниковых газов.

    В частности, использование тяжелых металлов в производстве литий-ионных аккумуляторных батарей для BEV в сочетании с загрязнением, создаваемым энергосистемой США (например,г. хвосты угольных электростанций) для эксплуатационной части жизненного цикла BEV создают примерно в три раза большую токсичность для человека по сравнению с ICEV (см. рисунок 3). Принимая во внимание расхождение в распределении воздействий на окружающую среду, можно с уверенностью сказать, что потребитель, который предпочитает использовать BEV вместо ICEV, смещает экологию

    Рисунок 4. Сравнение исследования ADL с данными Союза обеспокоенных ученых и национального сообщества. Результаты Бюро экономических исследований

    влияние владения автомобилем.Как подробно описано в недавней серии расследований, опубликованных Washington Post, большая часть кобальта и графита, поступающих в цепочку поставок литий-ионных аккумуляторов, поступает из плохо регулируемых и сильно загрязняющих шахт в Конго1 и Китае2. В то время как драйвер BEV снижает их Вкладывая локальный вклад в выбросы парниковых газов, они создают более рассеянный набор воздействий на окружающую среду, распространяющихся по всему миру, последствия которых в значительной степени несут сельские и часто неблагополучные общины вблизи шахт, откуда поставщики BEV получают сырье для производства аккумуляторных батарей.

    В рамках нашего исследования Артур Д. Литтл также представляет результаты двух других широко цитируемых отчетов о влиянии BEV на окружающую среду по сравнению с ICEV — «Более чистые автомобили от колыбели до могилы: как электромобили побеждают бензиновые автомобили по выбросам из-за глобального потепления. , »3 из Союза обеспокоенных ученых (UCS) и« Экологические преимущества от вождения электромобилей? »4 из Национального бюро экономических исследований (NBER). Оба этих отчета исследуют влияние BEV и ICEV на окружающую среду, и оба отчета описывают политические последствия, вытекающие из их выводов.Однако UCS и NBER приходят к совершенно разным выводам. Мы представляем их различные результаты, чтобы сформировать более широкую дискуссию и поместить наше исследование в рамки более широкой дискуссии об истинном воздействии BEV и ICEV на окружающую среду в США (см. Рисунок 4).

    Прогнозирование технологических тенденций для новых BEV и ICEV в 2025 году, Артур. Моделирование Д. Литтла показывает, что хотя разница в совокупной стоимости владения между BEV и ICEV значительно снизится по сравнению с 2015 годом, ICEV по-прежнему будут иметь экономическое преимущество в диапазоне от 5 800 до 11 100 долларов (текущая стоимость) по сравнению с BEV.С экологической точки зрения разница в потенциале глобального потепления и в потенциале токсичности для человека увеличится в 2025 году по сравнению с 2015 годом: BEV будут производить еще более низкие уровни парниковых газов по сравнению с ICEV, но они будут генерировать примерно в пять раз больше антропогенных газов. потенциал токсичности по сравнению с ICEV из-за использования более крупных аккумуляторных блоков. В сочетании с большим финансовым бременем, которое BEV возлагает на потребителя, сложная экологическая реальность BEV будет по-прежнему создавать проблемы для потребителя, ориентированного на устойчивое развитие, при выборе между автомобилем BEV или ICEV.

    Основы работы с двигателем

    Основы работы с двигателем

    Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

    Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
    Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

    Аннотация : Поршневые двигатели внутреннего сгорания — подкласс тепловых двигателей — могут работать в четырех- и двухтактных циклах.В каждом случае двигатель может быть оборудован системой сгорания с искровым зажиганием (SI) или с воспламенением от сжатия (CI). Возможен ряд других классификаций двигателей на основе мобильности двигателя, применения, топлива, конфигурации и других параметров конструкции. Теоретически процесс сгорания можно моделировать, применяя законы сохранения массы и энергии к процессам в цилиндре двигателя. Основные конструктивные и рабочие параметры двигателей внутреннего сгорания включают степень сжатия, рабочий объем, зазор, выходную мощность, указанную мощность, термический КПД, указанное среднее эффективное давление, среднее эффективное давление торможения, удельный расход топлива и многое другое.

    Тепловые двигатели

    Определение и классификация

    Тепловые двигатели — это машины преобразования энергии — они преобразуют химическую энергию топлива в работу, сжигая топливо в воздухе для производства тепла. Это тепло используется для повышения температуры и давления рабочего тела, которое затем используется для выполнения полезной работы. Тепловые двигатели можно классифицировать как:

    1. Двигатели внутреннего сгорания, или
    2. Двигатели внешнего сгорания.

    Их также можно разделить на возвратно-поступательные и вращательные.В поршневых двигателях рабочая жидкость используется для линейного перемещения поршня. Затем поступательное движение обычно преобразуется во вращательное с помощью кривошипно-скользящего механизма (шатун / коленчатый вал). В роторном двигателе рабочая жидкость вращает ротор, соединенный с выходным валом.

    Двигатели внутреннего сгорания

    В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) рабочее тело состоит из воздуха, топливно-воздушной смеси или продуктов сгорания самой топливно-воздушной смеси.Поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением являются, пожалуй, наиболее распространенной формой известных двигателей внутреннего сгорания. Они приводят в движение автомобили, грузовики, поезда и большинство морских судов. Они также используются во многих небольших служебных приложениях. Они могут работать на жидком топливе, таком как бензин и дизельное топливо, или на газообразном топливе, таком как природный газ и сжиженный нефтяной газ. Двумя общими подкатегориями поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением являются двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель . Примеры роторных двигателей внутреннего сгорания включают роторный двигатель Ванкеля и газовую турбину.

    Общие цели при проектировании и разработке всех тепловых двигателей включают в себя: максимизацию работы (выходную мощность), минимизацию потребления энергии и уменьшение количества загрязняющих веществ, которые могут образовываться в процессе преобразования химической энергии в работу. На рисунке 1 показаны основные узлы поршневых двигателей внутреннего сгорания. Конструкция магистрального двигателя является наиболее распространенной, хотя термин «магистральный двигатель» редко используется за пределами отрасли крупных двигателей. Конструкция крейцкопфа в настоящее время используется только в больших тихоходных двухтактных двигателях.Впускные и выпускные клапаны для простоты опущены, однако стоит отметить, что в некоторых конструкциях двухтактных двигателей впускные и выпускные отверстия используются, а не клапаны.

    Рисунок 1 . Основные узлы поршневых магистральных (а) и крейцкопфных (б) двигателей

    Как двух-, так и четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания может быть оборудован системой сгорания с искровым зажиганием (SI) или воспламенением от сжатия (CI).

