Рубрика: Двигател

11Авг

Первые двигатели внутреннего сгорания: История двигателя внутреннего сгорания

11 Авг 2018 alexxlab Комментировать

История двигателя внутреннего сгорания

Главное устройство любого транспортного средства, в том числе назем­ного, является силовая установка — двигатель, преобразующий различные разновидности энергии в механическую работу.

 

В ходе исторического развития транспортных двигателей меха­ническая работа движения осуществлялась за счет применения:

 

1) мускульной силы человека и животных;

 

2) силы ветра и потоков воды;

 

3) тепловой энергии пара и различных видов газообразного, жидкого и твердого топлива;

 

4) электрической и химической энергии;

 

5) солнечной и ядерной энергии.

 

Записи о попытках построить самоходные средства перед­вижения были уже в XV — XVI вв. Правда, силовыми установками этих «средств передвижения» была мускульная сила человека. Одной из первых достаточно хорошо известной самоходной установкой с «мускуль­ным двигателем» является коляска с ручным приводом безногого часовщика из Нюрнберга Стефана Фарфлера, которую он соорудил в 1655 г.

 

 

 

Наибольшую известность в России получила «самобеглая коляска», построенная в Петербурге крестьянином Л. Л. Шамшуренковым в 1752 г.

 

 

Эта коляска, вполне вместительная для пере­возки нескольких человек, приводилась в движение мускульной силой двух человек. Первый педальный металлический велосипед, близкий по конструкции к современным, был изготовлен крепостным крестьянином Верхотрусского уезда Пермской губернии Артамоно­вым на рубеже XVIII и XIX вв.

 

 

Древнейшими силовыми установками, правда, не транспортны­ми, являются гидравлические двигатели — водяные колеса, приво­дящиеся в движение потоком (весом) падающей воды, а также ветряные двигатели. Сила ветров с древних времен использовалась для движения парусных судов, а значительно позднее и роторных. Использование ветра в роторных судах осуществлялось с помощью вертикальных вращающихся колонн, заменивших паруса.

 

Появление в XVII в. водяных двигателей, а позднее и паровых сыграло важную роль в зарождении и развитии мануфактурного производства, а затем и промышленной революции. .Однако боль­шие надежды изобретателей самоходных экипажей по применению первых паровых двигателей для транспортных средств не оправда­лись. Первый паровой самоход грузоподъемностью 2,5 т, построен­ный в 1769 г. французским инженером Жозефом Каньо, получился очень громоздким, тихоходным и требующим обязательных оста­новок через каждые 15 минут движения.

 

Только в конце XIX в. во Франции были созданы весьма удач­ные образцы самоходных экипажей с паровыми двигателями. Начи­ная с 1873 г. французский конструктор Адеме Боле построил неско­лько удачных паровых двигателей. В 1882 г. появились паровые автомобили Дион-Бутона,

 

 

а в 1887 — автомобили Леона Серполе, которого называли «апостолом пара». Созданный Серполе котел с плоскими трубками представлял весьма совершенный парогенера­тор с почти мгновенным испарением воды.

 

 

Паровые автомобили Серполе конкурировали с бензиновыми автомобилями на многих гонках и скоростных состязаниях вплоть до 1907 г. Вместе с тем совершенствование паровых двигателей в качестве транспортных двигателей продолжается и сегодня в направлении снижения их массогабаритных показателей и повышения коэффициента полез­ного действия.

 

Совершенствование паровых машин и развитие двигателей внут­реннего сгорания во второй половине XIX в. сопровождалось по­пытками ряда изобретателей использовать электрическую энергию для транспортных двигателей. Накануне третьего тысячелетия Рос­сия отметила столетие со дня использования городского наземного электрического транспорта — трамвая. Немногим более ста лет назад, в 80-е годы XIX в., появились и первые электрические авто­мобили. Их появление связано с созданием в 1860-е годы свинцовых аккумуляторов. Однако слишком большая удельная масса и недо­статочная емкость не позволили электромобилям принять участие в конкуренции с паровыми машинами и газобензиновыми двига­телями. Электромобили с более легкими и энергоемкими серебряно-цинковыми аккумуляторами также не нашли широкого применения. В России талантливый конструктор И. В. Романов создал в конце XIX в. несколько типов электромобилей с достаточно легкими аккумуляторами.

 

 

 

Электромобили имеют достаточно высокие пре­имущества. Прежде всего они экологически чистые, так как вообще не имеют выхлопных газов, обладают очень хорошей тя­говой характеристикой и большими ускорениями за счет возраста­ющего крутящего момента при снижении числа оборотов; исполь­зуют дешевую электроэнергию, просты в управлений, надежны в эксплуатации» и т. д. Сегодня электромобили и троллейбусы имеют серьезные перспективы их развития и применения на го­родском и пригородном транспорте в связи с необходимостью коренного решения проблем по снижению загрязнения окружающей среды.

 

Попытки создания поршневых двигателей внутреннего сгорания предпринимались еще в конце XVIII в. Так, в 1799 г. англичанин Д. Барбер предложил двигатель, работавший на смеси воздуха с газом, полученным путем перегонки древесины. Другой изобрета­тель газового двигателя Этьен Ленуар использовал в качестве топ­лива светильный газ.

 


 

Еще в 1801 г. француз Филипп де Бонне предложил проект газового двигателя, в котором воздух и газ сжимались самостоятельными насосами, подавались в смеситель­ную камеру и оттуда в цилиндр двигателя, где смесь воспламеня­лась от электрической искры. Появление этого проекта считается датой рождения идеи электрического воспламенения топливовоз-душной смеси.

 

Первый стационарный двигатель нового типа, работающий по четырехтактному циклу с предварительным сжатием смеси, был спроектирован и построен в 1862 г. кельнским механиком Н. Отто.

 


 

 Практически все современные бензиновые и газовые двигатели до настоящего времени работают по циклу Отто (цикл с подводом теплоты при постоянном объеме).

 

Практическое применение двигателей внутреннего сгорания для транспортных экипажей началось в 70 — 80 гг. XIX в. на основе использования в качестве топлива газовых и бензовоздушных сме­сей и предварительного сжатия в цилиндрах. Официально изобрета­телями транспортных двигателей, работающих на жидких фракциях перегонки нефти, признаны три немецких конструктора: Готлиб Даймлер, построивший по патенту от 29 августа 1885 г. мотоцикл с бензиновым двигателем;

 


 

Карл Бенц, построивший по патенту от 25 марта 1886 г. трехколесный экипаж с бензиновым двигателем;

 


 

Рудольф Дизель, получивший в 1892 г. патент на двигатель с само­воспламенением смеси воздуха с жидким топливом за счет теплоты, выделяющейся при сжатии.

 

 

Здесь следует отметить, что первые двигатели внутреннего сго­рания, работающие на легких фракциях перегонки нефти, были созданы в России. Так, в 1879 г. русским моряком И. С. Костовичем был спроектирован ив 1885 г. успешно прошел испытания 8-цилин­дровый бензиновый двигатель малой массы и большой мощности. Этот двигатель предназначался для воздухоплавательных аппара­тов.


 


 

В 1899 г. в Петербурге создан первый в мире экономичный и работоспособный двигатель с воспламенением от сжатия. Проте­кание рабочего цикла в этом двигателе отличалось от двигателя, предложенного немецким инженером Р. Дизелем, который пред­полагал осуществить цикл Карно со сгоранием по изотерме. В Рос­сии в течение короткого времени была усовершенствована конст­рукция нового двигателя — бескомпрессорного дизеля, и уже в 1901 г. в России были построены бескомпрессорные дизели конструкции Г. В. Тринклера, а конструкции Я. В. Мамина — в 1910 г.

 

Русский конструктор Е. А. Яковлев спроектировал и построил моторный экипаж с керосиновым двигателем.

 

 

Успешно работали над созданием экипажей и двигателей русские изобретатели и конст­рукторы: Ф. А. Блинов, Хайданов, Гурьев, Махчанский и многие Другие.

 

Основными критериями при конструировании и производстве двигателей вплоть до 70-х годов XX в. оставалось стремле­ние к повышению литровой мощности, а следовательно, и к полу­чению наиболее компактного двигателя. После нефтяного кри­зиса 70 — 80 гг. основным требованием стало получение макси­мальной экономичности. Последние 10 — 15 лет XX в. главными критериями для любого двигателя стали постоянно растущие требования и нормы по экологической чистоте двигателей и преж­де всего по коренному снижению токсичности отработавших газов при обеспечении хорошей экономичности и высокой мощ­ности.

 

 

Карбюраторные двигатели, долгие годы не имевшие конкурен­тов по компактности и литровой мощности, не отвечают сегодня экологическим требованиям. Даже карбюраторы с электронным управлением не могут обеспечить выполнение современных требо­ваний по токсичности отработавших газов на большинстве рабочих режимов двигателя. Эти требования и жесткие условия конкуренции на мировом рынке достаточно быстро изменили типаж силовых установок для транспортных средств и прежде всего для легкового транспорта. Сегодня различные системы впрыска топлива с различ­ными системами управления, включая электронные, практически полностью вытеснили использование карбюраторов на двигателях легковых автомобилей.

 

Коренная перестройка двигателестроения крупнейшими автомо­бильными компаниями мира в последнее десятилетие XX в. совпала с третьим периодом торможения российского двигателестроения. Из-за кризисных явлений в экономике страны отечественная про­мышленность не смогла обеспечить своевременный перевод двига­телестроения на выпуск новых типов двигателей. Вместе с тем Россия имеет хороший научно-исследовательский задел по созда­нию перспективных двигателей и квалифицированные кадры специ­алистов, способных достаточно быстро реализовать имеющийся научный и конструкторский задел в производстве. За последние 8 — 10 лет разработаны и изготовлены принципиально новые опыт­ные образцы двигателей с регулируемым рабочим объемом, а также с регулируемой степенью сжатия. В 1995 г. разработана и внедрена на Заволжском моторном заводе и на Нижне-Новгородском авто­заводе микропроцессорная система управлением топливоподачей и зажиганием, обеспечивающая выполнение экологических норм ЕВРО-1. Разработаны и изготовлены образцы двигателей с микро­процессорной системой управления топливоподачей и нейтрализа­торами, удовлетворяющие экологические требования ЕВРО-2. В этот период учеными и специалистами НАМИ разработаны и созданы: перспективный турбокомпаундный дизель, серия дизель­ных и бензиновых экологически чистых двигателей традиционной компоновки, двигатели, работающие на водородном топливе, пла­вающие транспортные средства высокой проходимости с щадящим воздействием на грунт и т. п.

 

Современные наземные виды транспорта обязаны своим раз­витием главным образом применению в качестве силовых устано­вок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршне­вые ДВС до настоящего времени являются основным видом сило­вых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и стро­ительных машинах. Эта тенденция сохраняется сегодня и будет еще сохраняться в ближайшей перспективе. Основные конкуренты по­ршневых двигателей — газотурбинные и электрические, солнечные и реактивные силовые установки — пока еще не вышли из этапа создания экспериментальных образцов и небольших опытных пар­тий, хотя работы по их доводке и совершенствованию в качестве автотракторных двигателей продолжаются во многих компаниях и фирмах всего мира.

 

 

Источник: Колчин А.И., Демидов В.П. — Конструкция и расчет автотракторных двигателей, 2008 г.

4.2. Двигатели внутреннего сгорания — Энергетика: история, настоящее и будущее

4.2. Двигатели внутреннего сгорания

Тепловые двигатели, в цилиндрах которых одновременно протекают процессы сгорания топлива, выделения теплоты и преобразования ее части в механическую работу, называются двигателями внутреннего сгорания.

Отказ от котла, наиболее дорогой и громоздкой части паросиловой установки, позволил создать дешевый и экономичный двигатель внутреннего сгорания, который впоследствии стал основным двигателем транспортных средств.

Развитие этих двигателей началось с 1860 года, когда французский механик Ленуар впервые построил небольшой двухтактный газовый двигатель. Двигатель работал без сжатия смеси светильного газа с воздухом. Воспламенение рабочей смеси происходило при помощи электрической искры. К.п.д. такого двигателя колебался от 3 до 5% и был ниже к.п.д. поршневых паровых машин того времени, что было следствием нерационального цикла, предложенного изобретателем. Однако это изобретение сыграло крупную роль в деле создания двигателей внутреннего сгорания.

Дальнейшее развитие двигателей внутреннего сгорания пошло по пути усовершенствования предложенной конструкции без изменения рабочего цикла. На рис. 4.10. представлен такой тип двигателя.

И только немецкому технику Николаусу Августу Отто (1832 – 1891) из Кельна в 1887 году в содружестве с инженером Е. Лангеном удалось построить четырёхтактный горизонтальный одноцилиндровый газовый двигатель мощностью 4 л.с. со сжатием рабочей смеси. Двигатель работал по принципу, предложенному французским инженером Бо-де-Роша. К.п.д. их двигателей достигал уже 7 – 18%, то есть был выше к.п.д. паровых машин того времени. Созданный двигатель можно считать прототипом современных двигателей внутреннего сгорания, работающих на газообразном и жидком топливе.

На рис. 4.11 представлена индикаторная диаграмма работы четырехтактного двигателя в координатах Р (давление) – V (полный объем цилиндра). При первом такте хода поршня происходит процесс всасывания в цилиндр рабочей смеси (линия 1–2 на индикаторной диаграмме). При обратном ходе поршня (второй такт) впускной клапан закрывается и в цилиндре протекает процесс сжатия рабочей смеси (линия 2–), при этом температура и давление смеси повышаются. В начале третьего хода поршня совершается быстрое воспламенение рабочей смеси от искры, а температура и давление резко увеличиваются (линия 3–4). Затем происходит расширение рабочих газов (линия 4–5), то есть выполняется полезная работа. При крайнем положении поршня в третьем такте процесс расширения заканчивается и открывается выпускной клапан, через который при четвертом ходе поршня выбрасываются отработанные газы (линия 6 – 1, которая проходит несколько выше атмосферной линии).

Рис. 4.10. Атмосферный двигатель Отто и Лангена (1865–1866 гг. ) (а) и индикаторная диаграмма (б)

Рис. 4.11. Двигатель Отто. Индикаторная диаграмма

Один из первых наиболее удачных бензиновых двигателей для автомобильной промышленности был запатентован Г. Даймлером в Германии в 1885 году.

Постройка двигателя началась на заводе Дейти. В дальнейшем на заводе конструкция двигателя была значительно усовершенствована. Вскоре двигатели Отто – Дейти благодаря компактности, экономичности и надежности в работе получили общее признание и стали выпускаться другими заводами.

К тому времени надо отнести появление двухтактных двигателей, которые по принципу действия мало чем отличаются от четырехтактных двигателей Отто. В двухтактном двигателе посреди цилиндра расположены впускные и продувочные отверстия (клапаны), открытие и закрытие которых производится поршнем. Во время первого хода поршня в цилиндре протекают процессы воспламенения и расширения рабочей смеси, в конце хода поршня открываются отверстия цилиндра и начинаются процессы выпуска отработанных газов и продувки цилиндра воздухом или горючей смесью. Эти процессы продолжаются при обратном ходе поршня, втором такте, пока поршень не перекроет отверстия и не начнется процесс сжатия свежего воздуха или горючей смеси в зависимости от типа двигателя.

Рудольф Дизель (1858–1913) – немецкий инженер, создатель двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. В 1878 году он окончил Высшую политехническую школу в Мюнхене. В патентах 1892 и 1893 гг. Дизель выдвинул идею создания двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу, близкому к идеальному, в котором наивысшая температура достигалась сжатием чистого воздуха.

В 1913 году для ведения переговоров Дизель, взяв с собой наиболее ценные документы по изготовлению двигателя, отплыл в Англию. Однако до Англии он не добрался, а бесследно исчез с корабля при неизвестных обстоятельствах.

Двухтактные двигатели имеют более равномерный ход, вдвое меньший объем цилиндра, дешевле и нашли широкое применение в автомобильной промышленности, вытеснив четырехтактные.

Все рассмотренные выше газовые, газогенераторные, а также быстроходные двигатели, работающие на жидком топливе, – автомобильные, относятся к двигателям быстрого сгорания, у которых процессы воспламенения и горения протекают

 

настолько быстро, что поршень не успевает совершить даже небольшое перемещение.

Рис. 4.12. Индикаторная диаграмма дизеля

У таких двигателей к.п.д. очень зависит от степени сжатия, поэтому они работают с предельным давлением сжатия, при котором температура рабочей смеси близка к температуре её самовоспламенения. Однако двигатели быстрого сгорания, работающие на жидком топливе (нефти, керосине, бензине), не допускают высоких степеней сжатия (3, 5, 6), так как температура воспламенения этих топлив сравнительно низкая (350 – 415°С), что и обуславливает небольшой к.п.д. двигателя.

Повышение к.п.д. двигателей, работающих на жидком топливе, было достигнуто благодаря введению в технику рабочего процесса с постепенным сгоранием топлива. Процесс постепенного сгорания топлива был предложен в 1872 году американцем Брайтоном. После этого были попытки создать такой двигатель Гаргреавесом, Капитеном и др. Однако их двигатели были ненадежными в работе. Слава создания двигателя с постепенным сгоранием топлива принадлежит Р. Дизелю.

Предложение Дизеля сводилось к высокому сжатию воздуха в полости двигателя для повышения его температуры выше температуры воспламенения горючего. Будучи подано в полость двигателя в конце хода сжатия, горючее воспламеняется от нагретого воздуха и, нагнетаемое постепенно, осуществляет процесс подвода тепла без изменения температуры в соответствии с циклом Карно. Испытание опытного образца в 1896 году принесло успех, а в 1897 году Дизель построил на Аугсбургском машиностроительном заводе первый промышленный четырехтактный одноцилиндровый двигатель с постепенным сгоранием топлива, работающий на керосине, мощностью 20 л.с. Двигатель такого типа в дальнейшем получил название дизель. Он отличался высоким к.п.д., но работал на дорогостоящем керосине, имел ряд конструктивных дефектов. После некоторых усовершенствований, внесённых в 1898 – 1899 гг., двигатель стал надёжно работать на дешёвом топливе – нефти – и получил широкое распространение в промышленности и на транспорте.

Рабочий процесс двигателя постепенного сгорания (см. индикаторную диаграмму, рис. 4.12) отличается от рабочего процесса двигателя быстрого сгорания (см. рис. 4.11) следующими особенностями:

В рабочем цилиндре дизеля при втором такте – сжатии – сжимается не рабочая смесь, а воздух (линия 2 – 3) до давления 3,2–3,4 МПа. При этом температура воздуха в конце сжатия достигает 500–600 o С, то есть температуры воспламенения вводимого в цилиндр жидкого топлива.

Вследствие высокой температуры сжатого воздуха происходит самовоспламенение вводимого топлива и не требуется зажигательного приспособления.

В третьем такте топливо вводится в цилиндр не сразу, а постепенно, вследствие чего оно сгорает при постоянном давлении на некоторой части хода поршня (линия 3 – 4), а затем происходит дальнейшее расширение образовавшихся газов (линия 4 – 5).

Распыление топлива осуществляется форсункой при помощи сжатого воздуха. Для получения сжатого воздуха применяется компрессор с давлением 5–6 МПа двух-трехступенчатого сжатия с промежуточным охлаждением воздуха.

Рабочие процессы в первом и четвертом тактах дизеля подобны процессам, протекающим в двигателях быстрого сгорания (линии 1 – 2 и 6 – 1).

Наиболее ответственной частью двигателя является компрессор, который приводится в действие от самого дизеля.

Первоначально все дизели работали по рассмотренному выше четырехтактному рабочему процессу, но затем стал применяться двухтактный рабочий процесс как более экономичный. Этому способствовало введение в технику принципа безвоздушного распыления топлива, то есть бескомпрессорных дизелей.

Первый в мире городской автобус с двигателем внутреннего сгорания вышел на линию 12 апреля 1903 года в Лондоне. Его предшественником можно считать автобус с паровым двигателем, который курсировал в течение четырех месяцев 1831 года между английскими городами Глостером и Челтенхемом (Наука и жизнь, 1984, № 5).

Действительное преимущество дизелей заключалось не в отличии их рабочего процесса, а в возможности получить высокие степени сжатия, неосуществимые в двигателях быстрого сгорания из-за низкой температуры самовоспламенения жидких сортов топлива. Рабочий процесс в дизелях проводился при степени сжатия 14–16 против 5–6 в двигателях быстрого сгорания, что повысило к. п.д. компрессорных дизелей до 28–32%, бескомпрессорных – до 30–34%.

После демонстрации на Парижской выставке 1900 года усовершенствованного двигателя Дизеля, где он получил высокую оценку, начался процесс бурного дизелестроения.

Большой вклад в усовершенствование дизельных двигателей внесли русские изобретатели. Б.Г. Луцкой (1865–1920) проектировал и строил многоцилиндровые двигатели различного назначения – автомобильные, авиационные, судовые, лодочные. В 1896 г. Г.В. Тринклер (1876–1957) построил бескомпрессорный двигатель внутреннего сгорания. В 1910 г. Р.А. Корейво (1852–1920) сконструировал дизельный двигатель с противоположно движущимися поршнями и передачей на два вала. А.Г. Уфимцев (1880–1936) в 1910 г. разработал шестицилиндровый карбюраторный двигатель для самолетов.

В России производство дизелей началось в 1899 году на заводе «Русский дизель» в Санкт-Петербурге. Выпускаемые заводом нефтяные дизели оказались вполне надежными в работе благодаря применению двухступенчатого компрессора и усовершенствованной нефтяной форсунки. Дизели завода «Русский дизель» получили впоследствии всеобщее признание и широко использовались в промышленности и на транспорте.

В торговом и на военном флоте дизели впервые были применены в России. Первая в мире судовая дизельная установка, состоящая из трех дизелей завода «Русский дизель» мощностью по 120 л.с., была смонтирована в 1903 году на нефтетопливной барже «Вандал». А первый реверсивный дизель был построен заводом в 1908 году для подводной лодки «Минога» мощностью 120 л.с. Перед первой мировой войной дизельные двигатели производились не только в Петербурге, но и в Москве, Сормове, Риге, Ревеле, Воронеже и других городах.

Двигатели внутреннего сгорания после значительных конструктивных изменений стали в ХХ веке основными двигателями всех транспортных средств.

Как двигатель Рудольфа Дизеля изменил мир

  • Тим Харфорд
  • Би-би-си

Автор фото, Shutterstock

Инженер Рудольф Дизель погиб при загадочных обстоятельств прежде, чем успел разбогатеть на своем гениальном изобретении.

В 10 часов вечера 29 сентября 1913 года Рудольф Дизель отправился в свою каюту на пароходе «Дрезден», шедшем из бельгийского Антверпена через Ла-Манш в Лондон. Его пижама была разложена на кровати, но он так в нее и не переоделся.

Изобретатель двигателя, названного его именем, размышлял о своих больших долгах и процентах по ним, которые он уже не мог выплачивать. В его дневнике этот день — 29 сентября — был помечен зловещим крестом: «X».

Перед тем, как отправиться на пароход, 55-летний Дизель собрал все наличные деньги и сложил их в сумку вместе с документами, из которых было ясно, насколько отчаянным оказалось его финансовое положение. Он отдал сумку ничего не подозревавшей жене и велел открыть ее не раньше, чем через неделю.

Дизель вышел на палубу. Снял плащ и шляпу. Аккуратно сложил их на палубе. Посмотрел на воду. И прыгнул за борт.

Или не прыгнул? Любители конспирологии считают, что ему «помогли».

Но кто мог быть заинтересован в смерти бедного изобретателя? Есть две версии.

Для того, чтобы понять контекст, вернемся на тридцать лет назад, в 1872 год. Паровые двигатели уже широко применяются в промышленности, по железным дорогам бегают все более многочисленные паровозы, но в городах весь транспорт — по-прежнему на гужевой тяге.

Спрос на замену лошади

Осенью того года эпизоотия конского гриппа парализовала города Соединенных Штатов. Не на чем было подвозить товары в лавки, не на чем вывозить мусор.

В полумиллионном городе в те времена могло быть около ста тысяч лошадей. Каждая из них ежедневно орошала улицы 15 килограммами навоза и 4 литрами мочи.

Города остро нуждались в недорогом, надежном и небольшом двигателе, который заменил бы конную тягу.

Одним из кандидатов на эту роль был паровой двигатель: автомобили на паровой тяге конструировались один за другим.

Вторым был двигатель внутреннего сгорания. Первые его модели работали на газе, на бензине, даже на порохе. Но в семидесятых годах XIX века, когда Рудольф Дизель был студентом, оба этих типа двигателей были ужасно неэффективны, с КПД всего лишь около 10%.

Поворотным пунктом в жизни молодого Дизеля стала лекция о термодинамике в Королевском Баварском политехническом институте в Мюнхене, на которой он услышал, что двигатель внутреннего сгорания, преобразующий всю энергию тепла в полезную работу, теоретически возможен.

Автор фото, Alamy

Подпись к фото,

Схема-рисунок двигателя внутреннего сгорания, изобретенного Рудольфом Дизелем в 1887 году

Дизель взялся за претворение теории в жизнь. И потерпел неудачу. КПД его первого двигателя составлял всего лишь 25%. КПД лучших из современных дизелей — более 50%.

Но даже 25% — это было в два с лишним раза лучше, чем у конкурентов.

В бензиновых двигателях внутреннего сгорания в цилиндре сжимается смесь воздуха и паров бензина, которая затем поджигается электрической искрой. В двигателе Дизеля сжимается только воздух, при этом его температура повышается настолько, что ее достаточно для воспламенения впрыскиваемого топлива.

При этом в дизеле чем сильнее сжатие, тем меньше нужно топлива, тогда как в двигателе с зажиганием слишком сильное сжатие приводит к сбою в работе.

Ненадежные моторы

Все автомобилисты знают о главном свойстве машин с дизельным мотором: они обычно дороже стоят, зато дешевле в эксплуатации.

К несчастью для Рудольфа Дизеля, его первые модели при всем их высоком КПД отличались ненадежностью. Недовольные покупатели завалили его требованиями о возврате денег. Это и загнало изобретателя в финансовую яму, из которой он не смог выбраться.

Но он продолжал работать над своим двигателем и постепенно совершенствовал его.

Выявились другие преимущества двигателя Дизеля. Он может работать на более тяжелом, чем бензин, топливе — солярке, или, как сейчас его чаще называют, дизтопливе. Оно дешевле бензина и к тому же менее интенсивно испаряется, поэтому менее взрывоопасно.

В силу этого дизели стали особенно популярны у военных. Уже в 1904 году двигатели Рудольфа Дизеля были поставлены на французских подводных лодках.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Машины с дизельным двигателем дороже при покупке, но дешевле в эксплуатации

Здесь лежат корни первой конспирологической версии смерти Рудольфа Дизеля.

Европа, 1913 год, большая война все ближе и все неотвратимее — а тут немец, изобретатель нового двигателя, преследуемый финансовыми проблемами, отправляется в Британию. Одна газета так и написала в заголовке: «Изобретателя сбросили в море, чтобы предотвратить продажу патентов британскому правительству».

Коммерческий потенциал изобретения Дизеля, однако, стал раскрываться только после Первой мировой. Первые дизельные грузовики появились в 1920-х годах, железнодорожные локомотивы — в 1930-х. К 1939 году уже четверть морских грузов в мире перевозили суда с дизельными установками.

После Второй мировой войны были созданы еще более мощные дизельные моторы, которые позволили строить суда все большего водоизмещения и все более экономно перевозить грузы. На топливо приходится около 70% себестоимости морских перевозок.

Пар или дизель?

Чешско-канадский ученый Вацлав Смил, например, считает, что если бы международная торговля оставалась привязана к паровым двигателям и не перешла на дизель, то она росла бы гораздо медленнее.

Британско-американский экономист Брайан Артур так не считает. Он называет переход на двигатели внутреннего сгорания в течение последнего века проявлением «попадания в колею»: уже сделанные инвестиции и построенная инфраструктура заставляют человечество действовать в определенном коридоре, а если б с самого начала был выбран другой путь, то и на нем нашлись бы эффективные решения.

По мнению Брайана Артура, еще в 1914 году у паровых автомобильных двигателей перспективы были не хуже, чем у двигателей внутреннего сгорания — но растущее влияние нефтяной промышленности привело к тому, что в развитие ДВС стали вкладывать гораздо больше денег.

Если бы инвестиций было поровну, то, предполагает доктор Артур, мы бы сейчас вполне могли ездить на машинах с паровыми двигателями какого-нибудь очередного поколения.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Экспертименты Дизеля с арахисовым маслом предвосхитили современное развитие производства биотоплива

А если бы мировая экономика прислушалась к Рудольфу Дизелю, то, может быть, сейчас двигатели работали бы на арахисе.

Имя Дизеля сейчас ассоциируется с топливом из нефтепродуктов, но вообще-то он приспосабливал свой двигатель для работы с разными видами топлива, от угольной пыли до растительного масла. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже он продемонстрировал модель, работающую на арахисовом масле.

А за год до смерти, в 1912 году, Рудольф Дизель предсказывал, что растительное масло станет таким же важным видом топлива, как и нефтепродукты.

Владельцам арахисовых плантаций это предсказание наверняка понравилось, а владельцам нефтяных месторождений — не очень.

Отсюда — вторая конспирологическая версия смерти Дизеля. Другая газета по ее поводу написала: «Убит агентами нефтяных трестов».

Арахис против нефти

В последнее время в мире возрождается интерес к дизельному биотопливу. Оно меньше загрязняет атмосферу, но есть и проблема: оно занимает сельскохозяйственные угодья, а это ведет к повышению цен на продовольствие.

Во времена Рудольфа Дизеля это не выглядело большой проблемой: население Земли тогда было гораздо меньше, а климатические изменения не сильно беспокоили людей. Поэтому Рудольф Дизель, наоборот, мечтал, что его двигатель поможет развиваться бедным, аграрным странам.

Насколько иначе сейчас выглядел бы мир, если бы самыми ценными землями считались не те, где качают нефть, а те, где хорошо растет арахис? Мы можем только гадать.

Точно так же, как мы можем только гадать, что же в точности случилось с Рудольфом Дизелем.

Его тело было найдено в море рыбаками через десять дней. К тому времени оно настолько разложилось, что рыбаки не стали брать его на борт, но забрали личные вещи — кошелек, перочинный нож, футляр для очков.

Когда рыбаки добрались до берега, эти вещи опознал младший сын Дизеля. А тело изобретателя навсегда осталось в морских глубинах.

Новости: Революция внутреннего сгорания — Эксперт

Идея мощного универсального двигателя была выдвинута еще задолго до XIX века. Принцип двигателя внутреннего сгорания (ДВС) описан итальянцем Леонардо да Винчи еще в XVI веке и голландцем Кристианом Гюйгенсом в XVII. Но реализация этих идей стала возможна лишь с появлением целого набора новых материалов, технологий и инженерных решений. С тех пор — менее чем за два века — устройство, способное трансформировать энергию сжигаемого топлива в механическую энергию, изменило весь мир — прежде всего за счет своей компактности, которая обеспечила автономность машин, зависящих от двигателя.

Двигаться самостоятельно

Первые попытки использовать двигатели внутреннего сгорания для автомобилей были ограничены отсутствием подходящих видов топлива, особенно жидкостей. Поэтому первые двигатели использовали газовые смеси. Еще в 1806 году швейцарец Франсуа де Риваз построил ДВС, работавший на смеси водорода и кислорода (что делало его весьма небезопасным).

В 1826 году британец Сэмюэл Браун провел испытания водородного ДВС, с помощью которого ему удалось запустить самоходную коляску в Лондоне.

В 1860 году бельгиец Этьен Ленуар смог проехать на построенном им автомобиле с газовым одноцилиндровым двигателем от Парижа до городка Жуанвиль-де-Пон. На то, чтобы преодолеть девять километров, ему понадобилось около трех часов.

Но уже в 1870 году в Вене австрийский инженер Зигфрид Маркус установил работающий на жидком топливе ДВС на обычную коляску. Таким образом, автомобиль Маркуса стал первым транспортным средством на бензине. Эта конструкция использовалась и на более поздних моделях, выпущенных Маркусом.

Впрочем, отцами современных автомобилей считают сразу нескольких инженеров, практически одновременно работавших независимо друг от друга и опиравшихся на наработки предыдущих поколений изобретателей. Так, Карл Бенц в 1885 году построил первый автомобиль в Мангейме. В 1886 году он получил патент и спустя два года начал производство. А в 1889 году инженеры Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах в своих мастерских в Штутгарте создали автомобиль с нуля (предыдущие версии использовали гужевые коляски, которые оснащались двигателями). В 1895 году первый автомобиль был построен в британском Бирмингеме инженером Фредериком Ланчестером.

Регулярное производство автомобилей началось лишь в 1888 году на фабрике Карла Бенца в Германии, а затем, по его лицензии, на предприятии Эмиля Роже во Франции. К 1900 году производство во Франции и в Соединенных Штатах уже было массовым.

Полная версия этого материала доступна только подписчикам

Читать материалы из печатного выпуска журнала в полном объеме могут только те, кто оформил платную подписку на ONLINE-версию журнала.

История и причины появления поршневых двигателей внутреннего сгорания

Первые поршневые двигатели внутреннего сгорания, получившие довольно широкое распространение в шестидесятых годах XIX века, работали на светильном газе. Их конструктором был Э.Ленуар, двигатели работали без предварительного сжатия рабочей смеси. Появившиеся вслед за ними двигатели, построенные немецким изобретателем Н. Отто в 1867-1872 гг., также работали на светильном газе, были четырехтактными, имели предварительное сжатие рабочей смеси и искровое зажигание. Теоретические основы рабочих процессов этих двигателей были разработаны значительно раньше появления реальных машин французскими учеными С. Карно (1721 г.) и Бо-де Роша (1854 г.).

 С появлением дизельных двигателей (кстати, впервые электростанции Energo (Франция) стали использовать данный тип оборудования), экономично работающих на тяжелом нефтяном топливе, и бензиновых двигателей, газ как топливо был практически полностью вытеснен жидкими нефтяными продуктами. Своим успехом последние обязаны высокой концентрации энергии в единице объема, простоте перевозки и хранения. Газовые двигатели продолжали применять только на крупных металлургических предприятиях, где они работали на местном доменном, коксовом или угольном газах.

 Однако по основным техническим показателям, характеризующим эффективность использования топлива в двигателе, жидкие нефтяные топлива уступают газам. Так, при применении газового топлива в 1,5–2 раза уменьшается износ основных деталей цилиндро-поршневой группы, существенно снижается токсичность выпускных газов, увеличивается срок службы и уменьшается расход смазки, а также снижаются расходы на топливо. Поэтому, как только добыча и производство природного газа и сжиженных бутано-пропановых смесей достигли большого объема, применение газовых двигателей, выполненных к тому же на новом, более высоком техническом уровне, стало технически и экономически оправданным.

 Основные факторы, которые обусловили возрождение газовых двигателей, сводятся к следующему:

  • бурное развитие газовой промышленности;
  • технико-экономическое и экологическое преимущества газа как топлива;
  • технический прогресс газовых двигателей, обеспечивающий полное использование выгодных свойств газа как топлива для двигателей.
Коэффициент полезного действия (КПД) газовых двигателей практически равен КПД дизелей такого же класса (обратите внимание, что этими показателями не могут похвастаться дизельные генераторы). Как правило, газовые двигатели строят на базе дизелей, с которыми они конструктивно и технологически хорошо унифицируются. Именно этим объясняется то, что большинство фирм, выпускающих дизели, предлагают потребителю их газовые модификации.

Двигатели, работающие на природном газе, широко используют для привода электрогенераторов, насосов, компрессоров. Их единичная мощность достигает десятков мегаватт, а электростанций с газовыми двигателями — сотен мегаватт.

 Сжиженные газы применяют для двигателей малой и средней мощности, предназначенных, главным образом, для установки на тракторы, бурильные установки, автобусы и легковые автомобили. Кроме того, сжиженные газы применяют для отопления жилых домов, теплиц и бытовых установок.

Основными требованиями, предъявляемыми к газовым двигателям и агрегатам на их базе, являются надежность, оптимальный режим работы, ориентированный на получение максимального технического эффекта (в частности, высокого КПД), оптимальный объем автоматизации, простота обслуживания, ремонтопригодность и, возможно, низкая стоимость.

История моторных масел

Факт, что двигатель не сможет работать без смазывающего его масла, стал понятен сразу же, как только появились первые двигатели внутреннего сгорания. Этьенн Ленуар пытался создать настоящий рабочий поршневой двигатель, но все его попытки заканчивались тем, что поршень клинило в цилиндре, а работоспособность мотора сильно падала. Но когда он доработал конструкцию двигателя системами смазки и охлаждения, проблема исчезла. Тогда первые конструкторы и инженеры по двигателям поняли, что для работы поршневых двигателей потребуется не только топливо, но и масло.

Первые автомобильные масла

Для смазывания трущихся деталей первых паровых машин использовались сначала масла животного происхождения, а в последующем их заменили на высоковязкие минеральные масла нефтяного происхождения с добавкой животных жиров, обладающие достаточно высокой температурной стабильностью и водоотталкивающими свойствами. Но их не стали применять для смазывания двигателей внутреннего сгорания из-за повышенной вязкости. Они обладали даже большей вязкостью, чем нынешние высоковязкие масла. Для смазывания первых двигателей внутреннего сгорания применяли самые разные масла от минеральных до растительных, в том числе и касторовое. Но со временем, минеральное масло, получаемое из нефти вакуумной перегонкой мазута, заняло лидирующие позиции. Таким образом до 1940-х годов моторное масло представляло собой чистое масло без каких-либо добавок, сейчас такое используется только для смазки станков.

Качественным маслом считалось хорошо очищенное масло, оно было прозрачное с золотистым оттенком. Его очищали с помощью так называемого кислотного метода, при котором оно обрабатывалось серной кислотой. Серная кислота в свою очередь очищала масло от углеводородов и азотистых оснований, затем серную кислоту удаляли щёлочью. После такой очистки масло дополнительно обрабатывали белой глиной, что делало его более качественным. Но все же даже самые качественные масла того времени при работе в форсированных двигателях быстро окислялись, особенно при работе в зоне поршневых колец, что приводило к засорению двигателя нагаром и коррозии подшипников коленчатого вала из-за присутствия в масле органических кислот. Отложения приводили к ухудшению теплоотвода и износу мотора. Масло же приходилось заменять каждые 1000 км., а двигатель часто разбирать и удалять отложения из камеры сгорания и с поршней. Особенно остро ощущались проблемы в дизельных двигателях, так как в них более жесткий тепловой режим. Накопленные отложения сначала приводили к осложнению при запуске мотора, а затем и полной его остановке.

Скоро стало понятно, что для устранения проблемы накапливания отложений в масле нужно добавлять в него специальные химические примеси — присадки. Первые масла с присадками появились в 1930-х годах и предназначались именно для дизельных моторов. Первая коммерческая присадка была моющая и была создана на основе фосфонатов. Моющей ее назвали потому, что она сохраняла чистоту поршня и колец, а не потому что отмывала уже имеющиеся загрязнения. Со временем появились и другие типы присадок для масел: противоокислительные, противокоррозионные, противопенные и другие. В результате чего интервал между заменами масла в двигателе увеличился аж до 10 000 км. пробега.

В дальнейшем вместо присадок, выполняющих какую-либо одну функцию, стали появляться присадки комплексные, или многофункциональные, по своему функционалу заменяющие сразу несколько обычных. Многофункциональные присадки могут представлять собой как смесь присадок, так и сложные органические соединения, способные выполнять сразу несколько функций за счёт наличия в их составе полярных функциональных групп: серы, фосфора, металлов.

Синтетические масла

Самые первые синтетические моторные масла были придуманы в Германии в годы Второй мировой войны, которые предназначались для военной техники и авиации. Это были масла на основе высокомолекулярных углеводородов. Уже в 1946 году на рынке появились первые коммерческие синтетические моторные масла Все это время ученые разрабатывали синтетические масла для реактивных двигателей в авиации, в основу которых были положены сложные эфиры. Но только в 1972 году Американский институт нефти (API) впервые официально одобрил синтетическое масло, созданное на основе сложных эфиров, тем не менее масштабы выпуска такого масла оставались очень скромными. Мировой интерес к синтетическим моторным маслам сильно увеличил нефтяной кризис начала семидесятых годов, но из-за слишком высокой цены такие масла не завоевали популярность вплоть до следующего десятилетия. Параллельно улучшается и технология подготовки традиционных минеральных моторных масел. В частности, получает распространение гидроочистка базовых масел, снижающая содержание в них сернистых соединений и прочих посторонних примесей, за счёт чего повышается химическая стойкость и снижается коррозионная активность.

В 1996 году компания Vavoline выпускает первое в мире синтетическое масло. После чего все крупные производители моторных масел начинают выпускать синтетические моторные масла, и этот сегмент рынка активно растет и развивается до настоящего времени. Но справедливо будет отметить, что и по сей день большая часть моторных масел имеют минеральное происхождение. Моторные масла прошли долгий путь, но развитие индустрии на этом не заканчивается, возможно уже завтра ученные изменят состав до неузнаваемости и это улучшит жизнь каждого автовладельца.

Первые. История, без которой бы не было Tesla / Хабр

2016 год. Жара. Нижний Новгород. На стоянке ретро-ралли «Пекин — Париж» толпился народ, около огромной La France стоял парень и что-то бормотал, наводя смартфон на каждую деталь. Я прислушалась, он заметил моё внимание и спросил удивлённо: «Неужели оно сюда само?!» Действительно, наш город был этапом ралли протяжённостью более 14 тысяч км, и на тот момент автомобили от 1907 до 1972 г.в. прошли почти две трети пути. Многие из них были не просто ретро автомобилями — они были моделями, на которых что-то появилось впервые, которые были основой всего автомобилестроения. Они были теми, без которых не было бы жарких споров на Хабре о Tesla или BMW. Они были первыми.


Цепной привод, деревянные спицы колеса, аутентичный интерьер — La France. Да, она смогла

Двигатель внутреннего сгорания


Первые попытки создать что-то похожее на двигатель внутреннего сгорания существовали ещё в XVIII веке, когда учёные озадачились вопросом, как бы так взять и преобразовать энергию топлива в механическую. Первыми, пожалуй, были братья Ньепс (Франция), которые изобрели пиреолофор — двигатель на угольной пыли. Однако их инновацию не признали, и двигатель так и остался на чертежах.

Затем были успешные и не очень опыты Этьена Ленуара — двухтактный двигатель с карбюратором и искровым зажиганием от постороннего источника на каменноугольном газе, затем одноцилиндровый карбюраторный двигатель Зигфрида Маркуса (впервые работал от сгорания нефтепродуктов и был установлен на «машину», выжимающую 10 миль в час), в 1873 году появился буквально огромный двигатель Джорджа Брайтона… Но прорыв совершил Николас Отто.

Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания впервые был построен Николасом Отто в 1878 году, и это изобретение повлияло на всю автомобильную промышленность. Заслуга создания первого автомобиля с ДВС принадлежит Карлу Бенцу и датируется 1885 годом. Первый одноцилиндровый двигатель Бенца имел мощность менее одной лошадиной силы.

Однако первый серийный автомобиль с дизельным двигателем появился гораздо позже — в 1936 году, им стал Mercedes-Benz 260D.

Однако, как это нередко бывало в истории науки, право на изобретение экипажа без лошадей с двигателем внутреннего сгорания было оспорено и другими автостроителями, например, Зигфридом Маркусом в 1883 году и Готтлибом Даймлером в 1886. Даймлер разработал по сути прототип современного газового двигателя с вертикальными цилиндрами и карбюратором. Это была компактная модель, основной задачей которой было обеспечить приемлемо высокую скорость передвижения автомобиля.

Коробка передач


Итак, двигатель изобретён, но автомобили не могут взобраться в относительно крутую горку, им не хватает «сил». Дело в том. что ДВС способны развивать необходимую рабочую мощность в небольшом диапазоне оборотов, а как же тогда изменять крутящий момент, не ограничиваясь возможностями двигателя? Возникла необходимость в механизме, который будет передавать вращательный момент двигателя на колёса автомобиля. Такой механизм изобрёл Луи Рено… или нет?

На самом деле нет. Всё началось с изобретения Карла Бенца. В 1890 году жена Карла, Берта, вместе с сыном изобретателя втайне от мужа и отца отправилась в дорогу длиной 80 км, чтобы показать миру автомобиль мужа и доказать, что это не «дьявольская машина». Это был ужасный, невыносимо тяжёлый путь: изнашивались кожаные тормозные механизмы, приходилось собирать по аптекам и лавкам топливо — лигроин, средство для выведения пятен. 0,8 л.с. двигателя не хватало мощности и Берта с сыном постоянно были вынуждены толкать автомобиль. По итогам поездки мистер Бенц засел за чертежи.


Недавний ролик Mersedes о подвиге Берты. Путешествие, которое изменило всё.

Первая версия была примитивной: два шкива разного диаметра на ведущей оси, которая соединялась с валом двигателя ремнём. Всё. Работала эта конструкция на базе простой физики, изменяя крутящий момент на ведущих колёсах. Если шкив, расположенный на валу двигателя, вращал шкив оси большего диаметра, крутящий момент усиливался и машина трогалась с места. Если же вращался малый шкив, угловая скорость колёс возрастала и усилие двигателя становилось меньше. Чуть позже ремень заменили цепью, шкивы — звёздочками (помните автомобиль в начале поста? Он как раз такой).


La France

А что же Луи Рено? Ошибка в фактах? Нет.