    Обычно системы с искровым зажиганием характеризуются предварительно смешанным зарядом (т.е.е. топливо и воздух смешиваются перед зажиганием) и внешний источник зажигания, такой как свеча зажигания. Предварительное смешивание может происходить во впускном коллекторе или в цилиндре. Хотя предварительно смешанный заряд имеет относительно однородное пространственное распределение воздуха и топлива в большинстве приложений, это распределение также может быть неоднородным. Возгорание инициируется искрой, и пламя распространяется по фронту наружу от места искры. Сгорание в двигателях SI считается кинетическим, потому что вся смесь воспламеняется, а скорость горения определяется тем, насколько быстро химическая реакция может поглотить эту смесь, начиная с источника воспламенения.

    Обычные дизельные двигатели характеризуются впрыском топлива непосредственно в цилиндр примерно в то время, когда требуется зажигание. В результате заправка воздуха и топлива в этих двигателях очень неоднородна: одни регионы являются чрезмерно богатыми, а другие — обедненными. Между этими крайностями смесь топлива и воздуха будет существовать в различных пропорциях. При впрыске топливо испаряется в этой высокотемпературной среде и смешивается с горячим окружающим воздухом в камере сгорания.Температура испаренного топлива достигает температуры самовоспламенения и самовоспламеняется, чтобы начать процесс сгорания. Температура самовоспламенения топлива зависит от его химического состава. В отличие от системы SI, сгорание в двигателях с воспламенением от сжатия может происходить во многих точках, где соотношение воздух-топливо и температура могут поддерживать этот процесс. Говорят, что основная часть процесса сгорания в двигателях с ХИ регулируется смешиванием, потому что скорость регулируется образованием воспламеняющихся смесей воздуха и топлива в камере сгорания.

    В некоторых случаях различие между модулями SI и CI может быть нечетким. В связи с необходимостью снижения выбросов и расхода топлива были разработаны системы сгорания, которые могут использовать некоторые особенности двигателей SI и CI; например, самовозгорание предварительно смешанных смесей бензина, дизельного топлива или их смеси.

    Газовые турбины, рис. 2, являются еще одним примером двигателей внутреннего сгорания. Однако, в отличие от поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением, сгорание происходит отдельно в специальной камере сгорания.

    Рисунок 2 . Микрогазовая турбина для расширителей диапазона в транспортных средствах средней и большой грузоподъемности

    (Источник: Wrightspeed Inc.)

    Двигатели внешнего сгорания

    В двигателях внешнего сгорания рабочее тело полностью отделено от топливовоздушной смеси. Тепло от продуктов сгорания передается рабочему телу через стенки теплообменника. Паровая машина — хорошо известный пример двигателя внешнего сгорания.

    Примером поршневого двигателя внешнего сгорания является двигатель Стирлинга, в котором тепло добавляется к рабочему телу при высокой температуре и отводится при низкой температуре. Тепло, добавляемое к рабочему телу, может быть получено практически от любого источника тепла, такого как сжигание ископаемого топлива, дерева или любого другого органического материала.

    Цикл Ренкина, на котором основаны многие конструкции паровых двигателей, является еще одним примером двигателя внешнего сгорания. Тепло, добавляемое из внешнего источника, повышает температуру жидкости, такой как вода, до тех пор, пока она не превратится в пар, который используется для перемещения поршня или вращения турбины.Паровые двигатели приводили в движение автомобили в США с 1900 по 1916 год; однако к 1924 году они почти исчезли. Паровые грузовики были популярны в Англии до середины 1930-х годов. В то время как паровые локомотивы во многих странах постепенно заменялись тепловозами на протяжении большей части 20 -го -го века, некоторые из них оставались в эксплуатации до 21-го -го -го века. Причины прекращения использования парового двигателя в качестве основного двигателя в мобильных приложениях заключались в размере и количестве основных компонентов, необходимых для их работы, таких как печь, котел, турбина, клапаны, а также в их сложном управлении [422] .Паровая турбина, которая до сих пор работает на многих стационарных электростанциях, является примером роторного двигателя внешнего сгорания.

    В XXI веке, и годах, акцент на повышении эффективности двигателей вызвал новый интерес к циклу Ренкина для мобильных приложений — в форме рекуперации отработанного тепла (WHR). В то время как в некоторых из этих устройств используется пар, в других используются органические жидкости, которые лучше подходят для применений с относительно низкой температурой выхлопных газов транспортных средств. Из-за комбинации цикла Ренкина и органической рабочей жидкости эти системы часто называют системами рекуперации отходящего тепла с органическим циклом Ренкина (ORC).

    ###

    .
7Дек

Подушки на двигатель: Автомобильные объявления — Доска объявлений

Замена опоры (подушки) двигателя в Челябинске на северо-западе

Силовая установка любого современного авто крепится к раме посредством специальных опор. Причем они отвечают не только за фиксацию мотора и его надежное удерживание. Они же минимизируют все возникающие при движении вибрации, а также выступают в роли эффективной шумоизолирующей прослойки.

Сам узел отличается достаточно простой конструкцией и имеет при этом довольно длительный эксплуатационный период. Но и в его работе возможны проблемы. Причем реагирование на них должно быть максимально быстрым.

Но ремонт зачастую не представляется возможным. Решить проблему позволяет лишь замена опоры, которую всегда готовы выполнить в нашем автосервисе. Мы комплексно подходим к решению поставленных задач, действуем оперативно и слаженно, а позволить себе наши услуги может каждый желающий.

 

Подушки и их разновидности

Сегодня производители предлагают подушки двух разновидностей. В резинометаллических основа представлена двумя стальными пластинами с резиновой прокладкой между ними. Опоры такого типа являются наиболее востребованными и распространенными, а спрос на них обусловлен большим ресурсом и низкой себестоимостью. В качестве дополнения могут использоваться жесткие пружины и буферные элементы для снижения нагрузок. А в качестве демпферного материала вместо резинового сплава используется полиуретан.

Если рассматривать гидравлические аналоги, то эти элементы имеют схожий с амортизаторами принцип действия. У них более прогрессивная конструкция, которая способна адаптировать гашение вибраций исходя из условий эксплуатации ТС. Устройство состоит из мембраны, двух расширительных камер, рабочей жидкости внутри и дросселирующего канала. Если автомобиль движется на холостых оборотах, то для гашения вибрации используется мембрана. На больших оборотах с этим справляется гидравлическая жидкость.

 

Основные причины износа

Длительность периода эксплуатации зависит от ряда определяющих факторов. Среди них:

  • Частые поездки по дорожному покрытию не самого высокого качества;
  • Естественное изнашивание и снижение эластичности втулок;
  • Частые ускорения и резкие торможения в процессе движения;
  • Негативные воздействия, которые обусловлены химическими контактами.

Также продолжительность работы подушек определяется исходя из тех нагрузок, которые воздействуют на силовую установку. Если двигатель эксплуатируется часто и с большой интенсивностью, то при таком раскладе опоры выходят из строя достаточно быстро.