Более современная коробка передач была изобретена в 1898 году и впервые была применена в Renault Voiturette (Рено «Автомобильчик»). 24 декабря 1898 года Луи Рено демонстративно проехал на своём автомобилей по одной из самых крутых улиц Парижа — без коробки передач это оказалось бы невозможным. А вот передний привод впервые появился только в 1929 году на автомобиле Cord L29, хотя до массового производство он дошёл уже в послевоенные годы.

Так что тогда изобрёл Луи Рено? По сути, карданный вал. Серийная модель Voiturette Type А имела мощность двигателя 1,75 л.с. и была оснащена первой в мире коробкой передач с тремя «передними» скоростями и одной задней. Прямая передача с карданным валом, изобретённая основателем Рено, используется в заднеприводных автомобилях по сей день.

Речь идёт, конечно, о механической КПП, а вот автоматическая КПП появилась в США в 1939 году в автомобилях Oldsmobile Custom 8 Cruiser.

Право руля


Первые автомобили были оснащены румпелями — рычагами управления, ни о каком круглом руле не было и речи. Управление было очевидным, но неэффективным на большой скорости: водитель тянул рычаг вправо или влево и автомобиль поворачивал в указанном направлении. Собственно, именно жажда скорости (ну по тем временам скорости) дала толчок к внедрению круглого руля. С появлением автомобилей к концу XIX века стали появляться первые гонки, на которых управление румпелем превращалось в кошмар водителя.


Автомобиль Даймлера с ДВС 1889 года с румпелями

В 1894 году Альфред Вашерон установил круглый руль на свой Panhard 4hp и достойно выступил на гонке «Париж — Руан». К 1898 году весь Panhard был оснащён рулевым колесом. Его примеру последовали остальные автопроизводители. Первые рули (да что там первые — сперва до 30-х, а потом и до 50-х годов XX века) имели жёсткую нерегулируемую рулевую колодку, что приводило к страшным травмам водителей порой даже при не очень серьёзных авариях.


Panhard с рулевым колесом

Кстати, в 1910 году появился первый электрический клаксон.


А таким был клаксон одного из Rolls-Royce ралли 2016 года

Мелочей не бывает


Угадайте, кто изобрёл трёхточечные ремни безопасности? Если вы увлечены автомобилями, то наверняка угадали по слову «безопасность», — конечно, Volvo. Впервые они появились в модели Volvo PV 544. До этого, конечно, они существовали даже более, чем сотню лет, но не были надёжными и эффективными — обычный крепёж двумя точками.


Volvo PV 544

Изобретения одной строкой


  • Подушки безопасности появились поздно — в 1972 году. Впервые они были установлены на Ford Taunus 20М P7B и Oldsmobile Toronado, но широкую популярность обрели более чем через десятилетие.
  • Кондиционер появился в 1939 году на Packard Twelve Sedan. Он был очень дорогим и крайне неудобным в использовании.
  • Первая аудиосистема появилась в 1930 году, это были радиоустановки Motorola, в 1932 на немецких Studebaker появились знаменитые Blaupunkt.
  • А вот дворники изобрела женщина, американка Мэри Андерсон, которая придумала и запатентовала механический привод для щёток, которыми водители чистили лобовые стёкла. Дворники с электроприводом изобрела Шарлотта Бриджвуд спустя 14 лет, в 1917-м. Но массовое «навешивание» дворников заслуга компании Bosch.
  • Поворотники в том виде, в каком мы их знаем, появились на Buick Roadmaster в 1939-м, они пришли на смену механическим стрелочкам и неудобным фонарикам.
  • Первый гидроусилитель руля появился на роскошном Chrysler Crown Imperial в 1951 году, сменив пневмосистемы и силу человеческих мышц. Через три года ГУР дошёл и до Европы — на французском Citroen DS 19. К слову, именно Citroen DS 19 стал первым обладателем дисковых тормозов. Да и вообще, это был удивительно продвинутый по своим временам автомобиль.
  • Барабанные тормоза на всех колёсах впервые появились на Lancia Lambda в 1922 году.

Среди первых автомобилей есть свои супергерои, которые оказались «первоносителями» сразу нескольких устройств. Одним из таких был Cadillac Model 30 Self Starter 1912 года: представленная публике модель имела стартер, зажигание и первые фары с вольфрамовой нитью (а не непрочной угольной). Что касается стартера, он пришёл на смену кривому стартеру (той самой ручке, которой заводили первые двигатели. Впрочем, до сих пор эта ручка актуальна для некоторых автомобилей, например, для некоторых УАЗов). Кстати, именно изобретение стартера отчасти откинуло существование электромобилей на много лет назад: использование ДВС стало простым и мотивация к развитию электродвигателей пропала, предстояло развивать двигатели внутреннего сгорания.


Cadillac Model 30 Self Starter

Стоп, каких ещё электродвигателей?

За два столетия до Tesla


Первым серийным электромобилем считается Mitsubishi i-MiEV 2009 года… Стоп! Нас не интересует 2009 год, нас интересует 1828 год, когда венгерский физик Аньош Иштван Йедлик изобрёл электрическую карету. На этом опыты с предками Tesla не закончились: в 1834 году кузнец Томас Давенпорт создал свою версию автомобиля на электроприводе, за ним последовал голландец Сибранд Стратингх и его помощник Кристофер Беккер, которые оснастили своё изобретение аккумулятором для подзарядки. Но самый продвинутый и более-менее «живучий» автомобиль получился в 1890 году у Уильяма Моррисона — он развивал скорость до 22 км/ч. Это были не разовые эксперименты — к началу XX века 30% всех автомобилей в США были электрическими.


Электромобиль Уильяма Моррисона, 1890 год


Электромобиль La Jamais Contente 1899 года, достигший скорости 100 км/ч. Обратите внимание на эргономику и по тем временам сверх футуристичный дизайн

Мы уже упомянули стартер, который, вероятно, стал убийцей электромобиля, но на самом деле был более очевидный убийца — автомобиль Ford T. Генри Форд использовал для сборки автомобилей конвейер, тем самым значительно снизив стоимость транспортного средства. А потом дело было за гениальной коммерцией: великий миллионер отказался от маржи и заработал на товарообороте, сделав первый в истории народный автомобиль. Ford T оказался втрое дешевле электромобиля — победитель конкурентной гонки был определён.


Ford T — «убийца» электромобилей

Автомобили прошлого продолжают будоражить мысли как инженеров, так и фанатов — представьте себе, они готовы подготовить свой автомобиль и заплатить взнос 65 000$, чтобы стартовать из Пекина, проехать степи Монголии и Казахстана, пересечь Алтай, проехать по России и добраться до Парижа в ралли, где каждый уже победитель. В этом году мы ждём ралли «Пекин — Париж» в Нижнем Новгороде 24 июня и готовимся к профессиональной и тёплой встрече. Потому что ничто не сравнить с этими автомобилями, благодаря которым состоялась история.

Если вы из Нижнего Новгорода, то время и место — здесь. Конечно же, посещение чек-пойнта и стоянки полностью бесплатно.

P.S. На официальном сайте ралли можно посмотреть маршрут и узнать, в каких городах будут промежуточные этапы — не пропустите в своём городе!

Интересная история двигателя внутреннего сгорания

Если у вас есть автомобиль, работающий на бензине или дизельном топливе, то у вас также есть двигатель внутреннего сгорания. Этот двигатель, по сути, заставляет автомобиль двигаться. Большинство людей не задумывается об инженерии, стоящей за этой впечатляющей машиной. Мы знаем, что двигатель является важной частью автомобиля, но многие люди не понимают, почему именно этот тип двигателя является лучшим выбором. История двигателя внутреннего сгорания довольно интересна.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Существует два различных типа двигателей внутреннего сгорания: двигатель внутреннего сгорания и двигатель внешнего сгорания. В последнем случае топливо, как и уголь, сжигается вне двигателя. Горящее топливо нагревает жидкость, расположенную внутри двигателя, чтобы дать ему энергию, необходимую для работы. Так приводится в действие паровой двигатель.

Двигатель внутреннего сгорания работает немного иначе. Вместо того, чтобы нагревать топливо снаружи, в двигатель впрыскивается смесь топлива и кислорода, и искра воспламеняет топливо, вызывая крошечные взрывы (или возгорания).Вот почему так важно всегда заменять неисправную свечу зажигания.

Двигатель автомобиля состоит из движущихся поршней и неподвижных цилиндров. Как только топливо воспламеняется, небольшой взрыв заставляет поршни проходить через цилиндр, который затем приводит в движение коленчатый вал. Затем коленчатый вал преобразует энергию в энергию вращения, которая позволяет колесам автомобиля вращаться.

Когда был изобретен двигатель внутреннего сгорания?

С начала 17 века несколько ученых вплотную подошли к созданию двигателя внутреннего сгорания.Однако в 1860 году человек по имени Жан Жозеф Этьен Ленуар запатентовал первый коммерческий двигатель внутреннего сгорания. В то время у двигателя был только один цилиндр, что приводило к его перегреву. Но он был способен приводить в движение трехколесный автомобиль, который мог развивать скорость около двух миль в час.

Это была огромная веха для двигателей внутреннего сгорания, потому что Ленуар доказал, что этот тип двигателя может работать непрерывно. Двигаясь вперед, другие изобретатели создали более эффективные двигатели внутреннего сгорания.В 1878 году Николаус А. Отто построил первый в мире четырехтактный двигатель. В том же году сэр Дуглас Клерк успешно создал первый двухтактный двигатель.

Как эволюционировал двигатель внутреннего сгорания?

Благодаря выдающимся умам нескольких изобретателей XIX века двигатель внутреннего сгорания стал одним из самых популярных и эффективных двигателей. Он продолжал развиваться в течение 20-го века, чтобы стать более эффективным. В 1955 году были добавлены топливные форсунки, которые помогли двигателям работать более плавно и избавили от необходимости регулировать воздушную заслонку для запуска автомобиля.

Примерно десять лет спустя в автомобильной промышленности появились двигатели с турбонаддувом. Другие функции, такие как степень сжатия и отключение цилиндров, были позже добавлены к двигателям, чтобы сделать их более мощными и эффективными. Двигатель внутреннего сгорания прошел долгий путь. Однако с учетом того, как технологии меняют автомобильную промышленность, мы не сомневаемся, что двигатель внутреннего сгорания продолжит развиваться.

Двигатель внутреннего сгорания — Энциклопедия Нового Света

Четырехтактный цикл (или цикл Отто)
1.впуск
2. компрессия
3. мощность
4. выпуск

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором сгорание топлива происходит в замкнутом пространстве, называемом камерой сгорания. Эта экзотермическая реакция топлива с окислителем создает газы высокой температуры и давления, которые могут расширяться. Отличительной чертой двигателя внутреннего сгорания является то, что полезная работа выполняется расширяющимися горячими газами, действующими непосредственно, вызывая движение, например, воздействуя на поршни, роторы или даже путем нажатия и перемещения самого двигателя.

Это контрастирует с двигателями внешнего сгорания, такими как паровые двигатели, в которых процесс сгорания используется для нагрева отдельной рабочей жидкости, обычно воды или пара, которые затем, в свою очередь, работают, например, при нажатии на поршень, приводимый в действие паром.

Термин Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) почти всегда используется для обозначения поршневых двигателей, двигателей Ванкеля и аналогичных конструкций, в которых сгорание является прерывистым. Однако двигатели непрерывного сгорания, такие как реактивные двигатели, большинство ракет и многие газовые турбины, также являются двигателями внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания используются в основном на транспорте. Несколько других применений предназначены для любой переносной ситуации, когда вам нужен неэлектрический двигатель. Самым большим применением в этой ситуации будет двигатель внутреннего сгорания, приводящий в действие электрогенератор. Таким образом, вы можете использовать стандартные электроинструменты с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Преимущество этого — портативность. Этот тип двигателя удобнее использовать в транспортных средствах над электричеством.Даже в случае гибридных автомобилей они по-прежнему используют двигатель внутреннего сгорания для зарядки аккумулятора. Недостатком является загрязнение, которое они тушат. Не только очевидное загрязнение воздуха, но и загрязнение сломанными или устаревшими двигателями и отработанными частями, такими как масло или резиновые изделия, которые необходимо выбросить. Еще одним фактором является шумовое загрязнение, многие двигатели внутреннего сгорания очень громкие. Некоторые из них настолько громкие, что людям нужны средства защиты органов слуха, чтобы не повредить уши. Еще один недостаток — размер.Очень непрактично иметь маленькие моторы, которые могут иметь любую мощность. Электродвигатели для этого гораздо практичнее. Вот почему более вероятно увидеть электрический генератор, работающий на газе, в районе, где нет электричества для питания более мелких предметов.

История

Демонстрация непрямого или всасывающего принципа внутреннего сгорания. Это может не соответствовать определению двигателя, потому что процесс не повторяется. Первые двигатели внутреннего сгорания использовались для питания сельскохозяйственного оборудования, аналогичного этим моделям.

Первые двигатели внутреннего сгорания не имели компрессии, но работали на той топливно-воздушной смеси, которая могла всасываться или вдуваться во время первой части такта впуска. Наиболее существенное различие между современными двигателями внутреннего сгорания и ранними конструкциями заключается в использовании сжатия, в частности сжатия в цилиндре.

  • 1509: Леонардо да Винчи описал двигатель без сжатия. (Его описание не может подразумевать, что идея была оригинальной или что она действительно была построена.)
  • 1673: Христиан Гюйгенс описал двигатель без сжатия. [1]
  • 1780-е годы: Алессандро Вольта построил игрушечный электрический пистолет, в котором электрическая искра взорвала смесь воздуха и водорода, выстрелив пробкой из конца пистолета.
  • Семнадцатый век: английский изобретатель сэр Сэмюэл Морланд использовал порох для привода водяных насосов.
  • 1794: Роберт Стрит построил двигатель без сжатия, принцип действия которого будет доминировать почти столетие.
  • 1806: Швейцарский инженер Франсуа Исаак де Риваз построил двигатель внутреннего сгорания, работающий на смеси водорода и кислорода.
  • 1823: Сэмюэл Браун запатентовал первый двигатель внутреннего сгорания для промышленного применения. Он был без сжатия и основан на том, что Харденберг называет «циклом Леонардо», который, как следует из этого названия, к тому времени уже был устаревшим. Как и сегодня, раннее крупное финансирование в области, где стандарты еще не были установлены, шло к лучшим шоуменам раньше, чем к лучшим работникам.
  • 1824: Французский физик Сади Карно основал термодинамическую теорию идеализированных тепловых машин. Это научно установило необходимость сжатия для увеличения разницы между верхней и нижней рабочими температурами, но неясно, знали ли конструкторы двигателей об этом до того, как сжатие уже стало широко использоваться. Это могло ввести в заблуждение дизайнеров, которые пытались имитировать цикл Карно бесполезными способами.
  • 1826 г. 1 апреля: американец Сэмюэл Мори получил патент на «газовый или паровой двигатель без сжатия».«
  • 1838: Уильям Барнет получил патент (англ.). Это было первое зарегистрированное предположение о сжатии в цилиндре. Он, очевидно, не осознавал его преимуществ, но его цикл был бы большим достижением, если бы был достаточно развит.
  • 1854: итальянцы Эухенио Барсанти и Феличе Маттеуччи запатентовали первый работающий эффективный двигатель внутреннего сгорания в Лондоне (номер детали 1072), но не начали его производство. Он был похож по концепции на успешный двигатель непрямого действия Отто Лангена, но не так хорошо проработан в деталях.
  • 1860: Жан Жозеф Этьен Ленуар (1822-1900) создал газовый двигатель внутреннего сгорания, внешне очень похожий на горизонтальный паровой двигатель двойного действия, с цилиндрами, поршнями, шатунами и маховиком, в которых газ, по существу, поглощал место пара. Это был первый серийный двигатель внутреннего сгорания. Его первый двигатель с компрессией шокировал сам себя.
  • 1862: Николаус Отто разработал двигатель непрямого действия со свободным поршнем без сжатия, более высокая эффективность которого получила поддержку Лангена, а затем и большей части рынка, который в то время в основном предназначался для небольших стационарных двигателей, работающих на горючем газе.
  • 1870: В Вене Зигфрид Маркус установил первый мобильный бензиновый двигатель на ручной тележке.
  • 1876: Николаус Отто в сотрудничестве с Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом разработал практичный четырехтактный двигатель (цикл Отто). Немецкие суды, однако, не удержали его патент на все двигатели с цилиндрическим компрессором или даже на четырехтактный цикл, и после этого решения внутрицилиндровое сжатие стало универсальным.
  • 1879: Карл Бенц, работавший независимо, получил патент на свой двигатель внутреннего сгорания, надежный двухтактный газовый двигатель, основанный на конструкции четырехтактного двигателя Николауса Отто.Позже Бенц разработал и построил свой собственный четырехтактный двигатель, который использовался в его автомобилях, которые стали первыми автомобилями в производстве.
  • 1882: Джеймс Аткинсон изобрел двигатель цикла Аткинсона. Двигатель Аткинсона имел одну фазу мощности на оборот вместе с разными объемами впуска и расширения, что делало его более эффективным, чем цикл Отто.
  • 1891: Герберт Акройд Стюарт передает свои права аренды нефтяного двигателя Хорнсби, Англия, для производства двигателей. Строят первые двигатели с холодным запуском и воспламенением от сжатия. В 1892 году они устанавливают первые на водонасосной станции. Экспериментальная версия с более высоким давлением производит самоподдерживающееся воспламенение только за счет сжатия в том же году.
  • 1892: Рудольф Дизель разрабатывает двигатель типа теплового двигателя Карно, сжигающий угольную пыль.
  • 1893 23 февраля: Рудольф Дизель получил патент на дизельный двигатель.
  • 1896: Карл Бенц изобрел оппозитный двигатель, также известный как горизонтально расположенный двигатель, в котором соответствующие поршни одновременно достигают верхней мертвой точки, таким образом уравновешивая друг друга по импульсу.
  • 1900: Рудольф Дизель продемонстрировал дизельный двигатель в 1900 году на выставке Exposition Universelle (Всемирная выставка), используя арахисовое масло (биодизель).
  • 1900: Вильгельм Майбах разработал двигатель, построенный в Daimler Motoren Gesellschaft — в соответствии со спецификациями Эмиля Еллинека — который потребовал, чтобы двигатель был назван Daimler-Mercedes в честь его дочери. В 1902 году автомобили с этим двигателем были запущены в производство компанией DMG.

Приложения

Двигатели внутреннего сгорания обычно используются в качестве передвижных двигателей в автомобилях, оборудовании и другом переносном оборудовании.В мобильных сценариях внутреннее сгорание является преимуществом, поскольку оно может обеспечить высокое соотношение мощности к массе вместе с превосходной удельной топливной энергией. Эти двигатели используются почти во всех автомобилях, мотоциклах, лодках, а также в самых разных самолетах и ​​локомотивах. Там, где требуется очень большая мощность, например, реактивные самолеты, вертолеты и большие корабли, они появляются в основном в виде турбин. Они также используются в электрических генераторах и в промышленности.

Операция

Все двигатели внутреннего сгорания зависят от экзотермического химического процесса сгорания: реакция топлива, обычно с воздухом, хотя могут использоваться другие окислители, такие как закись азота.

Наиболее распространенное топливо, используемое сегодня, состоит из углеводородов и в основном производится из нефти. К ним относятся виды топлива, известные как дизельное топливо, бензин и нефтяной газ, а также редкое использование пропана. Большинство двигателей внутреннего сгорания, разработанных для бензина, могут работать на природном газе или сжиженном нефтяном газе без значительных модификаций, за исключением компонентов подачи топлива. Также можно использовать жидкое и газообразное биотопливо, такое как этанол и биодизель, форма дизельного топлива, которое производится из сельскохозяйственных культур, которые дают триглицериды, такие как соевое масло.Некоторые также могут работать на водороде.

Все двигатели внутреннего сгорания должны иметь способ зажигания в цилиндрах для создания сгорания. В двигателях используется либо электрический метод, либо система воспламенения от сжатия.

Процесс зажигания бензина

Электрические / бензиновые системы зажигания (которые также могут работать на других видах топлива, как упоминалось ранее) обычно основаны на сочетании свинцово-кислотной батареи и индукционной катушки для создания высоковольтной электрической искры для воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя. Эту батарею можно заряжать во время работы с помощью устройства, вырабатывающего электричество, такого как генератор переменного тока или генератор, приводимый в действие двигателем. Бензиновые двигатели впитывают смесь воздуха и бензина и сжимают до менее 170 фунтов на квадратный дюйм и используют свечу зажигания для зажигания смеси, когда она сжимается головкой поршня в каждом цилиндре.

Процесс зажигания дизельного двигателя

Системы воспламенения от сжатия, такие как дизельный двигатель и двигатели HCCI (гомогенный заряд и воспламенение от сжатия), для воспламенения полагаются исключительно на тепло и давление, создаваемые двигателем в процессе сжатия.Возникающая компрессия обычно более чем в три раза выше, чем у бензинового двигателя. Дизельные двигатели будут всасывать только воздух, и незадолго до пикового сжатия небольшое количество дизельного топлива впрыскивается в цилиндр через топливную форсунку, которая позволяет топливу мгновенно воспламениться. Двигатели типа HCCI будут потреблять как воздух, так и топливо, но будут продолжать полагаться на процесс самовоспламенения без посторонней помощи из-за более высокого давления и тепла. По этой же причине дизельные двигатели и двигатели HCCI также более подвержены проблемам с холодным запуском, хотя после запуска они будут работать так же хорошо в холодную погоду.Большинство дизелей также имеют батареи и системы зарядки, однако эта система является вторичной и добавляется производителями в качестве роскоши для простоты запуска, включения и выключения топлива, что также может быть выполнено с помощью переключателя или механического устройства, а также для запуска вспомогательных электрических компонентов и аксессуаров . Однако большинство современных дизелей полагаются на электрические системы, которые также контролируют процесс сгорания для повышения эффективности и сокращения выбросов.

Энергия

После успешного воспламенения и сгорания продукты сгорания, горячие газы, имеют больше доступной энергии, чем исходная сжатая топливно-воздушная смесь (которая имела более высокую химическую энергию).Доступная энергия проявляется в виде высокой температуры и давления, которые могут быть переведены в работу двигателем. В поршневом двигателе газы продукта высокого давления внутри цилиндров приводят в движение поршни двигателя.

После того, как доступная энергия удалена, оставшиеся горячие газы сбрасываются (часто путем открытия клапана или выхода выхлопных газов), что позволяет поршню вернуться в свое предыдущее положение (верхняя мертвая точка — ВМТ). Затем поршень может перейти к следующей фазе своего цикла, который варьируется в зависимости от двигателя.Любое тепло, не переведенное в работу, обычно считается отходом и удаляется из двигателя с помощью системы воздушного или жидкостного охлаждения.

Детали

Иллюстрация нескольких ключевых компонентов типичного четырехтактного двигателя.

Детали двигателя различаются в зависимости от типа двигателя. Для четырехтактного двигателя ключевыми частями двигателя являются коленчатый вал (фиолетовый), один или несколько распределительных валов (красный и синий) и клапаны. Для двухтактного двигателя вместо клапанной системы могут быть просто выпускной патрубок и впускное отверстие для топлива. В обоих типах двигателей есть один или несколько цилиндров (серый и зеленый), и для каждого цилиндра есть свеча зажигания (темно-серый), поршень (желтый) и кривошип (фиолетовый). Однократное движение поршня вверх или вниз по цилиндру называется ходом, а ход вниз, который происходит непосредственно после воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндре, известен как рабочий ход.

Двигатель Ванкеля имеет треугольный ротор, который вращается в эпитрохоидальной камере (в форме фигуры 8) вокруг эксцентрикового вала.Четыре фазы работы (впуск, сжатие, мощность, выпуск) происходят в разных местах, а не в одном месте, как в поршневом двигателе.

В двигателе Bourke используется пара поршней, встроенных в кулисный механизм, который передает возвратно-поступательное усилие через специально разработанный подшипниковый узел для поворота кривошипно-шатунного механизма. Впуск, сжатие, мощность и выпуск — все это происходит при каждом такте вилки.

Классификация

Существует широкий спектр двигателей внутреннего сгорания, соответствующих их многочисленным применениям. Аналогичным образом существует широкий спектр способов классификации двигателей внутреннего сгорания, некоторые из которых перечислены ниже.

Хотя термины иногда вызывают путаницу, реальной разницы между «двигателем» и «мотором» нет. В свое время слово «двигатель» (от латинского, через старофранцузское, ingenium, «способность») означало любую часть механизма. «Мотор» (от латинского «мотор» , «движитель» ) — это любая машина, производящая механическую энергию. Традиционно электродвигатели не называют двигателями, но двигатели внутреннего сгорания часто называют двигателями.»(Электродвигатель относится к локомотиву, работающему от электричества.)

С учетом сказанного, нужно понимать, что обычное использование часто требует определений. Многие люди рассматривают двигатели как те объекты, которые генерируют энергию изнутри, а двигатели — как требующие внешнего источника энергии для выполнения своей работы. Очевидно, корни слов действительно указывают на настоящую разницу. Кроме того, как и во многих определениях, корневое слово объясняет только начало слова, а не его текущее использование.Конечно, можно утверждать, что так обстоит дело со словами мотор и двигатель.

Принципы работы

Поршневой:

  • Двигатель на сырой нефти
  • Двухтактный цикл
  • Четырехтактный цикл
  • Двигатель с горячей лампой
  • Тарельчатые клапаны
  • Рукавный клапан
  • Цикл Аткинсона
  • Предлагаемый
  • Улучшения
  • Двигатель внутреннего сгорания

Поворотный:

  • Продемонстрировано:
  • Предложено:
    • Орбитальный двигатель
    • Квазитурбина
    • Роторный двигатель цикла Аткинсона
    • Тороидальный двигатель

Непрерывное сгорание:

  • Газовая турбина
  • Реактивный двигатель
  • Ракетный двигатель

Цикл двигателя

Двухтактный

Двигатели, основанные на двухтактном цикле, используют два хода (один вверх, один вниз) для каждого рабочего хода. Поскольку не существует специальных тактов впуска или выпуска, необходимо использовать альтернативные методы очистки цилиндров. Наиболее распространенный метод двухтактных двигателей с искровым зажиганием заключается в использовании движения поршня вниз для создания давления свежего заряда в картере, который затем продувается через цилиндр через отверстия в стенках цилиндра. Двухтактные двигатели с искровым зажиганием маленькие и легкие (для их выходной мощности) и очень просты в механическом отношении. Общие области применения включают снегоходы, газонокосилки, средства для удаления сорняков, цепные пилы, водные мотоциклы, мопеды, подвесные моторы и некоторые мотоциклы.К сожалению, они также, как правило, громче, менее эффективны и гораздо более загрязняют окружающую среду, чем их четырехтактные аналоги, и они плохо масштабируются до больших размеров. Интересно, что самые большие двигатели с воспламенением от сжатия являются двухтактными и используются в некоторых локомотивах и больших кораблях. Эти двигатели используют принудительную индукцию для продувки цилиндров. Двухтактные двигатели менее экономичны, чем другие типы двигателей, потому что неизрасходованное топливо, распыляемое в камеру сгорания, иногда может выходить из выхлопного тракта вместе с ранее отработанным топливом.Без специальной обработки выхлопных газов это также приведет к очень высокому уровню загрязнения, требуя, чтобы во многих областях применения небольших двигателей, таких как газонокосилки, использовались четырехтактные двигатели, и в некоторых странах с двухтактными двигателями меньшего размера, оснащенными каталитическими нейтрализаторами.

Четырехтактный

Двигатели, основанные на четырехтактном цикле или цикле Отто, имеют один рабочий ход на каждые четыре хода (вверх-вниз-вверх-вниз) и используются в автомобилях, больших лодках и многих легких самолетах. Как правило, они тише, эффективнее и крупнее своих двухтактных собратьев.Есть несколько вариаций этих циклов, в первую очередь циклы Аткинсона и Миллера. В большинстве дизельных двигателей грузовиков и автомобилей используется четырехтактный цикл, но с системой зажигания с подогревом от сжатия. Этот вариант называется дизельным циклом.

Пятитактный

Двигатели, основанные на пятитактном цикле, представляют собой вариант четырехтактного цикла. Обычно четыре цикла — это впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Пятый цикл, добавленный Delautour [2] , — это охлаждение.Двигатели, работающие с пятитактным циклом, на 30 процентов более эффективны, чем эквивалентный четырехтактный двигатель.

Двигатель Бурка

В этом двигателе два диаметрально противоположных цилиндра соединены с кривошипом шатунным штифтом, который проходит через общую вилку. Цилиндры и поршни сконструированы таким образом, что, как и в обычном двухтактном цикле, происходит два рабочих хода на оборот. Однако, в отличие от обычного двухтактного двигателя, отработанные газы и поступающий свежий воздух не смешиваются в цилиндрах, что способствует более чистой и эффективной работе. Кулисный механизм также имеет низкую боковую тягу и, таким образом, значительно снижает трение между поршнями и стенками цилиндров. Фаза сгорания двигателя Бурка более точно соответствует сгоранию с постоянным объемом, чем четырехтактный или двухтактный цикл. В нем также используется меньше движущихся частей, поэтому необходимо преодолевать меньшее трение, чем у двух других типов возвратно-поступательного движения. Кроме того, его более высокий коэффициент расширения также означает, что используется больше тепла от его фазы сгорания, чем используется в четырехтактных или двухтактных циклах.

Двигатель с регулируемым сгоранием

Это также цилиндрические двигатели, которые могут быть одно- или двухтактными, но вместо коленчатого вала и поршневых штоков используются два соединенных зубчатых колеса концентрических кулачка, вращающихся в противоположных направлениях, для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение. Эти кулачки практически нейтрализуют боковые силы, которые в противном случае оказывались бы на цилиндры поршнями, значительно повышая механический КПД. Профили кулачков (которые всегда нечетные и по крайней мере три) определяют ход поршня в зависимости от передаваемого крутящего момента.В этом двигателе есть два цилиндра, которые разнесены на 180 градусов для каждой пары кулачков встречного вращения. Для одноходовых версий существует такое же количество циклов на пару цилиндров, как и кулачков на каждом кулачке, в два раза больше для двухтактных агрегатов.

Ванкель

Двигатель Ванкеля работает с тем же разделением фаз, что и четырехтактный двигатель (но без ходов поршня, правильнее было бы назвать четырехфазным двигателем), поскольку фазы расположены в разных местах двигателя.Этот двигатель обеспечивает три рабочих хода на оборот на ротор, что в среднем дает ему большее отношение мощности к весу, чем поршневые двигатели. Этот тип двигателя используется в нынешних моделях Mazda RX8 и RX7 ранее, а также в других моделях.

Газовая турбина

В газотурбинных циклах (особенно реактивных двигателях) вместо использования одного и того же поршня для сжатия и последующего расширения газов используются отдельные компрессоры и газовые турбины; давая постоянную мощность. По сути, всасываемый газ (обычно воздух) сжимается, а затем сжигается с топливом, что значительно повышает температуру и объем.Затем больший объем горячего газа из камеры сгорания подается через газовую турбину, которая затем легко может приводить в действие компрессор.

Вышедшие из употребления методы

В некоторых старых двигателях внутреннего сгорания без компрессии: в первой части хода поршня вниз была засосана или вдувалась топливно-воздушная смесь. В остальной части хода поршня вниз впускной клапан закрылся, и топливно-воздушная смесь сгорела. При ходе поршня вверх выпускной клапан был открыт. Это была попытка имитации работы поршневой паровой машины.

Виды топлива и окислителя

Используемые виды топлива включают нефтяной спирт (североамериканский термин: бензин, британский термин: бензин), автогаз (сжиженный нефтяной газ), сжатый природный газ, водород, дизельное топливо, реактивное топливо, свалочный газ, биодизель, биобутанол, арахисовое масло и другие растительные масла. , биоэтанол, биометанол (метиловый или древесный спирт) и другие виды биотоплива. Даже псевдоожиженные металлические порошки и взрывчатые вещества нашли применение. Двигатели, в которых в качестве топлива используются газы, называются газовыми двигателями, а двигатели, в которых используются жидкие углеводороды, называются масляными двигателями.Однако, к сожалению, бензиновые двигатели также часто называют «газовыми двигателями».

Основные ограничения для топлива заключаются в том, что топливо должно легко транспортироваться через топливную систему в камеру сгорания, и что топливо выделяет достаточно энергии в виде тепла при сгорании, чтобы можно было использовать двигатель на практике.

Окислителем обычно является воздух, и его преимущество заключается в том, что он не хранится в транспортном средстве, что увеличивает удельную мощность.Однако воздух можно сжимать и переносить на борту транспортного средства. Некоторые подводные лодки предназначены для перевозки чистого кислорода или перекиси водорода, что делает их независимыми от воздуха. Некоторые гоночные автомобили содержат закись азота в качестве окислителя. Другие химические вещества, такие как хлор или фтор, нашли экспериментальное применение; но большинство из них непрактично.

Дизельные двигатели обычно тяжелее, шумнее и мощнее на более низких оборотах, чем бензиновые двигатели. Они также более экономичны в большинстве случаев и используются в тяжелых дорожных транспортных средствах, некоторых автомобилях (в большей степени из-за их более высокой топливной эффективности по сравнению с бензиновыми двигателями), кораблях, железнодорожных локомотивах и легких самолетах.Бензиновые двигатели используются в большинстве других дорожных транспортных средств, включая большинство автомобилей, мотоциклов и мопедов. Обратите внимание, что в Европе сложные автомобили с дизельным двигателем стали довольно распространенными с 1990-х годов, составляя около 40 процентов рынка. И бензиновые, и дизельные двигатели производят значительные выбросы. Есть также двигатели, работающие на водороде, метаноле, этаноле, сжиженном нефтяном газе (СНГ) и биодизеле. Парафиновые и тракторные двигатели с испарительным маслом (TVO) больше не встречаются.

Водород

Некоторые предполагают, что в будущем водород может заменить такое топливо.Кроме того, с внедрением технологии водородных топливных элементов использование двигателей внутреннего сгорания может быть прекращено. Преимущество водорода в том, что при его сгорании образуется только вода. Это не похоже на сжигание ископаемого топлива, при котором образуется двуокись углерода, основная причина глобального потепления, окись углерода в результате неполного сгорания и другие местные и атмосферные загрязнители, такие как двуокись серы и окислы азота, которые вызывают проблемы с дыханием в городах, кислотные дожди. , и проблемы с газом озоном.Однако свободный водород для топлива не возникает в природе, при его сжигании выделяется меньше энергии, чем требуется для получения водорода, в первую очередь, самым простым и распространенным методом — электролизом. Хотя существует несколько способов производства свободного водорода, они требуют преобразования горючих в настоящее время молекул в водород, поэтому водород не решает никаких энергетических кризисов, более того, он решает только проблему портативности и некоторые проблемы загрязнения. Большим недостатком водорода во многих ситуациях является его хранение.Жидкий водород имеет чрезвычайно низкую плотность — в 14 раз меньше, чем вода, и требует обширной изоляции, в то время как газообразный водород требует очень тяжелых резервуаров. Хотя водород имеет более высокую удельную энергию, объемный запас энергии все еще примерно в пять раз ниже, чем у бензина, даже в сжиженном состоянии. (Процесс «Водород по запросу», разработанный Стивеном Амендола, создает водород по мере необходимости, но здесь есть и другие проблемы, например, относительно дорогое сырье.) К другим видам топлива, более благоприятным для окружающей среды, относится биотопливо.Это не может дать чистого увеличения выбросов углекислого газа.

Одноцилиндровый бензиновый двигатель (ок. 1910 г.).

Цилиндры

Двигатели внутреннего сгорания могут содержать любое количество цилиндров с обычными номерами от одного до двенадцати, хотя использовалось до 36 (Lycoming R-7755). Наличие большего количества цилиндров в двигателе дает два потенциальных преимущества: во-первых, двигатель может иметь больший рабочий объем с меньшими индивидуальными возвратно-поступательными массами (то есть масса каждого поршня может быть меньше), что обеспечивает более плавную работу двигателя (поскольку двигатель имеет тенденцию к вибрируют в результате движения поршней вверх и вниз). Во-вторых, с большим рабочим объемом и большим количеством поршней может быть сожжено больше топлива, и может произойти больше событий сгорания (то есть больше рабочих ходов) в заданный период времени, что означает, что такой двигатель может генерировать больший крутящий момент, чем аналогичный двигатель. с меньшим количеством цилиндров. Недостатком большего количества поршней является то, что в целом двигатель будет иметь больший вес и иметь тенденцию создавать большее внутреннее трение, поскольку большее количество поршней трутся о внутреннюю часть их цилиндров. Это имеет тенденцию к снижению топливной экономичности и лишению двигателя части его мощности.Для высокоэффективных бензиновых двигателей, использующих современные материалы и технологии (например, двигатели, используемые в современных автомобилях), кажется, есть точка разрыва около 10 или 12 цилиндров, после чего добавление цилиндров становится общим ущербом для производительности и эффективности, хотя есть исключения. например двигатель W16 от Volkswagen существуют.

  • Большинство автомобильных двигателей имеют от четырех до восьми цилиндров, некоторые высокопроизводительные автомобили имеют десять, двенадцать или даже шестнадцать, а некоторые очень маленькие легковые и грузовые автомобили имеют два или три цилиндра.В предыдущие годы некоторые довольно большие автомобили, такие как DKW и Saab 92, имели двухцилиндровые двухтактные двигатели.
  • Радиальные авиационные двигатели, ныне устаревшие, имели от трех до 28 цилиндров, такие как Pratt & Whitney R-4360. Строка содержит нечетное количество цилиндров, поэтому четное число указывает на двух- или четырехрядный двигатель. Самым большим из них был Lycoming R-7755 с 36 цилиндрами (четыре ряда по девять цилиндров), но он так и не был запущен в производство.
  • Мотоциклы обычно имеют от одного до четырех цилиндров, а в некоторых высокопроизводительных моделях их шесть (хотя существуют «новинки» с 8, 10 и 12).
  • Снегоходы обычно имеют два цилиндра. У некоторых более крупных (не обязательно высокопроизводительных, но тоже туристических машин) их четыре.
  • Небольшие портативные приборы, такие как бензопилы, генераторы и бытовые газонокосилки, чаще всего имеют один цилиндр, хотя существуют и двухцилиндровые бензопилы.

Система зажигания

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по системе зажигания. Точка цикла, в которой воспламеняется смесь топлива и окислителя, напрямую влияет на эффективность и мощность ДВС.Для типичного 4-тактного автомобильного двигателя горящая смесь должна достичь максимального давления, когда коленчатый вал находится под углом 90 градусов после ВМТ (верхней мертвой точки). Скорость фронта пламени напрямую зависит от степени сжатия, температуры топливной смеси и октанового или цетанового числа топлива. Современные системы зажигания предназначены для зажигания смеси в нужное время, чтобы фронт пламени не касался опускающейся днища поршня. Если фронт пламени соприкасается с поршнем, это приводит к появлению детонации или детонации.Более бедные смеси и смеси с более низким давлением горят медленнее, что требует более точного момента зажигания. Сегодня в большинстве двигателей используется электрическая или компрессионная система нагрева для зажигания. Однако исторически использовались системы с внешним пламенем и горячими трубами. Никола Тесла получил один из первых патентов на механическую систему зажигания — патент США 609250 (PDF) «Электрический воспламенитель для газовых двигателей» 16 августа 1898 года.

Топливные системы

Топливо сгорает быстрее и полнее, если большая площадь его поверхности контактирует с кислородом.Чтобы двигатель работал эффективно, топливо должно испаряться с поступающим воздухом в виде того, что обычно называют топливно-воздушной смесью. Обычно используются два метода испарения топлива в воздух: карбюраторный и впрыск топлива.

Часто для более простых поршневых двигателей используется карбюратор для подачи топлива в цилиндр. Однако точный контроль количества топлива, подаваемого в двигатель, невозможно. Карбюраторы — это самые распространенные в настоящее время устройства для смешивания топлива, используемые в газонокосилках и других двигателях малой мощности. До середины 1980-х карбюраторы также были распространены в автомобилях.

Более крупные бензиновые двигатели, такие как используемые в автомобилях, в основном перешли на системы впрыска топлива. В дизельных двигателях всегда используется впрыск топлива.

Автогазовые двигатели (LPG) используют либо системы впрыска топлива, либо карбюраторы с открытым или закрытым контуром.

В других двигателях внутреннего сгорания, таких как реактивные двигатели, используются горелки, а в ракетных двигателях используются различные идеи, включая ударные струи, сдвиг газа / жидкости, форсажные камеры и многие другие идеи.

Конфигурация двигателя

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по их конфигурации, которая влияет на их физические размеры и плавность хода (более плавные двигатели производят меньшую вибрацию). Общие конфигурации включают прямую или встроенную конфигурацию, более компактную V-образную конфигурацию и более широкую, но более гладкую плоскую или боксерскую конфигурацию. Авиационные двигатели также могут иметь радиальную конфигурацию, которая обеспечивает более эффективное охлаждение. Также использовались более необычные конфигурации, такие как «H», «U», «X» или «W».

Конфигурации с несколькими коленчатыми валами вовсе не обязательно нуждаются в головке блока цилиндров, но вместо этого могут иметь поршень на каждом конце цилиндра, что называется конструкцией с оппозитным поршнем. Эта конструкция использовалась в дизельном авиационном двигателе Junkers Jumo 205 с двумя коленчатыми валами, по одному на каждом конце одного ряда цилиндров, и, что наиболее заметно, в дизельных двигателях Napier Deltic, в которых использовались три коленчатых вала для обслуживания трех групп двусторонних цилиндров. цилиндры расположены в равностороннем треугольнике с коленчатыми валами по углам.Он также использовался в одноблочных локомотивных двигателях и продолжает использоваться для судовых двигателей, как для тяги, так и для вспомогательных генераторов. Двигатель Gnome Rotary, который использовался в нескольких ранних самолетах, имел неподвижный коленчатый вал и ряд радиально расположенных цилиндров, вращающихся вокруг него.

Объем двигателя

Мощность двигателя — это рабочий объем поршней двигателя. Обычно он измеряется в литрах (л) или кубических дюймах ( или куб. Дюймов) для двигателей большего размера и кубических сантиметрах (сокращенно см) для двигателей меньшего размера.Двигатели большей мощности обычно более мощные и обеспечивают больший крутящий момент на более низких оборотах, но при этом потребляют больше топлива.

Помимо разработки двигателя с большим количеством цилиндров, есть два способа увеличить мощность двигателя. Первый — увеличить ход, второй — увеличить диаметр поршня. В любом случае может потребоваться дополнительная регулировка подачи топлива в двигатель для обеспечения оптимальной производительности.

Заявленная мощность двигателя может быть больше вопросом маркетинга, чем инженерии.Morris Minor 1000, Morris 1100 и Austin-Healey Sprite Mark II были оснащены двигателем BMC серии A с одинаковым ходом и диаметром цилиндра в соответствии с их спецификациями и были от одного производителя. Однако объем двигателя был указан как 1000 куб. См, 1100 куб. См и 1098 куб. См соответственно в торговой литературе и на значках автомобиля.

Смазочные системы

Используется несколько различных типов систем смазки. Простые двухтактные двигатели смазываются маслом, смешанным с топливом или впрыскиваемым в поток впуска в виде спрея.Ранние тихоходные стационарные и судовые двигатели смазывались под действием силы тяжести из небольших камер, подобных тем, которые использовались в паровых двигателях в то время, с тендером, заполняющим их по мере необходимости. Поскольку двигатели были адаптированы для использования в автомобилях и самолетах, необходимость в высоком соотношении мощности к массе привела к увеличению скорости, повышению температуры и большему давлению на подшипники, что, в свою очередь, требовало смазки под давлением для шатунных подшипников и шейки шатуна, если либо за счет прямой смазки от насоса, либо косвенно посредством струи масла, направляемой на приемные чашки на концах шатуна, что имело преимущество в обеспечении более высоких давлений при увеличении частоты вращения двигателя.

Загрязнение двигателя

Обычно двигатели внутреннего сгорания, особенно поршневые двигатели внутреннего сгорания, производят умеренно высокие уровни загрязнения из-за неполного сгорания углеродсодержащего топлива, что приводит к образованию оксида углерода и некоторого количества сажи, а также оксидов азота и серы и некоторых несгоревших углеводородов в зависимости от условий эксплуатации и соотношение топливо / воздух. Основными причинами этого являются необходимость работы бензиновых двигателей со стехиометрическим соотношением для достижения сгорания (топливо сгорает более полно в избытке воздуха) и «гашение» пламени относительно холодными стенками цилиндра.

Дизельные двигатели выделяют широкий спектр загрязняющих веществ, включая аэрозоли многих мелких частиц (PM10), которые, как считается, глубоко проникают в легкие человека. Двигатели, работающие на сжиженном нефтяном газе (LPG), имеют очень низкий уровень выбросов, поскольку LPG горит очень чисто и не содержит серы или свинца.

  • Многие виды топлива содержат серу, что приводит к образованию оксидов серы (SOx) в выхлопных газах, что способствует кислотным дождям.
  • Высокая температура горения приводит к образованию больших количеств оксидов азота (NOx), которые, как было доказано, опасны для здоровья растений и животных.
  • Чистое производство диоксида углерода не является обязательной характеристикой двигателей, но, поскольку большинство двигателей работают на ископаемом топливе, это обычно происходит. Если двигатели работают на биомассе, то чистый углекислый газ не образуется, поскольку растущие растения поглощают столько же или больше углекислого газа во время роста.
  • Двигатели, работающие на водороде, должны производить только воду, но при использовании воздуха в качестве окислителя также образуются оксиды азота.

КПД двигателя внутреннего сгорания

КПД различных типов двигателей внутреннего сгорания различается.Принято считать, что большинство двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине, даже при использовании турбонагнетателей и вспомогательных средств повышения эффективности имеют механический КПД около 20 процентов. Большинство двигателей внутреннего сгорания тратят около 36 процентов энергии бензина в виде тепла, теряемого в системе охлаждения, и еще 38 процентов через выхлоп. Остальное, около шести процентов, теряется на трение. Большинству инженеров не удавалось успешно использовать потерянную энергию для каких-либо значимых целей, хотя существуют различные дополнительные устройства и системы, которые могут значительно повысить эффективность сгорания.

Впрыск водородного топлива, или HFI, представляет собой дополнительную систему двигателя, которая, как известно, улучшает экономию топлива двигателей внутреннего сгорания путем впрыска водорода для улучшения сгорания во впускной коллектор. Можно увидеть прирост экономии топлива от 15 до 50 процентов. Небольшое количество водорода, добавляемого к всасываемому топливно-воздушному заряду, увеличивает октановое число комбинированного топливного заряда и увеличивает скорость пламени, тем самым позволяя двигателю работать с более продвинутой синхронизацией зажигания, более высокой степенью сжатия и более бедным воздухом. к топливной смеси, чем это возможно в противном случае.В результате снижается уровень загрязнения, увеличивается мощность и эффективность. Некоторые системы HFI используют бортовой электролизер для выработки используемого водорода. Также можно использовать небольшой резервуар с водородом под давлением, но этот метод требует повторного заполнения.

Также обсуждались новые типы двигателей внутреннего сгорания, такие как Scuderi Split Cycle Engine, которые используют высокое давление сжатия, превышающее 2000 фунтов на квадратный дюйм, и сгорают после верхней мертвой точки (самая высокая и самая сжатая точка в ход поршня внутреннего сгорания).Ожидается, что такие двигатели будут иметь КПД 50-55%.

Банкноты

Список литературы

  • Харденберг, Хорст О. 1999. Средние века двигателей внутреннего сгорания . Варрендейл, Пенсильвания: Международное издательство SAE. ISBN 0768003911.
  • Хейвуд, Джон. 1988. Основы двигателя внутреннего сгорания. Нью-Йорк: McGraw-Hill Science / Engineering / Math. ISBN 007028637X.
  • Стоун, Ричард. 1999. Введение в двигатели внутреннего сгорания .Варрендейл, Пенсильвания: Международное издательство SAE. ISBN 0768004950.
  • Тейлор, Чарльз Фейет. 1985. Двигатель внутреннего сгорания в теории и практике . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 0262700263.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 4 марта 2018 г.

  • Знакомство с автомобильными двигателями — изображения в разрезе и хороший обзор двигателя внутреннего сгорания
  • Библия по топливу и двигателям — хороший ресурс для различных типов двигателей и видов топлива.
  • youtube — Анимация компонентов 4-цилиндрового двигателя
  • youtube — Анимация внутренних движущихся частей 4-цилиндрового двигателя

кредитов

Энциклопедия Нового Света писателей и редакторов переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

История автомобиля

Самые первые самоходные дорожные транспортные средства приводились в движение паровыми двигателями, и по этому определению Николя Жозеф Кюньо из Франции построил первый автомобиль в 1769 году, который был признан Британским Королевским автомобильным клубом и Автомобильным клубом Франции как первый. Так почему же так много книг по истории говорят, что автомобиль был изобретен Готлибом Даймлером или Карлом Бенцем? Это связано с тем, что и Daimler, и Benz изобрели очень успешные и практичные автомобили с бензиновым двигателем, которые положили начало эре современных автомобилей.Даймлер и Бенц изобрели автомобили, которые выглядели и работали так же, как автомобили, которые мы используем сегодня. Однако было бы несправедливо утверждать, что кто-то из этих людей изобрел «автомобиль».

Двигатель внутреннего сгорания: сердце автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, который использует взрывное сгорание топлива, чтобы толкать поршень внутри цилиндра — движение поршня вращает коленчатый вал, который затем вращает колеса автомобиля через цепь или приводной вал. Для двигателей внутреннего сгорания автомобилей обычно используются различные виды топлива: бензин (или бензин), дизельное топливо и керосин.

Краткий очерк истории двигателя внутреннего сгорания включает следующие основные моменты:

  • 1680 — голландский физик Кристиан Гюйгенс разработал (но так и не построил) двигатель внутреннего сгорания, который должен был работать на порохе.
  • 1807 — Франсуа Исаак де Риваз из Швейцарии изобрел двигатель внутреннего сгорания, в котором в качестве топлива использовалась смесь водорода и кислорода. Риваз сконструировал автомобиль для своего двигателя — первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания.Однако его конструкция была очень неудачной.
  • 1824 — Английский инженер Сэмюэл Браун приспособил старый паровой двигатель Ньюкомена для сжигания газа и использовал его, чтобы ненадолго привести в движение транспортное средство на Шутерс-Хилл в Лондоне.
  • 1858 — Инженер бельгийского происхождения Жан Жозеф Этьен Ленуар изобрел и запатентовал (1860) электрический двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием двойного действия, работающий на угольном газе. В 1863 году Ленуар прикрепил улучшенный двигатель (на бензине и примитивном карбюраторе) к трехколесному фургону, которому удалось совершить историческое путешествие длиной в пятьдесят миль.
  • 1862 — Альфонс Бо де Рошас, французский инженер-строитель, запатентовал, но не построил четырехтактный двигатель (патент Франции № 52,593, 16 января 1862 г.).
  • 1864 — Австрийский инженер Зигфрид Маркус построил одноцилиндровый двигатель с грубым карбюратором и прикрепил свой двигатель к тележке для скалистой 500-футовой езды. Несколько лет спустя Маркус сконструировал автомобиль, который на короткое время разгонялся до 10 миль в час, который несколько историков считали предшественником современного автомобиля, будучи первым в мире транспортным средством с бензиновым двигателем (однако, прочтите противоречивые примечания ниже).
  • 1873 — Джордж Брайтон, американский инженер, разработал неудачный двухтактный керосиновый двигатель (в нем использовались два внешних цилиндра накачки). Однако он считался первым безопасным и практичным масляным двигателем.
  • 1866 — Немецкие инженеры Ойген Ланген и Николаус Август Отто усовершенствовали конструкции Ленуара и де Роша и изобрели более эффективный газовый двигатель.
  • 1876 — Николаус Август Отто изобрел, а затем запатентовал успешный четырехтактный двигатель, известный как «цикл Отто».
  • 1876 — Первый успешный двухтактный двигатель был изобретен сэром Дугалдом Клерком.
  • 1883 — Французский инженер Эдуард Деламар-Дебутвиль построил одноцилиндровый четырехтактный двигатель, работавший на печном газе. Неизвестно, действительно ли он построил автомобиль, однако проекты Деламара-Дебутвилля были очень продвинутыми для того времени — в некоторых отношениях опережали как Daimler, так и Benz, по крайней мере, на бумаге.
  • 1885 — Готлиб Даймлер изобрел то, что часто называют прототипом современного газового двигателя — с вертикальным цилиндром и с впрыском бензина через карбюратор (запатентовано в 1887 году).Daimler сначала построил двухколесный автомобиль Reitwagen (ездовая повозка) с этим двигателем, а год спустя построил первый в мире четырехколесный автомобиль.
  • 1886 — 29 января Карл Бенц получил первый патент (DRP № 37435) на автомобиль, работающий на газе.
  • 1889 — Daimler построил улучшенный четырехтактный двигатель с грибовидными клапанами и двумя V-образными цилиндрами.
  • 1890 — Вильгельм Майбах построил первый четырехцилиндровый четырехтактный двигатель.

Проектирование двигателей и автомобилей были неотъемлемой частью деятельности, почти все конструкторы двигателей, упомянутые выше, также проектировали автомобили, а некоторые из них стали крупными производителями автомобилей. Все эти изобретатели и многие другие внесли заметные улучшения в эволюцию автомобилей внутреннего сгорания.

Важность Николая Отто

Одна из важнейших вех в разработке двигателей принадлежит Николаусу Августу Отто, который в 1876 году изобрел эффективный газовый двигатель.Отто построил первый практический четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, названный «Двигатель цикла Отто», и как только он закончил работу над двигателем, он встроил его в мотоцикл. Вклад Отто был очень исторически значимым, именно его четырехтактный двигатель был повсеместно принят для всех будущих автомобилей, работающих на жидком топливе.

Карл Бенц

В 1885 году немецкий инженер-механик Карл Бенц спроектировал и построил первый в мире практичный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания.29 января 1886 года Benz получил первый патент (DRP № 37435) на автомобиль, работающий на газе. Это был трехколесный автомобиль; Бенц построил свой первый четырехколесный автомобиль в 1891 году. Benz & Cie., Компания, основанная изобретателем, стала крупнейшим в мире производителем автомобилей к 1900 году. Бенц был первым изобретателем, который интегрировал двигатель внутреннего сгорания с шасси — разработав и то, и другое. все вместе.

Готтлиб Даймлер

В 1885 году Готтлиб Даймлер (вместе со своим партнером по дизайну Вильгельмом Майбахом) продвинул двигатель внутреннего сгорания Отто на шаг вперед и запатентовал то, что обычно считается прототипом современного газового двигателя. Связь Даймлера с Отто была прямой; Даймлер работал техническим директором компании Deutz Gasmotorenfabrik, совладельцем которой в 1872 году являлся Николаус Отто. Существуют некоторые разногласия относительно того, кто построил первый мотоцикл, Отто или Даймлер.

Двигатель Daimler-Maybach 1885 года был небольшим, легким, быстрым, имел карбюратор с впрыском бензина и вертикальный цилиндр. Размер, скорость и эффективность двигателя сделали революцию в дизайне автомобилей. 8 марта 1886 года Даймлер взял дилижанс и приспособил его для размещения своего двигателя, тем самым сконструировав первый в мире четырехколесный автомобиль . Daimler считается первым изобретателем, который изобрел практический двигатель внутреннего сгорания.

В 1889 году Даймлер изобрел двухцилиндровый четырехтактный двигатель с V-образным скосом и грибовидными клапанами. Как и двигатель Отто 1876 года, новый двигатель Daimler заложил основу для всех будущих двигателей автомобилей. Также в 1889 году Daimler и Maybach построили свой первый автомобиль с нуля, они не адаптировали другое транспортное средство, как всегда делали раньше. Новый автомобиль Daimler имел четырехступенчатую коробку передач и развивал скорость до 10 миль в час.

Daimler основал Daimler Motoren-Gesellschaft в 1890 году для производства своих дизайнов. Одиннадцать лет спустя Вильгельм Майбах сконструировал автомобиль Mercedes.

Если бы Зигфрид Маркус построил свой второй автомобиль в 1875 году и он был таким, как заявлено, это был бы первый автомобиль с четырехтактным двигателем и первый, который использовал бензин в качестве топлива, первый имел карбюратор для бензинового двигателя и сначала зажигание от магнето. Однако единственное существующее свидетельство указывает на то, что автомобиль был построен примерно в 1888/89 году — слишком поздно, чтобы быть первым.

К началу 1900-х годов автомобили с бензиновым двигателем начали продаваться лучше всех других типов автомобилей. Рынок экономичных автомобилей рос, и потребность в промышленном производстве росла.

Первыми производителями автомобилей в мире были французы: Panhard & Levassor (1889 г.) и Peugeot (1891 г.). Под производителем автомобилей мы подразумеваем производителей целых автомобилей для продажи, а не только изобретателей двигателей, которые экспериментировали с конструкцией автомобилей для тестирования своих двигателей — Daimler и Benz начинали как последние, прежде чем стать полноценными производителями автомобилей, и заработали свои первые деньги, лицензируя свои патенты и продавая свои двигатели производителям автомобилей.

Рене Панар и Эмиль Левассор

Рене Панар и Эмиль Левассор были партнерами в сфере деревообрабатывающего оборудования, когда решили стать производителями автомобилей. Свой первый автомобиль они построили в 1890 году с двигателем Daimler. Эдуард Саразин, который владел лицензионными правами на патент Daimler во Франции, поручил команду. (Лицензирование патента означает, что вы платите комиссию, а затем имеете право создавать и использовать чье-то изобретение для получения прибыли — в этом случае Саразин имел право строить и продавать двигатели Daimler во Франции. ) Партнеры не только производили автомобили, но и внесли улучшения в конструкцию кузова.

Panhard-Levassor производил автомобили с педальным сцеплением, цепной трансмиссией, ведущей к коробке переключения передач, и передним радиатором. Левассор был первым конструктором, который переместил двигатель в переднюю часть автомобиля и применил заднеприводную компоновку. Эта конструкция была известна как Systeme Panhard и быстро стала стандартом для всех автомобилей, поскольку обеспечивала лучший баланс и улучшенное рулевое управление.Панара и Левассора также приписывают изобретение современной трансмиссии, установленной в их Panhard 1895 года.

Панар и Левассор также разделили лицензионные права на двигатели Daimler с Армандом Пежо. Автомобиль Peugeot выиграл первую автомобильную гонку во Франции, которая получила широкую известность и способствовала росту продаж автомобилей. По иронии судьбы гонка «Париж — Марсель» 1897 года привела к автокатастрофе со смертельным исходом, в результате которой погиб Эмиль Левассор.

Вначале французские производители не стандартизировали модели автомобилей — каждая машина отличалась от другой.Первым стандартизированным автомобилем стал Benz Velo 1894 года. В 1895 году было изготовлено сто тридцать четыре идентичных Velos.

Чарльз и Франк Дурье

Первыми производителями коммерческих автомобилей с бензиновым двигателем в Америке были Чарльз и Фрэнк Дурье. Братья были производителями велосипедов, заинтересовались бензиновыми двигателями и автомобилями и построили свой первый автомобиль в 1893 году в Спрингфилде, штат Массачусетс. К 1896 году компания Duryea Motor Wagon Company продала тринадцать моделей дорогого лимузина Duryea, производство которого продолжалось до 1920-х годов.

Рэнсом Эли Олдс

Первым автомобилем, массово производимым в Соединенных Штатах, был Oldsmobile Curved Dash 1901 года, построенный американским производителем автомобилей Рэнсом Эли Олдсом (1864-1950). Олдс изобрел основную концепцию сборочной линии и запустил автомобильную промышленность в районе Детройта. Впервые он начал производить паровые и бензиновые двигатели вместе со своим отцом, Плинием Фиском Олдсом, в Лансинге, штат Мичиган, в 1885 году. Олдс сконструировал свой первый паровой автомобиль в 1887 году. В 1899 году, с возрастающим опытом создания бензиновых двигателей, Олдс переехал в Детройт. запустить Olds Motor Works и производить автомобили по низким ценам.Он произвел 425 «Curved Dash Olds» в 1901 году и был ведущим производителем автомобилей в Америке с 1901 по 1904 год.

Генри Форд

Американский производитель автомобилей Генри Форд (1863-1947) изобрел улучшенную сборочную линию и установил первую сборочную линию с конвейерной лентой на своем автомобильном заводе в Форд-Хайленд-Парк, штат Мичиган, примерно в 1913-1914 годах. Линия сборки снизила затраты на производство автомобилей за счет сокращения времени сборки. Знаменитая модель Ford Ford была собрана за девяносто три минуты.Форд сделал свой первый автомобиль, названный «Quadricycle», в июне 1896 года. Однако успех пришел после того, как он основал Ford Motor Company в 1903 году. Это была третья автомобильная компания, созданная для производства автомобилей, которые он проектировал. Он представил модель T в 1908 году, и она имела успех. После установки движущихся сборочных линий на своем заводе в 1913 году Форд стал крупнейшим в мире производителем автомобилей. К 1927 году было выпущено 15 миллионов моделей T.

Другой победой Генри Форда стала патентная битва с Джорджем Б.Селден. Селден, никогда не строивший автомобилей, имел патент на «дорожный двигатель», на этом основании Селден получал гонорары от всех американских производителей автомобилей. Форд отменил патент Селдена и открыл американский автомобильный рынок для производства недорогих автомобилей.

История автомобиля


Самые первые самоходные дорожные транспортные средства приводились в движение паровыми двигателями, и по этому определению Николя Жозеф Кюньо из Франции построил первый автомобиль в 1769 году, который был признан Британским королевским автомобильным клубом и Автомобильным клубом Франции как первый. Так почему же так много книг по истории говорят, что автомобиль был изобретен Готлибом Даймлером или Карлом Бенцем? Это связано с тем, что и Daimler, и Benz изобрели очень успешные и практичные автомобили с бензиновым двигателем, которые положили начало эре современных автомобилей. Даймлер и Бенц изобрели автомобили, которые выглядели и работали так же, как автомобили, которые мы используем сегодня. Однако было бы несправедливо утверждать, что кто-то из этих людей изобрел «автомобиль».

История двигателя внутреннего сгорания — сердце автомобиля
Двигатель внутреннего сгорания — это любой двигатель, который использует взрывное сгорание топлива для проталкивания поршня внутри цилиндра — движение поршня вращает коленчатый вал, который затем вращает колеса автомобиля через цепь или приводной вал.Для двигателей внутреннего сгорания автомобилей обычно используются различные виды топлива: бензин (или бензин), дизельное топливо и керосин.

Краткий очерк истории двигателя внутреннего сгорания включает следующие основные моменты:

  • 1680 — Голландский физик Кристиан Гюйгенс разработал (но так и не построил) двигатель внутреннего сгорания, который должен был работать на порохе.
  • 1807 — Франсуа Исаак де Риваз из Швейцарии изобрел двигатель внутреннего сгорания, в котором в качестве топлива использовалась смесь водорода и кислорода.Риваз сконструировал автомобиль для своего двигателя — первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Однако его конструкция была очень неудачной.
  • 1824 — Английский инженер Сэмюэл Браун приспособил старый паровой двигатель Ньюкомена для сжигания газа и использовал его, чтобы ненадолго привести в движение транспортное средство на Шутерс-Хилл в Лондоне.
  • 1858 — Инженер бельгийского происхождения Жан Жозеф Этьен Ленуар изобрел и запатентовал (1860) электрический двигатель внутреннего сгорания двойного действия с искровым зажиганием, работающий на угольном газе.В 1863 году Ленуар прикрепил улучшенный двигатель (на бензине и примитивном карбюраторе) к трехколесной повозке, которая смогла совершить историческое путешествие длиной в пятьдесят миль. (См. Изображение вверху)
  • 1862 — Альфонс Бо де Роша, французский инженер-строитель, запатентовал, но не построил четырехтактный двигатель (французский патент № 52,593, 16 января 1862 г.).
  • 1864 — Австрийский инженер Зигфрид Маркус * построил одноцилиндровый двигатель с грубым карбюратором и прикрепил его к тележке для скалистого 500-футового проезда.Несколько лет спустя Маркус разработал автомобиль, который ненадолго разгонялся до 10 миль в час, который несколько историков считали предшественником современного автомобиля, будучи первым в мире транспортным средством с бензиновым двигателем (однако, прочтите противоречивые примечания ниже).
  • 1873 — Джордж Брайтон, американский инженер, разработал неудачный двухтактный керосиновый двигатель (в нем использовались два внешних насосных цилиндра). Однако он считался первым безопасным и практичным масляным двигателем.
  • 1866 — Немецкие инженеры Ойген Ланген и Николаус Август Отто усовершенствовали конструкции Ленуара и де Роша и изобрели более эффективный газовый двигатель.
  • 1876 — Николаус Август Отто изобрел, а затем запатентовал успешный четырехтактный двигатель, известный как «цикл Отто».
  • 1876 — Первый успешный двухтактный двигатель был изобретен сэром Дугалдом Клерком.
  • 1883 — Французский инженер Эдуард Деламар-Дебутвиль построил одноцилиндровый четырехтактный двигатель, работавший на печном газе.Неизвестно, действительно ли он построил автомобиль, однако проекты Деламара-Дебутвилля были очень продвинутыми для того времени — в некоторых отношениях опережали как Daimler, так и Benz, по крайней мере, на бумаге.
  • 1885 — Готлиб Даймлер изобрел то, что часто называют прототипом современного газового двигателя — с вертикальным цилиндром и с впрыском бензина через карбюратор (запатентовано в 1887 году). Daimler сначала построил двухколесный автомобиль Reitwagen (ездовая повозка) с этим двигателем, а год спустя построил первый в мире четырехколесный автомобиль.
  • 1886 — 29 января Карл Бенц получил первый патент (DRP № 37435) на автомобиль, работающий на газе.
  • 1889 — Daimler построил улучшенный четырехтактный двигатель с грибовидными клапанами и двумя V-образными цилиндрами.
  • 1890 — Вильгельм Майбах построил первый четырехцилиндровый четырехтактный двигатель.
  • Дополнительная литература — Механика двигателей внутреннего сгорания — Что такое 2-тактный двигатель? 4-тактный?
Проектирование двигателей и автомобилей были неотъемлемой частью деятельности, почти все конструкторы двигателей, упомянутые выше, также проектировали автомобили, а некоторые из них стали крупными производителями автомобилей.Все эти изобретатели и многие другие внесли заметные улучшения в эволюцию автомобилей внутреннего сгорания.

Важность Николауса Отто
Одна из важнейших вех в разработке двигателей принадлежит Николаю Августу Отто, который в 1876 году изобрел эффективный газовый двигатель. Отто построил первый практический четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, названный «Двигатель цикла Отто», и как только он закончил работу над двигателем, он встроил его в мотоцикл.Вклад Отто был очень исторически значимым, именно его четырехтактный двигатель был повсеместно принят для всех будущих автомобилей, работающих на жидком топливе. (Подробнее о Nicolaus Otto )

Важность Карла Бенца
В 1885 году немецкий инженер-механик Карл Бенц спроектировал и построил первый в мире практичный автомобиль, оснащенный двигателем внутреннего сгорания. 29 января 1886 года Бенц получил первый патент (DRP No.37435) для автомобиля, работающего на газе. Это был трехколесный автомобиль; Бенц построил свой первый четырехколесный автомобиль в 1891 году. Benz & Cie., Компания, основанная изобретателем, стала крупнейшим в мире производителем автомобилей к 1900 году. Бенц был первым изобретателем, который интегрировал двигатель внутреннего сгорания с шасси — разработав и то, и другое. все вместе. (Подробнее о Karl Benz )

Важность Готтлиба Даймлера
В 1885 году Готлиб Даймлер (вместе со своим партнером по дизайну Вильгельмом Майбахом) сделал шаг вперед в двигателе внутреннего сгорания Отто и запатентовал то, что обычно считается прототипом современного газового двигателя.Связь Даймлера с Отто была прямой; Даймлер работал техническим директором компании Deutz Gasmotorenfabrik, совладельцем которой в 1872 году являлся Николаус Отто. Существуют некоторые разногласия относительно того, кто построил первый мотоцикл Отто или Daimler.

Двигатель Daimler-Maybach 1885 года был маленьким, легким, быстрым, использовал карбюратор с впрыском бензина и имел вертикальный цилиндр. Размер, скорость и эффективность двигателя сделали революцию в дизайне автомобилей. 8 марта 1886 года Даймлер взял дилижанс и приспособил его для размещения своего двигателя, тем самым спроектировав первый в мире четырехколесный автомобиль . Daimler считается первым изобретателем, который изобрел практический двигатель внутреннего сгорания.

В 1889 году компания Daimler изобрела V-образный двухцилиндровый четырехтактный двигатель с грибовидными клапанами. Как и двигатель Отто 1876 года, новый двигатель Daimler заложил основу для всех будущих двигателей автомобилей. Также в 1889 году Daimler и Maybach построили свой первый автомобиль с нуля, они не адаптировали другое транспортное средство, как всегда делали раньше.Новый автомобиль Daimler имел четырехступенчатую коробку передач и развивал скорость до 10 миль в час.

Daimler основал Daimler Motoren-Gesellschaft в 1890 году для производства своих моделей. Одиннадцать лет спустя Вильгельм Майбах сконструировал автомобиль Mercedes. (Узнайте больше о Gottlieb Daimler & Wilhelm Maybach )

* Если бы Зигфрид Маркус построил свою вторую машину в 1875 году, и она была бы такой, как заявлено, это была бы первая машина с четырехтактным двигателем и первая, которая использовала бензин в качестве топлива, первая имела карбюратор для бензинового двигателя. и первый с зажиганием от магнето.Однако единственное существующее свидетельство указывает на то, что автомобиль был построен примерно в 1888/89 году — слишком поздно, чтобы быть первым.

Следующая страница > Начало сборочной линии

все иллюстрации mary bellis

Бензиновый двигатель | Британника

Бензиновый двигатель , любой из класса двигателей внутреннего сгорания, которые вырабатывают энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением, инициируемым электрической искрой.Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого возможного применения в силовых установках, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, небольшие грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и малые внутренние морские агрегаты, стационарные насосные агрегаты среднего размера, осветительные установки и т. Д. станки и электроинструменты. Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих ручных инструментах для озеленения, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки.

V-образный двигатель

Поперечный разрез V-образного двигателя.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели можно сгруппировать в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана. В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых и цилиндровых двигателей и роторных двигателей.В поршневом двигателе давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных возвратно-поступательными поршнями. Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и таким образом выполнять работу.

бензиновые двигатели

Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневому типу. Основные компоненты поршнево-цилиндрового двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа используют четырехтактный или двухтактный цикл.

Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Четырехтактный цикл

Из различных методов рекуперации энергии процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19 века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума.Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода заряд воспламеняется электрической искрой. Затем следует рабочий ход, когда оба клапана все еще закрыты, а давление газа обусловлено расширением сгоревшего газа, давящим на головку или головку поршня. Во время такта выпуска восходящий поршень выталкивает отработавшие продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех тактов поршня — впуска, сжатия, мощности и выпуска — и двух оборотов коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания: четырехтактный цикл

Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень перемещается во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал.

Encyclopædia Britannica, Inc. Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Недостатком четырехтактного цикла является то, что выполняется только половина тактов мощности по сравнению с двухтактным циклом ( см. Ниже ), и только половину такой мощности можно ожидать от двигателя данного размера при заданная рабочая скорость.Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов (продувку) и перезагрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.

Развитие двигателя внутреннего сгорания

Люди строят автомобили уже более века, и почти под каждым капотом находится двигатель внутреннего сгорания. В течение последних 100 лет его принцип оставался неизменным: воздух и топливо попадают внутрь, в цилиндрах происходит взрыв, и сила толкает вас вперед.Но с каждым годом инженеры оттачивают двигатель внутреннего сгорания, чтобы он двигался быстрее и дальше, делая его более эффективным, чем раньше, производя мощность, которую вы раньше видели только на суперкарах. Состояние двигателя внутреннего сгорания никогда не могло бы зайти так далеко без этих серьезных скачков. Вот как мы дошли до этого.

1955

Впрыск топлива

До впрыска топлива дозирование бензина в камеру сгорания было неточным и сложным процессом.Карбюраторы часто нуждались в очистке и восстановлении, и на них влияли погодные условия, температура и высота над уровнем моря. Для сравнения, впрыск топлива был простым: он помогал двигателю работать более плавно, более стабильно на холостом ходу, работал более эффективно и избавлял от надоедливой рутины регулировки дроссельной заслонки каждый раз, когда вы ее запускали. Созданный на основе самолетов военного времени, он впервые был внедрен в автомобиль в 1955 году. В том же году Стирлинг Мосс и Денис Дженкинсон проехали на гоночном автомобиле Mercedes-Benz 300SLR через изнурительную гонку Mille Miglia протяженностью 992 мили в Италии, победив с рекордом. никогда не ломался: 10 часов 7 минут 48 секунд.

Британский автогонщик Стирлинг Мосс на пути к победе в итальянской гонке Mille Miglia Race, установив новый рекорд.

KeystoneGetty Images

Дорожная версия

Benz стала не только первым серийным автомобилем с системой впрыска топлива, разработанным Bosch, но и самым быстрым автомобилем в мире. Два года спустя Chevrolet подарила Corvette двигатель «Fuelie» с системой впрыска топлива Rochester Ramjet, которая смогла разогнать 300SL.Тем не менее, именно системы Bosch с электронным управлением нашли свое применение почти во всех автопроизводителях Европы, а к восьмидесятым годам система впрыска топлива захватила мир.

1962

Турбокомпрессор

Турбокомпрессор — одна из жемчужин развития двигателей. Турбина в форме улитки, набирающая больше воздуха в цилиндр, когда-то позволяла 12-цилиндровым истребителям времен Второй мировой войны взлетать выше, быстрее и дальше. Угадай, что? То же самое и на суше.Когда в 1962 году дебютировал первый автомобиль с турбонаддувом, он был обнаружен не под капотом легкого европейского малолитражного автомобиля, BMW 2002 или Saab 99, а благодаря мозговому доверию General Motors, полному наличными и желающему попробовать новые технологии.

Предоставлено Hagerty

В то время Oldsmobile Jetfire требовал — почти с каждым баком, полным бензина, — добавлением «Turbo Rocket Fluid», оригинального названия дистиллированной воды и метанола Jetsons.GM отказалась от этой концепции в середине десятилетия. Но к концу 1970-х такие компании, как BMW, Saab и Porsche, заняли позицию, доказали свою состоятельность в автоспорте, и теперь каждая машина имеет турбокомпрессор. Почти.

Турбокомпрессор превратился из грязного трюка с быстрой скоростью в вашем 930 Turbo в семейную жизнь в Mazda CX-9, чей 2,5-литровый двигатель был оснащен первой в своем роде системой Dynamic Pressure Turbo в 2016 году. В действии действует принцип «большой палец над садовым шлангом»: ограниченный поток ускоряет выпуск выхлопных газов в турбину, улучшая реакцию на низких оборотах и ​​уменьшая турбо-лаг.Кроме того, с более строгими стандартами выбросов и эффективности, это необходимый компонент для выжимания мощности большого двигателя из самых маленьких и легких двигателей. И крутящий момент! Вам больше не нужно сбивать мессершмитты, чтобы почувствовать себя втянутым в кресло.

1964

Роторный двигатель

Единственным двигателем, который действительно сломал шаблон — единственным, кто попал в производство, — было вращающееся чудо инженера Феликса Ванкеля, треугольник внутри овала, вращающийся как демон.По самой природе своей конструкции роторный двигатель легче, менее сложен и имеет более высокие обороты, чем типичная коробка с поршнями. Mazda и несуществующий немецкий автопроизводитель NSU были первыми, кто подписал контракт; В 1964 году NSU Spider стал первым серийным автомобилем с Ванкелем.

Mazda, однако, была единственной компанией, которая действительно работала с ней — первой Mazda с роторным двигателем была Cosmo 1967 года, прародительница длинной линейки спортивных автомобилей, седанов и даже случайных пикапов. последний RX-8 сошел с конвейера в 2012 году.Концепция RX-Vision 2016, представленная на Токийском автосалоне 2015 года, подтвердила непристойные слухи о том, что группа преданных своему делу инженеров, которым нечего терять, все еще разрабатывает следующий великий роторный двигатель где-то на заводе в Хиросиме.

Вверху слева: Mazda Cosmo Sport 110S 1967 года выпуска; справа и внизу слева: роторный двигатель Mazda RENESIS

Предоставлено Mazda

.

1981

Деактивация цилиндра

Идея проста.Чем меньше срабатывает цилиндр, тем лучше пробег. Как превратить V8 в четырехцилиндровый? Если вы были Кадиллаком примерно в 1981 году, вы представили двигатель с метким названием 8-6-4, в котором использовались соленоиды с электронным управлением для закрытия клапанов на двух или четырех цилиндрах. Это должно было повысить эффективность, скажем, при движении по шоссе. Но последовавшая за этим ненадежность и неуклюжесть были настолько печально известны, что никто не осмеливался повторить попытку в течение двадцати лет.

Теперь у нескольких производителей идея наконец-то работает — и она перешла к двигателям меньшего размера.

2012

Степень сжатия

Наука работает следующим образом: внутри цилиндра двигателя чем меньше вы можете сжать воздух и топливо, тем больше мощности вы получите при взрыве. Объем, который поршень может сжать, и есть степень сжатия. Но производители не могут слишком сильно увеличивать степень сжатия, иначе смесь воспламенится сама по себе; последующий «стук» разорвет двигатель.

В надире 1970-х годов, задыхаясь от правил смога и вынужденных бороться с неэтилированным бензином, производители построили массивные двигатели V8, которые хрипели.Эти большие мальчики сдерживались болезненно низкой степенью сжатия — свинец, который когда-то был в бензине, предотвращал детонацию. Благодаря электронному управлению подачей топлива и лучшему пониманию контроля за выбросами двигатели стали вырабатывать больше мощности при уменьшении рабочего объема.

Двигатель Mazda SKYACTIV-G 2018 года с отключением цилиндров обеспечивает 187 лошадиных сил и 186 фунт-фут крутящего момента.

Предоставлено Mazda

.

В 2012 году двигатель Mazda SKYACTIV-G был запущен в производство с самой высокой степенью сжатия для серийного двигателя, поразительной 14: 1 (в Америке — 13: 1), что позволяет ему извлекать энергию почти из каждой капли бензина без множество оборудования для защиты от смога. Следующее нововведение Mazda вывело высокую степень сжатия на новый уровень. SKYACTIV-X использует искровое зажигание от сжатия (SPCCI) для воспламенения топливно-воздушной смеси с минимальным количеством бензина, сочетая крутящий момент дизельного двигателя с высокими оборотами бензинового двигателя.

Даже спустя столетие, даже при использовании альтернативных видов топлива и методов движения, двигатель внутреннего сгорания остается самой большой добычей в городе. По прошествии столь долгого времени основы не изменились. Но всегда найдется автомобильная компания, готовая представить что-то новое, и постоянное совершенствование является ключом к сохранению актуальности двигателя внутреннего сгорания в предстоящие годы.

Краткая история двигателя внутреннего сгорания

Колеса держатся на повороте

Первое — или было?

Сколько других преуспели, но потерпели неудачу? Кажется, что в истории дыр больше, чем в колесе швейцарского сыра. Я обнаружил бензиновый цикл на первой странице журнала Scientific American от 14 февраля 1891 года. Этот трехколесный носовой автомобиль, изобретенный Эдвардом Батлером из Гринвича, Англия, имел элегантный двухцилиндровый четырехтактный двигатель объемом 650 куб. См с водяным охлаждением и электрическим искровым зажиганием.За годы до ДеДиона и Бултона бензиновый цикл сделал Reitwagen Готтлиба Даймлера чем-то из средневековья. Тем не менее, возьмите любой справочник по истории мотоциклов, и вы не найдете его упоминания.

Построенный в 1888 году компанией Merryweather Fire Engine Company в Гринвиче, Англия, Petrol-Cycle приводился в движение двигателем мощностью 5/8 л.с. с зажиганием от магнето (позже замененным катушкой и батареей) и мог развивать скорость до 10 миль в час. У него было рулевое управление Ackermann, поворотные клапаны и карбюратор с поплавковым питанием — за пять лет до того, как Вильгельм Майбах изобрел свой распылительный карбюратор в 1893 году.Двигатель с жидкостным охлаждением имел резервуар для воды, который служил задним крылом (идея, принятая Хильдербрандом и Вольфмюллером в 1894 году), и двигатель запускался с использованием сжатого воздуха.

Опережать время — не всегда хорошо. Проблема с созданием Бултера была не механической, а политической. Английский Закон о красных флагах (Закон о локомотивах на автомагистралях) 1865 года ограничил скорость всех самоходных транспортных средств до 2 миль в час в городах и 4 миль в час в сельской местности. Кроме того, для обслуживания транспортного средства требовалось три человека, один из которых должен был идти впереди транспортного средства, размахивая красным флагом, чтобы предупредить людей о его приближении.В выпуске The English Mechanic за 1890 год он писал: «Власти не одобряют его использование на дорогах, и поэтому я отказался от его дальнейшего развития». В 1896 году он разобрал бензиновый цикл на металлолом и продал свои патенты Гарри Лоусону, который изготовил двигатель для морского использования. Как ни странно, в том же году был отменен Закон о красном флаге.

За исключением паровых велосипедов Сильвестра Ропера, история мотоциклов началась только после того, как появился двигатель внутреннего сгорания. Граф Альберт ДеДион и Джордж Бултон производили паровые машины с 1883 года, но когда они разработали свои экспериментальные двигатели внутреннего сгорания, все изменилось. Четырехтактный 138-кубовый двигатель DeDion мощностью 1/2 л.с. был установлен в их первую линейку трехколесных мотоциклов в 1895 году, и именно франчайзинг этого двигателя породил современный мотоцикл.

Сильвестр Ропер был известным изобретателем, у которого были финансы, доступ к современным производственным мощностям и обширные маркетинговые связи, чтобы развить его страсть к мотоциклам.По крайней мере, двое из его деловых партнеров строили и ездили на паровозах, как и Ропер до 1867 года, и он активно продвигал свои паровые велосипеды вплоть до самой смерти. Однако прежде, чем мотоциклы стали жизнеспособными, необходимо было разработать ряд разнообразных элементов. Одним из них был двигатель внутреннего сгорания.

История подтверждает, что Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах построили первый мотоцикл с двигателем внутреннего сгорания (IC) в 1885 году, а Карл Бенц построил свой двухтактный двигатель в 1879 году, чтобы приводить в движение свой трехколесный Motowagen. И Диамлер, и Майбах работали с Николаусом Отто, который разработал первый успешный газовый двигатель. Фактически, N.A. Otto & Cie все еще работает. История двигателя внутреннего сгорания началась не в 1876 году, когда Николаус Отто разработал свой четырехтактный газовый двигатель, а сэр Дугальд Клерк построил первый успешный двухтактный двигатель. Зигфрид Маркус построил четыре действующих автомобиля — Strassenwagen — между 1868 и 1873 годами, но именно Этьен Ленуар разработал первый практический газовый двигатель в 1860 году.Двигатель Ленуара, работающий на бензине и использующий искровое зажигание, приводил в движение автомобиль, на котором он ехал из Парижа в Жуанвиль в 1862 году.

Чарльз и Фрэнк Дурье известны за производство первых автомобилей с бензиновым двигателем в Америке (1893 г.). Чарльз благодарит Сэмюэля Мори за изобретение двигателя внутреннего сгорания, а в 1930-х годах он профинансировал строительство двух двигателей на основе патента Мори. Один находится в Смитсоновском институте, а другой принадлежит Дину Камену.

Как и Эдвард Батлер, капитан Сэмюэл Мори опередил свое время.Он построил и успешно эксплуатировал пароходы за много лет до Роберта Фултона и был первым, кто использовал боковые лопасти для движения. Он запатентовал роторный паровой двигатель, разработал новый метод производства «лампового газа», запатентовал успешный водонагреватель, использующий тот же принцип, что и современные, а затем обратил свое внимание на горючие газы. Он не только построил «паровой двигатель», но и установил его на лодке и фургоне в 1829 году. Мало что известно об успешной демонстрации лодки на реке Шуйлкилл в сентябре, но он вошел в историю на Маркет-стрит в Филадельфии, будучи первым из них. первый человек в США, управляющий газовым транспортным средством, и второй человек в мире, попавший в автомобильную аварию.

К сожалению, патент Сэмюэля Мори был утерян в результате большого пожара в Патентной палате 1836 года, и хотя Чарльз Дурье, очевидно, имел доступ к этим документам, они снова были «утеряны», пока не были вновь обнаружены в архивах Дартмутского колледжа в 2004 году. , карбюратор и два цилиндра, он удивительно похож на двигатели внутреннего сгорания, появившиеся полвека спустя. Он работал на легковоспламеняющихся спиртах скипидара и даже имел проволочную сетку для предотвращения попадания искр в камере сгорания на карбюратор, деталь, которая была независимо изобретена заново в 1872 году.Сэмюэл Мори был широко известен своими достижениями при жизни, но он не смог продать один из своих самых передовых патентов, и он не один раз, а дважды терялся для истории!

Двигатель Сэмюэля Мори предшествовал первому коммерческому паровозу в Америке, но он не был первым, кто экспериментировал с внутренним сгоранием. За несколько месяцев до того, как Мори начал разрабатывать свой паровой двигатель, Сэмюэл Браун 4 декабря 1823 года запатентовал двигатель внутреннего сгорания и построил два рабочих образца, которые были продемонстрированы в его доме в Игл-Лодж в Бромптоне, Англия.В 1826 году он разработал еще один двигатель, работавший на водороде и кислороде. Подобно паровому двигателю Ньюкомена, он имел отдельные цилиндры сгорания и рабочие цилиндры, но вода циркулировала вокруг цилиндра с помощью насоса, и эта вода охлаждалась за счет контакта с внешним воздухом, как в современном двигателе с водяным охлаждением. Этот массивный двигатель имел рабочий объем 8 800 куб. Другой источник утверждает, что три цилиндра имели диаметр цилиндра 12 дюймов и ход 24 дюйма, но выдавали всего 4 л.с. Он установил его на четырехколесном транспортном средстве и утром 27 мая 1826 года перед небольшой толпой поехал на Шутерс-Хилл в Гринвиче.

Двигатель Сэмюэля Мори был намного меньше и сложнее, чем двигатель Брауна, но оба, как и атмосферный паровой двигатель Ньюкомена, были разработаны для создания вакуума в качестве движущей силы. Тем не менее, ни один из этих людей не был первым, кто построил работающие двигатели внутреннего сгорания, и они не были первыми, кто водил транспортное средство с такими двигателями.

На основании статьи, прочитанной в Кембриджском философском обществе в 1820 году, очевидно, что преподобный У. Сесил построил экспериментальный двигатель внутреннего сгорания. Название этой статьи: «О применении газообразного водорода для создания движущей силы в машинном оборудовании с описанием двигателя, который приводится в движение давлением атмосферы в вакууме, вызванном взрывами газообразного водорода и атмосферного воздуха». кажется, все сказано.Преподобный Сесил утверждал, что его двигатель работал с постоянной скоростью 60 об / мин и потреблял 17,6 кубических футов водорода в час. Взрыв произошел в цилиндре, и двигатель, по-видимому, был довольно шумным, поскольку он заявляет: «Чтобы уменьшить шум, вызванный взрывом, нижний конец цилиндра A, B, C, D может быть закопан в колодце или он может быть заключен в большой герметичный сосуд ». Он также упомянул двигатель, который продемонстрировал профессор Фариш, преподаватель механики в Кембридже. Двигатель Фариша работал на газе и воздухе, которые смешивались в цилиндре и взрывались под действием атмосферного давления, но он, по-видимому, построил более ранний двигатель, который работал на порохе. Это самые ранние двигатели внутреннего сгорания — или они были?

Просматривая названия патентов США, поданных до пожара 1836 года в патентном бюро, я заметил несколько перечисленных атмосферных двигателей. К сожалению, невозможно определить, были ли это паровые или газовые двигатели, если в них нет слова «взрывной». Также невозможно определить, были ли построены работающие двигатели по этим патентам.

Один такой экземпляр в 1811 году был подарен Августу Дей из Бордентауна, штат Нью-Джерси, за его двигатель внутреннего сгорания и взрыва.Он внес усовершенствования и 8 апреля 1812 года подал еще один патент, названный «Двигатель взрывной силы». Имеются опубликованные отчеты о том, что этот двигатель действительно был построен. Конечно, не все изобретения были запатентованы, и не все разработки были опубликованы. Утверждалось, что Джон Салливан приказал Марку Брунелю построить газовый двигатель, который использовался для приведения в движение лодки в Хобокене, штат Нью-Джерси, в 1798 или 1799 году. Учитывая достижения обоих мужчин, это утверждение правдоподобно и может быть одним из те забытые события в истории моторизованного транспорта.

Эксперименты с внутренним сгоранием проводились в Европе даже в то время, когда новая паровая машина Джеймса Ватта начинала поступать в продажу. Патент Джона Барбера 1791 года касался двигателя, работающего на сгорании углеводородов и воздуха. Углеводороды будут созданы путем внешнего сжигания древесины, угля, нефти или других горючих материалов, а затем смешаны с воздухом во втором контейнере, который он назвал «взрыватель». Вспышка воспламеняющегося газа вращала бы крыльчатку или вентилятор. Роберт Стрит сконструировал поршневой двигатель без сжатия в 1794 году.В его предложении каменноугольная смола, спирт или скипидар превращались в газ, а затем воспламенялись пламенем, горящим снаружи цилиндра. Сгорание заставило поршень подняться и сдвинуть груз. Филипп Лебон д’Омберсен запатентовал, но так и не построил машину, приводимую в действие освещающим (угольным) газом в 1801 году. Два насоса раздельно сжимали воздух и газ, и они были выпущены в сосуд, где смесь должна была воспламениться. Расширение этих газов перетекло в цилиндр двустороннего действия и обеспечило рабочую мощность на обоих концах цилиндра.Он даже предложил использовать электричество для зажигания, и чтобы выработка этого электричества и два компрессионных насоса управлялись самим двигателем.

Франсуа Иссак де Риваз, швейцарский изобретатель, запатентовал двигатель внутреннего сгорания в 1807 году. Двигатель работал на водороде и кислороде, хранящемся в воздушном шаре, который зажигался электрически с помощью ручного спускового крючка. Первый 100-метровый тест-драйв, установленный на примитивном четырехколесном фургоне, состоялся в 1813 году, что вошло в историю как первое транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания.

Подобно слоям лука, история внутреннего сгорания снимается слой за слоем. Уильям МакГрегор в своей работе 1885 года о газовых двигателях отдает должное за их изобретение знаменитому изобретателю и философу Аббату Отфёйлю в 1678 году.