 

Актуальность замены подушек двигателя

Если говорить об основных признаках проблем с подушками, то в первую очередь нельзя обойти своим вниманием такие из них:

  • Явно ощущаемые удары в передней части авто, которые возникают при движении по неровному покрытию;
  • Сильные вибрационные проявления, которые отсутствовали ранее и не имеют видимых причин;
  • Постукивания или щелчки в районе моторного отсека, которые возникают при разгоне машины или ее торможении.

Появление одного или нескольких таких признаков прямо указывает на необходимость обращения в автосервис за квалифицированной помощью. С визитом к специалистам медлить не стоит. Ведь даже незначительное промедление может иметь крайне неприятные последствия.

 

Последствия несвоевременной замены

Но чем именно опасны задержки при восстановлении или замене подушек? Все очень просто. Игнорирование проблемы провоцирует скорое появление таких неприятностей:

  • Изнашивание соединительных элементов патрубков охлаждений;
  • Выворачивание крепежных модулей от чрезмерного вибрирования;
  • Неисправность датчиков, которая спровоцирована дребезжанием мотора;
  • Поломки вентилятора и многое иное.

Главной причиной проблем с силовой установкой является неудовлетворительное состояние отечественных автодорог. При этом часто выходят из строя и подушки ДВС. Их количество может отличаться в зависимости от конфигурации двигателя и варианта его размещения. Зачастую речь идет от 4-5 соединительных модулях. Хотя возможны и иные варианты.

 

Замена неисправных опор

Наш сервис в Челябинске обладает современной технической базой. В своей работе мы используем профессиональное оборудование и приспособления, а каждый ремонт осуществляется в полном соответствии с актуальными регламентными нормами.

Работа по замене подушек проводится нами с задействованием подъемника, а сам процесс предполагает поочередное выполнение таких этапов:

  • Отсоединение кабелей, шлангов и всего того оборудования, которое исключает доступ к подушкам;
  • Равномерное приподнимание ТС для исключения какой-либо нагрузки на опоры;
  • Аккуратный демонтаж подушек с использованием специального инструмента;
  • Очистка посадочного участка и размещение нового модуля на своем месте;
  • Затягивание крепежных элементов с соблюдением регламентированных моментов затяжки;
  • Монтаж всех ранее снятых элементов и узлов транспортного средства;
  • Проверка качества проведенной работы в условиях специализированного вибростенда.

 

Стоимость услуги

У нас доступная и абсолютно обоснованная ценовая политика. Расчет стоимости при замене опор осуществляется нами в индивидуальном порядке. При этом мы учитываем сложность проведенной работы, тип автомобиля и характеристики мотора, используемые при замене подушки и срочность решения поставленной перед нами задачи. Но при любом раскладе обращение к нам позволит исключить серьезные затраты для вашего бюджета.

 

Почему стоит доверить замену нам

Ответ достаточно прост. Ведь каждый автовладелец при обращении к нам гарантированно получает для себя такие преимущества:

  • Лучшие цены на северо-запад Челябинска и область;
  • Оперативное проведение всех ремонтных и восстановительных работ;
  • Гарантия на используемые комплектующие и оказанные услуги;
  • Опытная команда высококлассных специалистов и услужливый сервис;
  • Заблаговременная запись на замену и прочие работы в удобное вам время;
  • Профессиональные консультации и помощь в любых проблемных ситуациях.

 

Нужна замена подушки – качественная, с гарантией и без лишних проволочек? Нет проблем. Наши мастера готовы выполнить эту работу в удобное вам время и без малейших претензий к качеству итогового результата. Обращайтесь. Мы всегда вам рады.

Подушка двигателя в категории «Авто — мото»

ПОДУШКА ДВИГАТЕЛЯ LIEBHERR (7364705)

На складе в г. Львов

Доставка по Украине

1 264 грн

Купить

Подушка двигателя правая ВАЗ-1118-2190 1118-1001089-10РУ БРТ

На складе в г. Харьков

Доставка по Украине

885.75 грн

Купить

Харьков

Подушка двигателя задняя в сборе 2110-1001286-00 RUTEX

На складе в г. Харьков

Доставка по Украине

812 грн

Купить

Харьков

Кронштейн подушки двигателя 9683165580 1. 6HDI Citroen Peugeot

На складе

Доставка по Украине

410 грн

Купить

Кронштейн подушки двигателя 9688615780 1.6HDI Citroen Peugeot

На складе

Доставка по Украине

410 грн

Купить

Кронштейн подушки двигателя 9645382880 1.6HDI Citroen Peugeot

На складе

Доставка по Украине

410 грн

Купить

Кронштейн двигателя/ подушка 8200559729, 8200499925, 1.5 dCi Renault Clio III

На складе

Доставка по Украине

1 886 грн

Купить

Подушка задней опоры двигателя (копыто) КАМАЗ,ЗИЛ 4331,УРАЛ 4320

Доставка по Украине

150 грн

Купить

Подушка двигателя спереди слева Opel Vectra A (пр-во FEBI)

На складе

Доставка по Украине

735 грн

Купить

Подушка двигателя правая OPEL Vectra A 1988 — 1995 (пр-во FEBI)

На складе

Доставка по Украине

1 724 грн

Купить

Подушка опоры двиг. OPEL ASTRA G 1.4-1.8 АКПП (-05) передн. (пр-во FEBI)

На складе

Доставка по Украине

1 184 грн

Купить

Подушка двигателя Land Rover Range Rover Vogue L322 Ah526A003AA

На складе

Доставка по Украине

899 грн

Купить

Подушка двигателя Mercedes E-Class W211 [2112403017]

На складе

Доставка по Украине

799 грн

Купить

Подушка (опора) двигателя правая 8200690091 Renault (RVI) 1.5DCI RENAULT KANGOO

На складе в г. Кременец

Доставка по Украине

599 грн

Купить

Кременец

Подушка двигателя правая Лачетти 1,6 производитель Венгрия

На складе в г. Мукачево

Доставка по Украине

850 грн

Купить

Мукачево

Смотрите также

Подушка двигателя левая Лачетти 1,6 производитель Венгрия

На складе в г. Мукачево

Доставка по Украине

960 грн

Купить

Мукачево

Подушки двигателя Лачетти (комплект 3 подушки) производитель Венгрия

На складе в г. Мукачево

Доставка по Украине

2 400 грн/комплект

Купить

Мукачево

Подушка двигателя задняя Авео производитель Корея

На складе в г. Мукачево

Доставка по Украине

870 грн

Купить

Мукачево

Подушка двигателя левая Авео производитель Венгрия

На складе в г. Мукачево

Доставка по Украине

880 грн

Купить

Мукачево

Буфер подушки двигателя 2101-1001035Р БРТ

На складе в г. Харьков

Доставка по Украине

25.14 грн

Купить

Харьков

Подушка двигателя MAN L2000 — D0824 — SEM7626

На складе в г. Черновцы

Доставка по Украине

1 400 грн

Купить

Черновцы

Подушка двигателя Mercedes 609, 709, 711, 811 — OM364

На складе в г. Черновцы

Доставка по Украине

900 грн

Купить

Черновцы

Подушка двигателя на Mercedes 814, 817, 1117, 1120, 1317, 1320 — OM366

На складе в г. Черновцы

Доставка по Украине

2 000 грн

Купить

Черновцы

8D0199307P Кронштейн подушки двигателя на Volkswagen Passat B5 1.8 turbo AWT 2001-2005 г.

Доставка по Украине

Цену уточняйте

Подушка под двигатель Правая Volkswagen Golf-2-3 Passat 3

Доставка по Украине

460 грн

480 грн

Купить

Подушка двигателя Volkswagen Passat В4 93-95/ Golf-3 92-97

Доставка по Украине

670 грн

700 грн

Купить

Подушка двигателя Volkswagen Passat В4 93-95/ Golf-3 92-97

Доставка по Украине

670 грн

700 грн

Купить

Подушка двигателя Audi-100 2. 0 2.0 16V 90-94г А-6 1.8-2.0 94-97

Доставка по Украине

750 грн

790 грн

Купить

Подушка двигателя L Audi-100 А-6 91-97 2.6-2.8 6 цил левая

Доставка по Украине

1 090 грн

1 140 грн

Купить

Комплект подушек передней опоры двигателя 20-1001020-А на автомобиль ГАЗ М20 Победа Варшава

Цена за пару

Отзывы клиентов (0) Добавить отзыв

Качество обслуживанияОтличноХорошоНормальноПлохоУжасно

Удобство использования веб-сайтаОтличноХорошоНормальноПлохоУжасно

Качество товараОтличноеХорошееНормальноПлохоеУжасно

ДоставкаОтличноХорошоНормальноПлохоУжасно

Загрузить

КАТЕГОРИЯ

  • показать все автозапчасти
  • Body  186
  • Hood, wings, radiator case  31
  • Hood  17
  • Front Fender  6
  • Radiator Shell  4
  • Rear wing  4
  • Front door  42
  • Передняя дверь 20
  • Front door window  5
  • Window lifter of front door  9
  • Lock and handles of front door  8
  • Ceiling  4
  • Ventilation and heating  13
  • Windshield defroster вентилятор 1
  • Кожух Вентилятор 3
  • Отопление 9
  • Ветровое и заднее стекло 17
  • Детали заднего стекла0020 1
  • За детали ветрового стекла 12
  • Стеклооровная стекло 4
  • Сиденья 4
  • Сиденье 1
  • . и Ручка 2
  • Детали задней части, Задняя дверь, Заднее стекло 11
  • Задняя дверь 16
  • Замок и ручки задней двери 3
  • Rear door  6
  • Window lifter of rear door  5
  • Rear Door Window  2
  • Body front  16
  • Body front  7
  • Instrument Panel Compartment  1
  • Передние части кузова 8
  • Пластиковые элементы салона 1
  • Пол кузова 29
  • Детали пола, покрытие пола, напольные ковры 3
  • part of the floor GAZ M-20  24
  • repair kits  2
  • Engine  107
  • FUEL SYSTEM  28
  • Gasoline Tank  6
  • Petrol pipe, Hydraulic brakes Строки 9
  • Карбюратор 4
  • Топливный насос 4
  • Управление дроссельными заслоками и дросселем 4
  • . 0020 15
  • Radiator, Thermostat, Radiator gill  7
  • Fan, Water pump  8
  • Engine  61
  • Oil Intake  1
  • Pistons and Connecting Rods  5
  • Crankshaft and flywheel 8
  • Клапаны и толкатели клапанов 5
  • Головка цилиндра 6
  • Блок цилиндров 5
  • Фильтр тонкой очистки смазочного масла 7
  • Engine Mounting  5
  • Camshaft  5
  • Lubricating oil coarse filter  3
  • Manifold  5
  • Oil Pump  1
  • Engine, Assy  5
  • Burnt gases выхлопная система 3
  • Глушитель, выхлопные трубы и держатель глушителя 3
  • Трансмиссия 48
  • Сцепление 18
  • Сцепление 12
  • Привод выключения сцепления. Педаль тормоза и привод 6
  • Задний мост 5
  • Главная передача. Differential and half shafts  3
  • Rear Axle Housing and Axle Shaft Tubes  2
  • Transmission  23
  • Transmission control  4
  • Transmission  19
  • Cardan drive  2
  • Cardan shaft  2
  • Undercarriage  67
  • Front axle  9
  • Steering Rods  5
  • Steering Knuckles  3
  • Front axle assembly  1
  • Suspension  36
  • Front suspension stabilizer bar  5
  • Пружина задняя 7
  • Пружины передней подвески. Поворотный кулак и рычаги передней подвески   14
  • Амортизатор передней подвески   1
  • Задняя подвеска амортизатора 7
  • Задняя пружина и Spar 2
  • Рама, бамперы и экранины двигателя 11
  • Front Bumper 3 9229
  • FROD Экзарики двигателя щиты 4
  • Задний бампер 4
  • Колеса 11
  • Передние колеса Хубс — WHEELS 7
  • .0416 mechanisms  25
  • Steering  12
  • Steering 2 series  6
  • STEERING 1 series  6
  • Brakes  13
  • Front foot brakes and brake drums  4
  • Brake Master Cylinder  5
  • Задние ножные тормоза и тормозные барабаны 1
  • Управление ручным тормозом 3
  • Электрооборудование
    94
  • Электрооборудование  74
  • Звуковой сигнал и кнопка звукового сигнала  6
  • Фары  8
  • Боковые фонари  5
  • Выключатель основного света
  • Ножной выключатель света. Предохранители. Прикуриватель 5
  • Замок зажигания 2
  • Индукционная катушка. Свечи зажигания и провода зажигания 10
  • Стартер 3
  • Распределитель 4
  • Схема электропроводки автомобиля 14
  • Задний фонарь. Rear license plate light  7
  • Generator  2
  • Storage Battery  5
  • Interior lighting  3
  • Devices and sensors  13
  • Instrument Cluster  5
  • Speedometer  8
  • Радиоприемник 7
  • Сопутствующие товары
    И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ 8
  • Ремонтные комплекты 3
  • Инструменты и оборудование  5
  • Инструменты для привода  5
  • Детали по запросу
  • 7 документация88

    Связанные продукты

    GASKET

    965-1017032

    $ 12,60 для покупки

    Коллектный комплект для ремонта цилиндров 1 «

    Willys-Br2

    $ 17 27 на покупку

    Декоративные для всех DOR 6101488-Хром

    Слой заднего фонаря резиновый наружный

    20-3712018-Б

    13,28 $ Купить

    Комплект прокладок Газ 20-69

    20,093 Купить 9 5-30039 Комплект прокладок 9 5-3712018-Б

    Nut, Switch зажигания

    20-3704024

    $ 10,87 для покупки

    Уплотнение листьев заднего стекла

    13-6200SWL

    $ 151,42 на покупку

    Набор материала для интерната

    21-820

    .