10Авг

Как устроен двигатель машины: Как работает двигатель машины для начинающих и чайников

10 Авг 2018 alexxlab Комментировать

Принцип работы двигателя, почему и что может поломаться

Расскажем, как работает двигатель внутреннего сгорания, какие неполадки возникают в работе и как продлить его жизненный цикл

Цель работы двигателя — преобразование бензина в движущую силу. Преобразовывается бензин в движущую силу путем сжигания внутри движка. Поэтому он и называется двигателем внутреннего сгорания.

Запомните две вещи:

1. Есть разные виды двигателей внутреннего сгорания:

  • бензиновый двигатель;
  • дизельный;
  • дизель с турбонаддувом;
  • газовый двигатель.

Различия у них в принципах работы, плюс у каждого свои преимущества и недостатки.

2. Бывают еще двигатели внешнего сгорания. Лучший пример — паровой двигатель парохода. Топливо (уголь, дерево, масло) сгорает вне двигателя, образовывая пар, который и есть движущая сила. Двигатель внутреннего сгорания более эффективен, так как ему нужно меньше топлива на километр пути. К тому же он намного меньше эквивалентного двигателя внешнего сгорания. Это объясняет, почему на улицах сейчас не ездят автомобили с паровыми движками.

Как работает система внутреннего сгорания двигателя

Принцип, лежащий в основе работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания: если вы поместите небольшое количество высокоэнергетического топлива, например бензина, в небольшое замкнутое пространство, и зажжете его, то при сгорании в виде газа высвобождается большое количество энергии. Если создать непрерывный цикл маленьких взрывов, скорость которых будет, например, сто раз в минуту, и пустить получаемую энергию в правильное русло, то получим основу работы двигателя.

Автомобили используют «четырехтактный цикл сгорания» для преобразования бензина в движущую силу четырех колесного автомобиля. Четырехтактный подход также известен как цикл Отто, в честь Николауса Отто, который изобрел его в 1867 году. К четырем тактам относятся:

  • такт впуска;
  • такт сжатия;
  • такт горения;
  • такт выведения продуктов сгорания.

Поршень двигателя в этой истории главный «работяга». Он своеобразно заменяет картофельный снаряд в картофельной пушке. Поршень соединен с коленчатым валом-шатуном. Как только коленчатый вал начинает вращение, происходит эффект «разряда пушки». Рассмотрим цикл сгорания бензина в цилиндре подробнее.

  • Поршень находится сверху, затем открывается впускной клапан и поршень опускается, при этом движок набирает полный цилиндр воздуха и бензина. Это такт называется тактом впуска. Для начала работы достаточно смешать воздух с небольшой каплей бензина.
  • Затем поршень движется обратно и сжимает смесь воздуха и бензина. Сжатие делает взрыв более мощным.
  • Когда поршень достигает верхней точки, свеча испускает искры, чтобы зажечь бензин. В цилиндре происходит взрыв бензинового заряда, что заставляет поршень опуститься вниз.
  • Как только поршень достигает дна, открывается выхлопной клапан, и продукты сгорания выводятся из цилиндра через выхлопную трубу.

Теперь двигатель готов к следующему такту и цикл повторяется снова и снова.

Теперь рассмотрим составные части автомобильного мотора, работа которых взаимосвязана. Начнем с цилиндров.

Составные части двигателя

Схема № 1

Основа двигателя – это цилиндр, в котором вверх-вниз двигается поршень. Двигатель, описанный выше, имеет один цилиндр. Это характерно для большинства газонокосилок, но в автомобильных движках цилиндров четыре, шесть и восемь. В многоцилиндровых моторах цилиндры обычно размещаются тремя способами: а) в один ряд; б) однорядно с наклоном от вертикали; в) V-образным способом; г) плоским способом (горизонтально-оппозитный).

У разных способов расположения цилиндров разные преимущества и недостатки с точки зрения гладкости в работе, производственных издержек и характеристик. Эти преимущества и недостатки делают разные способы расположения цилиндров подходящими для разных видов транспорта.

Свечи зажигания

Свечи зажигания дают искру, которая воспламеняет воздушно-топливную смесь. Искра должна вспыхнуть в нужный момент для безотказной работы двигателя. Если движок начинает работать нестабильно, дергается, слышно что «пыхтит» он сильнее чем обычно, вероятно одна из свечей перестала работать, ее нужно заменить.

Клапаны (см. схему №1)

Впускные и выпускные клапаны открываются, чтобы впустить воздух и топливо и выпустить продукты сгорания. Обратите внимание, оба клапана закрыты в момент сжатия и сгорания топливной смеси, обеспечивая герметичность камеры сгорания.

Поршень

Поршень – это цилиндрический кусок металла, который движется вверх-вниз внутри цилиндра двигателя.

Поршневые кольца

Поршневые кольца обеспечивают герметичность между скользящим внешним краем поршня и внутренней поверхностью цилиндра. У кольца два назначения:

  • Во время тактов сжатия и сгорания кольца не дают утечь воздушно-топливной смеси и выхлопным газам из камеры сгорания.
  • Кольца не дают моторному маслу попасть в зону сгорания, где оно будет уничтожено.

Если автомобиль начинает «подъедать масло» и приходиться подливать его каждые 1000 километров, значит двигатель автомобиля «устал» и поршневые кольца в нем сильно изношены. Такие кольца пропускают масло в цилиндры, где оно сгорает. По всей видимости, такому двигателю требуется капитальный ремонт.

Шатун

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Он может вращаться в разные стороны и с обоих концов, т.к. и поршень и коленчатый вал находятся в движении.

Коленчатый вал (распределительный вал)

Схема № 2

Круговыми движениями коленчатый вал заставляет поршень двигаться вверх-вниз.

Маслосборник

Маслосборник окружает коленчатый вал и содержит определенное количество масла, которое собирается в нижней его части (в масляном поддоне).

Причины неполадок и перебоев в двигателе

Если автомобиль с утра не заводится

Если машина с утра не заводится, этому есть три основных причины:

  • плохая топливная смесь;
  • отсутствие сжатия;
  • отсутствие искры.
Плохая топливная смесь — недостаток поступающего воздуха или бензина

Плохая топливная смесь поступает в движок в следующих случаях:

  • Закончился бензин и в двигатель поступает только воздух. Бензин не воспламеняется, сгорания не происходит.
  • Забиты воздухозаборники, и в движок не поступает воздух, который крайне необходим для такта сгорания.
  • В топливе содержатся примеси (например, вода в бензобаке), которые препятствуют горению топлива. Меняйте бензоколонку.
  • Топливная система подает слишком мало или слишком много топлива в смесь, следовательно, горение не происходит должным образом. Если смеси мало, то слабое воспламенения в цилиндре не может прокрутить цилиндр. Если смеси много, то заливает свечи и они не дают искру.

О «залитых» свечах подробнее: если машина не заводится, а бензонасос не перестает подавать топливо в цилиндры, то бензин не воспламеняется, а наоборот «тушит» свечи зажигания. Свечи с «подмоченной репутацией» нормальной искры для воспламенения смеси не дадут. Если открутив свечу обнаружите, что она «мокрая», сильно пахнет бензином — знайте, свечи «залило». Либо подсушите все 4 свечи, выкрутив их и отнеся в теплое помещение, либо посидите в незаведенной машине с нажатой педалью газа — дроссельная заслонка будет открыта и свечи немного подсохнут от поступающего воздуха.

Отсутствие сжатия

Если топливная смесь не сжимается, так как надо, то и не будет требуемого сгорания для работы машины. Отсутствие сжатия возникает по следующим причинам:

  • Поршневые кольца двигателя изношены, поэтому воздушно-топливная смесь просачивается между стенкой цилиндра и поверхностью поршня.
  • Один из клапанов неплотно закрывается, из-за чего смесь вытекает.
  • В цилиндре есть отверстие.

Часто «дырки» в цилиндре появляются в том месте, где верхушка цилиндра присоединяется к самому цилиндру. Между цилиндром и головкой цилиндра есть тонкая прокладка, которая обеспечивает герметичность конструкции. Если прокладка прохудится, то между головкой цилиндра и самим цилиндром образуются отверстия, через которые образуется утечка смеси.

Отсутствие искры

Искра может быть слабой или вообще отсутствовать в случаях:

  • Если свеча зажигания или провод, идущий к ней, изношены, то искра будет слабой.
  • Если провод перерезан или отсутствует вообще, если система, посылающая искры вниз по проводу не работает, как нужно, то искры не будет.
  • Если искра приходит в цикл слишком рано или слишком поздно, топливо не воспламениться в нужный момент, что повлияет на стабильную работу мотора.

Возможны и другие проблемы с двигателем. Например:

  • Если аккумулятор на авто разряжен, то двигатель не сделает ни одного оборота, а автомобиль не заведется.
  • Если подшипники, которые позволяют свободно вращаться коленчатому валу, изношены, коленчатый вал не провернется, а двигатель не запустится.
  • Если клапаны не будут закрываться или открываться в нужный момент цикла, то работа двигателя будет невозможна.
  • Если в автомобиле закончилось масло, поршни не смогут свободно двигаться в цилиндре, и двигатель застопорится.

В исправно — работающем двигателе описанных проблем быть не может. Если они появились, ждите беды.

Если выяснится, что аккумулятор просто разрядился, почитайте, как правильно «прикурить» от другого автомобиля.

Клапанный механизм двигателя и система зажигания

Разберем процессы происходящие в двигателе отдельно. Начнем с клапанного механизма, который состоит из клапанов и механизмов, открывающих и закрывающих проход топливным отходам. Система открытия и закрытия клапанов называется валом. На распределительном валу есть выступы, которые и двигают клапаны вверх и вниз.

Двигатели, в которых вал размещен над клапанами (бывает, что вал размещают внизу), имеют кулачки распредвала, которые регулируют порядок работы цилидров (см. схему №2). Кулачки вала воздействуют на клапаны напрямую или через очень короткие связующие звенья. Эта система настроена так, что клапаны синхронизированы с поршнями. Многие высокоэффективные двигатели имеют по четыре клапана на один цилиндр – два на вход воздуха и два на выход для продуктов сгорания, и такие механизмы требуют два распределительных вала на один блок цилиндров.

Система зажигания создает высоковольтный заряд и передает его на свечи зажигания через провода. Сначала заряд поступает в распределитель, который легко найти под капотом большинства легковых автомобилей. В центр распределителя подключен один провод, а из него выходит четыре, шесть или восемь других бронепроводов, в зависимости от количества цилиндров в двигателе. Эти провода посылают заряд на каждую свечу зажигания. Работа двигателя настроена так, что за один раз только один цилиндр получает заряд от распределителя, что гарантирует максимально плавную работу мотора.

Давайте подумаем, как заводится двигатель, как остывает и как в нем проходит циркуляция воздуха.

Система зажигания двигателя, охлаждения и набора воздуха

Система охлаждения в большинстве автомобилей состоит из радиатора и водяного насоса. Вода циркулирует вокруг цилиндров по специальным проходам, потом для охлаждения, она поступает в радиатор. В редких случаях двигатели автомобиля оснащены воздушной системой. Это делает двигатели легче, но охлаждение при этом менее эффективное. Двигатели с воздушной системой охлаждения, имеют меньший срок службы и меньшую производительность.

Существуют автомобильные двигателя с наддувом. Это когда воздух проходит через воздушные фильтры и попадает прямо в цилиндры. Наддув ставят в атмосферных движках. Для увеличения производительности некоторые двигатели оснащены турбонаддувом. Через турбонаддув воздух, который поступает в двигатель, уже находится под давлением, следовательно, в цилиндр втискивается больше воздушно-топливной смеси. За счет турбонаддува увеличивается мощь движка.

Повышение производительности автомобиля – это круто, но что же происходит, когда вы проворачиваете ключ в замке зажигания и запускаете автомобиль? Система зажигания состоит из электромотора, или стартера, и соленоида (реле стартера). Когда поворачивается ключ в замке зажигания, стартер вращает двигатель на несколько оборотов, чтобы начался процесс сгорания топлива. Чем мощнее мотор, тем сильнее нужен аккумулятор, чтобы дать ему толчок. Так как запуск двигателя требует много энергии, сотни ампер должны поступить в стартер для его запуска. Соленоид или реле стартера, это тот самый переключатель, который справляется с таким мощным потоком электричества. Когда вы проворачиваете ключ зажигания, соленоид активируется и запускает стартер.

Разберем подсистемы автомобильного мотора, отвечающие за то, что поступает в движок (масло, бензин) и за то, что из него выходит (выхлопные газы).

Смазочные жидкости двигателя, топливная, выхлопная и электрические системы

Каким образом бензин приводит в действие цилиндры? Топливная система двигателя выкачивает бензин из бензобака и смешивает его с воздухом так, чтобы в цилиндр поступила правильная воздушно-бензиновая смесь. Топливо подается тремя распространенными способами: смесеобразованием, впрыском через топливный порт и прямым впрыском.

При смесеобразовании карбюратор добавляет бензин в воздух, как только воздух попадает в двигатель.

В инжекторном движке топливо впрыскивается индивидуально в каждый цилиндр либо через впускной клапан (впрыск через топливный порт), либо напрямую в цилиндр. Называется «прямой впрыск».

Масло также играет важную роль в двигателе. Смазочная система не допускает трения жестких стальных частей друг об друга — запчасти не изнашиваются, стальная стружка внутри двигателя не летает. Поршни и подшипники – позволяющие свободно вращаться коленчатому и распределительному валу – основные части, требующие смазки в системе. В большинстве автомобилей, масло засасывается через масляный насос из маслосборника, проходит через фильтр, чтобы очиститься от песка и выработки механизмов мотора, затем, под высоким давлением впрыскивается в подшипники и на стенки цилиндра. Затем масло стекает в маслосборник, и цикл повторяется снова.

Теперь вы знаете больше о том, что поступает в двигатель автомобиля. Но давайте поговорим и том, что выходит из него. Выхлопная система крайне проста и состоит из выхлопной трубы и глушителя. Если бы не было глушителя, в салоне автомобиля были бы слышны все мини-взрывы, происходящие в двигателе. Глушитель гасит звук, а выхлопная труба выводит продукты сгорания из автомобиля.

Электрическая система автомобиля, запускающая машину

Электрическая система состоит из аккумулятора и генератора переменного тока. Генератор переменного тока подключен проводами к двигателю и вырабатывает электроэнергию, необходимую для подзарядки аккумулятора. В незаведенной машине при повороте ключа зажигания за питание всех систем отвечает аккумулятор. В заведенной — генератор. Аккумулятор нужен только, чтобы запустить электрическую систему машины, дальше в работу вступает генератор, который вырабатывает энергию за счет работы двигателя. Аккумулятор в это время заряжается от генератора и «отдыхает». Подробнее об аккумуляторах здесь.

Как увеличить производительность двигателя и улучшить его работу

Любой двигатель можно заставить работать лучше. Работа автопроизводителей над увеличением мощности движка и одновременным уменьшением расхода топлива, не прекращается ни на секунду.

Увеличение объема двигателя. Чем больше объем двигателя, тем больше его мощность, т.к. за каждый оборот двигатель сжигает больше топлива. Увеличение объема двигателя происходит за счет увеличения либо объема цилиндров, либо их количества. Сейчас 12 цилиндров – это предел.

Увеличение степени сжатия. До определенного момента, увеличение степени сжатия смеси увеличивает получаемую энергию. Однако, чем больше сжимается воздушно-топливная смесь, тем выше вероятность того, что она воспламенится раньше, чем свеча зажигания даст искру. Чем выше октановое число бензина, тем меньше вероятность преждевременного воспламенения. Поэтому высокопроизводительные автомобили нужно заправлять высокооктановым бензином, так как двигатели таких машин используют очень высокий коэффициент сжатия для получения большей мощности.

Большее наполнение цилиндра. Если в цилиндр втиснуть больше воздуха и топлива, то на выходе получается больше энергии. Турбонаддувы и наддувы нагнетают давление воздуха и эффективно втискивают его в цилиндр.

Охлаждение поступающего воздуха. Сжатие воздуха повышает его температуру. Тем не менее, хотелось бы иметь как можно более холодный воздух в цилиндре, т. к. чем выше температура воздуха, тем больше он расширяется при горении. Поэтому многие системы турбонаддува и наддува имеют интеркулер. Интеркулер – это радиатор, через который проходит сжатый воздух и охлаждается, прежде чем попасть в цилиндр.

Сделать меньшим вес деталей. Чем легче запчасти двигателя, тем лучше он работает. Каждый раз, когда поршень меняет направление, он тратит энергию на остановку. Чем легче поршень, тем меньше энергии он потребляет. Двигатель из углеродного волокна еще не придумали, но как делают этот материал, читайте тут на Zap-Online.ru.

Впрыск топлива. Система впрыска очень точно дозирует топливо поступающее в каждый цилиндр, повышая производительность двигателя и экономя топливо.

Теперь вы знаете, как работает двигатель автомобиля, а также причины его основных неполадок и перебоев. Если остались вопросы или есть замечания по изложенному материалу, добро пожаловать в комментарии.

Как устроен и как работает автомобиль?

Схема передачи энергии в автомобиле

Можно дать такое определение автомобилю: это механическое устройство, которое освобождает скрытую энергию бензина и, управляя освобожденной энергией, использует ее для вращения колес. Бензиновое топливо по очереди впрыскивается в каждый из цилиндров двигателя (рисунок выше), и там оно сгорает. Освобождающаяся при сгорании энергия двигает поршень цилиндра. Поршень идет вниз цилиндра как кулак, когда мы просовываем руку в рукав, и через коленчатый вал при помощи механизма сцепления передает, энергию в коробку передач.

После коробки передач энергия вращательного движения переходит на ведущий вал. Он вращается вместе с механизмом дифференциала. А дифференциал не только передает энергию ведущим колесным осям, установленным перпендикулярно ведущему валу, но и позволяет левому и правому колесу вращаться с разной скоростью, если это необходимо. Например, когда автомобиль движется на повороте.

Цикл работы двигателя внутреннего сгорания

Во время впуска топлива поршень идет вниз и в цилиндр втягивается смесь паров бензина и воздуха. Затем поршень поднимается — смесь сжимается. На свече зажигания появляется искра — топливная смесь воспламеняется, сгорает, — и высвободившаяся при сгорании энергия заставляет поршень идти вниз. В последнем, четвертом такте движения поршень снова поднимается и выталкивает отработавшие газы через выпускной клапан.

Образование горючей смеси

Схема зажигания

Акселератор помогает карбюратору приготовить нужное в данный момент количество топливной смеси, которая состоит из паров бензина и воздуха. Затем эта смесь втягивается в цилиндры и там воспламеняется при помощи свеч зажигания

Механизм управления двумя неодинаковыми движениями

Для того чтобы автомобиль мог плавно двигаться на поворотах, его колеса на внешней стороне колеи должны двигаться быстрее и проходить большее расстояние, чем колеса на внутренней стороне колеи. Такое возможно благодаря наличию в автомобиле механизма, который называется дифференциалом. Он представляет собой хитрый набор механических передач с зубчатыми колесами и шестеренками, которые соединяют ведущий вал с осями задних колес так, что каждое колесо может вращаться с нужной ему скоростью.

Из чего состоит и как работает двигатель автомобиля?

У каждого из нас есть определенный автомобиль, однако лишь некоторые водители задумываются о том, как устроен двигатель автомобиля. Нужно понимать также, что полностью знать устройство двигателя автомобиля необходимо лишь специалистам, работающим на СТО. К примеру, у многих из нас есть различные электронные устройства, но это вовсе не означает, что мы должны понимать, как они устроены. Мы просто пользуемся ими по прямому назначению. Однако с машиной ситуация немного другая. 

Все мы понимаем, что появление неполадок в двигателе автомобиля напрямую влияет на наше здоровье и жизнь. От правильной работы силового агрегата нередко зависит качество езды, а также безопасность людей, которые находятся в автомобиле. По этой причине, рекомендуем уделить внимание изучению данной статьи о том, как работает двигатель автомобиля и из чего он состоит.

История разработки автомобильного двигателя

В переводе с оригинального латинского языка двигатель или мотор означает «приводящий в движение». Сегодня двигателем называют определенное устройство, предназначенное для преобразования одного из видов энергии в механическую. Самыми популярными сегодня считаются двигатели внутреннего сгорания, типы которых бывают разными. Первый такой мотор появился в 1801 году, когда Филипп Лебон из Франции запатентовал мотор, который функционировал на светильном газе. После этого свои разработки представили Август Отто и Жан Этьен Ленуар. Известно, что Август Отто первым запатентовал 4-тактный двигатель. До нашего времени строение двигателя практически не изменилось.

В 1872 году состоялся дебют американского двигателя, который работал на керосине. Однако данную попытку трудно было назвать удачной, поскольку керосин не мог нормально взрываться в цилиндрах. Уже через 10 лет Готлиб Даймлер презентовал свой вариант двигателя, который работал на бензине, причем работал довольно неплохо.

Рассмотрим современные типы двигателей автомобиля и разберемся, к какому из них принадлежит ваша машина.

Типы автомобильных двигателей

Поскольку наиболее распространенным в наше время считают двигатель внутреннего сгорания, рассмотрим типы двигателей, которыми оснащаются сегодня почти все машины. ДВС – это далеко не наилучший тип двигателя, однако именно его используют во многих транспортных средствах.

Классификация двигателей автомобиля:

  • Дизельные двигатели. Подача дизельного топлива осуществляется в цилиндры посредством специальных форсунок. Такие моторы не нуждаются в электрической энергии для работы. Она им нужна лишь для запуска силового агрегата.
  • Бензиновые двигатели. Они бывают карбюраторными и инжекторными. Сегодня используется несколько типов систем впрыска и карбюраторов. Работают такие моторы на бензине.
  • Газовые двигатели. В таких двигателях может использоваться сжатый или сжиженный газ. Такие газы получают с помощью преобразования дерева, угля либо торфа в газообразное топливо.

Работа и конструкция двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы двигателя автомобиля – это вопрос, интересующий практически каждого автовладельца. В ходе первого ознакомления со строением двигателя все выглядит очень сложным. Однако в реальности, с помощью тщательного изучения, устройство двигателя становится вполне понятным. В случае необходимости знания о принципе работы двигателя можно использовать в жизни.

1. Блок цилиндров представляет собой своеобразный корпус мотора. Внутри него расположена система каналов, которая используется для охлаждения и смазки силового агрегата. Он используется в качестве основы для дополнительного оборудования, к примеру, картера и головки блока цилиндров.

2. Поршень, являющийся пустотелым стаканом из металла. На его верхней части расположены «канавки» для поршневых колец.

3. Поршневые кольца. Кольца, расположенные внизу, называются маслосъемными, а верхние – компрессионные. Верхние кольца обеспечивают высокий уровень сжатия или компрессию смеси топлива и воздуха. Кольца используются для обеспечения герметичности камеры сгорания, а также в качестве уплотнителей, предотвращающих попадание масла в камеру сгорания.

4. Кривошипно-шатунный механизм. Отвечает за передачу возвратно-поступательной энергии поршневого движения на коленчатый вал двигателя.

Многие автолюбители не знают, что на самом деле принцип работы ДВС является достаточно несложным. Сначала топливо попадает из форсунок в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом. Затем свеча зажигания выдает искру, которая вызывает воспламенение топливно-воздушной смеси, из-за чего она взрывается. Газы, которые формируются в результате этого, двигают поршень вниз, в процессе чего он передает соответствующее движение коленчатому валу. Коленвал начинает вращать трансмиссию. После этого набор специальных шестерён осуществляет передачу движения на колеса передней или задней оси (в зависимости от привода, может и на все четыре).

Именно так работает двигатель автомобиля. Теперь вас не смогут обмануть недобросовестные специалисты, которые возьмутся за ремонт силового агрегата вашей машины.

P.S. Советуем обратить внимание на статью о том, как выполнять мойку двигателя своими руками – здесь.

Как были устроены автомобили до изобретения бензинового двигателя

26 января 1886 года немецкий инженер Карл Бенц запатентовал автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Начиная с того момента, весь мир планомерно завоевали самодвижущиеся повозки на четырех колесах, и еще не известно, чем все это закончится. В своеобразный день рождения автомобиля «РГ» решила вспомнить, как были устроены машины до эпохи ДВС.

1. Историки предполагают, что первые автомобили могли появиться уже в ХIV веке. Ведь именно тогда итальянец Гвидо да Виджевано скрестил ветряную мельницу и тележку, получив прообраз современного транспортного средства. А немного позднее небезызвестный Леонардо да Винчи разработал подобный механизм, но с приводом на трехколесный велосипед. Гений он и есть гений…

2. А вот первым работающим паровым транспортом в мире считается изобретение Фердинанда Вербиста — иезуита из Китая, который построил свой автомобиль, как забавную игрушку, не более. Правда, игрушку для императора. Машинка была крайне мала и не могла доставить из точки «А» в точку «Б» ни царственную особу, ни простого смертного. Но факт остается фактом: в 1672 году паровой транспорт празднует свой день рождения.

3. Следующим в очереди отцов-основателей паровых машин стоит Томас Ньюкомен. Именно он в 1712 году воплотил в металле первый паровой двигатель, состоящий из цилиндра и поршня. Это уже, действительно, был прорыв! Однако, через 53 года Джеймс Уатт значительно усовершенствовал изобретение Ньюкомена. Теперь двигатель работал на основе давления, а не вакуума и стал более компактным и производительным. Его-то и начали ставить на первые паровозы.

4. В 1769 году Николас Джозеф Кагнот разработал почти полноценный авто для передвижения по узким улочкам Парижа. Копия этой машины выставлена сейчас в Музее искусств и ремесел в той же столице Франции. Правда, в те далекие времена горожане были не в восторге, когда мимо их домов проносился железный монстр весом более трех с половиной тонн! И хорошо, что в один прекрасный момент уже второй экземпляр этого «чуда» врезался в стену, разрушил ее и сам не подлежал восстановлению. Вообще, первые паровые машины были крайне тяжелыми, поэтому в следующие сто лет их ставили исключительно на рельсы… Вот как зарождалась система железнодорожных путей.

5. Вы не поверите, но электромобиль, это чудо современной техники, был изобретен еще до повсеместного применения двигателя внутреннего сгорания! Если исторические архивы не врут, то в 1828 году, изобретатель из Венгрии Аноис Джедлик собрал первую в мире модель электромобиля! А первым, кто попытался поставить данное изобретение на коммерческие рельсы, были Томас Давенпорт и Роберт Дэвидсон. Их авто с батареями увеличенной емкости начали производить в 1881-м. Но достаточно большой мощности тогда добиться так и не удалось, что дало толчок началу истории ДВС.

Как работает двигатель автомобиля

У каждого из нас есть определенный автомобиль, однако лишь некоторые водители задумываются о том, как устроен двигатель автомобиля.

Нужно понимать также, что полностью знать устройство двигателя автомобиля необходимо лишь специалистам, работающим на СТО.

К примеру, у многих из нас есть различные электронные устройства, но это вовсе не означает, что мы должны понимать, как они устроены. Мы просто пользуемся ими по прямому назначению. Однако с машиной ситуация немного другая.

Все мы понимаем, что появление неполадок в двигателе автомобиля напрямую влияет на наше здоровье и жизнь. От правильной работы силового агрегата нередко зависит качество езды, а также безопасность людей, которые находятся в автомобиле.

По этой причине, рекомендуем уделить внимание изучению данного раздела о том, как работает двигатель автомобиля и из каких узлов он собран.

Как работает двигатель и из чего он состоит?

Принцип работы двигателя автомобиля – это вопрос, интересующий практически каждого автовладельца. В ходе первого ознакомления со строением двигателя все выглядит очень сложным. Однако в реальности, с помощью тщательного изучения, устройство двигателя становится вполне понятным. В случае необходимости знания о принципе работы двигателя можно использовать в жизни.

1. Блок цилиндров представляет собой своеобразный корпус мотора. Внутри него расположена система каналов, которая используется для охлаждения и смазки силового агрегата. Он используется в качестве основы для дополнительного оборудования, к примеру, картера и головки блока цилиндров.

2. Поршень, являющийся пустотелым стаканом из металла. На его верхней части расположены «канавки» для поршневых колец.

3. Поршневые кольца. Кольца, расположенные внизу, называются маслосъемными, а верхние – компрессионные. Верхние кольца обеспечивают высокий уровень сжатия или компрессию смеси топлива и воздуха. Кольца используются для обеспечения герметичности камеры сгорания, а также в качестве уплотнителей, предотвращающих попадание масла в камеру сгорания.

4. Кривошипно-шатунный механизм. Отвечает за передачу возвратно-поступательной энергии поршневого движения на коленчатый вал двигателя.

Многие автолюбители не знают, что на самом деле принцип работы ДВС является достаточно несложным. Сначала топливо попадает из форсунок в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом. Затем свеча зажигания выдает искру, которая вызывает воспламенение топливно-воздушной смеси, из-за чего она взрывается.

Газы, которые формируются в результате этого, двигают поршень вниз, в процессе чего он передает соответствующее движение коленчатому валу. Коленвал начинает вращать трансмиссию. После этого набор специальных шестерён осуществляет передачу движения на колеса передней или задней оси (в зависимости от привода, может и на все четыре).

Именно так работает двигатель автомобиля. Теперь вас не смогут обмануть недобросовестные специалисты, которые возьмутся за ремонт силового агрегата вашей машины.

Конструкция распредвала: устройство и принцип работы

Двигатель автомобиля представляет собой сложнейший механизм, одним из важнейших элементов которого является распределительный вал, входящий в состав ГРМ…

Воздушный фильтрующий элемент автомобиля

Фильтр воздушный автомобильный – устройство, основной задачей которого является улавливание минеральной пыли, сажи и органических остатков, взвешенных в воздухе, всасываемом мотором…

Система выпуска отработавших газов

Выпускная система (другое наименование — система выпуска отработавших газов, выхлопная система) предназначена для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности. ..

DOHC — газораспределительная система двигателя

DOHC – это вид газораспределительных систем двигателей внутреннего сгорания, его так же называют TwinCam…

Система изменения фаз газораспределения

Фазами газораспределения принято считать момент с начала открытия и до конца закрытия впускного или выпускного клапана, относительно положения поршня (верхняя или нижняя мертвая точка), выраженного в градусах угла поворота коленчатого вала…

Принцип работы турбины двигателя

Принцип работы турбины основан на повышении мощности двигателя за счет увеличения количества воздуха, поступающего в цилиндры…

Система турбонаддува — принцип работы турбины

Турбонаддув – способ увеличения мощности двигателя автомобиля за счет увеличения подачи воздуха в цилиндры, не изменяя при этом его (двигателя) объема…

Степень сжатия двигателя, компрессия и октановое число

Под этим термином понимают отношение объема пространства над поршнем в момент, когда он находится в нижней мертвой точке. ..

Карбюраторный двигатель: принцип работы, устройство и регулировка

Карбюраторный двигатель — один из типов двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием…

Принцип работы дизельного двигателя

Дизельные двигатели очень похожи по конструкции на бензиновые двигатели и также работают по двух- или четырехтактному циклу…

Принцип работы гибридного двигателя

Гибридным автомобилем называется механическое транспортное средство, приводимое в движение с помощью гибридной силовой установки.

Роторный двигатель: принцип работы и устройство

Роторный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, устройство которого в корне отличается от обычного поршневого двигателя.

Как работает двигатель Стирлинга

Стирлинг — это устройсво преобразующее тепловую энергию в механическую ну как двигатель, с тем лиш отличием, что эта тепловая энергия приходит к нему из вне, а не производится им непосредственно(как это происходит например в двигателе внутреннего сгорания).

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания…

Порядок работы цилиндров двигателя у авто

Информация о порядке работы цилиндров двигателя авто непременно понадобится в том случае, если нужно будет подключить высоковольтные провода или трубопроводы в дизельном агрегате…

Принцип работы инжекторного двигателя

Инжекторные двигатели пришли на смену карбюраторным ДВС, так как являются более экономичными и в меньшей степени загрязняют окружающую среду…

Работа двухтактного двигателя

В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта…

Принцип работы системы охлаждения двигателя

В данную систему входит несколько элементов: расширительный бачок, термостат, вентилятор, насос, соединительные шланги, датчик температуры, рубашка охлаждения блока цилиндров, охлаждающая жидкость, и, конечно же, радиатор. ..

Как работает двигатель автомобиля? О причинах поломок и перебоев в работе машины | Интернет-сервис Zap-online.ru

Расскажем, как работает двигатель внутреннего сгорания, какие неполадки возникают в работе и как продлить жизненный цикл

Цель работы двигателя — преобразование бензина в движущую силу. Преобразовывается бензин в движущую силу путем сжигания внутри движка. Поэтому он и называется двигателем внутреннего сгорания.

Запомните две вещи:

1. Есть разные виды двигателей внутреннего сгорания:

  • бензиновый двигатель;
  • дизельный;
  • дизель с турбонаддувом;
  • газовый двигатель.

Различия у них в принципах работы, плюс у каждого свои преимущества и недостатки.

2. Бывают еще двигатели внешнего сгорания. Лучший пример — паровой двигатель парохода. Топливо (уголь, дерево, масло) сгорает вне двигателя, образовывая пар, который и есть движущая сила. Двигатель внутреннего сгорания более эффективен, так как ему нужно меньше топлива на километр пути. К тому же он намного меньше эквивалентного двигателя внешнего сгорания. Это объясняет, почему на улицах сейчас не ездят автомобили с паровыми движками.

Как работает система внутреннего сгорания двигателя

Принцип, лежащий в основе работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания: если вы поместите небольшое количество высокоэнергетического топлива, например бензина, в небольшое замкнутое пространство, и зажжете его, то при сгорании в виде газа высвобождается большое количество энергии. Если создать непрерывный цикл маленьких взрывов, скорость которых будет, например, сто раз в минуту, и пустить получаемую энергию в правильное русло, то получим основу работы двигателя.

Автомобили используют «четырехтактный цикл сгорания» для преобразования бензина в движущую силу четырех колесного автомобиля. Четырехтактный подход также известен как цикл Отто, в честь Николауса Отто, который изобрел его в 1867 году. К четырем тактам относятся:

  • такт впуска;
  • такт сжатия;
  • такт горения;
  • такт выведения продуктов сгорания.

Поршень двигателя в этой истории главный «работяга». Он своеобразно заменяет картофельный снаряд в картофельной пушке. Поршень соединен с коленчатым валом-шатуном. Как только коленчатый вал начинает вращение, происходит эффект «разряда пушки». Рассмотрим цикл сгорания бензина в цилиндре подробнее.

  • Поршень находится сверху, затем открывается впускной клапан и поршень опускается, при этом движок набирает полный цилиндр воздуха и бензина. Это такт называется тактом впуска. Для начала работы достаточно смешать воздух с небольшой каплей бензина.
  • Затем поршень движется обратно и сжимает смесь воздуха и бензина. Сжатие делает взрыв более мощным.
  • Когда поршень достигает верхней точки, свеча испускает искры, чтобы зажечь бензин. В цилиндре происходит взрыв бензинового заряда, что заставляет поршень опуститься вниз.
  • Как только поршень достигает дна, открывается выхлопной клапан, и продукты сгорания выводятся из цилиндра через выхлопную трубу.
Один оборот поршня

Теперь двигатель готов к следующему такту и цикл повторяется снова и снова.

Теперь рассмотрим составные части автомобильного мотора, работа которых взаимосвязана. Начнем с цилиндров.

Составные части двигателя

Схема № 1

Основа двигателя – это цилиндр, в котором вверх-вниз двигается поршень. Двигатель, описанный выше, имеет один цилиндр. Это характерно для большинства газонокосилок, но в автомобильных движках цилиндров четыре, шесть и восемь. В многоцилиндровых моторах цилиндры обычно размещаются тремя способами: а) в один ряд; б) однорядно с наклоном от вертикали; в) V-образным способом; г) плоским способом (горизонтально-оппозитный).

Способы расположения цилиндров

У разных способов расположения цилиндров разные преимущества и недостатки с точки зрения гладкости в работе, производственных издержек и характеристик. Эти преимущества и недостатки делают разные способы расположения цилиндров подходящими для разных видов транспорта.

Свечи зажигания

Свечи зажигания дают искру, которая воспламеняет воздушно-топливную смесь. Искра должна вспыхнуть в нужный момент для безотказной работы двигателя. Если движок начинает работать нестабильно, дергается, слышно что «пыхтит» он сильнее чем обычно, вероятно одна из свечей перестала работать, ее нужно заменить.

Клапаны (см. схему №1)

Впускные и выпускные клапаны открываются, чтобы впустить воздух и топливо и выпустить продукты сгорания. Обратите внимание, оба клапана закрыты в момент сжатия и сгорания топливной смеси, обеспечивая герметичность камеры сгорания.

Поршень

Поршень – это цилиндрический кусок металла, который движется вверх-вниз внутри цилиндра двигателя.

Поршневые кольца

Поршневые кольца обеспечивают герметичность между скользящим внешним краем поршня и внутренней поверхностью цилиндра. У кольца два назначения:

  • Во время тактов сжатия и сгорания кольца не дают утечь воздушно-топливной смеси и выхлопным газам из камеры сгорания.
  • Кольца не дают моторному маслу попасть в зону сгорания, где оно будет уничтожено.

Если автомобиль начинает «подъедать масло» и приходиться подливать его каждые 1000 километров, значит двигатель автомобиля «устал» и поршневые кольца в нем сильно изношены. Такие кольца пропускают масло в цилиндры, где оно сгорает. По всей видимости, такому двигателю требуется капитальный ремонт.

Шатун

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Он может вращаться в разные стороны и с обоих концов, т.к. и поршень и коленчатый вал находятся в движении.

Коленчатый вал (распределительный вал)

Схема № 2

Круговыми движениями коленчатый вал заставляет поршень двигаться вверх-вниз.

Маслосборник

Маслосборник окружает коленчатый вал и содержит определенное количество масла, которое собирается в нижней его части (в масляном поддоне).

Причины неполадок и перебоев в двигателе

Если автомобиль с утра не заводится

Если машина с утра не заводится, этому есть три основных причины:

  • плохая топливная смесь;
  • отсутствие сжатия;
  • отсутствие искры.

Плохая топливная смесь — недостаток поступающего воздуха или бензина

Плохая топливная смесь поступает в движок в следующих случаях:

  • Закончился бензин и в двигатель поступает только воздух. Бензин не воспламеняется, сгорания не происходит.
  • Забиты воздухозаборники, и в движок не поступает воздух, который крайне необходим для такта сгорания.
  • В топливе содержатся примеси (например, вода в бензобаке), которые препятствуют горению топлива. Меняйте бензоколонку.
  • Топливная система подает слишком мало или слишком много топлива в смесь, следовательно, горение не происходит должным образом. Если смеси мало, то слабое воспламенения в цилиндре не может прокрутить цилиндр. Если смеси много, то заливает свечи и они не дают искру.

О «залитых» свечах подробнее: если машина не заводится, а бензонасос не перестает подавать топливо в цилиндры, то бензин не воспламеняется, а наоборот «тушит» свечи зажигания. Свечи с «подмоченной репутацией» нормальной искры для воспламенения смеси не дадут. Если открутив свечу обнаружите, что она «мокрая», сильно пахнет бензином — знайте, свечи «залило». Либо подсушите все 4 свечи, выкрутив их и отнеся в теплое помещение, либо посидите в незаведенной машине с нажатой педалью газа — дроссельная заслонка будет открыта и свечи немного подсохнут от поступающего воздуха.

Отсутствие сжатия

Если топливная смесь не сжимается, так как надо, то и не будет требуемого сгорания для работы машины. Отсутствие сжатия возникает по следующим причинам:

  • Поршневые кольца двигателя изношены, поэтому воздушно-топливная смесь просачивается между стенкой цилиндра и поверхностью поршня.
  • Один из клапанов неплотно закрывается, из-за чего смесь вытекает.
  • В цилиндре есть отверстие.

Часто «дырки» в цилиндре появляются в том месте, где верхушка цилиндра присоединяется к самому цилиндру. Между цилиндром и головкой цилиндра есть тонкая прокладка, которая обеспечивает герметичность конструкции. Если прокладка прохудится, то между головкой цилиндра и самим цилиндром образуются отверстия, через которые образуется утечка смеси.

Отсутствие искры

Искра может быть слабой или вообще отсутствовать в случаях:

  • Если свеча зажигания или провод, идущий к ней, изношены, то искра будет слабой.
  • Если провод перерезан или отсутствует вообще, если система, посылающая искры вниз по проводу не работает, как нужно, то искры не будет.
  • Если искра приходит в цикл слишком рано или слишком поздно, топливо не воспламениться в нужный момент, что повлияет на стабильную работу мотора.

Возможны и другие проблемы с двигателем. Например:

  • Если аккумулятор на авто разряжен, то двигатель не сделает ни одного оборота, а автомобиль не заведется.
  • Если подшипники, которые позволяют свободно вращаться коленчатому валу, изношены, коленчатый вал не провернется, а двигатель не запустится.
  • Если клапаны не будут закрываться или открываться в нужный момент цикла, то работа двигателя будет невозможна.
  • Если в автомобиле закончилось масло, поршни не смогут свободно двигаться в цилиндре, и двигатель застопорится.

В исправно — работающем двигателе описанных проблем быть не может. Если они появились, ждите беды.

Если выяснится, что аккумулятор просто разрядился, почитайте, как правильно «прикурить» от другого автомобиля.

Клапанный механизм двигателя и система зажигания

Разберем процессы происходящие в двигателе отдельно. Начнем с клапанного механизма, который состоит из клапанов и механизмов, открывающих и закрывающих проход топливным отходам. Система открытия и закрытия клапанов называется валом. На распределительном валу есть выступы, которые и двигают клапаны вверх и вниз.

Двигатели, в которых вал размещен над клапанами (бывает, что вал размещают внизу), имеют кулачки распредвала, которые регулируют порядок работы цилидров (см. схему №2). Кулачки вала воздействуют на клапаны напрямую или через очень короткие связующие звенья. Эта система настроена так, что клапаны синхронизированы с поршнями. Многие высокоэффективные двигатели имеют по четыре клапана на один цилиндр – два на вход воздуха и два на выход для продуктов сгорания, и такие механизмы требуют два распределительных вала на один блок цилиндров.

Система зажигания создает высоковольтный заряд и передает его на свечи зажигания через провода. Сначала заряд поступает в распределитель, который легко найти под капотом большинства легковых автомобилей. В центр распределителя подключен один провод, а из него выходит четыре, шесть или восемь других бронепроводов, в зависимости от количества цилиндров в двигателе. Эти провода посылают заряд на каждую свечу зажигания. Работа двигателя настроена так, что за один раз только один цилиндр получает заряд от распределителя, что гарантирует максимально плавную работу мотора.

Давайте подумаем, как заводится двигатель, как остывает и как в нем проходит циркуляция воздуха.

Система зажигания двигателя, охлаждения и набора воздуха

Система охлаждения в большинстве автомобилей состоит из радиатора и водяного насоса. Вода циркулирует вокруг цилиндров по специальным проходам, потом для охлаждения, она поступает в радиатор. В редких случаях двигатели автомобиля оснащены воздушной системой. Это делает двигатели легче, но охлаждение при этом менее эффективное. Двигатели с воздушной системой охлаждения, имеют меньший срок службы и меньшую производительность.

Существуют автомобильные двигателя с наддувом. Это когда воздух проходит через воздушные фильтры и попадает прямо в цилиндры. Наддув ставят в атмосферных движках. Для увеличения производительности некоторые двигатели оснащены турбонаддувом. Через турбонаддув воздух, который поступает в двигатель, уже находится под давлением, следовательно, в цилиндр втискивается больше воздушно-топливной смеси. За счет турбонаддува увеличивается мощь движка.

Повышение производительности автомобиля – это круто, но что же происходит, когда вы проворачиваете ключ в замке зажигания и запускаете автомобиль? Система зажигания состоит из электромотора, или стартера, и соленоида (реле стартера). Когда поворачивается ключ в замке зажигания, стартер вращает двигатель на несколько оборотов, чтобы начался процесс сгорания топлива. Чем мощнее мотор, тем сильнее нужен аккумулятор, чтобы дать ему толчок. Так как запуск двигателя требует много энергии, сотни ампер должны поступить в стартер для его запуска. Соленоид или реле стартера, это тот самый переключатель, который справляется с таким мощным потоком электричества. Когда вы проворачиваете ключ зажигания, соленоид активируется и запускает стартер.

Разберем подсистемы автомобильного мотора, отвечающие за то, что поступает в движок (масло, бензин) и за то, что из него выходит (выхлопные газы).

Смазочные жидкости двигателя, топливная, выхлопная и электрические системы

Каким образом бензин приводит в действие цилиндры? Топливная система двигателя выкачивает бензин из бензобака и смешивает его с воздухом так, чтобы в цилиндр поступила правильная воздушно-бензиновая смесь. Топливо подается тремя распространенными способами: смесеобразованием, впрыском через топливный порт и прямым впрыском.

При смесеобразовании карбюратор добавляет бензин в воздух, как только воздух попадает в двигатель.

В инжекторном движке топливо впрыскивается индивидуально в каждый цилиндр либо через впускной клапан (впрыск через топливный порт), либо напрямую в цилиндр. Называется «прямой впрыск».

Масло также играет важную роль в двигателе. Смазочная система не допускает трения жестких стальных частей друг об друга — запчасти не изнашиваются, стальная стружка внутри двигателя не летает. Поршни и подшипники – позволяющие свободно вращаться коленчатому и распределительному валу – основные части, требующие смазки в системе. В большинстве автомобилей, масло засасывается через масляный насос из маслосборника, проходит через фильтр, чтобы очиститься от песка и выработки механизмов мотора, затем, под высоким давлением впрыскивается в подшипники и на стенки цилиндра. Затем масло стекает в маслосборник, и цикл повторяется снова.

Теперь вы знаете больше о том, что поступает в двигатель автомобиля. Но давайте поговорим и том, что выходит из него. Выхлопная система крайне проста и состоит из выхлопной трубы и глушителя. Если бы не было глушителя, в салоне автомобиля были бы слышны все мини-взрывы, происходящие в двигателе. Глушитель гасит звук, а выхлопная труба выводит продукты сгорания из автомобиля.

Электрическая система автомобиля, запускающая машину

Электрическая система состоит из аккумулятора и генератора переменного тока. Генератор переменного тока подключен проводами к двигателю и вырабатывает электроэнергию, необходимую для подзарядки аккумулятора. В незаведенной машине при повороте ключа зажигания за питание всех систем отвечает аккумулятор. В заведенной — генератор. Аккумулятор нужен только, чтобы запустить электрическую систему машины, дальше в работу вступает генератор, который вырабатывает энергию за счет работы двигателя. Аккумулятор в это время заряжается от генератора и «отдыхает». Подробнее об аккумуляторах здесь.

Как увеличить производительность двигателя и улучшить его работу

Любой двигатель можно заставить работать лучше. Работа автопроизводителей над увеличением мощности движка и одновременным уменьшением расхода топлива, не прекращается ни на секунду.

Увеличение объема двигателя. Чем больше объем двигателя, тем больше его мощность, т. к. за каждый оборот двигатель сжигает больше топлива. Увеличение объема двигателя происходит за счет увеличения либо объема цилиндров, либо их количества. Сейчас 12 цилиндров – это предел.

Увеличение степени сжатия. До определенного момента, увеличение степени сжатия смеси увеличивает получаемую энергию. Однако, чем больше сжимается воздушно-топливная смесь, тем выше вероятность того, что она воспламенится раньше, чем свеча зажигания даст искру. Чем выше октановое число бензина, тем меньше вероятность преждевременного воспламенения. Поэтому высокопроизводительные автомобили нужно заправлять высокооктановым бензином, так как двигатели таких машин используют очень высокий коэффициент сжатия для получения большей мощности.

Большее наполнение цилиндра. Если в цилиндр втиснуть больше воздуха и топлива, то на выходе получается больше энергии. Турбонаддувы и наддувы нагнетают давление воздуха и эффективно втискивают его в цилиндр.

Охлаждение поступающего воздуха. Сжатие воздуха повышает его температуру. Тем не менее, хотелось бы иметь как можно более холодный воздух в цилиндре, т.к. чем выше температура воздуха, тем больше он расширяется при горении. Поэтому многие системы турбонаддува и наддува имеют интеркулер. Интеркулер – это радиатор, через который проходит сжатый воздух и охлаждается, прежде чем попасть в цилиндр.

Сделать меньшим вес деталей. Чем легче запчасти двигателя, тем лучше он работает. Каждый раз, когда поршень меняет направление, он тратит энергию на остановку. Чем легче поршень, тем меньше энергии он потребляет. Двигатель из углеродного волокна еще не придумали, но как делают этот материал, читайте тут на Zap-Online.ru.

Впрыск топлива. Система впрыска очень точно дозирует топливо поступающее в каждый цилиндр, повышая производительность двигателя и экономя топливо.

Теперь вы знаете, как работает двигатель автомобиля, а также причины его основных неполадок и перебоев. Если остались вопросы или есть замечания по изложенному материалу, добро пожаловать в комментарии.

Источник: https://zap-online.ru/info/avtonovosti/kak-rabotaet-dvigatel-avtomobilya-takzhe-osnovnye-prichiny-nepoladok-i-pereboev-v

Топ-10 моторов всех времен — журнал За рулем

В нашем обзоре — десять знаменитых двигателей, десять ступеней к совершенству. Почти каждый из них повлиял не только на развитие техники, но и на социальную среду.

10-е место: родоначальник даунсайзинга

01 TopEngines zr04–11

Приличные характеристики двигателя при скромном рабочем объеме уже не особенно удивляют. Мы начинаем привыкать к понятию «даунсайзинг», понимая, что эра двигателей большого литража постепенно уходит. А началось это, на мой взгляд, с дебюта в середине 1990-х годов наддувного мотора в 1,8 л, разработанного «Ауди». При умеренном рабочем объеме он должен был удовлетворить владельцев автомобилей самых различных классов. Поэтому даже в самой простой версии двигатель выдавал 148 сил, чего вполне хватало, чтобы превратить в маленькую зажигалку хэтчбек «СЕАТ-Ибица» и не заставлять гореть со стыда владельца престижного «Ауди-А6».

Собственно, литраж ничего не говорил о способностях агрегата. Это был небольшой (в том числе по габаритам — ставь его хоть вдоль, хоть поперек) шедевр своего времени: пять клапанов на цилиндр, изменяемые фазы на впуске, кованые алюминиевые поршни и, конечно, турбонаддув.

С его помощью мощность мотора поднимали все выше и выше, дойдя в спецверсии «Ауди-ТТ кваттро Спорт» до 236 сил. Данный предел был обусловлен лишь спецификой дорожного автомобиля. В гоночной формуле «Палмер Ауди», где ресурс не так важен, с новым блоком управления и агрегатом наддува с 1800-кубового двигателя сняли 365 сил. В Формуле-2, превращая серийный двигатель в чисто гоночный агрегат, достигли и вовсе фантастических 480 сил. Поэтому переход Формулы-1 на «шестерки» объемом 1,6 л в свете достижений мотора «Ауди» не выглядит абсурдным.

9-е место: верность ротору

02 TopEngines zr04–11

Исключительный случай — когда автомобильная компания прочно ассоциируется с одним типом двигателя. Конечно, «Мазда» не сама изобрела роторно-поршневой двигатель Ванкеля. Зато она в труднейшие времена энергетического кризиса 1970-х пересилила обстоятельства: не бросила, как другие, эту весьма сложную в доводке конструкцию, а продолжила совершенствовать «Ванкель» в узком, зато перспективном для имиджа сегменте форсированных спортивных машин. Хотя первоначально планировалось, что все модели «Мазды», вплоть до грузовиков и автобусов, перейдут со временем на двигатель Ванкеля.

Когда в 1975 году двухсекционный мотор с индексом 13В появился на серийных машинах, никто не мог предположить, что он станет самым массовым РПД в мире и продержится в производстве более 30 лет. Более того, даже современный маздовский РПД «Ренезис» — лишь результат эволюции 13B. Именно этот мотор стал проводником в серию большинства впервые примененных на РПД новинок, которые и обеспечили ему столь долгую жизнь, — настроенного впуска с изменяемой геометрией, электронного впрыска топлива, турбонаддува. В итоге мотор, который начал жизнь под капотом утилитарного пикапа с мощности чуть больше 100 сил, превратился в короля автогонок, выдававшего даже в серийном варианте минимум 280. Повышенный расход топлива и большой угар масла — неизбежные проблемы любого РПД — были оправданной расплатой за скромный вес, низкий центр тяжести и способность крутить свыше 10 тысяч оборотов в минуту. Маздовские купе RX-7 доминировали в американских кузовных чемпионатах на протяжении 1980-х годов во многом благодаря роторно-поршневому мотору 13B.

8-е место: «восьмерка» планеты Земля

03 TopEngines zr04–11

Материалы по теме

Любой, кто хоть немного интересуется американским автомобилестроением, наверняка слышал о «восьмерке» «Шевроле» семейства Small Block. Неудивительно, ведь ее в почти неизменном виде можно было встретить на различных моделях концерна «Дженерал моторс» с 1955 по 2004 год. Долгая карьера сделала этот нижневальный двигатель самым распространенным V8 на Земле. Small Block первого поколения (не путать с аналогичными моторами второй и третьей генераций серий LT и LS!) выпускается и сейчас, правда, только на рынок запчастей. Общее число изготовленных моторов превысило 90 миллионов.

Не стоит соотносить слово Small с небольшим литражом двигателя. Рабочий объем «восьмерки» никогда не опускался ниже 4,3 л, а в лучшие времена достигал 6,6 л. Свое имя мотор получил за небольшую высоту блока, обусловленную соотношением диаметра цилиндра и хода поршня: на первом образце 95,2х76,2 мм. Такая короткоходность обусловлена техзаданием: новую «восьмерку» следовало вписать под низкий капот родстера «Шевроле-Корвет», который до этого едва не лишился спроса из-за слабой для него рядной «шестерки». Не появись этот мощный V8, подхлестнувший интерес к первому массовому американскому спорткару, «Корвет» вряд ли пережил бы середину 1950-х.

Вскоре удачного шевролетовского «малыша» назначили базовой «восьмеркой» для всего GM, хотя двигатели V8 собственной конструкции были у каждого отделения концерна. Простой, надежный и неприхотливый мотор пережил все уровни признания: участвовал в гонках, трудился в качестве движущей силы катеров и изредка монтировался даже на легкие самолеты. И хотя в последние годы полноценной жизни двигателя его предлагали только для пикапов и фургонов, все автомобильные фанаты знали, что именно этот заслуженный V8 когда-то был рожден для спасения «Шевроле-Корвет».

7-е место: единственный в своем роде

04 TopEngines zr04–11

Какой же рейтинг моторов обойдется без БМВ! Марка попала бы в наш перечень уже за исключительную приверженность рядной «шестерке» — когда-то такая компоновка легковых двигателей была широко распространена. Помимо баварцев, на легковых машинах (вседорожники и пикапы не в счет) ее применяют сейчас только «Вольво» и австралийский филиал «Форда» (остальные сдались в пользу менее уравновешенного, зато гораздо более компактного V6). Но БМВ стоит особняком: только эта компания смогла выжать из расположенных в ряд шести цилиндров все преимущества — от потрясающе плавной работы до способности легко раскручиваться до самых высоких оборотов.

С каждым поколением, начиная с «шестерки» БМВ образца 1968 года, которую получили, добавив пару цилиндров к уже выпускавшейся «четверке», эти двигатели становились легче, мощнее, совершеннее. Многоцилиндровые схемы для баварцев были практически под запретом — первый V12 появился лишь в 1986 году, а V8 вообще только в 1992-м. Создание этих двигателей легче оправдать маркетингом, нежели истинной любовью инженеров — они всю душу и умение вкладывали именно в шесть расположенных в ряд цилиндров.

Апофеоз атмосферной «шестерки» БМВ — мотор S54 образца 2000 года, предназначенный для М3. Это гимн совершенству гоночного по сути двигателя, водруженного на гражданский автомобиль. Тяжелого на подъем вначале, но расцветающего при малейшем намеке на спортивный стиль езды. С 3,2 л рабочего объема сняли 343 силы (с литра — 107) — для атмосферного мотора даже сейчас великолепный результат.

Его было бы трудно достичь без применения всех новейших на тот момент технологий — индивидуальных дросселей на каждый цилиндр с электронным управлением, системы регулирования фаз, причем как впуска, так и выпуска. Чтобы мотор выдерживал любые нагрузки, его даже перевели на чугунный блок цилиндров, что для БМВ редкость.

К сожалению, следующее поколение M3 отказалось от семейных ценностей в пользу V8. Это тоже очень неплохой мотор — но радость от укрощения разъяренного зверя ушла вместе с прежней «шестеркой». Подобные ей двигатели в нынешних условиях считаются, как бы точнее сказать, неполиткорректными.

6-е место: легенда гонок

05 TopEngines zr04–11

Последние образцы настоящего V8 «Хеми» собрали в 1971 году (современное одноименное семейство не имеет с ним ничего общего), но еще более четверти века этот двигатель служил любимой игрушкой любителям дрэг-рейсинга. Мотор, появившийся в 1964 году как чисто гоночный для серии NASCAR, был идеальным образцом спортивного V8 (рабочий объем 7 л, или 426 куб. дюймов по американской системе, стандартная мощность 425 сил) с минимальным применением сложных технологий: нижневальный, с двумя клапанами на цилиндр.

Важнейшим отличием от конкурентов стала полусферическая (отсюда «хеми», происходит от HEMIspherical — «полусферический») камера сгорания, позволившая оптимизировать процесс — получить большую мощность при меньшей степени сжатия. Впрочем, это тоже изобрел не «Крайслер». Его заслуга в том, что на основе известной технологии он создал непобедимый мотор, отличавшийся помимо характеристик еще и нереальной прочностью, способный выдержать самые ужасные методы форсировки. Недаром «Хеми» весил заметно больше, чем любой другой V8 начала 1960-х, — почти 400 кг. Но это обстоятельство совершенно не мешало автомобилям с 426-м «Хеми» уверенно громить соперников в гонках.

Гегемонию крайслеровского мотора не раз пытались ограничить — переписывая правила, изменяя количество требуемых для омологации серийных моторов, но он не сдавался и удерживал лидирующие позиции в NASCAR вплоть до 1970-х годов. К тому времени он стал не только спортивной, но и уличной легендой: серийные машины, снабженные дорожной версией «Хеми», выпускались в мизерных количествах — их сделали не более 11 тысяч, причем и эту малость распределили среди нескольких моделей «Доджа» и «Плимута». Ныне автомобили с оригинальным «Хеми», несмотря на примитивную конструкцию, стоят бешеные деньги — легенда пошла на новый круг.

5-е место: сложнее не бывает

06 TopEngines zr04–11

Самый необычный и амбициозный проект двигателя уникальной компоновки W16 выпестовали ради возрожденной марки «Бугатти». На самом деле этот двигатель, за исключением грандиозной мощности в 1001 л.с., является логичным развитием семейства компактных VR-образных моторов «Фольксвагена». Они отличались критически малым углом развала цилиндров — всего 15 градусов, что позволяло использовать на оба ряда одну головку. Мотор VR6 появился на «фольксвагенах» еще в 1991 году. Американский рынок требовал машин с шестью цилиндрами, и немцы умудрились выйти из положения, применив оригинальную схему, позволявшую без увеличения подкапотного пространства легко втиснуть «шестерку» (как вдоль, так и поперек) взамен стандартных четырех цилиндров.

Материалы по теме

Позже удачная находка получила развитие в более крупных масштабах. Амбиции Фердинанда Пиха, желавшего сделать «Фольксваген» топ-брендом, привели к созданию W8, представлявшего собой два VR4, установленных на общий картер под углом 72 градуса. Появился W12, «собранный» из двух VR6. Но мотор «Бугатти» даже в этой компании стоит особняком. Перед его создателями стояла задача почти неразрешимая — выдать рекордную мощность при минимальной массе. Поэтому мотор даже при схожей схеме получился иного уровня — сделанный на грани инженерного безумства. Конструкторы максимально уплотняли пространство вокруг двигателя. Блоки двух VR8 развалили под углом 90 градусов, разместив между ними сразу четыре турбонагнетателя.

Серьезная проблема возникла с охлаждением — решая ее, только для одних интеркулеров предусмотрели 15 л охлаждающей жидкости. Обычно данного количества хватало на весь мотор. Но «Вейрон» не вписывался в стандартные схемы — на охлаждение его двигателя в предельных режимах работали три отдельных радиатора, перегоняя 40 л антифриза. Возникли сложности с диагностикой, ведь определить сбои в одном из 16 цилиндров на слух практически невозможно. Поэтому мотор оснастили системой самодиагоностики, способной оперативно решать проблему, вплоть до отключения проблемного цилиндра.

А теперь самое интересное. При всей сложности и грандиозности замысла (одних только клапанов — вдумайтесь! — 64 штуки) создателям удалось удержать массу W16 в пределах 400 кг. Финансовый фактор при создании этого двигателя не имел почти никакого значения, поэтому титановые шатуны или полностью алюминиевый масляный насос для мотора «Бугатти» в порядке вещей.

4-е место: основоположник американской мечты

07 TopEngines zr04–11

Теперь о воплощении одной из последних замечательных идей Генри Форда, перевернувшей автомобильный мир. До него никто не предполагал, что массовый автомобиль можно запросто комплектовать престижной и мощной «восьмеркой», которая считалась принадлежностью лишь дорогих, роскошных машин. Появившийся в 1932 году фордовский V8 кардинально изменил на последующие полвека представление об автомобилях из-за океана. Они и до того заметно превосходили по размерам европейские модели аналогичной стоимости, а появление массового V8 окончательно развело процесс развития автомобилестроения на разных берегах Атлантики в противоположных направлениях.

Материалы по теме

Но как Генри Форду удалось снизить себестоимость довольно-таки сложного и массивного агрегата до уровня ширпотреба? О, здесь была масса ухищрений. К примеру, оба блока цилиндров и картер в фордовском V8 отливали как единую деталь. У «восьмерок» старой школы это были как минимум три отдельных элемента, скреплявшихся воедино болтами. Коленчатый вал, вместо того чтобы ковать, отливали с последующим термоупрочнением, что также снижало себестоимость.

Распредвал располагался в блоке, клапаны и выпускная система размещались внутри развала цилиндров — это упрощало конструкцию двигателя, однако приводило к перегреву при малейших проблемах с охлаждением. Даже в начальном варианте «восьмерка» при рабочем объеме 3,2 л выдавала приличные 65 сил, что быстро сделало «Форд- V8» любимцем гангстеров и полиции. Джон Диллинджер и Клайд Берроу в перерывах между кровавыми делами умудрились черкнуть пару строк Генри Форду с благодарностью за столь быстрый автомобиль.

Когда у первых V8 наступил пенсионный возраст, они оказались в руках молодых людей, творивших на их базе диковинные тачки по кличке «хот-род». Простая, мощная и легко поддающаяся форсировке фордовская «восьмерка» поспособствовала рождению сверхпопулярной автоконтркультуры. Ну а сама фирма отправила мотор на пенсию лишь в 1953 году, когда восьмицилиндровые двигатели в американских машинах стали уже повсеместным явлением.

3-е место: изменивший сознание

08 TopEngines zr04–11

В 1993 году в недрах исследовательского подразделения «Тойоты» была создана группа по разработке перспективных машин с минимальными выбросами, которые смогли бы занять нишу между традиционными машинами с ДВС и электромобилями. Результатом стала появившаяся в 1997 году «Тойота-Приус» — первый массовый автомобиль с гибридным приводом. Тогда он воспринимался как любопытный эксперимент, игрушка, продаваемая заведомо в убыток, которая вряд ли выйдет за пределы обожающих экзотику Японских островов. Но «Тойота» строила более серьезные планы.

Коренное отличие «Приуса» от прочих гибридных машин, уже существовавших в то время (речь идет о множестве экспериментальных и чуть раньше вышедшей на рынок серийной «Хонде-Инсайт»), заключалось в новом подходе к построению подобной модели. «Приус» создавали как гибрид с самого начала, без упрощений и компромиссов вроде заимствования кузова у традиционной модели или использования обычной механической коробки передач (как было сделано на «Инсайте»).

«Тойота» внедрила гибридную трансмиссию как неотъемлемую часть машины. Даже 1,5-литровый бензиновый двигатель специально модифицировали для работы с электромотором, переведя его на цикл Аткинсона, отличающийся укороченным тактом сжатия за счет увеличенной продолжительности открытия впускных клапанов. Это позволило получить необычно высокую степень сжатия (13–13,5) и дополнительные плюсы в копилку экономичности и экологичности.

Расплатой стала полная беспомощность ДВС на низких оборотах, но для гибрида, который всегда располагает поддержкой электродвигателя, это не проблема. Такой комплексный подход в итоге сделал «Приус» законодателем моды на гибриды. Он стоял в начале процесса, который уже не остановить.

2-е место: любимец всех континентов

09 TopEngines zr04–11

Что сказать про этот воздушник от «Фольксвагена»? Он так же легендарен, как и «Жук» — автомобиль, под который его сделали. Даже больше — ведь одним «Жуком» область применения данного мотора далеко не ограничивалась. Простой, надежный и легкий, четырехцилиндровый оппозитник воздушного охлаждения оказался столь эффективным, что его популярность намного превзошла признание даже самого распространенного в мире автомобиля.

С той поры, как благодаря таланту Фердинанда Порше первые образцы мотора в 1933 году появились на прототипах «Жука», он перепробовал десятки профессий. Достаточная мощность (довоенные образцы выдавали минимум 24 силы, а самые мощные под конец серийного выпуска утроили этот показатель), беспроблемное в любом климате воздушное охлаждение и небольшая масса (цилиндры алюминиевые, картер — из магниевого сплава) позволили фольксвагеновскому мотору найти массу занятий. Он служил на амфибиях вермахта, примешивал свой выхлоп к запаху марихуаны в микробусах хиппи, приводил пожарные насосы, компрессоры, лесопилки, стал основой прогулочных багги и понтовых трайков, взмывал в небо более чем на 40 типах самолетов. И это далеко не полный список его талантов. Еще важнее, что именно из этого двигателя выросло семейство оппозитников «Порше».

На протяжении всех лет производства (моторы семейства окончательно прекратили выпускать только в 2006 году) принципиальная схема двигателя не менялась. Рос рабочий объем, на некоторых версиях применили впрыск топлива, но изначальная схема со штанговым приводом клапанов оставалась такой же, как на первых образцах 1930-х годов. Он радует сердца автомобилистов, да и не только их, более 70 лет — это ли не лучший показатель совершенства мотора?

1-е место: первый массовый

10 TopEngines zr04–11

С «Форда-Т» и его двигателя начал раскручиваться маховик массовой автомобилизации. Больше того, именно мотор «тэшки» стал в свое время самым распространенным ДВС в мире, с ним познакомилось подавляющее большинство жителей земного шара. Как и в случае с описанным выше оппозитником «Фольксвагена», мотор «Форда-Т» приводил не только одноименный автомобиль, которых с 1908 по 1927 год было построено более 15 миллионов.

Материалы по теме

Трактора, грузовики, моторные лодки, походные электростанции — он применялся везде, где была нужда в дешевом и простом в обращении моторе. Что касается автомобилей, то в какой-то период до 90% машин, колесивших по Земле, были одной-единственной модели Т. И приводил их этот самый двигатель необычно большого по сегодняшним меркам рабочего объема 2,9 л — при скромной мощности 20 сил. Но мощность тут была не принципиальна. Гораздо важнее крутящий момент и всеядность — помимо бензина «тэшку» официально разрешалось заправлять керосином и этанолом. Двигатель удивительно прост. Собранный в одном блоке с двухступенчатой планетарной коробкой передач, четырехцилиндровый мотор делил с трансмиссией смазочное масло. Никакого давления в системе не создавалось, смазка осуществлялась разбрызгиванием. Водяную помпу через год производства отправили в отставку — Генри Форд решил, что дешевому автомобилю достаточно простого термосифонного принципа, когда жидкость циркулирует благодаря разности температур. С другой стороны, фордовский мотор необычен для своего времени тем, что его блок и картер отливались как одно целое, а головка цилиндров впервые в мировой практике была сделана отдельной деталью. Но это дань массовости производства: ни один автомобиль в мире не выпускали в таких масштабах, как «Форд», поэтому его конструкция изначально рассчитана на максимально быструю и простую сборку. Двигатель «тэшки» надолго пережил сам автомобиль. Последний экземпляр собрали в августе 1941 года. Он останется в истории как первый массовый ДВС человечества.

Вот как работает двигатель вашего автомобиля

Для большинства людей автомобиль — это то, что они заправляют бензином, который перемещает их из точки А в точку Б. Но задумывались ли вы когда-нибудь, как это на самом деле делает ? Что заставляет его двигаться? Если вы еще не выбрали электромобиль в качестве повседневного водителя, магия сводится к тому, что сводится к двигателю внутреннего сгорания — той штуке, которая шумит под капотом. Но как именно работает двигатель?

В частности, двигатель внутреннего сгорания является тепловым двигателем, поскольку он преобразует энергию тепла горящего бензина в механическую работу или крутящий момент.Этот крутящий момент применяется к колесам, чтобы заставить машину двигаться. И если вы не управляете старинным двухтактным Saab (который звучит как старая бензопила и изрыгает масляный дым из выхлопных газов), ваш двигатель работает по одним и тем же основным принципам, независимо от того, управляете ли вы Ford или Ferrari.

Двигатели имеют поршни, которые перемещаются вверх и вниз внутри металлических трубок, называемых цилиндрами. Представьте, что вы едете на велосипеде: ваши ноги двигаются вверх и вниз, чтобы крутить педали. Поршни соединены стержнями (они как ваши голени) с коленчатым валом, и они перемещаются вверх и вниз, чтобы вращать коленчатый вал двигателя, так же, как ваши ноги вращают велосипед, который, в свою очередь, приводит в действие ведущее колесо велосипеда или ведущие колеса автомобиля. .В зависимости от автомобиля в двигателе обычно бывает от двух до 12 цилиндров, в каждом из которых поршень перемещается вверх и вниз.

Откуда исходит мощность двигателя

Эти поршни приводятся в движение вверх и вниз тысячи крошечных контролируемых взрывов, происходящих каждую минуту, создаваемых смешиванием топлива с кислородом и воспламенением смеси. Каждый раз, когда топливо воспламеняется, называется тактом сгорания или силовым ходом. Тепло и расширяющиеся газы от этого мини-взрыва толкают поршень в цилиндре.

Почти все современные двигатели внутреннего сгорания (для простоты мы сосредоточимся здесь на бензиновых силовых установках) относятся к четырехтактным. Помимо такта сгорания, который толкает поршень вниз от верхней части цилиндра, есть еще три хода: впуск, сжатие и выпуск.

Двигателям необходим воздух (а именно кислород) для сжигания топлива. Во время такта впуска клапаны открываются, позволяя поршню действовать как шприц, когда он движется вниз, втягивая окружающий воздух через систему впуска двигателя.Когда поршень достигает нижней точки своего хода, впускные клапаны закрываются, эффективно уплотняя цилиндр для такта сжатия, который проходит в направлении, противоположном такту впуска. Движение поршня вверх сжимает всасываемый заряд.

Четыре такта четырехтактного двигателя

Getty Images

В современных двигателях бензин впрыскивается непосредственно в цилиндры в верхней части такта сжатия.(Другие двигатели предварительно смешивают воздух и топливо во время такта впуска.) В любом случае, непосредственно перед тем, как поршень достигнет верхней точки своего хода, известной как верхняя мертвая точка, свечи зажигания воспламеняют смесь воздуха и топлива.

Возникающее в результате расширение горячих горящих газов толкает поршень в противоположном направлении (вниз) во время такта сгорания. Это ход, при котором колеса вашего автомобиля крутятся, как когда вы нажимаете на педали велосипеда. Когда такт сгорания достигает нижней мертвой точки, выпускные клапаны открываются, позволяя газам сгорания откачиваться из двигателя (как шприц, выталкивающий воздух), когда поршень снова поднимается.Когда выхлоп выходит — он проходит через выхлопную систему автомобиля перед выходом из задней части автомобиля — выхлопные клапаны закрываются в верхней мертвой точке, и весь процесс начинается заново.

Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти то же содержимое в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

В многоцилиндровом автомобильном двигателе циклы отдельных цилиндров смещены друг от друга и равномерно распределены, так что такты сгорания не происходят одновременно, а двигатель является максимально сбалансированным и плавным.

Getty Images

Но не все двигатели одинаковы. Они бывают разных форм и размеров. В большинстве автомобильных двигателей цилиндры расположены по прямой линии, например, рядный четырехцилиндровый двигатель, или объединены два ряда рядных цилиндров по схеме V-образного сечения, как в V-6 или V-8. Двигатели также классифицируются по размеру или рабочему объему, который представляет собой совокупный объем цилиндров двигателя.

Различные типы двигателей

Конечно, существуют исключения и незначительные различия среди двигателей внутреннего сгорания, представленных на рынке.Например, двигатели с циклом Аткинсона изменяют фазы газораспределения, чтобы сделать двигатель более эффективным, но менее мощным. Турбонаддув и наддув, сгруппированные вместе под опциями принудительной индукции, нагнетают дополнительный воздух в двигатель, что увеличивает доступный кислород и, следовательно, количество топлива, которое можно сжечь, что приводит к увеличению мощности, когда вы этого хотите, и большей эффективности, когда вы надеваете мне не нужна сила. Все это дизельные двигатели делают без свечей зажигания. Но независимо от двигателя, если он относится к типу двигателей внутреннего сгорания, основы его работы остаются неизменными.И теперь вы их знаете.

Пора провести весеннюю уборку? Попробуйте продукты Meguiar, которые мы используем в нашем автопарке

Средство для мытья рук и воск Meguiar’s Ultimate

Ultimate Quik Detailer от Meguiar

Полотенце из микрофибры Meguiar’s Water Magnet

Детальщик интерьера Meguiar’s Ultimate

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Как работает автомобильный двигатель

Я никогда не был автолюбителем. Мне просто не было никакого интереса копаться под капотом, чтобы понять, как работает моя машина. За исключением замены воздушных фильтров или замены масла время от времени, если у меня когда-либо возникала проблема с моей машиной, я просто отнес ее к механику, и когда он вышел, чтобы объяснить, что не так, я вежливо кивнул и сделал вид. как будто я знал, о чем он говорил.

Но в последнее время мне не терпелось изучить основы работы автомобилей. Я не планирую становиться заядлым обезьяной, но я хочу иметь общее представление о том, как все в моей машине действительно работает. Как минимум, эти знания позволят мне понять, о чем механик говорит в следующий раз, когда я сяду в машину. Кроме того, мне кажется, что мужчина должен уметь понимать основы технологии, которую он использует. ежедневно. Что касается этого веб-сайта, я знаю, как работают кодирование и SEO; пора мне изучить более конкретные вещи в моем мире, например, что находится под капотом моей машины.

Я полагаю, что есть и другие взрослые мужчины, похожие на меня — мужчины, которые не занимаются машинами, но им немного интересно, как работают их машины. Так что я планирую поделиться тем, что я узнал в ходе собственного исследования, и время от времени возьмусь за серию статей, которые мы назовем Gearhead 101. Цель состоит в том, чтобы объяснить самые основы того, как работают различные части в автомобиле, и предоставить ресурсы о том, где вы можете узнайте больше самостоятельно.

Итак, без лишних слов, мы начнем наш первый урок Gearhead 101 с объяснения всех тонкостей сердца автомобиля: двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания называется «двигателем внутреннего сгорания», потому что топливо и воздух сгорают внутри двигателя , чтобы создать энергию для движения поршней, которые, в свою очередь, приводят в движение автомобиль (мы подробно покажем вам, как это происходит ниже. ).

Сравните это с двигателем внешнего сгорания, где топливо сжигается за пределами двигателя, и энергия, создаваемая при этом сгорании, является его двигателем. Паровые двигатели — лучший тому пример.Уголь сжигается за пределами двигателя, который нагревает воду для производства пара, который затем приводит в действие двигатель.

Большинство людей думает, что в мире механизированного движения паровые двигатели внешнего сгорания пришли раньше, чем двигатели внутреннего сгорания. На самом деле двигатель внутреннего сгорания был первым. (Да, древние греки возились с паровыми двигателями, но из их экспериментов ничего практического не вышло.)

В 16, и годах изобретатели создали двигатель внутреннего сгорания, используя порох в качестве топлива для движения поршней.На самом деле, их двигал не порох. Принцип работы этого раннего двигателя внутреннего сгорания заключался в том, что вы вставляли поршень до верхней части цилиндра, а затем зажигали порох под поршнем. После взрыва образовался вакуум, который засосал поршень в цилиндр. Поскольку этот двигатель полагался на изменения давления воздуха для перемещения поршня, они назвали его атмосферным двигателем. Это было не очень эффективно. К 17 — годам паровые двигатели были многообещающими, поэтому от двигателя внутреннего сгорания отказались.

Только в 1860 году был изобретен надежный, работающий двигатель внутреннего сгорания. Бельгийский парень по имени Жан Жозеф Этьен Ленуар запатентовал двигатель, который впрыскивал природный газ в цилиндр, который впоследствии воспламенялся постоянным пламенем около цилиндра. Он работал аналогично пороховому атмосферному двигателю, но не слишком эффективно.

Основываясь на этой работе, в 1864 году два немецких инженера по имени Николаус Август Отто и Ойген Ланген основали компанию, которая производила двигатели, аналогичные модели Ленуара.Отто отказался от управления компанией и начал работать над конструкцией двигателя, над которой он играл с 1861 года. Его конструкция привела к тому, что мы теперь знаем как четырехтактный двигатель, и базовая конструкция двигателя до сих пор используется в автомобилях.

Анатомия автомобильного двигателя

Двигатель V-6

Я покажу вам, как здесь работает четырехтактный двигатель, но прежде чем я это сделаю, я подумал, что было бы полезно пройтись по различным частям двигателя, чтобы вы имели представление о том, что делает, что в четырехтактный процесс.В этих объяснениях используется терминология, основанная на других терминах из списка, поэтому не беспокойтесь, если вы сначала запутаетесь. Прочтите все, чтобы получить общее представление, а затем перечитайте еще раз, чтобы иметь общее представление о каждой части, о которой идет речь.

Блок цилиндров (блок цилиндров)

Блок цилиндров — это основа двигателя. Большинство блоков цилиндров отлиты из алюминиевого сплава, но некоторые производители по-прежнему используют железо.Блок двигателя также называют блоком цилиндров из-за большого отверстия или трубок, называемых цилиндрами, которые залиты в интегрированную конструкцию. В цилиндре поршни двигателя скользят вверх и вниз. Чем больше цилиндров в двигателе, тем он мощнее. Помимо цилиндров, в блок встроены другие каналы и каналы, которые позволяют маслу и охлаждающей жидкости течь к различным частям двигателя.

Почему двигатель называется «V6» или «V8»?

Отличный вопрос! Это связано с формой и количеством цилиндров в двигателе.В четырехцилиндровых двигателях цилиндры обычно устанавливаются по прямой линии над коленчатым валом. Эта компоновка двигателя называется рядным двигателем .

Еще одна четырехцилиндровая компоновка называется «плоская четверка». Здесь цилиндры расположены горизонтально двумя рядами, коленчатый вал идет посередине.

Если двигатель имеет более четырех цилиндров, они делятся на два ряда цилиндров — по три (или более) цилиндра на каждую сторону. Разделение цилиндров на два ряда делает двигатель похожим на букву V.”V-образный двигатель с шестью цилиндрами = двигатель V6. V-образный двигатель с восемью цилиндрами = V8 — по четыре в каждом ряду цилиндров.

Камера сгорания

В камере сгорания двигателя происходит волшебство. Здесь топливо, воздух, давление и электричество объединяются, чтобы создать небольшой взрыв, который перемещает поршни автомобиля вверх и вниз, создавая таким образом силу для движения автомобиля. Камера сгорания состоит из цилиндра, поршня и головки блока цилиндров.Цилиндр действует как стенка камеры сгорания, верхняя часть поршня действует как дно камеры сгорания, а головка цилиндра служит потолком камеры сгорания.

Головка цилиндра

Головка блока цилиндров представляет собой кусок металла, который находится над цилиндрами двигателя. В головке блока цилиндров отлиты небольшие закругленные углубления для создания пространства в верхней части камеры сгорания. Прокладка головки закрывает стык между головкой цилиндров и блоком цилиндров.Впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания и топливные форсунки (эти детали будут объяснены позже) также установлены на головке блока цилиндров.

Поршень

Поршни движутся вверх и вниз по цилиндру. Они похожи на перевернутые суповые банки. Когда топливо воспламеняется в камере сгорания, сила толкает поршень вниз, который, в свою очередь, перемещает коленчатый вал (см. Ниже). Поршень крепится к коленчатому валу через шатун, он же шатун. Он соединяется с шатуном через поршневой палец, а шатун соединяется с коленчатым валом через подшипник шатуна.

В верхней части поршня вы найдете три или четыре канавки, отлитые в металле. Внутри канавок вставлены поршневые кольца . Поршневые кольца — это часть, которая фактически касается стенок цилиндра. Они сделаны из железа и бывают двух видов: компрессионные кольца и масляные кольца. Компрессионные кольца — это верхние кольца, которые прижимаются наружу к стенкам цилиндра, обеспечивая прочное уплотнение камеры сгорания. Масляное кольцо — это нижнее кольцо на поршне, которое предотвращает просачивание масла из картера в камеру сгорания.Он также вытирает излишки масла со стенок цилиндров и обратно в картер.

Коленчатый вал

Коленчатый вал — это то, что преобразует движение поршней вверх и вниз во вращательное движение, которое позволяет автомобилю двигаться. Коленчатый вал обычно входит по длине в блок цилиндров в нижней части. Он простирается от одного конца блока цилиндров до другого. В передней части двигателя коленчатый вал соединяется с резиновыми ремнями, которые соединяются с распределительным валом и передают мощность на другие части автомобиля; в задней части двигателя распределительный вал соединяется с трансмиссией, которая передает мощность на колеса. На каждом конце коленчатого вала вы найдете сальники или «уплотнительные кольца», которые предотвращают утечку масла из двигателя.

Коленчатый вал находится в так называемом картере двигателя. Картер находится под блоком цилиндров. Картер защищает коленчатый вал и шатуны от посторонних предметов. Область в нижней части картера называется масляным поддоном, и именно там хранится масло вашего двигателя. Внутри масляного поддона вы найдете масляный насос, который прокачивает масло через фильтр, а затем это масло разбрызгивается на коленчатый вал, шатунные подшипники и стенки цилиндра, чтобы обеспечить смазку для движения поршня.В конце концов масло стекает обратно в масляный поддон, чтобы снова начать процесс

Вдоль коленчатого вала вы найдете уравновешивающие выступы, которые действуют как противовесы, уравновешивая коленчатый вал и предотвращая повреждение двигателя из-за колебаний, возникающих при вращении коленчатого вала.

Также вдоль коленчатого вала находятся коренные подшипники. Коренные подшипники обеспечивают гладкую поверхность между коленчатым валом и блоком двигателя для вращения коленчатого вала.

Распредвал

Распределительный вал — это мозг двигателя.Он работает вместе с коленчатым валом через зубчатый ремень, чтобы впускные и выпускные клапаны открывались и закрывались в нужное время для оптимальной работы двигателя. Распределительный вал использует овальные выступы, которые проходят поперек него, чтобы контролировать время открытия и закрытия клапанов.

Большинство распределительных валов проходят через верхнюю часть блока цилиндров прямо над коленчатым валом. В рядных двигателях один распределительный вал управляет как впускным, так и выпускным клапанами. На V-образных двигателях используются два отдельных распредвала.Один управляет клапанами на одной стороне V, а другой — клапанами на противоположной стороне. Некоторые V-образные двигатели (например, на нашей иллюстрации) даже имеют два распределительных вала на ряд цилиндров. Один распределительный вал управляет одной стороной клапанов, а другой распределительный вал — другой стороной.

Система синхронизации

Как упоминалось выше, распределительный и коленчатый валы координируют свое движение через ремень или цепь ГРМ. Цепь привода газораспределительного механизма удерживает коленчатый вал и распределительный вал в одном и том же положении относительно друг друга все время во время работы двигателя.Если распредвал и коленчатый вал по какой-либо причине рассинхронизируются (например, цепь ГРМ пропускает зубчатый венец), двигатель не будет работать.

Клапанный

Клапанный механизм — это механическая система, которая установлена ​​на головке блока цилиндров и управляет работой клапанов. Клапанный механизм состоит из клапанов, коромысел, толкателей и подъемников.

Клапаны

Клапаны бывают двух типов: впускные и выпускные.Впускные клапаны подают смесь воздуха и топлива в камеру сгорания, чтобы вызвать сгорание для питания двигателя. Выпускные клапаны позволяют выхлопным газам, образовавшимся после сгорания, выходить из камеры сгорания.

Автомобили обычно имеют один впускной клапан и один выпускной клапан на цилиндр. Большинство высокопроизводительных автомобилей (Ягуары, Мазерати и др.) Имеют четыре клапана на цилиндр (два впускных, два выпускных). Хотя Honda и не считается «высокопроизводительным» брендом, она также использует на своих автомобилях четыре клапана на цилиндр.Есть даже двигатели с тремя клапанами на цилиндр — двумя впускными клапанами, одним выпускным клапаном. Многоклапанные системы позволяют автомобилю лучше «дышать», что, в свою очередь, улучшает характеристики двигателя.

Коромысла

Коромысла — это маленькие рычаги, которые касаются кулачков или кулачков распределительного вала. Когда выступ поднимает один конец коромысла, другой конец коромысла давит на шток клапана, открывая клапан, чтобы впустить воздух в камеру сгорания или выпустить выхлоп.Это работает как качели.

Толкатели / подъемники

Иногда кулачки распредвала непосредственно касаются коромысла (как вы видите в двигателях с верхним распределительным валом), открывая и закрывая клапан. В двигателях с верхним расположением клапанов выступы распределительного вала не контактируют напрямую с коромыслами, поэтому используются толкатели или толкатели.

Топливные форсунки

Чтобы вызвать сгорание, необходимое для движения поршней, нам нужно топливо в цилиндрах.До 1980-х годов автомобили использовали карбюраторы для подачи топлива в камеру сгорания. Сегодня все автомобили используют одну из трех систем впрыска топлива: прямой впрыск топлива, впрыск топлива через отверстия или впрыск топлива через корпус дроссельной заслонки.

При непосредственном впрыске топлива каждый цилиндр имеет собственную форсунку, которая впрыскивает топливо прямо в камеру сгорания в самый подходящий момент для сгорания.

При распределенном впрыске топлива, вместо того, чтобы распылять топливо непосредственно в цилиндр, оно распыляется во впускной коллектор сразу за клапаном. Когда клапан открывается, воздух и топливо попадают в камеру сгорания.

Системы впрыска топлива с дроссельной заслонкой вроде как работают с карбюраторами, но без карбюратора. Вместо того, чтобы каждый цилиндр имел свою собственную топливную форсунку, есть только одна топливная форсунка, которая идет к корпусу дроссельной заслонки. Топливо смешивается с воздухом в корпусе дроссельной заслонки и затем распределяется по цилиндрам через впускные клапаны.

Свеча зажигания

Над каждым цилиндром находится свеча зажигания. Когда он загорается, он воспламеняет сжатое топливо и воздух, вызывая мини-взрыв, который толкает поршень вниз.

Четырехтактный цикл

Итак, теперь, когда мы знаем все основные части двигателя, давайте посмотрим на движение, которое на самом деле заставляет нашу машину двигаться: четырехтактный цикл.

На приведенном выше рисунке показан четырехтактный цикл в одном цилиндре. То же самое происходит и с другими цилиндрами. Повторите этот цикл тысячу раз в минуту, и вы получите движущуюся машину.

Ну вот. Основы работы автомобильного двигателя. Загляните сегодня под капот вашего автомобиля и посмотрите, сможете ли вы указать на детали, которые мы обсуждали.Если вам нужна дополнительная информация о том, как устроен автомобиль, посмотрите книгу How Cars Work. Это очень помогло мне в моих исследованиях. Автор отлично справляется с переводом вещей на язык, понятный даже новичку.

Теги: редуктор

Как работает двигатель?

Вы уже знаете, что завести машину так же просто, как повернуть ключ, но задумывались ли вы, что на самом деле происходит под капотом?

Когда вашему телу нужно топливо, вы кормите его пищей.Когда вашему автомобилю нужно топливо, вы «кормите» его бензином. Точно так же, как ваше тело преобразует пищу в энергию, автомобильный двигатель преобразует газ в движение. Некоторые новые автомобили, известные как гибриды, также используют электричество от аккумуляторов для движения автомобиля.

Процесс преобразования бензина в движение называется «внутренним сгоранием». Двигатели внутреннего сгорания используют небольшие контролируемые взрывы для выработки энергии, необходимой для перемещения вашего автомобиля во все места, куда ему нужно ехать.

Если вы создадите взрыв в крошечном замкнутом пространстве, таком как поршень в двигателе, огромное количество энергии будет выпущено в виде расширяющегося газа.Типичный автомобильный двигатель производит такие взрывы сотни раз в минуту. Двигатель использует энергию и приводит в движение ваш автомобиль.

Взрывы заставляют поршни двигателя двигаться. Когда энергия от первого взрыва почти иссякает, происходит еще один взрыв. Это заставляет поршни снова двигаться. Цикл повторяется снова и снова, давая автомобилю мощность, необходимую для движения.

В автомобильных двигателях используется четырехтактный цикл сгорания. Четыре такта: впуск, сжатие, сгорание и выпуск.Удары повторяются снова и снова, генерируя энергию. Давайте подробнее рассмотрим, что происходит на каждой фазе цикла сгорания.

Впускной: Во время впускного цикла впускной клапан открывается, и поршень перемещается вниз. Цикл начинается с подачи воздуха и газа в двигатель.

Сжатие: В начале цикла сжатия поршень перемещается вверх и выталкивает воздух и газ в меньшее пространство. Меньшее пространство означает более мощный взрыв.

Горение: Затем свеча зажигания создает искру, которая воспламеняет и взрывает газ. Сила взрыва заставляет поршень снова опускаться.

Выхлоп: Во время последней части цикла выпускной клапан открывается для выпуска отработанного газа, образовавшегося в результате взрыва. Этот газ перемещается в каталитический нейтрализатор, где он очищается, а затем через глушитель, прежде чем он выходит из автомобиля через выхлопную трубу.

Как работают автомобили — Как работает автомобильный двигатель

Процесс работы автомобиля намного проще, чем вы думаете. Когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания:

  • Автомобильный аккумулятор включается, отправляя
  • Питание стартера, который
  • Поворачивает коленчатый вал, который
  • Приводит в движение поршни
  • При перемещении поршней двигатель заводится и тикает более
  • Вентилятор всасывает воздух в двигатель через воздушный фильтр
  • Воздушный фильтр удаляет грязь и песок из воздуха
  • Очищенный воздух втягивается в камеру, куда добавляется топливо (бензин или дизельное топливо)
  • Эта топливно-воздушная смесь (испаренный газ) хранится в камере
  • Водитель нажимает на педаль акселератора
  • Дроссельная заслонка открыта
  • Газовоздушная смесь проходит через впускной коллектор и через впускные клапаны распределяется по цилиндрам.Распределительный вал управляет открытием и закрытием клапанов.
  • Распределитель зажигает свечи зажигания, зажигая топливно-воздушную смесь. Возникающий в результате взрыв заставляет поршень опускаться, что, в свою очередь, вызывает вращение коленчатого вала.