    294 долл. США на покупку

    рукав

    70-143187

    $ 1,33 на покупку

    Весна, направляющая железнодорожная защелка

    21-64-б

    $ 7,97 до покупки

    400049000 210004203203203203222222292.97.

    $ 66,41, чтобы купить

    Sign of Factory Assy

    30-8402160

    $ 58,44, чтобы купить

    Whitewall 13 «

    задний номерной знак

    21-3717058

    30,19 $ Купить

    Layer

    21-5208148

    1,33 $ Купить

    Engine Company Декоративные подушки — Fine Art America

    Результаты: 1 338

    Результаты: 1 338

    Внешний подключенный пассажирский двигатель — Манчестер — ретро-постер для путешествий — винтажная подушка для плакатов

    27 долларов

    22 доллара

    Декоративная подушка Devil’s Doorway II

    33 доллара

    26 долларов

    Автомобильная фабрика Декоративная подушка

    34 доллара

    27 долларов

    Morgan Roadster 2004 Подушка с росписью

    29 долларов

    23 доллара

    Triumph TR5 1968 Подушка для рисования

    29 долларов

    23 доллара

    Мужчины, работающие на фабрике, бросают подушку

    34 доллара

    27 долларов

    Jaguar XKSS 1957 Подушка с рисунком

    29 долларов

    23 доллара

    Подушка для рисования Jaguar E-Type 1967 года выпуска

    29 долларов

    23 доллара

    СС Ягуар Седан 1936 Подушка для рисования

    29 долларов

    23 доллара

    Jaguar XK140 1954 Подушка для рисования

    29 долларов

    23 доллара

    Engine Company 47 Декоративная подушка

    27 долларов

    22 доллара

    Подушка Гарлем Хилтон

    27 долларов

    22 доллара

    FDNY Engine Company 65 Декоративная подушка

    27 долларов

    22 доллара

    Двигатель 844 на декоративной подушке Dora Crossing

    30 долларов

    24 доллара

    Подушка для пожарной машины

    24 доллара

    19 долларов

    Масляные канистры и газовые знаки Throw Pillow

    37 долларов

    30 долларов

    Подушка с логотипом Case

    35 долларов

    28 долларов

    Подушка All Steamed Up Throw

    27 долларов

    22 доллара

    Coos Bay Lumber Company Train 104 Декоративная подушка

    37 долларов

    30 долларов

    Подушка Morgan 3 Wheeler

    24 доллара

    19 долларов

    Подушка для пожарной машины Питтсбурга

    33 доллара

    26 долларов

    Мужчины, работающие на фабрике, бросают подушку

    34 доллара

    27 долларов

    600 Подушка для двигателя поезда

    37 долларов

    30 долларов

    Пиломатериалы Coos Bay Номер компании 104 Декоративная подушка

    37 долларов

    30 долларов

    Двигатели, ожидающие сборки в салоне автомобиля Wolseley Motors Birmingham UK Throw Pillow

    23 доллара

    18 долларов

    Подушка номер один Goldfield Engine

    $37

    30 долларов

    Goldfield Engine Number One Декоративная подушка

    37 долларов

    30 долларов

    Главная Компания взаимного страхования Калифорнии Декоративная подушка

    29 долларов

    23 доллара

    Двигатель номер 150 и подушка для пехоты

    29 долларов

    23 доллара

    Охлаждающая декоративная подушка

    26 долларов

    21 доллар

    Подушка Greyhound V8

    32 доллара

    26 долларов

    Подушка для пожарной машины Maxim 1959 года выпуска

    54 доллара

    43 доллара

    Декоративная подушка Farmall Grille

    54 доллара

    43 доллара

    Лестница 16 Декоративная подушка

    26 долларов

    21 доллар

    FDNY Ladder 16 черно-белая декоративная подушка

    26 долларов

    21 доллар

    1949 Mack Fire Truck Декоративная подушка

    54 доллара

    43 доллара

    Пожарный — это моя декоративная подушка для грузовика

    35 долларов

    28 долларов

    Тени из прошлого декоративная подушка

    24 доллара

    19 долларов

    Александрийская пожарная часть, Александрийская декоративная подушка

    32 доллара

    26 долларов

    Baldwin Locomotive 250 Декоративная подушка

    33 доллара

    26 долларов

    2-дверный туристический седан Jewett 1925 года Throw Pillow

    27 долларов

    22 доллара

    Патент John Deere на трактор 1932 г. — винтажная декоративная подушка

    27 долларов

    22 доллара

    Engine Company 65 Firehouse Midtown Manhattan Декоративная подушка

    32 доллара

    26 долларов

    Винтажная декоративная подушка Morgan 1935 года

    24 доллара

    19 долларов

    Cummins Cerealine Building — Декоративная подушка Columbus Indiana

    29 долларов

    23 доллара

    Декоративная подушка пожарной части Нью-Йорка

    37 долларов

    30 долларов

    Cummins Cerealine Building — Декоративная подушка Columbus Indiana

    29 долларов

    23 доллара

    Декоративная подушка Cockshutt Black Hawk

    54 доллара

    43 доллара

    Подушка HK Porter Steam Train Joe Douglass

    37 долларов

    30 долларов

    Пожарные машины Alexandria Va Декоративная подушка

    32 доллара

    26 долларов

    1850-е годы Жизнь пожарного Декоративная подушка ночного будильника

    32 доллара

    26 долларов

    Пожарная подушка для кошек и собак

    33 доллара

    26 долларов

    Подушка Rigby Yard Train Company

    24 доллара

    19 долларов

    Пожарная машина — Летающая эскадрилья 1911 декоративная подушка

    35 долларов

    28 долларов

    Подушка для машинного отделения Wagner Leather Co.

    27 долларов

    21 доллар

    Компания Frick — Подушка для портативных тяговых двигателей Eclipse

    29 долларов

    23 доллара

    Harrisburg Lancaster Railroad Company Stock Декоративная подушка

    29 долларов

    23 доллара

    Компания по производству огнетушителей Декоративная подушка

    29 долларов

    23 доллара

    Компания Buffalo Pitts, Буффало, Нью-Йорк Декоративная подушка

    29 долларов

    23 доллара

    Механик двигателя компании Douglas Aircraft Company Throw Pillow

    29 долларов

    23 доллара

    Комары над облаками Декоративная подушка

    34 доллара

    27 долларов

    Канадская Тихоокеанская железная дорога Винтаж ретро путешествия плакат подушка

    34 доллара

    27 долларов

    Армейский пилот прикомандирован к Douglas Aircraft Company Throw Pillow

    29 долларов

    23 доллара

    Учения по пожарной безопасности в компании National Cloak and Suit Company, Седьмая авеню, Нью-Йорк, 9 октября. , 1911 г. Декоративная подушка

    29 долларов

    23 доллара

    Работники сборочного конвейера в компании Douglas Aircraft Company Throw Pillow

    29 долларов

    23 доллара

    68 Подушка Мустанг

    Двигатель 844 в черно-белой декоративной подушке

    30 долларов

    24 доллара

    Канадская Тихоокеанская железная дорога Винтаж Ретро Путешествие Плакат Черно-белая декоративная подушка

    34 доллара

    27 долларов

    Cummins Cerealine Building — Декоративная подушка Columbus Indiana

    29 долларов

    23 доллара

    Подушка для лесозаготовки округа Мейсон

    37 долларов

    30 долларов

    Реклама декоративной подушки Nauck and Hartmann

    23 доллара

    18 долларов

    Роторная снегоочистительная подушка для поезда

    37 $

    30 $

     

    1 — 72 из 1 338 двигателестроительных подушек на продажу

    12345

    Next

     

    Wall Art

    ВсеПечать на холстеХудожественные ПринтыПлакатыПостеры в рамахПечать на металлеАкриловые принтыПечать на деревеГобелены

    Home Decor

    Throw Pillowsfleece одеял для покрытий крышки для полотчинговых полотчиков.

6Дек

Запуск двигателя зимой: Как запустить двигатель зимой: советы и рекомендации

Как запустить двигатель зимой: советы и рекомендации

Мало автомобилистам таких зимних невзгод, как гололёд и нечищеные дороги – перед ними в холодное время года неизбежно встаёт вопрос: как прогреть двигатель зимой перед запуском? Отправляясь в морозное утро на работу, водитель вынужден крутить стартер по несколько раз. Двигатель заводится с n-ной попытки, и, как итог, автомобилисту приходится краснеть перед начальством, объясняя причины своего опоздания.

На самом деле запуск двигателя зимой – задача несложная, точно не подвиг. Эксперты дают множество мелких советов, как облегчить запуск двигателя зимой, однако, главная рекомендация одна – «запасать сани» нужно летом, а не пытаться найти решение проблемы тогда, когда она уже угрожающе нависает над тобой.


Почему сложно заводить двигатель на холоде?

Причину трудного запуска двигателя зимой следует искать вовсе не в конструкции двигателей, а в низком качестве топлива, которое продаётся в России. К сожалению, даже при минусовой температуре многие АЗС заправляют автомобили летним топливом, хотя оно уже при температуре +3° становится слишком вязким. Следствием этого являются повышенное потребление топлива двигателем и падение мощности. При -5° низкокачественное топливо начинает «давать» кристаллы парафина, а при -12° окончательно парафинизируется и засоряет топливный фильтр.

Холодный запуск – не единственная проблема, с которой автомобилисты сталкиваются зимой. Даже если водителю удастся запустить машину достаточно быстро, авто может заглохнуть через несколько минут – из-за непроходимости топливного фильтра и магистралей. Магистрали также часто оказываются переохлаждёнными при обдуве морозным воздухом – это тоже способно привести к тому, что машина «встанет».

Облегчаем задачу холодного запуска: как подготовиться к зиме?

Вот какие меры следует предпринять ещё осенью ради легкого запуска двигателя зимой.

  • Замена масла. Обладателям иномарок лучше перейти на синтетическое моторное масло. Оно имеет достаточно жидкую консистенцию, а потому не препятствует работе коленчатого вала. Владельцам продуктов отечественного автопрома обращаться к синтетике не стоит. Из-за того, что масло не слишком густое, оно будет подтекать через изношенные сальники. В российских автомобилях лучше использовать полусинтетику.
  • Проверка электролита. Автомобилисту следует прежде всего обратить внимание на цвет электролита – вещество должно быть чистым и прозрачным. Если в электролите заметны мелкие частицы, а цвет вещества стал серым, это нехорошие признаки – можно заподозрить, что банки аккумулятора «рассыпаются». В этом случае нечего и рассчитывать проездить всю зиму без проблем.

Рекомендуется также обратиться в сервис для проверки плотности электролита. В идеале плотность должна составлять минимум 1.27.

  • Проверка аккумулятора. Автолюбителю нужно обязательно проверить состояние батареи, подзарядить её, почистить клеммы (если они в этом нуждаются). Превосходным решением будет установка предпускового подогревателя – особенно если автомобиль эксплуатируется в регионе с холодным климатом. Монтировать подогреватель – процедура не из дешёвых, зато гарантирующая эффект.

Зимой риск попасть в ДТП особенно велик, поэтому автомобилисту стоит приобрести видеорегистратор Roadgid X5 Gibrid. Благодаря видео с регистратора удастся доказать свою невиновность и, как следствие, получить страховую выплату.

Как правильно запускать авто зимой?

Эксперты рекомендуют при запуске двигателя в холодное время года придерживаться такого образа действий.

  • На 10-15 секунд активировать какой-либо из потребителей электроэнергии – например, фары головного света или подсветку салона. За счёт этой особенности запуска двигателя зимой удастся прогреть аккумуляторную батарею.
  • Выжать педаль сцепления. При выжатом сцеплении работает только коленчатый вал – а значит, нагрузка на стартер минимальная. Рекомендация эта актуальна только для тех автомобилей, которые оснащены механическими коробками передач. На автоматике нужно поставить селектор в положение «P» и вдавить педаль тормоза.

  • Не нажимая педаль газа и не спуская сцепления, включить зажигание на 3-5 секунд. Эти секунды нужны, чтобы компьютер автомобиля смог активировать программу холодного запуска. Затем нужно довернуть ключ и включить стартер.
  • Удерживать стартер не более 15 секунд. Если с первого раза движок не запустился, переживать не стоит – для зимы это нормальная ситуация. Нужно подождать 20-30 секунд и попытаться снова. Как правило, именно вторая попытка становится удачной.
  • Если двигатель и после второй попытки не заводится или останавливается сразу же после холодного запуска, вдавить педаль газа и удерживать её во время работы стартера. Так удастся удалить лишнее топливо из цилиндров.

Автомобилисту важно понимать, что все перечисленные меры лёгкого запуска двигателя зимой способны дать результат только в том случае, если машина находится в исправном состоянии – то есть если тепловые зазоры в клапанах отрегулированы и значение компрессии соответствует паспортному. Если же запуску двигателя препятствует какая-либо поломка, никакие советы экспертов не помогут – водителю прямая дорога в сервис.