В цилиндрах происходит магия, которая придает мощность и движение колесам автомобиля. В большинстве автомобильных двигателей используется четырехтактный цикл сгорания. Этот цикл начинается с поршня в верхней части цилиндра. Тогда:

Внутри цилиндра автомобиля

Четырехтактный цикл сгорания

Такт впуска: впускной клапан открывается, и поршень движется вниз, позволяя топливно-воздушной смеси попасть в открытое пространство.

Ход сжатия: поршень движется вверх. Это сжимает топливно-воздушную смесь, вытесняя ее в меньшее пространство. Сжатие заставляет топливно-воздушную смесь взрываться с большей силой.

Силовой цикл: искра от свечи зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь. Взрыв толкает поршень вниз по цилиндру.

Выпускной цикл: выпускной клапан открывается, и поршень перемещается обратно в верхнюю часть цилиндра, вытесняя выхлопные газы.

Нижняя часть каждого поршня прикреплена к коленчатому валу.

Когда поршни перемещаются вверх и вниз, они вращают коленчатый вал, который после передачи мощности через трансмиссию вращает колеса.

Большинство автомобилей имеют как минимум четыре цилиндра. У более мощных машин больше. Например, у V6 шесть цилиндров, а у V8 восемь.

Чем сильнее водитель нажимает на педаль акселератора, тем больше топливно-воздушной смеси проходит в цилиндры и тем больше вырабатывается мощности.

Что такое количество оборотов в минуту?

Четырехтактный цикл повторяется тысячу раз в минуту. Эти повторения более известны как Revs.

Счетчик оборотов показывает, сколько тысяч раз в минуту повторяется цикл.


Трансмиссия

Управляет мощностью, содержащейся в коленчатом валу, прежде чем она поступает на колеса, и позволяет водителю контролировать скорость / мощность автомобиля, обеспечивая различные соотношения скорость / мощность, известные как шестерни.

Итак, первая передача дает большую мощность, но небольшую скорость, тогда как пятая передача дает небольшую мощность, но большую скорость.

Коленчатый вал соединяется с трансмиссией только тогда, когда автомобиль находится на передаче и сцепление включено. Если вы нажмете на сцепление, коленчатый вал отсоединится от коробки передач.

Трансмиссия соединена с выходным валом, который соединен с осями, соединенными с колесами. Когда трансмиссия вращает выходной вал, это поворачивает оси, которые, в свою очередь, вращают колеса.

Прочие ключевые компоненты автомобилей и двигателей

Генератор : превращает механическую энергию в электрическую. Эта энергия приводит в действие электрическую систему автомобиля, от фар до дворников. Он также подзаряжает автомобильный аккумулятор. Ремень, который вращается после запуска двигателя, приводит его в действие.

Тормоза : в автомобилях используются барабанные или дисковые тормоза. Дисковые тормоза используют суппорт для нажатия на диск колеса, чтобы замедлить колесо. Барабанные тормоза работают по тому же принципу, однако барабанный тормоз давит на внутреннюю часть барабана.

Распредвал : управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов.

Система охлаждения : автомобильные двигатели выделяют много тепла. Это тепло необходимо контролировать. Для этого вода прокачивается через проходы, окружающие цилиндры, а затем через радиаторы для охлаждения.

Распределитель : приводит в действие катушку зажигания, заставляя ее зажигать точно в нужный момент. Он также распределяет искру по нужному цилиндру и в нужное время.Если синхронизация отстает на долю, двигатель не будет работать должным образом.

Выхлопная система : после сжигания топливно-воздушной смеси оставшийся газ попадает в выхлопную систему и удаляется из автомобиля. Если присутствует каталитический нейтрализатор, выхлопные газы проходят через него, а любое неиспользованное топливо и другие определенные химические вещества удаляются.

Ручной тормоз : это отдельная система от ножного тормоза. Как правило, он устанавливается на полу автомобиля и соединяется тросом с двумя задними колесами.

Прокладка головки : головка цилиндра (блок, который герметизирует все верхние части цилиндров) и блок двигателя (который содержит основные корпуса цилиндров) представляют собой отдельные компоненты, которые должны легко стыковаться друг с другом. Прокладка головки — это кусок металла, который находится между ними и соединяет их.

Масло : двигатель автомобиля состоит из множества движущихся частей. Масло смазывает эти детали и позволяет им плавно двигаться. В большинстве автомобильных двигателей масло откачивается из масляного поддона через фильтр, удаляющий любую грязь, а затем под высоким давлением разбрызгивается на подшипники и стенки цилиндров.Затем масло стекает в поддон, где процесс начинается заново.

Регулятор : регулирует количество энергии в генераторе.

Амортизаторы : также известные как амортизаторы, устанавливаются между кузовом и осью автомобиля, чтобы предотвратить чрезмерное качение и раскачивание кузова автомобиля во время движения.

Подвеска : противодействует ударам неровностей дороги. Без такой системы автомобиль, конечно, будет отклоняться каждый раз, когда шины наезжают на неровность или выбоину.Система состоит из пружин и амортизаторов. Пружины поглощают любую энергию, выделяемую при катании шин по неровностям, а амортизаторы поглощают энергию пружин. Это обеспечивает устойчивость и устойчивость основного корпуса автомобиля.

Ремень ГРМ : ремень, соединенный как с распределительным валом, так и с коленчатым валом, гарантирующий, что они работают синхронно друг с другом.

В чем разница между бензиновым и дизельным двигателем?

В бензиновых двигателях топливо смешивается с воздухом, а затем нагнетается в цилиндры, где топливно-воздушная смесь сжимается поршнями и воспламеняется свечами зажигания. В дизельном двигателе воздух сжимается перед добавлением в него топлива. Когда воздух сжимается, он нагревается. Это означает, что когда топливо добавляется к сжатому воздуху, он становится очень горячим и топливно-воздушная смесь воспламеняется автоматически. Таким образом, в дизельном двигателе нет свечей зажигания, так как давление используется для воспламенения топливно-воздушной смеси.


Подробное объяснение функционирования двигателя и его компонентов

Вы когда-нибудь задумывались, насколько увлекательна машина? Это устройство, в которое вы наливаете немного жидкости, садитесь на стул и простыми движениями руки и ноги добираетесь до нужного места.Около 200 лет назад никто бы даже не подумал, что в будущем у вас появятся 4-колесные закрытые металлические вагоны, способные преодолевать расстояние более 27 метров за одну секунду. Но это произошло, и при нынешних темпах дела будут только улучшаться. Сегодня мы рассмотрим работу компонента автомобиля, который позволяет ему двигаться с такой скоростью, — двигателя. Мы рассмотрим его сложные компоненты и их отдельные функции. Итак, давайте начнем с этой статьи и разберемся, как работает автомобильный двигатель.

Как работает автомобильный двигатель: 3 основные части

В общих чертах, двигатель можно разделить на три основные части: головку, блок и масляный поддон.

1. Головка блока цилиндров представляет собой канал, по которому топливо поступает в камеру двигателя и выходит из выхлопных газов. Его ключевые компоненты — распределительные валы, клапаны и свеча зажигания.

2. В блоке цилиндров происходит все сгорание. Ключевыми компонентами здесь являются камера сгорания, поршень и коленчатый вал.

3. Масляный поддон является самой нижней частью двигателя. Его ключевые компоненты — масляный поддон и масляный фильтр.

Как работает автомобильный двигатель: фундаментальный рабочий процесс

Современный автомобильный двигатель представляет собой 4-тактный двигатель, что означает, что он создает полезную мощность за 4 такта. Каждый ход определяется как перемещение поршня из самого нижнего положения (нижняя мертвая точка) в самое верхнее положение (верхняя мертвая точка) и наоборот. К 4-тактным двигателям относятся следующие: ход впуска, ход сжатия, ход мощности, ход выпуска.Вот обзорная блок-схема процессов, происходящих от начала цикла питания до конца:

Как работает автомобильный двигатель: процессы в головке двигателя

Процесс сгорания начинается у головки двигателя, а именно у впускного коллектора. Впускной коллектор — это канал, по которому топливовоздушная смесь поступает в камеру сгорания. Воздух всасывается непосредственно в коллектор из корпуса дроссельной заслонки. С другой стороны, топливо впрыскивается в конец коллектора через сопло, называемое топливным инжектором.

Далее переходим к крану управления выпуском топлива, клапану. Проще говоря, клапан — это устройство, которое закрывает камеру во время сгорания и открывает задвижку, когда топливо должно поступить в камеру или газы должны выйти. Клапаны открываются и закрываются в зависимости от того, какой ход происходит. Открытие и закрытие клапанов осуществляется штоком привода, известным как распределительный вал.

Распределительный вал представляет собой цилиндрический стержень с каплевидными выступами, известными как кулачки.Когда острый конец кулачка вращается напротив клапана, он толкает клапан вниз и открывает порт. Как только острый конец переходит обратно в круглый, пружины клапана возвращают клапан в исходное положение и закрывают порт. Вращение распределительного вала связано с вращением коленчатого вала через ремни и шкивы. Время вращения регулируется очень тонким и точным механизмом синхронизации, который можно регулировать вручную.

Видео предоставлено: YouTube

Как работает автомобильный двигатель: процессы в блоке двигателя

А теперь приступим к серьезному делу, т.е.е. процесс горения. Процесс сгорания происходит внутри камеры сгорания в головке. Здесь самая важная деталь — поршень. Вращательная сила, создаваемая колесами, начинается с движения поршня. Поршень вырабатывает полезную мощность за 4 хода или 4 движения поршня от конца до конца. Давайте подробно рассмотрим эти 4 штриха:

4 такта двигателя:

1. Ход впуска: Сгорание начинается с поршня в верхней мертвой точке или положении ВМТ.Теперь поршень начинает двигаться вниз. Непосредственно перед тем, как поршень начинает движение вниз, впускной клапан открывается. Когда поршень движется вниз, он всасывает свежую воздушно-топливную смесь из коллектора. Когда поршень достигает нижней мертвой точки или НМТ, камера заполняется воздушно-топливной смесью.

2. Ход сжатия: Когда поршень достигает НМТ, начинается такт сжатия. Непосредственно перед тем, как поршень достигнет крайнего нижнего положения, впускной клапан закрывается. Теперь поршень движется вверх.По мере продвижения вверх он сжимает топливовоздушную смесь, так как ей некуда вырваться при закрытых клапанах.

3. Рабочий ход: Непосредственно перед тем, как поршень достигнет самого верхнего положения в такте сжатия, свеча зажигания, установленная на головке цилиндра, испускает очень крошечную искру. Когда эта искра соприкасается со сжатой топливно-воздушной смесью, она воспламеняется. После воспламенения пламя быстро расширяется. Поскольку клапаны по-прежнему закрыты, пламени некуда бежать и толкает поршень вниз.Это рабочий ход, при котором полезная мощность генерируется движением поршня.

* Примечание – Дизельные двигатели не имеют свечей зажигания. Вместо этого топливная форсунка находится в этом положении. На дизельных двигателях механизм сгорания немного другой. Только горячий воздух направляется в камеру сгорания во время такта впуска. Затем этот воздух сжимается, что приводит к еще большему нагреву. Во время рабочего хода форсунка распыляет топливо, которое при контакте с горячим воздухом загорается и начинает горение.Остающийся цикл такой же, как у бензинового двигателя.

Также читайте: Бензин против дизельного двигателя: объяснение различий

4. Такт выпуска : Последним идет ход выпуска. Поршень с импульсом, полученным от предыдущего хода, начинает двигаться обратно вверх. Когда он начинает двигаться, открывается выпускной клапан. Остаточные газы от процесса сгорания вытесняются. На этом один 4-тактный цикл завершается. После этого поршень снова перемещается из ВМТ в НМТ, и цикл возобновляется.

Gif Предоставлено Pinterest

* Note- Вам может быть интересно, когда вы заводите автомобиль из выключенного положения, как поршень получает силу, чтобы двигаться вниз. Об этом позаботится стартер. Когда вы включаете автомобиль ключом, стартер обеспечивает начальное усилие для перемещения поршня вниз, что запускает цикл сгорания. После этого импульс, создаваемый в каждом энергетическом цикле, обеспечивает необходимую силу для перемещения поршня.

Поршень соединен с вращающимся валом, называемым коленчатым валом, через шатун. Поршень соединен со смещенными выступами на штоке, называемыми шатунными шейками. Таким образом, он эффективно преобразует движение поршня вверх и вниз во вращательное движение. Вращение коленчатого вала — это то, что достигает колеса, проходя по пути через различные детали и компоненты. Мы подробно рассмотрим, как мощность достигает колес, в другой статье.

Как работает автомобильный двигатель: масляный поддон

Масляный поддон — это самая нижняя часть двигателя.Масляный поддон предназначен для хранения и подачи смазочного масла к различным движущимся частям двигателя. Две основные части расположены в масляном картере, масляном поддоне и масляном насосе. Масляный поддон — это резервуар, в котором хранится вся смазка. В этот масляный поддон погружен масляный насос, который всасывает масло и передает его в смазочный канал.

Масляный насос имеет небольшой сетчатый фильтр на отверстии, который используется для фильтрации крупного мусора. Как только масло всасывается насосом, оно направляет масло к первичному масляному фильтру, который также удаляет все мелкие частицы и металлические частицы.Затем это масло попадает в смазочный канал и разбрызгивается вокруг различных частей двигателя. Это масло возвращается через отдельный канал и отправляется обратно в отстойник, где процесс возобновляется.

* Примечание — Масло распыляется прямо на камеру сгорания, чтобы обеспечить плавное движение поршня вверх и вниз. Но смесь масла и топлива приведет к неправильному сгоранию. Так как же смазывается втулка поршня? Поршень имеет набор колец, которые проходят по окружности.Каждый раз, когда поршень достигает НМТ во время 4-тактного цикла, масло разбрызгивается на стенки камеры сгорания. Когда поршень начинает опускаться, распыление масла останавливается, и кольца соскребают излишки масла со стенок. Таким образом, масло и топливо никогда не смешиваются.

Итак, это подводит итог нашему объяснению того, как работает двигатель автомобиля. В следующей главе мы продолжим с того места, где мы остановились, с коленчатого вала. Там мы увидим, как мощность движется от двигателя и различных компонентов, с которыми она сталкивается на своем пути.Оставьте комментарий ниже, если у вас есть какие-либо сомнения или предложения относительно этой статьи, и продолжайте посещать наш блог , чтобы получить больше таких интересных статей.

Как работает автомобильный двигатель

В словаре двигатель определяется как машина с движущимися частями, которая преобразует мощность в движение. Таким образом, когда мы рассматриваем, как работает автомобильный двигатель, мы можем игнорировать многие из дополнительных деталей (водяной насос, генератор переменного тока, стартер и т. Д.), Которые многие люди также считают частью двигателя.

Они существуют в том смысле, что помогают продлить срок службы двигателя автомобиля, но они не участвуют напрямую в производстве мощности.

Как двигатель автомобиля вырабатывает мощность?

Последовательность строго контролируемых взрывов толкает вниз поршни (они выглядят как перевернутые кружки), прикрепленные к металлическим стержням, называемым шатунами. Эти стержни прикреплены к гораздо большему и чрезвычайно прочному куску металла в нижней части двигателя, который лежит под прямым углом к ​​ним.Это коленчатый вал.

Движение поршней и шатунов вверх и вниз преобразуется во вращательное движение вращающимся коленчатым валом. К коленчатому валу подключено все, что угодно, включая коробку передач и трансмиссию.

Что вызывает взрывы?

В большинстве двигателей причиной их возникновения являются свечи зажигания (по одной на поршень, но иногда по две). Когда через них проходит электрический заряд, они генерируют искру, воспламеняющую смесь топлива и воздуха.

Все это происходит в камере сгорания, небольшом пространстве между верхней частью поршня и цилиндром.Цилиндр — это то, в чем поршень движется вверх и вниз. Двигатели часто известны по количеству цилиндров, которые у них есть. Наиболее распространен четырехцилиндровый двигатель с расположенными в одну линию цилиндрами.

Горячие газы, выделяемые свечой зажигания, воспламеняющей топливно-воздушную смесь, быстро расширяются внутри камеры сгорания, толкая поршень вниз по цилиндру.

В дизельном двигателе нет свечей зажигания. Вместо этого взрыв вызван поршнем, сжимающим воздух в камере сгорания до такой степени, что он становится очень горячим.В этот момент в него впрыскивается дизельное топливо, которое самовоспламеняется, вызывая взрыв, который снова заставляет поршень опускаться.

ДВИГАТЕЛЬ

101 ЧАСТЬ 1: Основы работы с двигателем для чайников

ЗАВИСИМО ЛИ ВЫ, ПРИВЫКАЛИСЬ к острым ощущениям и скорости быстрой езды, , но не понимаете первой вещи о том, что на самом деле происходит под капотом? Вы хотите знать больше о том, что происходит, не посещая Auto Shop 101? Вас пугает техник из местного производственного цеха, потому что он всегда пытается продать вам мигающую жидкость, подшипники глушителя и другие детали, о существовании которых вы даже не уверены? Если вы ответили «да» на любой из этих вопросов, вам следует начать именно с этого. Мы расскажем вам все о шумном куске металла, прикрепленном к вашим колесам, и немного о том, что заставляет его двигаться вперед.

Текст Майка Кодзимы и Арнольда Эухенио // Фотографии и иллюстрации сотрудников DSPORT

Знание — сила

Чтобы полностью понять, как работают новейшие скоростные детали, вам сначала нужно понять, как работает двигатель. Большинство известных нам автомобилей оснащены так называемыми четырехтактными двигателями. 4-тактный — это четыре такта в энергетическом цикле; такт впуска, такт сжатия, рабочий ход и такт выпуска.Мы рассмотрим их более подробно в разделе «ДВИГАТЕЛЬ 101, ЧАСТЬ 2». На данный момент вам нужно знать, что четырехтактный цикл объясняет, как смесь бензина и воздуха может быть воспламенена, сожжена и плавно преобразована в полезную мощность, чтобы сбросить вас на четверть мили, по трассе или просто доставить вас к Работа.

Двигатель состоит из нескольких основных компонентов; блок, кривошип, стержни, поршни, головка (или головки), клапаны, кулачки, системы впуска и выпуска и система зажигания. Эти части работают вместе, чтобы использовать химическую энергию бензина, преобразовывая множество мелких и быстрых процессов сгорания в вращательное движение, которое в конечном итоге раскручивает ваши колеса и приводит в движение ваш автомобиль.

Block Hole, Сын

Блок — это основная часть двигателя, содержащая возвратно-поступательные компоненты, которые используют энергию бензина. Если вы заглянете под капот, то увидите, что в центре моторного отсека находится большой кусок металла, к которому, кажется, прикреплена целая куча другого металла, проводов и трубок.

Блок имеет круглые отверстия, в которых поршни скользят вверх и вниз. Каждое отверстие называется «отверстием цилиндра». Поскольку отверстие цилиндра или «цилиндр» имеет один поршень, общее количество цилиндров в блоке равно количеству поршней; четырехцилиндровый двигатель имеет четыре отверстия и четыре поршня, шестицилиндровый двигатель будет иметь шесть отверстий и шесть поршней и так далее. Головка блока цилиндров называется головкой, потому что она находится наверху блока, закрывая цилиндры и поршни. Некоторые двигатели имеют цилиндры, расположенные горизонтально напротив друг друга или имеющие V-образную конфигурацию.В результате есть две головки, закрывающие участки на блоке с открытыми поршнями. На данный момент нам просто нужно знать, что головка цилиндров, или, для краткости, головка просто сидит на верхней части блока и закрывает каждый из цилиндров, в которых есть поршни.

Блок также имеет несколько залитых в него проходов для жидкости. Некоторые из них используются для направления охлаждающей жидкости, называемой «охлаждающей жидкостью», вокруг цилиндров для поддержания температуры двигателя и предотвращения перегрева. Другие каналы направляют моторное масло к движущимся частям для смазки и защиты от трения, снижающего мощность.Поскольку блок должен выдерживать огромное давление в цилиндре, производители для прочности отливают его из железа. Другие производители отливают легкие алюминиевые блоки для снижения веса. В алюминиевых блоках используется гильза цилиндра из стального сплава или отверстия со специальным покрытием, чтобы они имели более твердую поверхность и обеспечивали увеличенный срок службы.

Ротационная станция

Поршни движутся вверх и вниз в цилиндрах блока, поскольку в цилиндре воспламеняется смесь топлива и воздуха.Последующее сгорание быстро расширяется и толкает поршень вниз по длине отверстия цилиндра, от головки цилиндра, и с большим давлением. Эта мощность, производимая в одном цилиндре, умножается, потому что события сгорания повторяются в каждом из цилиндров. Это основная предпосылка того, как работает двигатель.

На каждом поршне установлены металлические кольца с открытым концом, называемые просто «кольцами». Это тонкие, круглые, упругие металлические детали, которые входят в канавки вокруг контактных площадок колец в верхней части поршней.Кольца действуют как уплотнение, которое удерживает давление в цилиндре от сгоревшего воздуха и топливной смеси между головкой и верхней частью цилиндра, гарантируя, что давление толкает поршень вниз, а не проталкивает его мимо. Поршневые кольца также соскребают масло со стенок цилиндра, чтобы все масло вашего двигателя не сгорело во время сгорания. Существует также гофрированное кольцо, известное как масляное кольцо, которое позволяет маслу смазывать стенки цилиндра, чтобы поршень, кольца и цилиндры не изнашивались преждевременно.Если бы у ваших поршней не было колец или колец, которые не очень хорошо уплотнялись, сгорание не смогло бы толкнуть поршень вниз с большой силой, и ваша машина не выдала бы никакой мощности, если бы она вообще работала. Кроме того, если бы кольца не могли соскрести масло со стенок цилиндра, в вашем двигателе в конечном итоге закончилось бы масло, оно заклинило и образовало бы много неприятного черного дыма от горящего масла.

Поршни и штоки

После того, как блок очищен, обмерен и обработан, можно установить коленчатый вал, и набор поршней и шатунов заполнит отверстия.

Поршни прикреплены к металлической детали, называемой шатуном. Задача шатуна — передавать силу давления, толкающего поршень по отверстию цилиндра, на коленчатый вал или «кривошип». Обеспечивая связь между поршнем и кривошипом, понятно, как шатуны получили свое название.

Шатун соединен с поршнем с помощью трубки, называемой пальцем. Штифт для запястья проходит через отверстие в поршне и отверстие на меньшей стороне шатуна; эта область называется малым концом шатуна.Большой конец штока — это область, которая соединяется с кривошипом. Большой конец стержня имеет съемную часть, называемую торцевой крышкой или крышкой, которая позволяет прикрепить его к кривошипу.

Поверхность, на которой шатун поворачивается вокруг пальца на запястье, называется шейкой пальца. Область на кривошипе, где шатун соединяется и вращается вокруг, называется шейкой шатуна коленчатого вала. Цапфы коленчатого вала больше, чем шейки наручных пальцев, потому что шейка кривошипа постоянно вращается с высокой скоростью, в отличие от простого возвратно-поступательного качающегося движения на конце штока штока.Это высокоскоростное вращение требует большей площади поверхности, чтобы предотвратить повреждение штока и кривошипа трением. Большой конец штока плавно вращается на шейке кривошипа на масляной пленке под давлением, которая покрывает подшипник скольжения из мягкого металла. На большинстве двигателей маленький конец штока имеет бронзовую втулку для пальца кисти, который питается смазкой разбрызгиванием. На некоторых двигателях на запястье подается масло, соскребаемое кольцами со стенок цилиндра, через канал из канавки для масляного кольца, называемой масленкой для пальца.Это редко, но бывают случаи, когда на штифт запястья подается масло под давлением из подшипника штока из отверстия, просверленного по всей длине штока от большого конца штока.

Этот блок Honda B-серии имеет вставки втулки из ковкого чугуна вместо отверстий основного цилиндра для повышения прочности и соответствия требованиям приложений с высокой мощностью.

Шатуны Янкерс

Рукоятка двигателя очень похожа на кривошип велосипеда. Сила вращения педалей вверх и вниз точно такая же, как сила движения поршней вверх и вниз по отверстию.В двигателе автомобиля вместо энергии ваших ног, нажимающих на педали для создания силы, энергия сгорания в цилиндре и давление, действующее на поршень, создают энергию. Если вы посмотрите на картинку, вы увидите, что кривошипная рукоятка имеет смещение, точно так же, как и рукоятка велосипеда, поэтому штоки и поршни выполняют ту же функцию, что и ваши ноги. На велосипеде, когда вы крутите педали вниз, ваш велосипед движется вперед, а смещенный бросок идет вверх с другой стороны. Точно так же, когда один поршень толкается вниз в результате сгорания воздуха / топлива, он поворачивает кривошип и толкает другой поршень вверх, готовый к следующему сгоранию.Это то, что заставляет вашу машину двигаться вперед. Коленчатый вал крепится к блоку металлическими кусками, называемыми главными крышками. Кривошип фактически зажат на блоке, а не прикреплен, с помощью дополнительных подшипников скольжения (называемых коренными подшипниками), которые помогают смазывать шейки кривошипа. В главных шейках также есть отверстия, которые позволяют маслу под давлением из масляной системы двигателя смазывать шейку и подшипники.

Клапаны: входные и выходные шлюзы

В головке блока цилиндров также расположены впускной и выпускной клапаны. Впускной и выпускной клапаны представляют собой металлические детали, напоминающие тройники для гольфа. Клапаны действуют как дверные проемы для входящего воздуха и топлива и выходящих выхлопных газов соответственно. Во время 4-тактного процесса впускные клапаны открываются, пропуская топливно-воздушную смесь в камеру сгорания, затем закрываются, когда поршень поднимается, чтобы сжать смесь. После того, как смесь воспламенилась и сгорела, поршень вдавливается в его отверстие. На обратном пути поршня вверх выпускные клапаны открываются, чтобы выпустить сгоревшие газы, а затем закрываются, готовясь к следующему повороту цикла двигателя.

Для открытия клапанов в двигателе есть металлические стержни, называемые распределительными валами, которые имеют специальные выступы (выступы), используемые для открытия клапанов. Кулачки вращаются с помощью ремня или цепи, которая соединяет вращающийся кривошип с кулачковыми шестернями; это то, что называется ремнем ГРМ или цепью ГРМ. Некоторые кулачки распределительного вала нажимают прямо на клапаны, чтобы открыть их, но большинство двигателей уличных автомобилей работают косвенно через коромысло. Коромысло — это, по сути, миниатюрные качели; один конец коромысла толкается вверх выступом распределительного вала, который заставляет другой конец нажимать на наконечник клапана, чтобы открыть клапан.Пружины клапана — это буквально пружины, прикрепленные к клапанам, которые помогают держать их закрытыми, когда они должны быть закрыты.

Голова Honcho

Как упоминалось ранее, головка блока цилиндров представляет собой большой кусок металла, который прикрепляется к верхней части блока и закрывает цилиндры, в которых происходит сгорание. Головка, обычно изготовленная из алюминия, также содержит свечи зажигания, клапаны и остальную часть клапанного механизма (пружины клапанов, фиксаторы, распределительные валы).

Головка (головки) должны быть затянуты вниз к блоку, чтобы сдерживать быстрое расширение воспламененной воздушно-топливной смеси без деформации, отделения или полного сдувания верхней части блока.Когда головка прижимается к блоку, она создает область наверху каждого цилиндра, где энергия сгорания высвобождается и фокусируется на поршне. Эта зона называется камерой сгорания. Если вы посмотрите на сторону головки блока цилиндров, которая крепится болтами к блоку, вы увидите камеры сгорания как пространства в головке, которые совпадают с вершинами отверстий цилиндров. Внутри каждой камеры видны кончик свечи зажигания и плоские части клапанов. Именно в этой камере сгорания свеча зажигания создает электрическую дугу, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Головка также имеет встроенные в нее проходы, которые позволяют охлаждающей жидкости или маслу (в зависимости от того, какой это канал) циркулировать через головку, помогая ей сохранять охлаждение и смазку. Между головкой и блоком вы найдете кусок металла или композитного материала, в котором есть участки, вырезанные для каждого отверстия и каждого прохода, идущего от блока к головке. Этот зажатый кусок называется прокладкой головки блока цилиндров.

Сумасшедший поезд

Большинство современных двигателей имеют клапанный механизм с двумя верхними распредвалами (DOHC), что означает, что впускные и выпускные клапаны имеют собственные распредвалы. Преимущество наличия отдельных распределительных валов состоит в том, что каждый кулачок можно разместить очень близко к клапану, что позволяет кулачкам работать либо непосредственно на клапанах, либо через очень маленький коромысел. Это снижает инерционную массу клапанного механизма до минимума, что еще больше способствует работе на высоких оборотах. Почти во всех современных высокопроизводительных двигателях используются клапанные механизмы DOHC, чтобы максимально увеличить доступную мощность при высоких оборотах. Mitsubishi 4B11, установленный в EVO X, и Mazda MZR 2.3 DISI, установленный в MAZDASPEED3, являются яркими примерами современных высокопроизводительных двигателей DOHC.

.
30Июл

Работа тнвд дизельного двигателя: принцип работы, устройство, назначение, конструкция

30 Июл 2018 alexxlab Комментировать

Какие существуют системы подачи топлива в дизельном ДВС

Категория: Полезная информация.

Как мы знаем, в дизельном ДВС топливо воспламеняется не от внешнего источника (искра зажигания в бензиновом моторе), а в результате сильного сжатия и нагрева. При этом топливно-воздушная смесь подается и распыляется в цилиндрах под высоким давлением. С этой целью в дизелях используются разные типы систем подачи топлива.

Топливная система дизельных ДВС: основные принципы

Сначала воздух подается в цилиндр, затем сжимается, нагреваясь в процессе до экстремальных температур, и лишь к концу такта сжатия в цилиндр подается дизельное топливо. Подается таким образом: впрыскивается в камеру сгонария под высоким давлением (от 100 до 2000 атмосфер) и распыляется. Поэтому, вне зависимости от типа топливной системы дизеля, в ней всегда есть два компонента:

  • тот, что создает высокое давление – топливный насос высокого давления (ТНВД)
  • и тот, что впрыскивает и разбрызгивает горючее по камере – форсунка.

В зависимости от типа топливной системы дизельного ДВС, отличается конструкция ТНВД и устройство форсунок. Также отличаются схемы управления этими элементами и место их расположения.

Основные типы топливных систем дизеля

Наибольшее распространение получили 4 типа топливных систем дизельных моторов:

  • рядный ТНВД
  • ТНВД распределительного типа
  • насос-форсунки
  • система Common Rail

Рядный ТНВД – проверенное десятилетиями решение, которое активно применяется на грузовой и специальной технике с дизельными моторами. В основе этой системы подачи топлива находится работа плунжерной пары. Цилиндр движется в гильзе, создавая давление и сжимая топливо до необходимых показателей. Как только они достигнуты, открывается специальный клапан, подающий топливо на форсунку, которая впрыскивает его в цилиндр. Плунжер в это время движется вниз, открывает канал для впуска горючего в пространство гильзы с помощью топливоподкачивающего насоса, и цикл повторяется.

Работа самого плунжера становится возможна благодаря кулачковому валу, который приводится от мотора. Кулачки «толкают» клапана, а мкфта опережения впрыска, соединяющая ТНВД и двигатель, корректирует работу топливной системы.

Неоспоримые достоинства системы подачи топлива с рядными ТНВД – их ремонтопригодность и доступность обслуживания.

ТНВД распределительного типа конструктивно напоминает рядный топливный насос. Отличие заключается в количестве плунжерных пар. Если в рядном ТНВД одна пара идет на один цилиндр, то в распределительном работы одной плунжерной пары достаточно, чтобы обслуживать два, три, и даже шесть цилиндров. Это достигается через опцию вращения плунжера вокруг оси. Вращаясь, плунжер поочередно открывает выпускные клапана, подавая горючее на форсунки нескольких цилиндров.

Эволюция распределительных ТНВД привела к тому, что появились уже роторные топливные насосы: в них плунжеры помещаются в ротор и в процессе работы движутся навстречу двуг другу, пока ротор вращает их, распределяя тем самым топливо по камере сгорания.

Преимущество системы подачи топлива с распределительным ТНВД – компактность самого устройства. Недостатки – сложность настройки, применение схем электронного управления и корректировки работы.

Система подачи топлива в цилиндр с помощью насос-форсунок вообще исключает необходимость ТНВД как отдельного элемента. В этом случае, форсунка и насосная секция – это один узел в общем корпусе.

 

В результате достигается легкость регулировки подачи топлива в конкретный цилиндр, а при выходе из строя одной насос-форсунки, остальные продолжают работать, что облегчает ремонт. Конструктивно, насос-форсунки приводят в действие плунжеры распредвал ГРМ в головке блока цилиндров.

Система подачи топлива насос-форсунками распространена не только на грузовых, но и на легковых автомобилях. К недостаткам ее можно отнести высокую стоимость запчастей, а также крайнюю чувствительность к качеству дизельного топлива. Мельчайшие примеси в горючем могут легко вывести из строя насос-форсунку, что отражается на стоимости эксплуатации такого решения в личном автомобиле.

Система Common Rail стала своего рода прорывом в части решения механизма подачи топлива в дизельных ДВС. Эта система позволяет экономить топливо при высоком КПД дизеля, что и сделало ее такой популярной. Common Rail придумали инженеры Bosch еще в 90-х годах. Сегодня большинство дизельного транспорта оснащается именно Коммон Реил.

Главное отличие этой системы – наличие аккумулятора высокого давления в общей магистрали. Туда топливо нагнетается отдельным ТНВД, чтобы затем под постоянным давлением подаваться на форсунки. Именно постоянство давления дает возможность быстро и эффективно впрыскивать горючее в цилиндр. Как результат – производительная, мягкая и комфортная работа дизельного двигателя. Бонусом – упрощение конструкции самого ТНВД в системе Common Rail.

 

Управляется работа системы отдельным ЭБУ: группа датчиков сообщает контроллеру, сколько и как скоро нужно подать дизельное топливо в цилиндры. С другой стороны, сложность и недостаток Коммон Реил обусловлена как раз умной электроникой и принципом работы системы. Поэтому владельцам таких решений стоит выбирать качественное топливо и своевременно менять топливные фильтры.

О том, как еще продлить жизнь вашего дизельного двигателя, мы писали здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ

Топливный насос высокого давления (ТНВД): виды, устройство, принцип работы

Топливный насос (сокращенно ТНВД) предназначен для выполнения следующих функций —  подачи горючей смеси под высоким давлением в топливную систему ДВС, а также регулирования его впрыска в определенные моменты. Именно поэтому топливный насос считается наиболее важным устройством для дизельных и бензиновых двигателей.

Преимущественно ТНВД применяются, конечно же, в дизельных двигателях. А в бензиновых двигателях ТНВД встречаются лишь в тех агрегатах, на которых используется система непосредственного впрыска топлива. При этом насос в бензиновом двигателе работает куда с меньшей нагрузкой, поскольку такое высокое давление, как в дизеле не требуется.

Основные конструктивные элементы топливного насоса — плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) малого размера, которые объединяются в единую плунжерную систему (пару), изготовленную из высокопрочной стали с большой точностью.

На самом деле изготовление плунжерной пары довольно трудная задача, требующая специальных высокоточных станков. На весь Советский союз был, если не изменяет память, всего один завод, на котором изготавливались плунжерные пары.

Как делают плунжерные пары в нашей стране сегодня можно увидеть в этом видео:

Между плунжерной парой предусматривается очень маленький зазор, так называемое прецизионное сопряжение. Это отлично показано в видео, когда плунжер очень плавно, с зависанием под действием собственного веса входит в цилиндр.

Итак, как мы уже сказали ранее, топливный насос применяется не только для своевременной подачи горючей смеси в топливную систему, но и для распределения его через форсунки в цилиндры в соответствии с типом двигателя.

Форсунки – связующее звено в этой цепи, поэтому они соединены с насосом трубопроводами. С камерой сгорания форсунки соединяются нижней распылительной частью, оснащенной небольшими отверстиями для эффективного впрыска топлива с дальнейшим его воспламенением.  Определить точный момент впрыска ТС в камеру сгорания позволяет угол опережения.

Типы топливных насосов

В зависимости от особенностей конструкции различают три основных типа ТНВД – распределительный, рядный, магистральный.

Рядный ТНВД

Этот тип топливного насоса высокого давления оснащается плунжерными парами, расположенными рядом друг с другом (потому и такое название). Их количество строго соответствует количеству рабочих цилиндров двигателя.

Таким образом, одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в один цилиндр.

Пары устанавливаются в насосном корпусе, в котором предусмотрены каналы входа и выхода. Запускается плунжер при помощи кулачкового вала, соединенного, в свою очередь, с коленвалом, от которого и передается вращение.

Кулачковый вал насоса, при вращении кулачками воздействует на толкатели плунжеров, заставляя их двигаться внутри втулок насоса. При этом поочередно открываются и закрываются впускные и выпускные отверстия. При движении плунжера вверх по втулке создается давление, необходимое для открывания нагнетательного клапана, через который топливо под давлением направляется по топливопроводу к определенной форсунке.

Момент подачи топлива и регулировка его количества, необходимого в конкретный момент времени может осуществляться либо с помощью механического устройства, либо с помощью электроники. Такая регулировка нужна для корректировки подачи топлива в цилиндры двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (оборотов двигателя).

Механическое управление обеспечивается за счет использования специальной муфты центробежного типа, которая закреплена на кулачковом валу. Принцип действия такой муфты заключен в грузиках, которые находятся внутри муфты и имеют возможность перемещаться под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется с ростом (или уменьшением) величины оборотов двигателя, благодаря чему грузики либо расходятся к внешним краям муфты, либо снова сближаются к оси. Это приводит к смещению кулачкового вала относительно привода из-за чего и изменяется режим работы плунжеров и, соответственно, при увеличении частоты вращения коленвала двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, а поздний, как вы догадались, при снижении оборотов.

Рядные топливные насосы весьма надежны. Их смазка осуществляется моторным маслом, поступающим из системы смазки двигателя. Они совершенно не привередливы к качеству топлива. На сегодняшний день применение таких насосов из-за их громоздкости ограничено грузовыми автомобилями средней и большой грузоподъемности. Примерно до 2000 года они применялись и на легковых дизельных моторах.

Распределительный ТНВД

В отличие от рядного насоса высокого давления, у распределительного ТНВД может быть либо один, либо два плунжера в зависимости от объема двигателя и, соответственно, необходимого объема топлива.

И эти один или два плунжера обслуживают все цилиндры двигателя, которых может быть и 4, и 6, и 8, и 12. Благодаря своей конструкции, в сравнении с рядными ТНВД, распределительный насос более компактен и меньше весит, и при этом способен обеспечить более равномерную подачу топлива.

К основному недостатку данного типа насосов можно отнести их относительную недолговечность. Распределительные насосы устанавливаются только в легковые автомобили.

Распределительный ТНВД может оснащаться различными типами приводов плунжера. Все эти типы привода являются кулачковыми и бывают: торцевыми, внутренними, внешними.

Наиболее эффективными считаются торцевые и внутренние приводы, которые лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал, вследствие чего они служат несколько дольше, нежели насосы с внешним кулачковым приводом.

Кстати, стоит отметить, что импортные насосы фирм Bosch и Lucas, наиболее часто использующиеся в автомобилестроении оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы серии НД отечественного производства.

Торцевой кулачковый привод

В этом типе привода, используемом в насосах Bosch VE, основным элементом является распределительный плунжер, предназначенный для создания давления и распределения топлива в топливных цилиндрах. При этом плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Возвратно-поступательное перемещение плунжера осуществляется одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая, опираясь на ролики, перемещается вдоль неподвижного кольца по радиусу, то есть, как бы обегает его.

Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в исходное состояние осуществляется благодаря пружинному механизму.

Распределение топлива в цилиндрах происходит за счет того, что приводной вал обеспечивает вращательные движения плунжера.

Величина подачи топлива может быть обеспечена с помощью электронного (электромагнитный клапан) или механического (центробежная муфта) устройства. Регулировка осуществляется за счет поворота на определенный угол неподвижного (не вращающегося), регулировочного кольца.

Цикл работы насоса состоит из следующих стадий: закачка порции топлива в надплунжерное пространство, нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам. Затем плунжер возвращается в исходное положение и цикл повторяется заново.

Внутренний кулачковый привод

Внутренний привод применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например, в насосах Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC. В таком типе насоса подача и распределение топлива осуществляется посредством двух устройств: плунжера и распределительной головки.

Распределительный вал оснащается двумя противоположно-расположенными плунжерами, которые обеспечивают процесс нагнетания топлива, чем меньше расстояние между ними, тем выше давление топлива. После нагнетания давления топливо устремляется к форсункам по каналам распредголовки через нагнетательные клапана.

Подачу топлива к плунжерам обеспечивает специальный подкачивающий насос, который может отличаться в зависимости от типа своей конструкции. Это может быть либо шестеренчатый насос, либо роторно-лопастной. Подкачивающий насос находится в корпусе насоса и приводится в действие приводным валом. Собственно, он прямо на этом валу и установлен.

Распределительный насос с внешним приводом рассматривать не будем, поскольку, скорее всего, их звезда близка к закату.

Магистральный ТНВД

Такой вид топливного насоса применяется системе подачи топлива Common Rail, в которой топливо перед тем, как поступить к форсункам сначала накапливается в топливной рампе. Магистральный насос способен обеспечить высокую подачу топлива — свыше 180 МПа.

Магистральный насос может быть одно-, двух- или трехплунжерным. Привод плунжера обеспечивается кулачковой шайбой или валом (тоже кулачковым, разумеется), которые в насосе совершают вращательные движения, проще говоря, крутятся.

При этом в определенном положении кулачков, под действием пружины плунжер перемещается вниз. В этот момент происходит расширение компрессионной камеры, за счет чего в ней снижается давление и образуется разряжение, которое заставляет открыться впускной клапан, через который топливо проходит в камеру.

Поднятие плунжера сопровождается увеличением внутрикамерного давления и закрытием клапана впуска. При достижении давления, на который настроен насос, открывается выпускной клапан, через который топливо нагнетается в рампу.

В магистральном насосе управление процессом подачи топлива реализуется дозирующим топливным клапаном (который приоткрывается или закрывается на необходимую величину) при помощи электроники.

Топливный насос высокого давления. Рядный ТНВД

Примером рядного топливного насоса высокого давления применяемого на легковых автомобилях является насос дизеля Мерседес 190, состоящий из нескольких одинаковых секций. В передней части этого насоса расположен вакуумный насос 14, приводимый в движение эксцентриком 2, расположенным на торце кулачкового вала.

В нижней части  корпуса насоса установлен кулачковый вал, который соединяется со звездочкой привода через муфту опережения впрыска.

На кулачковом валу имеются про­филированные кулачки для каждой насосной секции и эксцентрик для приведения в движение насоса низкого давления, который крепится к привалочной плоскости насоса высокого давления.

Рис. Топливный насос высокого давления Мерседес:
1 – штуцер подключения вакуумного усилителя тормозов; 2 – эксцентрик привода вакуумного насоса; 3 – звездочка приводной цепи; 4 – автоматическая муфта опережения впрыска; 5 – винт установки начала впрыска; 6 – подача топлива; 7 – трубопровод высокого давления; 8 – рычаг перекрытия подачи топлива; 9 – вакуумная камера остановки двигателя; 10 – вакуумная камера увеличения частоты вращения коленчатого вала; 11 – регулятор частоты вращения; 12 – пробка для установки приспособления регулировки начала впрыска; 13 – топливоподкачивающий насос; 14 – вакуумный насос

В перегородке корпуса против каждого кулачка установлены роликовые толкатели 14. Оси роликов своими концами входят в пазы корпуса насоса, предотвращая проворачивание толкателей.

Рис. Секция рядного ТНВД:
1 – зубчатый сектор; 2 – регулирующая поворотная втулка плунжера; 3 – боковая крышка;  4 – штуцер нагнетательного клапана; 5 – корпус нагнетательного клапана; 6 – нагнетательный клапан; 7 – гильза плунжера; 8 – плунжер; 9 – рейка ТНВД; 10 – поводок плунжера; 11 – возвратная пружина плунжера; 12 – нижняя тарелка возвратной пружины; 13 – регулировочный болт; 14 – роликовый толкатель; 15 – кулачковый вал

Насосные секции установлены в верхней части корпуса и крепятся винтами. Основной частью каждой насосной секции является плунжерная пара, состоящая из плунжера 8 и гильзы 7. Плунжерную пару изготовляют из хромомолибденовой стали и подвергают закалке до высокой твердости. После окон­чательной обработки подбором производят сборку плунжеров и гильз так, чтобы обеспечить в соединении зазор, равный 3…5 мкм. Этим достигается  максимальная плотность сопряжения взаимодейст­вующих деталей обеспечивающих давление впрыскивания топлива до 1200 кгс/см2.

Сверху каждой плунжерной пары установлен нагнетательный клапан 6, размещенный в корпусе 5.