Запуск двигателя в зимний период года.

Каждый автовладелец заботится о своем “железном друге”, стремясь к тому, чтобы он прослужил верой и правдой, так как именно двигатель ломается задолго до отказа других узлов и агрегатов автомобиля.

Придерживайтесь некоторых правил:

— новый двигатель следует беречь от слишком высоких скоростей и резких торможений;

— правило одного вида топлива – заправляйтесь только на проверенной заправке и только рекомендованным видом топлива;

— не экспериментируйте на двигателе, это приводит к большим затратам на его ремонт;

— используйте только проверенные и качественные жидкости и смазочные материалы. Чаще всего поломки двигателя возникают из за экономии на малом;

— “масляная” ошибка – масло не по сезону. Менять летнее масло на зимнее надо с первыми заморозками, не затягивая до сильных морозов. Летом же, зимнее невязкое масло – причина усиленного износа большинства деталей двигателя.

Чаще всего поломки двигателя происходят при запуске или выключении. Вот поэтому автомобили с непрерывной работой мотора, такие как «дальнобойщики», обладают достаточно высоким ресурсом двигателя. Резкая городская езда с пробками на дорогах значительно уменьшают срок службы двигателя по сравнению с “плавной” ездой по трассе.
При малейшем подозрении, что автомобиль ведёт себя продолжительное время “как-то не так” (“чихание”, шум, стук, дёрганье…) – посетите автомастерскую, иначе мелкая неприятность перерастёт в крупную.

Самый сильный стресс двигатель получает при запуске в морозы. Хорошо разогревайте двигатель автомобиля зимой. Можете начинать движение, как только стрелка температуры начнёт ползти в рабочую зону шкалы. Трогаясь с места на холодном двигателе, вы ускоряете процесс его износа. Достаточно 5-10 минут работы на холостом ходу (в зависимости от мороза).

Установите дистанционный запуск или предпусковой подогреватель. Кстати, предпусковой подогреватель позволяет ещё и прогревать салон!

А вообще двигатель, как и любая другая деталь автомобиля, “не терпит” простоя. Бездействие двигателя ведет к появлению различных дефектов и неисправностей.

Что делать, если автомобиль не заводится в мороз?

Нужно предотвратить проблему запуска двигателя в -30°С. Меняем масло перед зимой, предпочтительнее на синтетическое. В автомагазинах очень много различных разогревающих присадок для топлива, они заливаются в карбюратор или топливную систему, позволяя без проблем завести двигатель.

Многие знают что на холоде садится аккумулятор (потеря “ёмкости”). Опытные автомеханики советуют прогреть двигатель перед морозной ночью, поездив по городу минимум 40 минут, при этом, не используя автомобильные электроприборы (подогрев сидений, магнитолу, различные приводы). Аккумулятор дозарядится.

Старайтесь не оставлять на долгую стоянку автомобиль на ручнике, если прогнозируются морозы, поставьте лучше на передачу или “Р” на автомате. Дизельным автомобилям, по технологии, в принципе не рекомендуется заводиться в морозы. Хотя, они могут завестись и при -35°С.

Если замёрз дверной замок, идеально помогают специальные антифризы. Можно нагреть ключ зажигалкой.
После морозной стоянки, перед включением двигателя попробуйте включить дальний свет на 3-4 сек., “разбудить” аккумулятор. Не переборщите, чтобы не разрядить батарею.

Если у вас слабоватый аккумулятор, то бензиновый двигатель с впрыском утром следует заводить так. Включить зажигание, выжать педаль сцепления (если она есть) и чуть-чуть “цокнуть” стартером, после чего отпустить ключ зажигания. При включении стартера блок управления на несколько секунд включает топливный насос.

Если двигатель начнет вращаться (стартером или заведется), насос включится на все время и будет работать, пока двигатель крутится. А если вы только “цокнули” стартером, насос отработает 5-10 секунд и выключится. Но за это время он разогреет аккумулятор, прокачает топливную систему, и к следующему повороту ключа “на стартер” аккумулятор будет готов дать мощный бросок тока, а давление в топливной магистрали будет поднято до рабочего. Этого можно и не делать, но при включении стартера после стоянки первые 2-3 секунды двигатель в принципе не может завестись, т.к. в магистрали нет еще нужного давления топлива, а стартер даром “садит” аккумулятор.

Не гоняйте стартер при заводке двигателя. В этом случае стартер проворачивает двигатель с небольшой скоростью (кстати, может подгореть коллектор) – и вы слышите, с каким трудом поршни сжимают воздух (смесь). И вот, как только в очередной раз начинается момент сжатия, стартер вот-вот остановится (аккумулятор же слабый), выключите стартер и тут же включите. Скорее всего, рывка, с которым стартер включается, вам хватит чтобы резко дернуть поршень вперед, и, если все это происходит у самой верхней мертвой точки, исправный двигатель “схватит” и заведется. Эту операцию несложно проделать несколько раз, если с первого раза вы не угадали момент, когда следует выключить и снова включить стартер.

На “механике” автомобиль легче заводится при выжатом сцеплении, так стартер не поворачивает загустевшее масло в КПП. После запуска двигателя через минуту-другую плавно отожмите педаль.

Две-три попытки зажигания не завели машину – дайте ей отдохнуть 4-5 минут. Двигатель не завелся с какой-то очередной попытки – оставьте автомобиль в покое, что бы совсем не разрядить аккумулятор.

Машина может быть в идеальном состоянии, просто температура на улице оказалась ниже допустимой нормы работы двигателя. Совет такой – отбуксируйте автомобиль в теплый гараж или обратитесь за помощью к аккумулятору другой машины. Можно отогреть автомобиль и на месте с помощью воздушного обогревателя “ТЕРММИКС”

Автомеханики советуют выжидать сильные морозы, не дергая двигатель лишний раз, или ставить специальные предпусковые подогреватели двигателя. Помните, каждый запуск мотора при ниже -30°С изнашивает неподготовленный двигатель на 500 километров пробега!

«Прикуриваем» правильно.

Если ни один способ завести автомобиль в морозы не помог – остается вариант с “прикуривателем”. Как правильно “прикурить” от другой машины, не нанося вред обоим автомобилям?

Выбираем толстые провода, желательно из меди. Чем они толще, тем лучше. Допустимая площадь сечения для двигателей в 1,5-1,6 литра – в диаметре 4,5 мм, но лучше толще – около 9,5 мм в диаметре. Рекомендуется силиконовая изоляция, чтобы не твердела на холоде.

“Прикуриваем” только если уверены, что автомобиль исправен, есть бензин и всего лишь разряжен аккумулятор.
Обращайтесь за помощью только к автомобилям близкого к вашему по емкости аккумулятора и мощности двигателя. Например, авто на дизеле требует больше энергии при запуске, чем бензиновые. Такие авто “прикуриваем” от дизельного автомобиля!

• Итак, устанавливаем автомобили рядом, чтобы не соприкасались, глушим все двигатели.

• Соединяем положительную клемму разряженного аккумулятора с той же положительной клеммой “донора”.

• Присоединяем клемму отрицательного заряда к рабочему аккумулятору “донора”, второй конец надо подсоединить к блоку цилиндров или к массе аккумулятора.

• “Курим” 5-10 минут, чтобы разряженный аккумулятор зарядился от живой батареи. Затем пытаемся завести. Не получилось? Тогда заводим авто “донора” слегка даём газ на его же авто и пробуем завести свой автомобиль. Если проблема была именно в аккумуляторе, он сразу заведется.

• Снимаем провода в обратной последовательности.

• Если машина не завелась, отгоняем в тёплый гараж и идём 2-3 часа пить чай.

Внимание! При больших токах аккумулятор может выделять гремучий газ (смесь кислорода с водородом). Любая искра может стать причиной взрыва аккумулятора с выбросом серной кислоты.

Узнайте, как завести машину в холодную погоду в Capitol Toyota в Салеме

Перейти к основному содержанию

Знаете ли вы, что погода может сильно повлиять на ваш автомобиль и насколько легко он заводится? Очень низкие температуры могут нанести ущерб вашему аккумулятору, скорости потока масла через двигатель, это может даже привести к замерзанию неподходящей жидкости для стеклоочистителя и охлаждающей жидкости! Ниже эксперты Capitol Toyota предлагают несколько советов по безопасному запуску автомобиля в очень холодную погоду. К счастью, сегодняшние современные автомобили могут выдерживать холод намного лучше, чем классические автомобили много лет назад, но эти пять советов могут помочь в следующий раз, когда нагрянет зимний шторм.

5. Почему завести машину в очень холодную погоду сложнее

Хотя в красивом мягком Орегоне редко бывают такие низкие температуры, зимнее похолодание – это именно то время, когда вы больше всего хотите, чтобы ваш автомобиль завелся сразу. А очень низкие температуры особенно тяжелы для вашего двигателя.

Во-первых, автомобильные аккумуляторы не любят холода. Важно, чтобы вы использовали автомобильный аккумулятор с достаточным количеством пусковых ампер холодного пуска — это показатель того, сколько пусковых ампер вы будете иметь в своем распоряжении при 0° по Фаренгейту. При таких отрицательных температурах автомобильный аккумулятор может потерять до 60 процентов своей пусковой мощности по сравнению с комнатной температурой! А так как рекордно низкая температура в Салеме достигла минус 12 градусов по Фаренгейту, важно иметь достаточно мощную батарею для холодных зимних ночей.

Кроме того, моторное масло течет медленнее при очень низких температурах. Пока двигатель не прогреется, моторное масло не будет обеспечивать столько смазки, что усложнит запуск автомобиля.

4. Дайте автомобилю немного поработать перед запуском двигателя

В современном автомобиле с электронным впрыском топлива нет необходимости прогревать двигатель перед тем, как повернуть ключ и сесть. На всякий случай мы рекомендуем сделать короткую паузу после поворота ключа в положение «включено» — может быть, достаточно долго, чтобы пристегнуть ремень безопасности? — прежде чем повернуть его в исходное положение.

В течение этого короткого промежутка времени модуль управления двигателем определяет текущие условия (включая температуру наружного воздуха) и вносит необходимые коррективы. К тому времени, как вы пристегнете ремень безопасности, топливная система будет готова к тому, чтобы вы повернули ключ, провернули стартер и запустили двигатель.

3. Выключите все электронные аксессуары

Когда двигатель включен, генератор переменного тока обеспечивает все электропитание ваших аксессуаров, таких как климат-контроль и стереосистема. Но когда двигатель выключен, эти аксессуары получают питание непосредственно от аккумулятора. Так как аккумулятор уже имеет меньшую мощность из-за низкой температуры, разумно выключить как можно больше, прежде чем повернуть ключ, чтобы запустить двигатель. Даже если у вашей батареи достаточно мощности для запуска двигателя, ее может не хватить для запуска двигателя и включают магнитолу и подогрев сидений и подогрев подстаканников. Выключите эти элементы на короткое время, а затем снова включите их после запуска двигателя.

2. Не включайте стартер более чем на 10 секунд

При очень низких температурах топливо может поступать медленнее, и двигателю может потребоваться немного больше времени для запуска двигателя. Однако не позволяйте стартеру вращаться более 10 секунд подряд. Стартер представляет собой небольшой, но мощный двигатель, которому необходимо очень быстро использовать большую мощность, чтобы провернуть гораздо более тяжелый двигатель. Работа стартера более 10 секунд может привести к его перегреву и повреждению. При необходимости дайте двигателю поработать несколько секунд, но не переусердствуйте.

Хотя вам, конечно, не нужно нажимать на газ, чтобы запустить двигатель в современном автомобиле, если двигатель прокручивается и не запускается, вы можете попробовать дать двигателю немного газа в следующий раз, когда вы попытаетесь чтобы начать это. Просто дайте стартеру несколько минут, чтобы остыть между попытками.

1. Дайте двигателю прогреться, прежде чем толкать его

После того, как двигатель запустится, при условии, что путь вперед свободен (поскольку такие низкие температуры часто означают ожидание в течение нескольких минут, пока антиобледенитель сделает свое дело перед посадкой), можно сразу за руль. Нет проблем с тем, чтобы поставить автомобиль на драйв и нормально ехать после того, как автомобиль завелся, даже в очень холодную погоду.

Однако, и это справедливо независимо от погоды, не давите на автомобиль слишком сильно, пока двигатель не прогреется до оптимальной рабочей температуры. Когда стрелка температуры все еще находится в синем цвете, масло течет не так, как должно. Двигатель может выдерживать нормальные обороты для повседневной езды по городу, но если вы пытаетесь выехать на шоссе или буксировать прицеп, вы можете сначала дать двигателю немного прогреться. Но если вам предстоит обычная поездка на работу, не беспокойтесь о прогреве двигателя. Если вы можете видеть за лобовое стекло, а ваши руки не скованы бесполезными маленькими кулачками, можно безопасно начинать вождение.

  1. Capitol Toyota

    783 Auto Group Avenue
    Salem, OR 97301

    • Отдел продаж: (888) 459-7024
6
  • 6 Контакт

    Капитолий Тойота

    783 Авто Групп Авеню Не
    Направления Салем, Орегон 97301

    • Отдел продаж: 503-399-1011
    • Сервис: 503-399-1011
    • Запчасти: 503-399-1011
    • Специальные услуги
    • Скидки на запчасти

    Как завести машину в холодную погоду: советы Capitol Subaru

    Перейти к основному содержанию