При вращении кулачкового вала 15 насоса выступ кулачка набегает на роликовый толкатель 14, который через регулировочный болт воздействует на плунжер 8 и перемещает его вверх. Когда выступ кулачка выходит из-под ролика толкателя, пружина 11, упирающаяся в тарелки, возвращает плунжер в первоначаль­ное положение. Рейка 9 входит в зацепление с зубчатым венцом поворотной втулки 2, надетой на гильзу.

Регулирование состава топливовоздушной смеси в дизельном двигателе происходит изменением подачи топлива при неизменном количестве воздуха, в отличие от бензиновых двигателей, где изменяется и то и другое. В рядных ТНВД изменение подачи топлива, обычно осуществляется за счет рейки, однако изменение подачи может осуществляться и за счет золотника, который перемещается по плунжеру. В рассматриваемом ТНВД при перемещении рейки 9 вдоль ее оси втулка 2  поворачивается на гильзе и, действуя на выступы  плунжера, поворачивает его, в результате чего изменяется количество топлива, подаваемого к форсункам. Ход рейки ограничивается стопорным винтом, входящим в ее продольный паз. Задний конец рейки соединен с тягой  регулятора частоты вращения коленчатого вала, установленного в корпусе ТНВД.

Принцип работы секции насоса

Принцип работы секции насоса заключается в следующем. При движении плунжера 1 вниз внутреннее пространство гильзы 12 наполняется топливом, и одновременно оно подается насосом низкого давления в подводящий канал 10 корпуса 11 насоса.

Рис. Схема работы секции насоса высокого давления:
а – впуск топлива; б – начало подачи; в – конец подачи;
1 – плунжер; 2 – продольный паз; 3 – выпускное отверстие; 4 – сливной канал; 5 – пружина; 6 – нагнетательный клапан; 7 – разгрузочный поясок; 8 – надплунжерное пространство;  9 – впускное отверстие; 10 – подводящий канал; 11 – корпус насоса; 12 – гильза; 13 – винтовая кромка

При этом открывается впускное отверстие 9, и топливо поступает в надплунжерное пространство 8. Затем под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, перепуская топливо обратно в под­водящий канал 10 до тех пор, пока верхняя кромка плунжера 1 не перекроет впускное отверстие 9 гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и при рабочем давлении  топливо, преодолевая усилие пружины 5, поднимает нагнетательный клапан 6 и поступает в топливопровод.

Дальнейшее перемещение плунжера вверх вызывает повышение давления, превышающее давление, создаваемое пружиной форсунки, в результате чего игла форсунки приподнимается и проис­ходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива про­должается до тех пор, пока винто­вая кромка 13 плунжера не откроет выпускное отверстие 3 в гильзе, в результате чего давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан 6 под действием пружины закрывается и надплунжерное пространство разъе­диняется с топливопроводом высокого давления. При дальнейшем движении плунжера вверх топливо перетекает в сливной канал 4 через продольный паз 2 и винтовую кромку 13 плунжера.

Нагнетательный клапан 6 разгружает топливопровод высокого давления, так как он снабжен цилиндрическим разгрузочным пояском 7, который при посадке клапана на седло обеспечивает увеличение объема топливопровода. Этим достигается резкое прекращение впрыскивания топлива и устраняется возможность его подтекания через распылитель форсунки, что улучшает процесс смесе­образования и сгорания рабочей смеси, а также повышает надежность работы форсунки.

Клапаны ТНВД

В ТНВД с рядным расположением плунжерных пар применяются нагнетательные клапана объемного течения и ограничения обратного течения, а также клапана постоянного давления.

Клапана обратного течения применяются для демпфирования волн обратного давления топлива, возникающих при закрытии распылителя форсунки, что уменьшает износ распылителя и подвпрыски топлива в цилиндры двигателя. Клапан  устанавливается как дополнительный над обычным клапаном перед топливопроводом высокого давления, идущим к форсунке.

Рис. Штуцер ТНВД с нагнетательным клапаном:
а – с клапаном объемного течения и ограничением обратного течения; b – с клапаном постоянного течения; 1 – корпус нагнетательного клапана; 2 – обратный клапан; 3 – промежуточный объем; 4 – разгрузочный поясок; 5 – сферический клапан; 6 – втулка клапана; 7 – нагнетательный клапан; 8 – жиклер; 9 – обратный клапан

Клапан состоит из головки с запорной конической фаской, разгрузочного пояска 4 и хвос­товика с прорезями для прохода топлива. Сверху на клапан установлена пружина 3, которая прижимает его к седлу. При подаче топлива разгрузочный поясок вместе с конусом клапана приподнимается над направляющей втулкой и топливо под давлением поступает к форсунке. При закрытии основного клапана клапан обратного течения перекрывает доступ обратных волн топлива.

Клапана постоянного течения применяются на ТНВД с давлением впрыска более 800 кг/см2, для уменьшения кавитации. При подаче топлива через нагнетательный клапан в конце хода нагнетания шариковый обратный клапан под действием обратных волн давления топлива открывается и система топливоподачи действует как нагнетательный клапан с перепускным дросселем. При уменьшении давления клапан закрывается, при этом в магистрали сохраняется постоянное давление.

Перемещение плунжера во втулке с момента закрытия впускного отверстия до момента открытия вы­пускного отверстия  называется активным  ходом  плунжера, который в основном и определяет количество подаваемого топлива за цикл работы топливной секции.

Изменение количества топлива, подаваемого секцией за один цикл, происходит в результате поворота плунжера зубчатой рейкой 5. При различных углах поворота плунжера благодаря винтовой кромке смещаются моменты открытия выпускного отверстия. При этом, чем позднее открывается выпускное отверстие, тем большее количество топлива может быть подано к форсункам.

Рис. Схема изменения подачи топлива:
1 – гильза; 2 –  впускное отверстие; 3 – плунжер; 4 – винтовая кромка; 5 –рейка

На рисунке показаны следующие положения винтовой кромки плунжера за цикл работы топливной секции:

  • положение а – нулевая подача топлива. Плунжер 3 повернут так, что его продольный паз расположен против выпускного отверстия, в результате чего при перемещении плунжера вверх топливо вытесняется в сливной канал, подача топлива прекращается и двигатель останавливается
  • положение  б – промежуточная подача, так как при повороте плунжера 3 по часовой стрелке объем вытесненного топлива уменьшается так как выпускное отверстие открывается раньше
  • положение в – максимальная подача топлива и наибольший активный ход плунжера 3. В этом случае расстояние от винтовой кромки 4 плунжера до выпускного отверстия будет наибольшим

Система питания топливом дизельного двигателя

Система питания топливом дизельного двигателя предназначена для размещения, очистки и своевременной подачи топлива в цилиндры двигателя в нужном количестве и под достаточным давлением на всех режимах его работы при любой температуре окружающего воздуха.

Дизельное топливо

Дизельное топливо является одним из продуктов переработки нефти. В нем содержатся различные углеводороды (парафины, нафтены, ароматические и др.). Число атомов углерода, входящих в молекулы дизельного топлива, достигает тридцати. Основное качество дизельного топлива — легкость воспламенения при соприкосновении с горячим воздухом. Воспламеняемость топлива характеризуется цетановым числом. Чем выше это число, тем менее стойки к окислению молекулы топлива и легче оно воспламеняется. У дизельного топлива цетановое число составляет 40 — 50 (чаще всего 45).

Важной характеристикой топлива также является его вязкость при различных температурах. Для обеспечения нормальной работы двигателя топливо не должно застывать при низкой температуре (до -60 °С). Кроме того, необходимо, чтобы топливо не было токсичным, обладало антикоррозионными и смазывающими свойствами, а также не создавало паровые пробки в топливопроводах при температурах до 50 °С.

Для автотракторных дизелей используется топливо марок А (арктическое), 3 (зимнее) и Л (летнее). Наиболее широко распространено топливо марок З (при отрицательной температуре воздуха) и Л (при температурах выше 0 °С).

Требования к агрегатам и узлам системы питания

Ко всем агрегатам и узлам системы питания предъявляются следующие основные требования:

  • герметичность
  • малые масса и габариты
  • надежность
  • коррозионная стойкость
  • малые гидравлические сопротивления
  • простота
  • низкая стоимость обслуживания

Топливопроводы и агрегаты системы питания топливом должны быть расположены в моторном отделении ТС таким образом, чтобы при их неисправности капающее топливо не попадало на детали, имеющие температуру, способную вызвать его воспламенение.

Общее устройство системы питания

Схема системы питания топливом мощного дизеля приведена на рисунке. В общем случае в систему питания топливом входят узлы, размещенные вне двигателя (на раме или в корпусе машины), и на двигателе. К первым относятся топливные баки бачок 7 для сбора топлива, предпусковой топливоподкачивающий насос 10, топливораспределительный кран 77, топливопроводы низкого давления и некоторые другие узлы. Ко вторым в первую очередь относятся основной топливоподкачивающий насос 8, топливный насос высокого давления (ТНВД) 5, форсунки 4 и топливопроводы высокого давления.

При работе двигателя топливо из топливных баков забирается основным топливоподкачивающим насосом и под давлением 0,05…0,1 МПа подается к ТНВД. По пути из баков к насосу топливо проходит через топливораспределительный кран, предпусковой топливоподкачивающий насос и фильтр 9 грубой очистки. Если на ТС установлен только один топливный бак или несколько баков, сообщающихся друг с другом, то топливораспределительный кран отсутствует. Перед поступлением в ТНВД из насоса топливо очищается от мельчайших примесей в фильтре 3 тонкой очистки. Нагнетательные секции ТНВД, приводимого в действие от коленчатого вала двигателя, в определенные моменты согласно рабочему циклу и порядку работы двигателя подают топливо под высоким давлением (до 50 МПа и более) в необходимом количестве к форсункам. Через форсунки, ввернутые в головку блока цилиндров, топливо впрыскивается в камеры сгорания в те моменты, когда в цилиндрах завершается такт сжатия.

Рис. Схема системы питания топливом мощного дизеля:
1 — топливные баки; 2 — кран для выпуска воздуха; 3 — фильтр тонкой очистки; 4 — форсунки; 5 ТНВД; 6 — двигатель; 7 — бачок для сбора топлива; 8 — основной топливоподкачивающий насос; 9 — фильтр грубой очистки; 10 — предпусковой топливоподкачивающий насос; 11 — топливораспределительный кран; топливные трубопроводы обозначены сплошной линией; трубопроводы для удаления воздуха из системы обозначены пунктиром

Перед пуском двигателя заполнение системы топливом и подача его к ТНВД осуществляются с помощью предпускового топливоподкачивающего насоса. После пуска этот насос не функционирует.

Если в ТНВД и трубопроводы высокого давления, соединяющие его с форсунками, попадает воздух, то подача топлива в цилиндры нарушается. Следовательно, нарушается и нормальный режим работы двигателя. С целью предотвращения попадания воздуха в ТНВД на пути топлива к нему помещают воздухоотстойник, расположенный в самой высокой точке системы. Обычно воздухоотстойник размещают в крышке фильтра тонкой очистки. Перед пуском двигателя в случае необходимости скопившийся в воздухоотстойнике воздух отводят в воздушные полости топливных баков 1 через кран (клапан) 2 для выпуска воздуха. Для этого при неработающем двигателе открывают кран (клапан) и с помощью предпускового насоса прокачивают систему. В этом случае топливо вытесняет воздух из воздухоотстойника в воздушную полость топливного бака через топливораспределительный кран (как показано на рисунке) или напрямую.

Топливный бак

Топливо, просочившееся в форсунках между иглой и распылителем, отводится по сливным трубопроводам в специальный бачок 7 или в какой-либо основной топливный бак.

Топливные баки служат для хранения топлива. Они могут иметь различную конфигурацию и вместимость в зависимости от конструкции конкретного ТС. Общая вместимость топливных баков определяется запасом хода машины (обычно не менее 500 км). Чаще всего баки изготавливает из листовой стали или высокопрочного пластика, стойкого к воздействию химически активного топлива. Для предотвращения коррозии внутренние поверхности стальных баков покрывают бакелитовым лаком, оцинковывают или лудят. С целью увеличения жесткости баков на их стенках иногда выштамповывают желоба, а внутри устанавливают несплошные перегородки, которые к тому же уменьшают площадь свободной поверхности топлива и ослабляют его колебанияbqвремя движения ТС.

Наливные горловины топливных баков обычно снабжают сетчатыми фильтрами. В нижней части баков размещают отстойники. Если бак имеет значительную вместимость, то слив топлива осуществляется через отверстие с пробкой и шариковым клапаном, расположенное выше отстойника. В этом случае используется специальный ключ-трубка со шлангом. Воздушное пространство баков соединяется с атмосферой через дренажные трубки или другие специальные устройства, которые должны исключать возможность попадания огня во внутреннюю полость бака и вытекания топлива при резких толчках ТС, а также (по возможности) обеспечивать очистку воздуха, поступающего в баки. Для замера количества топлива в баках раньше применялись измерительные стержни. В настоящее время для этой цели чаще всего используются электрические датчики поплавкового типа, посылающие электрический сигнал, пропорциональный уровню топлива, к соответствующему указателю на приборной панели ТС.

Топливоподкачивающий насос

Основной топливоподкачавающий насос обеспечивает бесперебойную подачу топлива из баков к ТНВД при работающем двигателе. Он обычно приводится в действие от коленчатого или распределительного вала двигателя. Может применяться и автономный электродвигатель, питаемый от генератора ТС. Использование электропривода обеспечивает равномерную подачу топлива независимо от частоты вращения коленчатого вала и возможность аварийного отключения всей системы. Существуют различные конструкции топливоподкачивающих насосов. Они могут быть:

  • шестеренными
  • плунжерными (поршневыми)
  • коловратными (пластинчатого типа)

Как правило, применяются плунжерные и коловратное насосы.

Плунжерный топливоподкачивающий насос

Плунжерный топливоподкачивающий насос состоит из корпуса 5, плунжера 7 с пружиной 6, толкателя 10 с роликом 77, пружиной 9 и штоком 8, а также клапанов — впускного 4 и нагнетательного 1 с пружинами. Толкатель с плунжером могут перемещаться вверх-вниз. Перемещение вверх происходит при повороте эксцентрика 72, изготовленного как одно целое с кулачковым валом ТНВД; перемещение вниз обеспечивают пружины 6 и 9.

При сбегании выступа эксцентрика с ролика толкателя плунжер под действием пружины б перемещается вниз, вытесняя топливо, находящееся под ним, в нагнетательную магистраль насоса. В это время нагнетательный клапан закрыт, а впускной под действием разрежения над плунжером открыт, и топливо поступает из впускной магистрали в надплунжерную полость. При движении толкателя и плунжера вверх впускной клапан закрывается под действием давления топлива, а нагнетательный, наоборот, открывается, и топливо из надплунжерной полости поступает в нижнюю камеру под плунжером. Таким образом, нагнетание топлива происходит только при движении плунжера вниз.

Если подачу топлива в цилиндры двигателя уменьшают, в выпускном трубопроводе насоса, а значит, и в полости под плунжером давление возрастает. В этом случае плунжер не может опуститься вниз даже под действием пружины 6, и толкатель со штоком перемещается вхолостую. По мере расходования топлива давление в нагнетательной полости понижается, и плунжер под действием пружины 6 опять начинает перемещаться вниз, обеспечивая подачу топлива.

Рис. Схема плунжерного топливоподкачиваюгцего насоса:
1 — нагнетательный клапан; 2 — корпус насоса ручной подкачки топлива; 3 — поршень насоса ручной подкачки топлива; 4 — впускной клапан; 5 — корпус топливоподкачивающего насоса; 6, 9 — пружины; 7 — плунжер; 8 — шток; 10 — толкатель; 11 — ролик; 12 — эксцентрик кулачкового вала

Рис. Схема коловратного топливоподкачивающего насоса:
1 — пружина редукционного клапана; 2 — редукционный клапан; 3 — перепускной клапан; 4 — пружина перепускного клапана; 5 — плавающий палец; 6 — пластина; 7 — ротор; 8 — направляющий стакан; А—В — камеры насоса

Плунжерный топливоподкачивающий насос обычно совмещен с насосом 2 ручной подкачки топлива. Данный насос устанавливается на входе в основной топливоподкачивающий насос и приводится в действие вручную за счет перемещения поршня 3 со штоком. При движении поршня вверх под ним образуется разрежение, открывается впускной клапан, и топливо заполняет подплунжерное пространство. При перемещении поршня вниз впускной клапан закрывается, а нагнетательный открывается, позволяя топливу пройти далее по топливной магистрали.

Коловратный топливоподкачивающий насос

В мощных быстроходных дизелях применяются в основном коловратные топливоподкачивающие насосы. Ротор 7 насоса приводится во вращение от коленчатого вала двигателя. В роторе имеются прорези, в которые вставлены пластины 6. Одним (наружным) концом пластины скользят по внутренней поверхности направляющего стакана 8, а другим (внутренним) — по окружности плавающего пальца 5, расположенного эксцентрически относительно оси ротора. При этом они то выдвигаются из ротора, то вдвигаются в него. Ротор и пластины делят внутреннюю полость направляющего стакана на камеры А, Б и В, объемы которых при вращении ротора непрерывно меняются. Объем камеры А увеличивается, поэтому в ней создается разрежение, под действием которого топливо засасывается из впускной магистрали. Объем камеры В уменьшается, давление в ней повышается, и топливо вытесняется в нагнетательную полость насоса. Топливо, находящееся в камере Б, переходит от входного отверстия стакана к выходному. При повышении давления в нагнетательной полости до определенного уровня открывается редукционный клапан 2, преодолевая усилие пружины 7, и излишек топлива перепускается обратно во впускную полость насоса. Поэтому в нагнетательной полости и выпускном трубопроводе поддерживается постоянное давление. Перед пуском, когда двигатель и, следовательно, основной топливоподкачивающий насос не работают, топливо через него может прокачиваться предпусковым топливоподкачивающим насосом. В этом случае открывается перепускной клапан 3, преодолевая усилие пружины 4. В закрытом положении тарелка этого клапана перекрывает отверстия в тарелке редукционного клапана.

Предпусковой топливоподкачивающий насос

Перед пуском двигателя заполнение системы топливом и подача его к ТНВД осуществляются с помощью предпускового топливоподкачивающего насоса 70. Ранее были широко распространены насосы плунжерного и диафрагменного (мембранного) типов с ручным приводом. Однако в настоящее время все чаще применяются центробежные крыльчатые насосы с приводом от электродвигателя, питаемого электрической энергией аккумуляторной батареи. Они обеспечивают более быструю прокачку топлива, не требуют затрат мускульной энергии механика-водителя и могут использоваться в качестве аварийных при отказе основного топливоподкачивающего насоса.

Фильтры грубой и тонкой очистки топлива

Очистка топлива от механических примесей и воды происходит в фильтрах грубой 9 и тонкой 3 очистки. Фильтр грубой очистки, устанавливаемый перед основным топливоподкачивающим насосом 8, задерживает частицы размерами 20… 50 мкм, на долю которых приходится 80…90 % массы всех примесей. Фильтр тонкой очистки, помещаемый между основным топливоподкачивающим насосом и ТНВД, задерживает примеси размерами 2…20 мкм.

В настоящее время в силовых установках с дизелями применяют следующие типы фильтров грубой очистки:

  • сетчатые
  • ленточно-щелевые
  • пластинчато-щелевые

У сетчатых фильтров фильтрующим элементом является металлическая сетка. Из нее можно образовывать концентрические цилиндры, через стенки которых продавливается топливо, или дискообразные секции, нанизанные на центральную трубу с отверстиями в стенке, соединенную с выходным трубопроводом.

В ленточно-щелевом фильтре фильтрующим элементом служит гофрированный стакан с намотанной на него профильной лентой. Через щели между витками ленты, образованными за счет ее выступов, топливо из пространства, окружающего фильтрующий элемент, попадает во впадины между гофрированным стаканом и лентой, а затем — в полость между дном и крышкой стакана, откуда удаляется через выпускной трубопровод.

Фильтрующий элемент пластинчато-щелевого фильтра представляет собой полый цилиндр, составленный из одинаковых тонких кольцевых дисков с отгибными выступами. За счет этих выступов между дисками образуются зазоры. Топливо поступает к наружным и внутренним поверхностям цилиндра и, проходя через щели между дисками, очищается. Очищенное топливо через торцевые отверстия в дисках направляется в верхнюю часть фильтра к выходному отверстию.

Очень часто фильтр грубой очистки совмещают с отстойником для воды, находящейся в дизельном топливе. В этом случае необходимо периодически отворачивать пробку отстойника для удаления из него скопившейся воды.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующих элементов обычно используют картонные элементы типа «многолучевая звезда» или пакеты из картонных и фетровых дисков. Реже применяют каркасы с адсорбирующей механические примеси набивкой (например, минеральной ватой), каркасы с тканевой или нитчатой обмоткой и др.

В процессе эксплуатации ТС топливные фильтры загрязняются, что приводит к увеличению их сопротивления. Чтобы подача топлива к ТНВД не прекратилась, необходимо фильтр грубой очистки периодически промывать, а фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки заменять новым.

ТНВД. Устройство и принцип работы

Топливный насос высокого давления 5 предназначен для точного дозирования топлива и его подачи в форсунки 4 под необходимым давлением и в определенный момент. В рядных двигателях такой насос помещают сбоку от двигателя, на верхней половине его картера. У V-образных двигателей его устанавливают в развале цилиндров. Существует множество типов ТНВД. В частности, на дизели сравнительно небольшой мощности, предназначенные для легковых автомобилей, как правило, устанавливают ТНВД распределительного типа с одним нагнетающим плунжером-распределителем. Однако мощные многоцилиндровые дизели чаще всего оборудованы многоплунжерными насосами. Пример такого ТНВД для шестицилиндрового V-образного дизеля представлен на рисунке.

Насос состоит из корпуса 5 с крышками, шести насосных секций, механизма привода насосных секций и механизма поворота плунжеров. Каждая насосная секция включает в себя плунжер 8, возвратную пружину 11 с опорными шайбами, нагнетательный клапан 3 с седлом, пружиной и упором, а также штуцер 2 и другие вспомогательные направляющие и крепежные детали. Механизм привода насосных секций состоит из кулачкового вала 7 и роликовых толкателей 6 с регулировочными болтами. В механизм поворота плунжеров входят поворотные втулки 10 с зубчатыми венцами и зубчатая рейка 9 с втулками и ограничительным винтом. Вдоль секций в корпусе насоса высверлены два продольных канала 1 и 4, соединенных друг с другом поперечными каналами. Каждый плунжер очень точно подогнан к своей гильзе, что обеспечивает достижение высокого давления с наименьшей утечкой топлива через зазоры.

Рис. Топливный насос высокого давления:
1, 4 — продольные каналы; 2 — штуцер; 3 — нагнетательный клапан; 5 — корпус насоса; 6 — роликовый толкатель; 7 — кулачковый вал; 8 — плунжер; 9 — зубчатая рейка; 10 — поворотная втулка; 11 — возвратная пружина

Насос работает следующим образом. Кулачковый вал приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью зубчатой передачи (угловая скорость кулачкового вала в 2 раза меньше скорости коленчатого). Вращаясь, кулачковый вал перемещает своими кулачками роликовые толкатели 6, которые поднимают плунжеры вверх.

Обратный ход толкателей и плунжеров обеспечивается возвратными пружинами. К каналу 4 подводится топливо от топливоподкачивающего насоса, предварительно очищенное в фильтре тонкой очистки.

Когда плунжер находится в нижнем положении, топливо из канала 4 попадает в образовавшуюся надплунжерную полость. При движении плунжера вверх входное отверстие закрывается, и топливо под большим давлением проходит через нагнетательный клапан, штуцер и топливопровод высокого давления к форсунке.

Нагнетание топлива происходит до тех пор, пока надплунжерная полость не соединится со сливным каналом 1 с помощью осевых, радиальных и винтовых проточек в плунжере. При постоянном ходе плунжера, определяемом высотой выступа кулачка, количество подаваемого к форсунке топлива регулируется поворотом плунжера с помощью зубчатой рейки и поворотной втулки с зубчатым венцом. Винтовая проточка в плунжере выполнена так, что по мере его поворота изменяется расстояние от края перепускного отверстия, связанного с каналом 7, до края отсечной кромки винтовой проточки. При этом длина рабочего хода плунжера, во время которого происходит нагнетание топлива, также изменяется.

Для того чтобы топливо, подаваемое в цилиндры, успевало своевременно сгорать, и двигатель развивал наибольшую мощность, необходимо при росте частоты вращения коленчатого вала несколько увеличивать угол опережения впрыскивания топлива.

Регулирование этого угла у насосов с механическим управлением обеспечивается специальной центробежной муфтой, которая устанавливается в корпусе ТНВД и пропорционально частоте вращения коленчатого вала смещает на некоторый угол кулачковый вал насоса в направлении его вращения.

Механизм всережимного регулятора

С ТНВД соединен механизм всережимного регулятора. Он автоматически поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала, устанавливает минимальную частоту на холостом ходу, а также ограничивает максимальную частоту. Механизм регулятора представляет собой систему тяг, пружин и упоров, связанных с зубчатой рейкой ТНВД, перемещение которых зависит от частоты вращения кулачкового вала.

Форсунка

Форсунка служит для подачи топлива в цилиндр двигателя под высоким давлением в мелкораспыленном виде.

Типичная форсунка включает в себя корпус 5 с распылителем 3, направляющим штифтом 4 и накидной гайкой 2, иглу 1 распылителя со штоком б, пружину 7 с опорной шайбой, регулировочным винтом 9 и втулкой 8, колпачковую гайку 10 и топливоприемный штуцер 12 с сетчатым фильтром 11. Распылитель и игла должны быть очень точно подогнаны друг к другу. В верхней части распылителя имеются один кольцевой и несколько (чаще всего три) вертикальных топливных канала, а в нижней части — центральные входной и выходной каналы с распыляющими отверстиями. Диаметр этих отверстий составляет 0,2…0,4 мм. Игла своим нижним конусным концом закрывает выходной канал. Распылитель плотно прикрепляется к корпусу-форсунки с помощью накидной гайки. Топливный канал корпуса соединяется с кольцевым каналом распылителя через его вертикальные каналы. Правильное положение распылителя относительно корпуса обеспечивает направляющий штифт.

Рис. Форсунка:
1 — игла распылителя; 2 — накидная гайка; 3 — распылитель; 4 — направляющий штифт; 5 — корпус форсунки; 6 — шток; 7 — пружина; 8 — втулка; 9 — регулировочный винт; 10 — колпачковая гайка; 11 — сетчатый фильтр; 12 — топливоприемный штуцер

Топливо, подаваемое к форсунке по топливоприемному штуцеру, проходит через сетчатый фильтр и по топливным каналам корпуса  в верхней части распылителя поступает в его кольцевую полость. По достижении необходимого давления в этой полости, действующего кроме прочего на конический поясок иглы, она поднимается вверх, преодолевая сопротивление пружины. В это время открывается выходной канал, и топливо через него и распыливающие отверстия поступает в камеру сгорания цилиндра двигателя.

После прекращения подачи топлива насосной секцией ТНВД и падения давления игла снова садится в свое седло, прекращая впрыскивание топлива. Просочившееся через неплотности топливо поступает в верхнюю часть форсунки и через отверстия в винте 9 и гайке 10 по специальному трубопроводу сливается в бачок 7 для сбора топлива.

Аккумуляторная система питания топливом

Современные жесткие требования к уровню выбросов вредных веществ двигателями внутреннего сгорания вынудили конструкторов дизелей искать новые решения в области топливной аппаратуры для них. Дело в том, что даже самые совершенные ТНВД не могут обеспечить такого давления топлива, при котором оно распылялось бы настолько мелко, что могло бы полностью сгореть в камере сгорания.

Неполное сгорание приводит к большему расходу топлива, а самое главное — к повышению в отработавших газах концентрации вредных веществ, в частности сажи. В связи с этим в настоящее время для дизелей с непосредственным впрыском все чаще применяется так называемая аккумуляторная система питания топливом.

Основное отличие такой системы от «классической» заключается в наличии общей топливной рампы (аккумулятора давления), в которой во время работы двигателя создается очень высокое давление.

Топливная рампа соединена трубопроводами высокого давления с электронно-управляемыми топливными форсунками, иглы которых перемещаются с помощью электромагнитов по сигналам от компьютера (электронного блока) управления двигателем. Такая система питания топливом позволяет оптимизировать работу двигателя практически по всем параметрам.

Видео: Система питания дизеля

Топливная система дизельного двигателя автомобиля: устройство и принцип работы

У многих из нас дизельные двигатели ассоциируются в первую очередь с шумными моторами, которые не отличаются должностными мощностными показателями. Однако современные дизели благодаря использованию автоматических систем управления и измененному принципу работы существенно прибавили в показателях мощности, избавились от характерной дрожи и своего тракторного звука. Неудивительно, что с учетом отличной тяги и топливной экономичности дизельные моторы сегодня пользуются все большей популярностью. В этой статье мы поговорим с вами о том, что представляет собой топливная система дизельного двигателя и что такое ТНВД.

Устройство

Дизели используют свойство солярки воспламеняться при высоком давлении. Именно поэтому особенностью устройства топливной системы у дизелей является наличие необходимости поддерживания высокого давления в системе.

При этом такие силовые агрегаты не имеют классических свечей накаливания, которые в бензиновых моторах воспламеняют смесь в цилиндрах.

Устройство топливной системы состоит из следующих элементов:

  • Фильтр грубой и тонкой очистки;
  • Топливный бак;
  • Подкачивающий насос;
  • Топливный насос высокого давления;
  • Форсунки.

В зависимости от конкретной модификации силового агрегата топливная система дизельного двигателя может иметь различные дополнительные элементы. Автовладельцу лишь необходимо знать какая компрессия должна быть в моторе его автомобиля.

Устройство системы питания у дизельного двигателя отличается простотой.

Принцип работы следующий:

  1. Из бака топливо при помощи топливного насоса высокого давления и дополнительного подкачивающего насоса помпового или шестеренчатого типа заканчивается в систему, проходя первоначально через фильтр грубой очистки, в котором из топливной смеси удаляются крупные включения.
  2. Непосредственно перед топливным насосом располагается уже фильтр тонкой очистки.
  3. Топливо через форсунки попадает в цилиндры, где под действием высокого давления, которое возникает за счет движения поршней, воспламеняется, что и приводит в движение поршни и коленвал.

ТНВД

За создание в системе колоссального давления отвечает ТНВД. Для начала разберем, что такое ТНВД. Большинство модификаций таких топливных насосов высокого давления приходит в движение от вращающегося вала, который связан с распредвалом. Конструкция топливного насоса высокого давления состоит из нескольких секций, число которых соответствует количеству цилиндров.

Подобная сложная конструкция этого узла обуславливает высокую стоимость этой запчасти. Поэтому ремонт ТНВД приводит к существенным затратам автовладельца.

Непосредственно за подачу топлива в ТНВД отвечает подкачивающий насос, который забирает солярку из топливного бака. За дополнительное увеличение давления в системе отвечает специальный плунжер, который конструктивно находится за насосом высокого давления. Этот плунжер нагнетает топливо в форсунки, которые распыляют мельчайшие частички солярки внутри камеры сгорания.

Следует сказать, что использование сразу нескольких фильтрующих элементов обусловлено зависимостью долговечности и беспроблемности эксплуатации силового агрегата от качества используемого топлива. Именно поэтому вопросам качества используемой солярки необходимо уделить должное внимание.

Сегодня не редкость изготовление топлива с большим содержанием серы. Удалить из топлива такую серу с помощью фильтрующих элементов невозможно. Тогда как такая сера в солярке приводит к появлению нагара в топливной системе дизельного двигателя.

Форсунки

Большинство современных моделей дизелей используют специальные форсунки высокого давления, которые позволяют максимально качественно распрыскивать топливную смесь внутри цилиндра. Следует сказать, что чем мельче частички топливной смеси, тем устойчивее работа силового агрегата.

Современные форсунки изготавливаются с многочисленными отверстиями, поэтому распыление топливной смеси происходит во всех направлениях равномерно. Такие форсунки в процессе эксплуатации автомобиля могут выходить из строя, что приводит к необходимости их замены.

Причиной выхода из строя форсунок может также стать некачественная солярка, тогда как стоимость таких запчастей может находиться на достаточно высоком уровне.

Подача топлива в камеру сгорания выполняется форсунками под колоссальным давлением. В том числе и за счет такого высокого давления создаваемого форсунками происходит воспламенение топливной смеси.

“Именно в высоком давлении в системе и состоит основное отличие дизельного силового агрегата от бензинового мотора. Если в бензиновых силовых агрегатах воспламенение бензина происходит за счет искры от свечей зажигания, то в дизелях смесь воспламеняется самостоятельно за счет высокого давления.

Турбины

Большинство модификаций современных моторов используют дополнительные турбины, которые позволяют существенно повысить мощность силового агрегата. Отдельные силовые агрегаты оснащаются двумя, тремя и даже четырьмя такими турбинами. Использование таких небольших по объему нагнетателей позволяет одновременно улучшить показатели мощности и избавляет от характерной турбоямы, которая проявляется в существенной задержке ускорения при нажатии на педаль газа.

Современные турбированные дизели по мощности даже превосходят атмосферные бензиновые силовые агрегаты. При этом, по показателям топливной экономичности, они на 20-30% лучше, нежели чем бензиновые моторы.

В то же время следует сказать, что наличие турбины может отрицательно сказаться на показателях надежности силового агрегата. Во время работы турбина может вращаться с высокой скоростью, и при этом на этот узел неизменно приходится повышенная нагрузка. Поэтому не редкость поломки, которые вызваны усталостью этого узла, а также использованием некачественного масла.

Следует сказать, что устройство турбины дизельного двигателя отличается повышенной сложностью, и в большинстве случаев устранение таких неполадок заключается в замене вышедшего из строя элемента.

Тюнинг

Чип тюнинг дизельных двигателей может выполняться как путем перепрограммирования блока управления, так и за счет изменения давления турбины.

Следует сказать, что чип тюнинг дизельного двигателя отличается простотой и имеет доступную стоимость. При этом он позволяет существенным образом увеличить показатели мощности мотора без снижения его ресурса работы.

Отметим, что для качественной работы такого чипованного силового агрегата необходимо удалить катализаторы или поставить их обманки. Следует помнить о том, что чип тюнинг дизельного двигателя должен выполнять исключительно опытный специалист, который знает, какая компрессия должна быть в моторе.

В настоящее время существуют различные программы увеличения мощности силового агрегата путем перепрограммирования его блока управления. В данном случае имеется возможность как легкого тюнинга, так и кардинальное увеличение мощности.

Впрыск дизельного топлива

Впрыск дизельного топлива

Magdi K. Khair, Hannu Jääskeläinen

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

Abstract : Целью системы впрыска топлива является подача топлива в цилиндры двигателя с точным контролем момента впрыска, распыления топлива и других параметров.К основным типам систем впрыска относятся насос-форсунка, насос-форсунка и common rail. Современные системы впрыска достигают очень высокого давления впрыска и используют сложные электронные методы управления.

Основные принципы

Назначение системы впрыска топлива

На характеристики дизельных двигателей сильно влияет конструкция их системы впрыска. Фактически, наиболее заметные успехи, достигнутые в дизельных двигателях, явились прямым результатом превосходной конструкции системы впрыска топлива.Хотя основная цель системы — подавать топливо в цилиндры дизельного двигателя, именно то, как это топливо подается, определяет разницу в характеристиках двигателя, выбросах и шумовых характеристиках.

В отличие от своего аналога двигателя с искровым зажиганием, система впрыска дизельного топлива подает топливо под чрезвычайно высоким давлением впрыска. Это означает, что конструкция компонентов системы и материалы должны быть выбраны таким образом, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, чтобы работать в течение продолжительных периодов времени, соответствующих целевым показателям долговечности двигателя.Для эффективной работы системы также необходимы более высокая точность изготовления и жесткие допуски. Помимо дорогих материалов и производственных затрат, системы впрыска дизельного топлива характеризуются более сложными требованиями к управлению. Все эти функции составляют систему, стоимость которой может составлять до 30% от общей стоимости двигателя.

Основное назначение системы впрыска топлива — подавать топливо в цилиндры двигателя. Чтобы двигатель эффективно использовал это топливо:

  1. Топливо необходимо впрыскивать вовремя, то есть необходимо контролировать время впрыска и
  2. Необходимо подать правильное количество топлива для удовлетворения требований к мощности, то есть необходимо контролировать дозирование впрыска.

Однако для достижения хорошего сгорания недостаточно подавать точно отмеренное количество топлива в нужное время. Дополнительные аспекты имеют решающее значение для обеспечения надлежащей работы системы впрыска топлива, включая:

  • Распыление топлива — обеспечение того, чтобы топливо распылялось на очень мелкие частицы топлива, является основной задачей при проектировании систем впрыска дизельного топлива. Маленькие капли гарантируют, что все топливо испарится и участвует в процессе сгорания.Любые оставшиеся капли жидкости плохо горят или выходят из двигателя. В то время как современные системы впрыска топлива способны обеспечивать характеристики распыления топлива, намного превосходящие то, что необходимо для обеспечения полного испарения топлива в течение большей части процесса впрыска, некоторые конструкции систем впрыска могут иметь плохое распыление в течение некоторых коротких, но критических периодов фазы впрыска. Конец процесса закачки — один из таких критических периодов.
  • Массовое смешивание —Хотя распыление топлива и полное испарение топлива имеют решающее значение, обеспечение достаточного количества кислорода в испарившемся топливе во время процесса сгорания не менее важно для обеспечения высокой эффективности сгорания и оптимальной производительности двигателя.Кислород поступает из всасываемого воздуха, захваченного в цилиндр, и достаточное количество должно быть увлечено топливным жиклером, чтобы полностью смешаться с имеющимся топливом во время процесса впрыска и обеспечить полное сгорание.
  • Использование воздуха —Эффективное использование воздуха в камере сгорания тесно связано с объемным смешиванием и может быть достигнуто за счет комбинации проникновения топлива в плотный воздух, который сжимается в цилиндре, и деления общего количества впрыскиваемого топлива на число струй.Должно быть предусмотрено достаточное количество форсунок, чтобы захватить как можно больше доступного воздуха, избегая при этом перекрытия форсунок и образования зон, богатых топливом, с дефицитом кислорода.

Основное назначение системы впрыска дизельного топлива графически представлено на Рисунке 1.

Рисунок 1 . Основные функции системы впрыска дизельного топлива

Определение терминов

Для описания компонентов и работы систем впрыска дизельного топлива используется множество специализированных понятий и терминов.Некоторые из наиболее распространенных из них включают [922] [2075] :

Сопло относится к части узла сопла / иглы, которая взаимодействует с камерой сгорания двигателя. Такие термины, как P-тип, M-тип или S-тип сопла, относятся к стандартным размерам параметров сопла в соответствии со спецификациями ISO.

Держатель форсунки или Корпус форсунки относится к части, на которой устанавливается форсунка. В обычных системах впрыска эта часть в основном выполняла функцию крепления форсунки и предварительного натяга игольной пружины форсунки.В системах Common Rail он содержит основные функциональные части: сервогидравлический контур и гидравлический привод (электромагнитный или пьезоэлектрический).

Инжектор обычно относится к держателю сопла и соплу в сборе.

Начало впрыска (SOI) или Время впрыска — время начала впрыска топлива в камеру сгорания. Обычно он выражается в градусах угла поворота коленчатого вала (CAD) относительно ВМТ хода сжатия.В некоторых случаях важно различать , указанный SOI, и фактический SOI. SOI часто обозначается легко измеряемым параметром, таким как время, в течение которого электронный триггер отправляется на инжектор, или сигнал от датчика подъема иглы, который указывает, когда игольчатый клапан инжектора начинает открываться. Точка в цикле, где это происходит, — это обозначенная SOI. Из-за механического отклика форсунки может быть задержка между указанным КНИ и фактическим КНИ, когда топливо выходит из сопла форсунки в камеру сгорания.Разница между фактическим SOI и указанным SOI заключается в запаздывании инжектора .

Начало поставки. В некоторых топливных системах впрыск топлива согласован с созданием высокого давления. В таких системах начало подачи — это время, когда насос высокого давления начинает подавать топливо в форсунку. Разница между началом подачи и SOI зависит от продолжительности времени, необходимого для распространения волны давления между насосом и инжектором, и зависит от длины линии между насосом высокого давления и инжектора, а также от скорости звука. в топливе.Разница между началом подачи и SOI может обозначаться как задержка впрыска .

Конец впрыска (EOI) — это время в цикле, когда впрыск топлива прекращается.

Количество впрыскиваемого топлива — это количество топлива, подаваемое в цилиндр двигателя за рабочий такт. Часто выражается в мм 3 / ход или мг / ход.

Продолжительность впрыска — это период времени, в течение которого топливо поступает в камеру сгорания из форсунки.Это разница между EOI и SOI и связана с количеством впрыска.

Схема впрыска. Скорость впрыска топлива часто меняется в течение периода впрыска. На рисунке 2 показаны три распространенные формы нормы: пыльник, пандус и квадрат. Скорость открытия и скорость закрытия относится к градиентам скорости впрыска во время открывания и закрывания сопла иглы соответственно.

Рисунок 2 . Общие формы скорости закачки

События множественного впрыска. В то время как обычные системы впрыска топлива используют одно событие впрыска для каждого цикла двигателя, более новые системы могут использовать несколько событий впрыска. На рисунке 3 определены некоторые общие термины, используемые для описания событий множественной инъекции. Следует отметить, что терминология не всегда последовательна. Основной впрыск Событие обеспечивает основную часть топлива для цикла двигателя. Один или несколько впрысков перед основным впрыском, предварительные впрыски , обеспечивают небольшое количество топлива перед событием основного впрыска.Предварительный впрыск может также обозначаться как пилотный впрыск . Некоторые называют предварительный впрыск, который происходит относительно долго до основного впрыска, как пилотный, а тот, который происходит за относительно короткое время перед основным впрыском, как предварительный впрыск. Впрыски после основных впрысков, пост-впрыски, , могут происходить сразу после основного впрыска (, закрытый пост-впрыск ) или относительно долгое время после основного впрыска (, поздний пост-впрыск, ).Пост-инъекции иногда называют после инъекции . Хотя терминология сильно различается, близкая повторная инъекция будет называться повторной инъекцией, а поздняя повторная инъекция — повторной инъекцией.

Рисунок 3 . Множественные события инъекции

Термин разделенный впрыск иногда используется для обозначения стратегий множественного впрыска, когда основной впрыск делится на два меньших впрыска приблизительно равного размера или на меньший предварительный впрыск, за которым следует основной впрыск.

В некоторых системах впрыска топлива могут возникать непреднамеренные последующие впрыски, когда форсунка на мгновение повторно открывается после закрытия. Иногда их называют вторичными впрысками .

Давление впрыска постоянно не используется в литературе. Это может относиться к среднему давлению в гидравлической системе для систем Common Rail или к максимальному давлению во время впрыска (пиковое давление впрыска) в обычных системах.

Основные компоненты топливной системы

Компоненты системы впрыска топлива

За некоторыми исключениями топливные системы можно разделить на две основные группы компонентов:

  • Компоненты стороны низкого давления — Эти компоненты служат для безопасной и надежной доставки топлива из бака в систему впрыска топлива.Компоненты стороны низкого давления включают топливный бак, топливный насос и топливный фильтр.
  • Компоненты стороны высокого давления —Компоненты, создающие высокое давление, дозирующие и подающие топливо в камеру сгорания. В их число входят насос высокого давления, топливная форсунка и форсунка для впрыска топлива. Некоторые системы могут также включать аккумулятор.

Форсунки для впрыска топлива можно разделить на тип отверстий или дроссельных игл, а также на закрытые или открытые.Закрытые форсунки могут приводиться в действие гидравлически с помощью простого подпружиненного механизма или с помощью сервоуправления. Открытые форсунки, а также некоторые новые конструкции форсунок с закрытыми форсунками могут приводиться в действие напрямую.

Дозирование количества впрыскиваемого топлива обычно осуществляется либо в насосе высокого давления, либо в топливной форсунке. Существует ряд различных подходов к измерению топлива, включая: измерение давления с постоянным интервалом времени (PT), измерение времени при постоянном давлении (TP) и измерение времени / хода (TS).

Большинство систем впрыска топлива используют электронику для управления открытием и закрытием форсунки. Электрические сигналы преобразуются в механические силы с помощью привода определенного типа. Обычно эти исполнительные механизмы могут быть либо электромагнитными соленоидами, либо активными материалами, такими как пьезоэлектрическая керамика.

Основные компоненты системы впрыска топлива рассмотрены в отдельной статье.

###

Топливная форсунка дизельных двигателей — Морское исследование


Изображение предоставлено: www.riceweightloss.com

Старые двигатели с продувкой по контуру могут иметь единственную форсунку, установленную по центру головки блока цилиндров. Поскольку выпускной клапан находится в центре головки блока цилиндров в современных двигателях с прямоточной продувкой, топливные клапаны (2 или 3) расположены по периферии головки.
Давление, при котором работает форсунка, можно отрегулировать, регулируя нагрузку на пружину. Давление, при котором работают форсунки, различается в зависимости от двигателя, но может достигать 540 бар.

— Топливные форсунки достигают этого за счет использования подпружиненного игольчатого клапана.
— Топливо под давлением от топливного насоса подается вниз по корпусу форсунки в камеру форсунки чуть выше, где игольчатый клапан крепко удерживается на своем седле сильной пружиной.
— Когда плунжер топливного насоса поднимается в цилиндре, в камере нарастает давление, воздействуя на нижнюю часть иглы, как показано. Когда эта сила преодолевает направленную вниз силу пружины, игольчатый клапан начинает открываться.
— Топливо теперь воздействует на зону посадки клапана и увеличивает подъемную силу.
— Когда это происходит, топливо попадает в пространство под иглой и проталкивается через небольшие отверстия в сопле, где оно выходит в виде «распыленной струи».

Кредит изображения: www.marinediesels.co.uk

В конце поставки давление резко падает, и пружина быстро закрывает игольчатый клапан.

АТОМИЗАЦИЯ

Распад топлива на очень мелкие частицы, когда он впрыскивается в цилиндр.
Правильное распыление облегчает начало горения и гарантирует, что каждая мельчайшая частица топлива окружена частицами кислорода которые он может объединить

Изображение предоставлено: www.marineinsight.com

Относится к расстоянию, на которое частицы топлива проходят или проникают в камеру сгорания.

— Относится к модели движения прицела в камере сгорания в конце сжатия.
Форма распыления топлива конусообразная.

— Это происходит, когда во время впрыска наблюдается чрезмерная скорость распыления топлива, вызывающая контакт с металлическими частями двигателя, и одним из результатов является горение пламени.

Корпус клапана топливной форсунки обычно имеет фланец на верхнем конце, а нижний конец имеет резьбу для размещения корпуса форсунки и накидной гайки форсунки
Корпус форсунки содержит четыре отверстия.Одно предназначено для впуска топлива, а другое — для клапана заливки топлива, эти два отверстия соединены через общее пространство внутри топливного сопла или через кольцевое пространство.

Изображение предоставлено: DieselNet

Игла клапана, которая очень точно вставлена ​​в направляющую машины в корпус форсунки, удерживается на коническом седле непосредственно над отверстиями для распыления.
Небольшой зазор между иглой и корпусом форсунки, чтобы учесть изменения температуры при работе с нагретым топливом.

Некоторые форсунки имеют внутренние охлаждающие каналы, выходящие в сопло, через которые циркулирует охлаждающая вода.Это необходимо для предотвращения перегрева и подгорания насадки. Форсунки
на современных двухтактных крейцкопфных двигателях не имеют внутренних каналов водяного охлаждения. Они охлаждаются за счет комбинации интенсивного охлаждения канала в головке блока цилиндров, расположенной рядом с карманами клапана, и топлива, которое рециркулирует через инжектор, когда толкатель находится на основании кулачка или когда двигатель остановлен.

Помимо охлаждения форсунки, рециркуляция топлива при остановленном двигателе поддерживает правильную вязкость топлива для впрыска, предотвращая его охлаждение.
Анимация напротив показывает принцип работы одной системы.
Топливные форсунки должны содержаться в хорошем состоянии для поддержания оптимальной эффективности и предотвращения возникновения условий, которые могут привести к повреждению цилиндра. Форсунки следует заменять в соответствии с рекомендациями производителя, проводить капитальный ремонт и испытания. Пружины могут ослабнуть при повторном срабатывании, что приведет к открытию инжектора при более низком давлении, чем предусмотрено. Игольчатый клапан и седло могут изнашиваться, что вместе с изношенными отверстиями сопла приведет к неправильному распылению и подтеканию.

1.Перегрев ИЛИ при охлаждении:
Если охлаждение форсунки снижено из-за системы охлаждения топливного клапана или из-за плохой передачи тепла на головку блока цилиндров, рабочая температура форсунки повысится. Это может вызвать: —
— Размягчение иглы и седла, что увеличивает вероятность протечки форсунки и / или,
— Топливо расширяется / выкипает из топливного мешка, что приводит к образованию угольной трубы и повышенному уровню углеводородов и дыма. в выхлопных газах.

2.Переохлаждение:
Чаще встречается на старых судах с отдельными системами водяного охлаждения топливного клапана. Когда форсунка переохлаждена, верхняя часть форсунки опускается ниже температуры конденсации и возникает кислотная коррозия из-за серы в жидком топливе. Это может вызвать сильную коррозию наконечника инжектора, что приведет к нарушению формы распыления.

3. Утечка из форсунки:
Эта неисправность приведет к образованию углеродных труб, поскольку капля топлива сгорает близко к наконечнику и остаются углеродные отложения.Формирование труб будет иметь прогрессивное влияние, влияя на форму распыления топлива, и это может быть обнаружено по повышенной температуре выхлопных газов и уровням дыма.
Утечку форсунки иногда можно определить по дефекту седла (седло больше не узкое, и это вызвано): —
— Недостаточное охлаждение,
— Грязь в топливе повреждает / истирает посадочное место,
— Чрезмерная игла удар клапана из-за чрезмерного времени работы, чрезмерного подъема иглы или усилия пружины.

4. Слабая пружина:
Это заставит инжектор открываться и закрываться при более низком давлении. Таким образом, в течение этих периодов впрыска размер капель топлива будет увеличиваться.
Увеличенный размер капель в начале сгорания приведет к снижению максимального давления в цилиндре (позднее сгорание), в то время как увеличенный размер капель в конце сгорания приведет к увеличению температуры выхлопных газов и дыма (дожигание).
Причиной слабой пружины обычно является усталость металла из-за чрезмерного количества операций.

5. Провисшая игла:
Небольшая утечка между игольчатым клапаном и его корпусом необходима для смазки движущихся частей. Однако избыточная утечка из-за провисания иглы позволит большему количеству и большему размеру частиц топлива пройти между клапаном и корпусом.
Количество утечки не должно влиять на работу инжектора, если оно не является чрезмерным, но частицы грязи между иглой и корпусом могут увеличить трение и замедлить работу иглы.
Причиной провисания иглы обычно является плохая фильтрация топлива, вызывающая износ иглы и корпуса.

6. Плохое распыление:
Это приведет к увеличению размера капель топлива, что увеличит время, необходимое для сгорания. Таким образом, шум двигателя, выхлопной дым, температура выхлопных газов и т. Д. Увеличатся. Плохое распыление может быть вызвано низким давлением впрыска (износ топливного насоса), высокой вязкостью топлива и засорением отверстия форсунки, например, угольными трубами.

7.Плохое проникновение
Это уменьшит смешивание, которое происходит между топливом и воздухом, и увеличит зоны избыточного обогащения в центральной части цилиндра. Таким образом, только после сгорания в центральной области расширяющиеся газы будут перемещать топливный заряд в богатое воздухом внешнее кольцо цилиндра, где присутствует наибольшая масса воздуха.
Это увеличит время, необходимое для сгорания, поскольку смесь топлива и воздуха во многих областях неправильная, и, следовательно, увеличится дожигание, температура выхлопа и дымность.
Причины плохого проникновения — пониженное давление впрыска и засорение отверстий форсунки, например, рожков или отложений в мешочке.

8. Избыточное проникновение
Это происходит, когда плотность воздуха внутри цилиндра снижается или возникают отверстия слишком большого размера. Поток жидкости проходит слишком далеко в цилиндр, так что имеет место высокий уровень попадания жидкости на стенку гильзы. Это удалит смазку гильзы, и после горения значительно увеличится температура стенки гильзы и ее тепловое напряжение.
Если это чрезмерное проникновение вызвано длительными операциями на малой мощности, то следует установить насадки с «медленной скоростью».

Форсунки с медленным пропариванием могут использоваться, когда требуется регулярная и продолжительная работа двигателя при 20-50% мощности.
Диаметр отверстия сопла уменьшен до
i. Уменьшите проникновение в менее плотный воздух цилиндра
ii. Поддерживайте достаточный уровень распыления и давление впрыска, так как массовый расход снижается.

Если двигатель работает в течение длительного периода на низких уровнях мощности / скорости с форсунками «нормального» размера, то распыление будет уменьшаться, что приведет к увеличению шума двигателя, механической нагрузки, выхлопного дыма, температуры выхлопных газов и расхода топлива.

1. Сильно увеличенные отверстия вызывают перегрев, возможно обгорание верхней поверхности поршня, а также вызывают отложения нагара в охлаждающем пространстве поршня при охлаждении маслом. Это также может вызвать повышенный износ цилиндра и поршневого кольца.

2. Если отверстия забиты, распыление топлива будет происходить до такой степени, что это приведет к неполному сгоранию. Это, в свою очередь, может значительно снизить выходную мощность и вызвать все механические проблемы, которые обычно возникают после сжигания.
3. Если форсунки негерметичны или пружина повреждена, выгорает верхняя поверхность поршня, а также образуется нагар в охлаждающем пространстве поршня, если масло охлаждается. Это также может вызвать повышенный износ цилиндра и поршневых колец и привести к пожару из продувки.

1. О раннем впрыске обычно свидетельствует стук в цилиндре. На диаграмме мощности максимальное давление будет значительно выше. Температура выхлопных газов будет низкой.

2. Негерметичный клапан можно определить по индикаторной диаграмме, которая показывает пониженное давление сгорания.Это будет некоторое снижение выходной мощности, повышение температуры выхлопных газов примерно на 10 ° C и дымность газов. Блокировка форсунок и выхлопных отверстий. Пульсация турбонагнетателя также является частью индикации

.

3. После сжигания произойдет повышение температуры и давления выхлопных газов. Максимальная высота диаграммы мощности и тяги будет уменьшена. Другими признаками являются задымленность выхлопа, возможные возгорания на всасывании, засорение выхлопной системы, помпаж турбонагнетателя

.

4. Забитые топливные форсунки — эффективность сгорания двигателя зависит от распыления топлива, формы и направления струй топлива.Так что отверстия должны быть чистыми. Первым внешним признаком накопления нагара будет повышение температуры выхлопных газов из-за того, что топливо не смешивается должным образом с воздухом и, следовательно, не сгорает полностью за отведенное время. Мощность снижена, выхлоп задымлен.

  • Топливные форсунки должны содержаться в хорошем состоянии для поддержания оптимальной эффективности и предотвращения возникновения условий, которые могут привести к повреждению цилиндра.
  • Форсунки должны быть заменены в соответствии с рекомендациями производителя, отремонтированы и испытаны.
  • Пружины могут ослабнуть при повторной работе, что приведет к открытию форсунки при более низком давлении, чем предусмотрено.
  • Игольчатый клапан и седло могут изнашиваться, что вместе с изношенными отверстиями сопла приведет к неправильному распылению и подтеканию.
  • Во время работы необходимо обеспечить надлежащее охлаждение. Очистить охлаждающие каналы при капитальном ремонте.
  • Следует использовать соответствующий сорт жидкого топлива, и его следует использовать после надлежащей очистки, чтобы предотвратить увеличение конических и овальных распыленных отверстий из-за абразивных материалов.
  • Корпус клапана и иглу клапана всегда следует рассматривать как единое целое, а не как две отдельные части, и их следует заменять вместе.
  • Отверстия следует прочистить и прочистить должным образом, не повреждая их продувкой сжатым воздухом.
  • Игла клапана должна быть идеально герметичной в закрытом положении и должна быстро открываться и закрываться.
  • Кулачок, приводящий в действие топливные клапаны или топливный насос, в зависимости от обстоятельств, должен открываться и закрываться в кратчайшие сроки.

1. www.marineengineering.co.uk
2. Эксплуатация и техническое обслуживание судового оборудования — Cowley
3. Reeds Marine Engineering Series, Vol. 12 — Знания в области автомобильной инженерии для морских инженеров
4. Вопросы и ответы Лэмба о морских дизельных двигателях — С. Кристенсен
5. Принципы и практика судовых дизельных двигателей — Sanyal

Функция впрыска дизельного топлива

Система впрыска топлива лежит в основе дизельного двигателя.Сжимая и впрыскивая топливо, система нагнетает его в воздух, который был сжат до высокого давления в камере сгорания.

В состав системы впрыска дизельного топлива входят:

  • ТНВД — нагнетает топливо до высокого давления
  • Трубка высокого давления — подает топливо на форсунку
  • Форсунка — впрыскивает топливо в цилиндр
  • подкачивающий насос — всасывает топливо из топливного бака
  • фильтр топливный — фильтрует топливо

Некоторые типы топливных баков также имеют топливный отстойник на дне фильтра для отделения воды от топлива.

Функции системы

Система впрыска дизельного топлива выполняет четыре основные функции:

Подача топлива

Элементы насоса, такие как цилиндр и плунжер, встроены в корпус насоса высокого давления. Топливо сжимается до высокого давления, когда кулачок поднимает плунжер, а затем направляется в инжектор.

Регулировка количества топлива

В дизельных двигателях поступление воздуха практически постоянно, независимо от частоты вращения и нагрузки.Если количество впрыска изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя и время впрыска остается постоянным, мощность и расход топлива изменяются. Поскольку мощность двигателя почти пропорциональна количеству впрыска, она регулируется педалью акселератора.

Регулировка момента впрыска

Задержка зажигания — это период времени между моментом впрыска, воспламенения и сгорания топлива и достижением максимального давления сгорания. Поскольку этот период времени практически постоянен, независимо от частоты вращения двигателя, таймер используется для регулировки и изменения момента впрыска, что позволяет достичь оптимального сгорания.

Топливо для распыления

Когда топливо нагнетается впрыскивающим насосом и затем распыляется из форсунки, оно полностью смешивается с воздухом, улучшая тем самым воспламенение. Результат — полное сгорание.

Топливные форсунки

для судового дизельного двигателя

Топливные форсунки для судового дизельного двигателя Главная || Дизельные двигатели || Котлы || Системы питания || Паровые турбины || Обработка топлива || Насосы || Холодильное оборудование ||

Топливные форсунки для судового дизельного двигателя

Функция системы впрыска топлива — подавать нужное количество топлива в нужный момент и в подходящем состоянии для процесс горения.Следовательно, должна быть какая-то форма измерения подача топлива, средства синхронизации доставки и распыления топливо.

Впрыск топлива достигается за счет расположения кулачков на распредвал. Этот распределительный вал вращается с частотой вращения двигателя для двухтактного двигателя. и на половине оборотов двигателя для четырехтактного. Есть две основные системы в использовании, каждый из которых использует комбинацию механических и гидравлические операции. Самая распространенная система — это рывковый насос; то другой — это common rail.

align = «left»> align = «left»> align = «left»> Типичная топливная форсунка показана на рисунке. Видно два основные детали, форсунка и держатель форсунки или корпус. Высокого давления топливо попадает и проходит по каналу в теле, а затем в проход в сопле, заканчивающийся камерой, окружающей игольчатый вентиль.

Игольчатый клапан удерживается закрытым на скошенном седле с помощью промежуточный шпиндель и пружина в корпусе инжектора.Весна давление и, следовательно, давление открытия форсунки, может быть установлено компрессионная гайка, действующая на пружину. Форсунка и корпус инжектора изготовлены как совпадающие пары и точно отшлифованы, чтобы хороший сальник. Оба соединены гайкой сопла.


Система впрыска мазута для дизельного двигателя
align = «center»>

Игольчатый клапан открывается, когда давление топлива воздействует на коническая грань игольчатого клапана оказывает достаточное усилие, чтобы преодолеть сжатие пружины.Затем топливо поступает в нижнюю камеру и вытолкнули через серию крошечных отверстий. Маленькие отверстия имеют размер и расположены так, чтобы распылять или разбивать на крошечные капли все жидкое топливо, которое затем легко сгорит. Как только насос форсунки или распределительный клапан отключает подачи топлива под высоким давлением игольчатый клапан быстро закроется под сила сжатия пружины.

Все тихоходные двухтактные двигатели и многие среднеоборотные четырехтактные двигатели теперь почти непрерывно работают на тяжелом топливе.А Поэтому необходима система циркуляции топлива, которая обычно внутри топливной форсунки. Во время впрыска топливо под высоким давлением будет откройте циркуляционный клапан для проведения инъекции. Когда двигатель остановился подкачивающий топливный насос, подающий топливо, которое циркуляционный клапан направляет вокруг корпуса инжектора.

Старые конструкции двигателей могут иметь топливные форсунки, которые циркулируют с охлаждающая вода.


Топливная система дизельного двигателя
align = «center»>
Краткое объяснение того, как работает топливная система в судовом дизельном двигателе?

Из бункерных баков топливо перекачивается перекачивающим насосом в отстойник, из отстойника мазут очищается до служебный бак.Из служебного бака мазут перекачивается через топливная система под давлением к двигателю.

Топливо сначала проходит через комплект холодных фильтров к комплекту подкачивающие насосы мазута, повышающие давление мазута примерно до 12 15 бар, подавая топливо через комплект подогревателей и viscotherm, комплект фильтров тонкой очистки затем к топливной рампе и к топливные насосы двигателя, где давление поднимается примерно до 250 300 бар для распыления топливной форсункой.

Нагреватель в системе снижает вязкость мазута в системе для эффективного сгорания. Требуемая температура будет зависеть от от качества жидкого топлива, которое будет варьироваться в зависимости от температуры не должна превышать 150 ° C. Фильтр тонкой очистки в системе нержавеющий. стальная сетка для фильтрации частиц размером более 50 микрон или менее для двигатели меньшего размера. Фильтры следует регулярно чистить.

Важна плотность мазута, сжигаемого в дизельном двигателе. потому что некоторые виды топлива разной плотности несовместимы в резервуарах может происходить образование тяжелых шламов.


Связанная информация:
  • Функция топливной форсунки для дизельного двигателя

    • Функция системы впрыска топлива — подавать необходимое количество топлива в нужный момент и в подходящем состоянии для процесс горения. Следовательно, должна быть какая-то форма измерения подача топлива, средства синхронизации доставки и распыления топливо.
    Подробнее …..
  • Техническое обслуживание топливных фильтров

    • Механическое отделение твердых примесей от масляных систем (топливных и смазка) достигается за счет использования фильтров и сетчатых фильтров.Ситечко обычно это фильтр грубой очистки для удаления более крупных загрязняющих частиц. И то и другое устроены как полнопоточные агрегаты, обычно монтируются попарно (дуплекс) с один в качестве резервного ..
    Подробнее …..
  • Процесс смешивания жидкого топлива

    • Смешивание — это смешивание двух видов топлива, обычно тяжелого и морского дизельное топливо. Намерение состоит в том, чтобы производить топливо средней вязкости. подходит для использования во вспомогательных дизелях. .
    Подробнее …..
  • Центрифугирование мазута

    • И жидкое топливо, и смазочные масла требуют обработки перед подачей в двигатель.Это будет включать хранение и нагревание для разделения наличие воды, грубая и тонкая фильтрация для удаления твердых частиц, а также центрифугирование.
    Подробнее …..
  • Микробиологическое заражение судового мазута

    • В смазочных маслах и смазочных материалах могут присутствовать микроорганизмы, то есть бактерии. мазут. При подходящих условиях они могут расти и размножаться на феноменальные ставки. Их присутствие приводит к образованию кислот и осадок, пятна на металле, отложения и серьезная коррозия..
    Подробнее …..
  • Контроль отделения тяжелой нефти и руководство по топливным резервуарам

    • Изменения в технологиях нефтепереработки приводят к получению тяжелого жидкого топлива с повышенной плотности и обычно загрязнены каталитическими мелкими частицами. Эти представляют собой небольшие частицы катализаторов, используемых в процессе очистки. Они есть чрезвычайно абразивен и должен быть удален из топлива перед его попаданием двигатель.
    Подробнее …..
  • Обработка жидкого топлива для судостроения

    • Сырая нефть в настоящее время является источником большинства жидких углеводородов для использования в судостроении.Синтетическое топливо разрабатывается, но, вероятно, будет дорого для движения корабля. Твердое топливо, такое как уголь, возвращается в небольшой путь для определенных специализированных торговых пробегов. Различные изысканные продукты сырой нефти, вероятно, останутся основными формами морских топливо.
    Подробнее …..
  • Топливная система для дизельного двигателя

    • Топливная система для дизельного двигателя может быть рассмотрена в двух части системы подачи топлива и впрыска топлива. Подача топлива связана с предоставление жидкого топлива, пригодного для использования системой впрыска.
    Подробнее …..


Machinery Spaces.com посвящен принципам работы, конструкции и эксплуатации всего оборудования. предметы на корабле, предназначенные в первую очередь для инженеров, работающих на борту, и тех, кто работает на берегу. По любым замечаниям, пожалуйста Свяжитесь с нами

Copyright © 2010-2016 Machinery Spaces.com Все права защищены.
Условия использования
Прочтите нашу политику конфиденциальности || Домашняя страница ||

Топливные насосы высокого давления | Продажа дизельных форсунок

Омар, вам очень понравилось обслуживание клиентов, и спасибо за то, что вы задержались, чтобы решить дилемму доставки.Я ценю, что вы делаете все возможное. Не говоря уже о моих новых турбо-камнях и моем грузовике, который едет как зверь! Еще раз спасибо за все, что вы делаете. Отличное обслуживание клиентов и прямая работа с владельцем, который заботится о своих клиентах, в наши дни, к сожалению, редкость. Терри D

Терри Дафф

Крис из Dieselogic отлично справился с поиском информации, необходимой мне, чтобы получить правильные форсунки для моего грузовика, в то время как Dodge и Cummins не смогли.

Мэтью Диксон

Отличный продукт и отличные люди, с которыми можно работать — от стойки заказов до технических специалистов.Спасибо, что нашел компанию, которая поддерживает то, что они продают. Благодарю вас!

Роджер Бьюкенен

Очень профессиональный и знающий. У меня было время позвонить мне, чтобы убедиться, что я заказал нужные детали.

Зейн Петти

Мисс, Бриттани из Dieselogic очень внимательно отнеслась к моим потребностям в инжекторах, очень хорошо осведомлена о моем 6.0. Мой грузовик работает отлично. 20430 миль и еще раз спасибо, Бретань.

Лазаро Салдана

Хорошее обслуживание клиентов, разослали по электронной почте несколько вопросов и получили ответы, позвонили, поговорили с Крисом о некоторых вещах и дали хорошие четкие объяснения!

Натан Вулери

Отличный сервис! Было так быстро и легко! Буду использовать их каждый раз!

Эд Крум

Я недавно заказал набор восстановленных форсунок для моего 06 duramax lbz, и до сих пор они работают безупречно, и это решило, что мой код низкого давления в топливной рампе просто взял грузовик на 500 миль туда и обратно, и он никогда не пропустил удар

Кристофер Коул

Dieselogic было отличным местом для общения, этот человек был милым, что мне действительно нравилось, так это то, что я занимаюсь сам, и очень часто, когда вы звоните и задаете вопросы, люди хотят заставить вас чувствовать себя глупо из-за вопросы, которые вы задали и не хотите иметь с вами дело, но Dieselogic не был таким.они были очень любезны и купили мне комплект, который я искал, по хорошей цене.

Хизер Данэм

Омар проделал потрясающую работу, отвечая на все мои вопросы и обработав мой заказ! Очень хорошее обслуживание клиентов! Очень рекомендую вести бизнес с этим парнем!

Кристофер МакКарди

Лучший впрыск дизельного топливного насоса — Отличные предложения на впрыск дизельного топливного насоса от мировых продавцов впрыска дизельного топливного насоса

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для впрыска дизельного топлива.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 найдете новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший впрыск дизельного топливного насоса вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели дизельный топливный насос 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 системе впрыска дизельного топливного насоса 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, вы согласитесь, что вы получите систему подачи топлива для дизельного двигателя по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.

24Июл

Цокотит двигатель на холодную: причины, последствия и способы устранения

24 Июл 2018 alexxlab Комментировать

причины, последствия и способы устранения

Любого автовладельца радует плавная, корректная, практически бесшумная работа двигателя авто, ведь это свидетельствует о его полной исправности. Поэтому обоснованно настораживают различные посторонние звуки, возникающие в зоне ДВС, ведь они являются своеобразным сигналом к тому, что возникли какие-либо неполадки, требующие немедленного устранения.

Одним из таких сигнальных маркеров является стук в двигателе на холодную.

Критерии звуков

Причин того, почему стучит двигатель весьма предостаточно. Некоторые стуки указывают лишь на небольшие неполадки, которые можно легко диагностировать и исправить при ближайшем техосмотре. Но есть ряд звуков, которые очень четко говорят о том, что есть серьезные проблемы ДВС, требующие незамедлительного вмешательства во избежание возникновения многих неприятных ситуаций, таких как, например, капитальный ремонт двигателя.

Возникновение любого звука происходит из-за того, что один элемент ДВС ударяется о другой, при этом каждый из ударов может иметь свою индивидуальную звуковую окраску, интенсивность, длительность и частоту.

Если стук двигателя приглушенный, слабый, возможно исчезающий при езде, то автомобилю, как правило, не угрожает серьезных поломок, но своевременная диагностика излишней не будет.

Средний по громкости и интенсивности звук указывает на более серьезные неполадки. В этом случае первым делом необходимо отправиться в ближайший автосервис, чтобы избежать серьезных поломок двигателя.

Если звуковой маркер имеет четкую, громкую звуковую окраску, то автовладельцу необходимо срочно заглушить двигатель и вызвать эвакуатор. При самостоятельном движении может стукануть мотор.

Причины возникновения стука

Причин для возникновения стуков в моторе насчитывается достаточно много. Основными среди них является механический износ деталей и узлов, а также образование детонационных процессов. Характер звука во многом зависит от причины его появления, то есть поломки какой-либо детали или от степени детонации. Этот фактор становится основополагающим для грамотной диагностики.

Стук, возникающий при запуске холодного ДВС, с последующим его прогревом может самоустраниться полностью, стать менее интенсивным, не изменить свой характер при дальнейшей работе мотора либо усилиться при повышении давления и/или температуры.

К основным факторам, определяющим наличие соответствующих неисправностей мотора, узлов или механического износа деталей, относятся следующие.

  • Металлический стук в двигателе, при условии полной исправности ДВС, сигнализирует о несоответствии принятым нормам тепловых зазоров. Исправить такую ситуацию можно профессиональной регулировкой клапанов.
  • Потеря работоспособности гидрокомпенсаторов также вызывает стук двигателя на холодную. Компенсаторы выходят из строя, как правило, при механическом износе, использовании масла, неподходящего для автомобиля по предъявляемым эксплуатационным характеристикам, а также несвоевременная его замена. Для устранения такой неисправности достаточно осуществить полную промывку двигателя, замену масляного фильтра с заливкой подходящего типа масла.
  • Увеличение зазора коренных вкладышей может стать причиной возникновения стука при первых нескольких секундах после запуска мотора. При этом он самоустраняется при повышении показателя давления системы смазки. Некорректная работа вкладышей может быть спровоцирована и уменьшением производительности масляного насоса.
  • В этом случае количество поступаемого масла становится недостаточным, одновременно происходит закупоривание каналов, которое приводит к тому, что масло не успевает произвести качественную смазку всех узлов и деталей. В результате они начинают издавать неприятный на слух стук и скрежет.
  • Глухие металлические многократные удары в двигателе при разгоне могут указывать на сбой в работе шатунов. Дело в том, что такой звук характерен для изношенного шатуна, ударяющегося о шейку коленчатого вала. Здесь необходима срочная помощь профессионального автослесаря, так как эксплуатация автомобиля в таком состоянии категорически запрещена.
  • О неполадках газораспределительного механизма также свидетельствует характерный звук в двигателе. Самая распространенная причина — увеличение зазоров распределительного вала. При последующем прогреве двигателя такие стуки становятся либо менее интенсивными, либо полностью пропадают.
  • Если поршень достаточно изношен, то он также может издавать постукивание при эксплуатации. Дело в том, что поврежденные поршни свободно двигаются, как бы “гуляют«в цилиндрах, вызывая характерный металлический звук при ударе «юбкой». Аналогичный стук может вызывать деформация поршневых колец.
  • Стук, вызванный детонацией, отличается достаточной звонкостью. Его интенсивность закономерно возрастает с каждым оборотом двигателя. Основная причина — несвоевременное и неравномерное воспламенение топливно-воздушной смеси, провоцирующее возникновение внутри цилиндров самопроизвольных разрушающих взрывов.
  • При холодном моторе, возникновению детонационных ударов, а значит, и характерному стуку приводит применение топлива с низким октановым числом (согласно рекомендации производителя).
  • Весьма распространенным фактором появления стука является использование более тонкой, чем необходимо прокладки головки блока цилиндров, вызывающее повышение показателя степени сжатия.
  • Различные удары в подкапотной зоне могут быть вызваны различными поломками навесных узлов и агрегатов, например, генератора водяной помпы, привода ГРМ и т.д.

Самостоятельная диагностика нарушений

Если нет возможности провести профессиональную диагностику в условиях автосервиса, то можно попробовать самостоятельно выявить причины, по которым появился характерный металлический звук.

  1. Первоначально следует четко убедиться, что звук исходит именно от мотора, а не от других агрегатов или узлов. Если в автомобиле установлена механическая коробка передач, то рекомендуется полностью выжать сцепление, чтобы произошло разъединение сцепления с двигателем. В этом случае можно будет четко определить, что причина стука располагается именно в силовом агрегате, а не в трансмиссии.
  2. Затем необходимо внимательно прислушаться к стуку, определить его продолжительность, цикличность, интенсивность звучания. Как отмечалось ранее, даже определенный уровень тональности характерен для разных неисправностей.
    • звонкий удар, набирающий обороты и исходящий из верхней области ГБЦ — проблема с зазорами клапанов;
    • звук, похожий на удар маленького металлического шарика по крышке со свойственным нарастанием — неисправность гидрокомпенсатора;
    • шелестящий, свистящий и скрипящий звук — неисправность цепи или ремня ГРМ, а также ремня генератора;
    • детонация имеет звонкую, яркую звуковую окраску, обычно применяется термин «стучат пальцы»;
    • также в обязательном порядке необходимо проверить надежность крепления опор (подушек) двигателя и, по возможности, всей ходовой части

Для более внимательного прослушивания возникших стуков автовладельцы очень часто применяют такой прибор, как фонендоскоп технического типа. Профессиональная диагностика подразумевает использование мотор-тестера.

Причин появления посторонних шумов в двигателе, в том числе и стуков различного характера, очень много. Многие из них указывают на незначительные неполадки, с которыми автомобиль может мирно «сосуществовать» на протяжении долгого времени. Но также появившийся стук может указывать и на серьезные поломки деталей и/или узлов ДВС, игнорировать которые категорически запрещено.

Конструкция двигателя подразумевает взаимодействие многих деталей и узлов, которые в процессе эксплуатации подвергаются достаточно значительным нагрузкам. Маркером для многих неисправностей ДВС служит исходящий стук, имеющий свою индивидуальную для каждого вида поломки тональность, продолжительность и интенсивность.

Благодаря этому при внимательной диагностике можно не только выявить причину неисправности ДВС, но и своевременно ее устранить.

Стук в двигателе на холостых оборотах, при запуске на холодную

Звук правильно работающего мотора настолько привычен, что мы четко можем различить стук в двигателе, который стал резко выделяться от других шумов.

Что ожидать

Если двигатель совсем не стучит, значит его или не завели, или он уже давно сломался. Работающий двигатель постукивает деталями, выполняющими возвратно-поступательные движения, в это число входят клапаны, поршни, форсунки, гидрокомпенсаторы и т.д. Он присутствует во всех моторах. Стандартами не определено на какую величину определяется норма, но даже неопытный, начинающий водитель может различить посторонний возникший звук. При возникновении ярко выраженного шума двигателя, который может быть звонким, глухим, тихим, громким желательно как можно быстрее выяснить причину возникновения. Это может нанести вредное воздействие двигателю, в результате чего могут сломаться отдельные элементы деталей или коленчатый вал перестанет вращаться («заклинит»).

Простой пример. Автомобиль проехал небольшое расстояние после замены помпы. Через некоторое время при сбросе газа или наборе оборотов под нагрузкой, а также при глушении мотора возникли стуки около помпы. Оказалось, что новая помпа задевала крыльчаткой корпус. Двигатель подвергся перереву и после перегрева возникли дополнительные проблемы связанные с расходом масла и износом направляющих клапанов.

На холостых оборотах

Обычно на холостом ходу при малых оборотах прослушиваются легкие стуки работы клапанов. На восьми клапанных двигателях более выражен, чем на шестнадцати клапанных, несмотря на их увеличенное количество в два раза. Это объясняется двумя причинами: во-первых, тепловые зазоры регулируются гидрокомпенсаторами, во-вторых, с увеличением количества клапанов, число колебаний амплитуд также увеличивается и в совокупности звуковые волны смешиваясь образуют шумовой эффект, а не отдельные звуки.

На многих восьми клапанных двигателях тепловой зазор регулируется в «ручную». И в случае установки теплового зазора выше предельной нормы, установленной производителем, клапанный механизм начнет стучать во время работы двигателя, особенно выразительным звук будет на холодном двигателе в верхней его части. Большой зазор скажется также и на изменении фазы впрыска топливной смеси, так как газораспределительный механизм ДВС начнет работать с некоторым запаздыванием, как в открытии клапанов, так и в их закрытии.

В случае работы двигателя на холостом ходу без прослушиваемых легких стуков, можно сделать безошибочный вывод о сильно уменьшенные тепловые зазоры клапанов. При таких зазорах падает динамическая компрессия двигателя, возникают неплотности в паре седло-клапан и возможен прогар кромок тарелок клапанов. При этом, снижается динамическая характеристика двигателя и повышается расход топлива.

Необходимо отметить, что чаще всего явно выраженные шумы прослушиваются на малых оборотах коленчатого вала, т.е. на холостом ходу. Стук шатунов также хорошо выражен в нижней части блока цилиндров, если даже не использовать стетоскоп. Шатунный стук может появиться из-за износа вкладышей и это может сопровождаться миганием аварийной лампочки давления масла. Чрезмерно сильный шум шатунов опасен тем, что если, например, после ремонта не произвели нормированную затяжку болтов крышки шатуна, то она может отсоединиться и шатун, отскочив от шейки коленчатого вала может стучать о стенку блока и в конечном итоге пробить ее. В народе такую техническую аварию называют «шатун показал кулак».   

На форсунках, в режиме холостого хода прослушиваются звуки от работы клапанного механизма, в виде стержня-иглы, запирающая и открывающая путь впрыску топлива. Стуки форсунок своеобразны и в зависимости от частоты срабатывания иглы напоминают больше треск. На больших оборотах коленчатого вала, частота следования импульсов увеличивается и звук практически уже не слышен на общем фоне. 

При запуске на холодную

Если при запуске мотора на холодную температуру начинается стук, это связано с вязкостью масла на холодном двигателе, особенно по этой причине происходит шум компенсаторов.

Если водитель поменял масло, то при запуске услышал стуки в моторе. Это нормальное явление, так как масло при замене было слито, а новое масло еще не успело поступить полностью в систему смазки. Некоторое время двигатель работает с масляным голоданием, вследствие чего. Чтобы ускорить процесс заполнения масла все системы смазки двигателя, перед тем как поменять новый масляный фильтр, его заполняют маслом.

При снижении уровня масла в картере также появляется непонятный шум в двигателе, постепенно усиливающийся по мере прогрева внизу. На горячую усиливается с повышением оборотов и это признаки масляного голодания шатунов и поршневых пальцев.  

Причины стука пальцев

Большая часть водителей стакивалась с своеобразным металлическим лязгом во время резкого нажатия на педаль газа. До капремонта или замены прокладки ГБЦ такое явление не происходило, а после капиталки стал постоянным при разгоне. Звук не постоянный и исчезает с уменьшением нагрузки. Часто путают со стуком клапанов, но на самом деле стучат поршневые пальцы.

Во время капитального ремонта мотор тщательно осматривают, производят замеры износа цилиндров, прогиба и неровности ГБЦ, а также сопряженной поверхности блока с ГБЦ. Если произошел сильный увод поверхностей, их подвергают выравниванию методом фрезеровки, т.е. снимается слой от 0,01 до 0,05 мм поверхности, что, естественно, изменяет геометрические размеры высоты цилиндра и радиуса камеры сгорания в головке блока. Изменение геометрических параметров влечет к отклонению степени сжатия от заводских параметров. Степень сжатия увеличивается и требуемый угол опережения зажигания, заложенный в калибровка программы уже не соответствует исходной. Мотор собрали, залили тот же самый бензин с октаном 92, и звон появился. Это одна из причин, появления треска пальцев на двигателе.
Почему стучат пальцы на автомобиле с установленным газобаллонным оборудованием во время работы на бензине. При установке газового оборудования, специалисты в программе смещают угол опережения зажигания в «раннюю» сторону, и при переключении режима работы двигателя с газа на бензин, происходит стук пальцев при разгоне, вызванный небольшой детонацией в цилиндрах. Некоторые владельцы автомобилей с установленным газовым оборудованием пытаются перешивать блок управления с двойными калибровками, рассчитанными на бензин и газ.

Частным причиной стука поршневых пальцев может быть не корректно установленная метка на распределительном вале двигателя после замены ремня ГРМ.

Почему стучат клапана

Работа двигателя сопровождается стуком клапанов. Цокающий звук клапанов, но не очень громкий является признаком их правильной регулировки, хотя не является фактом, подтверждающим этот признак. При пуске на холодную двигатель застучал громко и потом пропадает громкий стук по мере нагрева. Симптомы неправильной регулировки тепловых зазоров – это или отсутствие цоканья, или, наоборот, очень громкий стук. Есть ряд двигателей, которые стучат достаточно весело и на горячей температуре, например, восьми клапанный мотор ульяновского моторостроительного завода (УМЗ), дизельный Cummins, Steyr-560.

Звонкая работа клапанов на двигателе УМЗ объясняется нижним расположением распределительного вала и применяя для передачи к коромыслам специальные штанги, общее количество зазоров между элементами, контактирующими между собой увеличивается и в итоге стук клапанов контрастно выделяется на общем фоне шумов.  Шумно работает дизель из-за больших тепловых зазоров клапанов и к этому звуку прибавляется стук плунжерной пары.

На горячую

Бывают ситуации, когда двигатель при заводке на горячую начинает стучать и стечением времени прекращается. Часто такое происходит на двигателях с гидрокомпенсаторами. Если залито не качественное масло, на горячем двигателе оно теряет свои свойства вязкости, напоминая обычную воду. В результате, плунжеры компенсаторов не могут выполнить свои функции и начинается их шум. Что делать в такой ситуации? Заменить масло с более вязким параметром. 

Датчик контроля стука

Узнать стучит ли сильно двигатель можно посредством датчика детонации установленного на блоке цилиндров. Датчик представляет собой пьезокристалл, который сжимаясь от ударной волны вырабатывает напряжение, которое поступает на логический элемент блока управления. Если при проверке сканером в параметрах напряжение датчика детонации показывает выше 3 Вольт это означает, что появились посторонние стуки, вызванные, износом направляющих клапанов или свободно перемещается поршень в цилиндре.  

Главное назначение датчика детонации заключается в моментальном изменении угла опережения зажигания. Неправильно поджигаемая смесь со взрывом вызывает стуки внутри двигателя, что приводит к поломке поршней и шатунов.

Поэтому датчик является важным при работе мотора, защищая его от детонационных стуков.

При неисправности датчика детонации возможны пропуски воспламенения смеси, так как угол опережения зажигания становится не контролируемым. Пропуски зажигания (правильнее – воспламенения), возникшие в двигателе, контролирует программа драйверной диагностики отключая неисправный цилиндр. После отключения цилиндра блокированием работы форсунки, включить ее вновь возможно переключением замка зажигания.

Таким образом, мы частично рассмотрели вопросы, связанные со стуками на автомобиле, их причины и возможные места. Природа стуков при эксплуатации автомобиля очень разнообразна. Стучать может установленная защита, пластмассовая декоративная крышка на двигателе, акпп или крестовина карданной передачи. При возникновении любого постороннего стука необходимо выяснять причину его возникновения и незамедлительно устранять, так как растет вероятность сложной и дорогостоящей поломки.

Стук на холодную. Возможные причины и их устранение

Достаточно частенько водители сталкиваются с проблемой стука на холодном двигателе, причем как в теплый период времени так и с наступлением холодов. Стуков может быть много, как и двигателей, на которых возникает данная проблема. Но все случаи сводятся к тому, что когда заводишь на холодную, то прослушивается шум в двигателе, а через короткий промежуток времени он исчезает.

Несомненно владельцев авто интересует что это за стук на холодную, и как починить? Мы рассмотрим 5 основных наиболее часто встречающиеся случаев почему происходит стук двигателя на холодную. Но какая бы причина не была, все они указывают на износ двигателя в большей или меньшей степени.

Причины стуков

  1. В первую очередь проверить тепловые зазоры, поскольку у большинства не сильно изношенных двигателей проблема заключается в них. Нужно отрегулировать клапана.
  2. Следующей причиной, как по масштабности и серьезности, так и регулярности – это изношенные гидрокомпенсаторы. Кроме замены гидриков возможно, также имеет смысл заменить масло с фильтром.
  3. Третьей причиной, и так сказать предположением, могут быть коренные вкладыши, они уже могут иметь зазор больше допустимого. И при работе на холодную звук слышится, а с появлением давления масла пропадает. А если же давление масла вовсе скачет, то тут на лицо проблема с маслонасосом.
  4. Так же стук может исходить и от механизма ГРМ, когда зазоры в постелях распредвала увеличиваются, а по мере прогрева они стихают. Особенно заметно в холодное время года.
  5. И наконец самая страшная проблема — это дефект, износ поршня (сначала болтаются, стучат юбкой, а потом и вовсе может закончиться обрывом юбки) или кольца износились.

Но как бы там ни было, пренебрегать стуком исходящего от двигателя или ходовой нельзя, могут случиться неприятные ситуации в самый неподходящий момент. Поэтому при малейших подозрениях нужно ставить автомобиль на ремонт для определения и устранения причины неисправности!


Автор: Иван Матиешин

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Стук в двигателе на холодную

Двигатель конструктивно состоит из множества деталей, которые подвержены серьезным нагрузкам в процессе эксплуатации ДВС. Также любой мотор оснащается рядом систем, что предполагает установку дополнительных навесных агрегатов.  Появление стуков в двигателе как на холодную, так и на горячую зачастую указывает на неисправность. В ряде случаев стук мотора требует немедленного определения и устранения. Проблема стука на холодном двигателе может проявиться как в теплое время года, так и в зимний период. Далее мы поговорим об основных причинах стуков двигателя на холодную, параллельно затрагивая возможные причины стука прогретого двигателя.

Содержание статьи

Почему стучит двигатель

Возможных причин стука двигателя может быть достаточно много.  В списке основных специалисты отмечают износ деталей внутри ДВС, а также детонационные стуки. От степени износа и ряда других факторов будет зависеть характер стука, который может быть от тихого и приглушенного до отчетливых металлических ударов внутри двигателя. После того как мотор заводится на холодную, становится слышен стук в двигателе, который с прогревом может:

  • полностью исчезнуть;
  • стать менее заметным;
  • остаться на том же уровне;
  • усиливаться с ростом температуры и нагрузки;
Рекомендуем также прочитать статью о том, почему бензиновый мотор может «дизелить», то есть по своему звуку работы напоминать дизель. Из этой статьи вы узнаете о причинах такого «дизеления» бензинового двигателя.

Износ мотора

Холодный двигатель, который не демонстрирует никаких других признаков неисправности, зачастую может начать стучать в том случае, если тепловые зазоры не соответствуют норме. Другими словами, стук мотора может указывать на необходимость регулировки клапанов.

Причиной стука на холодную также могут быть гидрокомпенсаторы, которые потеряли работоспособность в результате износа, использования неподходящего типа моторного масла или несвоевременной его замены в процессе эксплуатации автомобиля. Для устранения стука гидрокомпенсаторов на холодную зачастую может быть достаточно обычной промывки двигателя, после чего осуществляется замена масла и масляного фильтра.

Еще одной причиной стука двигателя может быть увеличение зазора коренных вкладышей. Характерной особенностью является отчетливый звук на холодную в первые секунды после пуска, который пропадает с ростом давления в системе смазки. Также стучать вкладыши и другие элементы могут в результате снижения производительности масляного насоса.

Отдельно стоит выделить стук шатунов. Появление такого стука сопровождается глухими ударами металла об металл, изношенный шатун ударяется о шейку коленвала. Шатунный и поршневой стук на дизельном двигателе может быть более отчетливым и звонким, так как конструктивно поршни в дизеле приближаются очень близко к головке блока. Эксплуатация двигателя независимо от его типа с таким стуком категорически запрещена, так как мотор может неожиданно заклинить.

Стучать на холодную может и сам ГРМ. Причиной снова выступают увеличенные зазоры в постели распредвала. С прогревом стук становится менее интенсивным или полностью уходит. Одной из не менее серьезных поломок является стук поршня. Поршень может стучать в результате разрушения или критического износа. Изношенные поршни «гуляют» в цилиндре, создавая металлические удары юбкой поршня. Также к подобному стуку в отдельных случаях приводит поломка поршневых колец.

Детонационные стуки

Детонация возможна как на холодном двигателе, так и на прогретой силовой установке. Детонационные стуки после запуска двигателя или при езде характеризуется достаточно звонким стуком, частота которого увеличивается с ростом оборотов. Причиной выступает неравномерность и несвоевременное воспламенение топливно-воздушной смеси, что приводит к возникновению взрывов внутри цилиндров. Нагрузка на ЦПГ и КШМ сильно возрастает, приобретая ударный разрушительный характер.

Детонация может привести к дефектам поршня и механическим повреждениям стенок цилиндров, вызывает ускоренный износ других деталей двигателя. Для компенсации рисков на большинстве автомобилей сегодня устанавливается специальный датчик детонации, задачей которого является отслеживание колебаний в цилиндрах мотора. Сигналы от датчика поступают в ЭБУ, который корректирует состав топливно-воздушной смеси и зажигание. Необходимо отметить, что возможность такой подстройки при помощи блока управления находится в узких рамках, что не позволяет полностью исключить возможность появления детонационных стуков. При детонации двигатель может стучать:

  • на холостом ходу после запуска;
  • в момент ускорения при резком нажатии на газ;
  • во время движения под нагрузкой;
  • в случае выбора передачи, которая не соответствует нагрузке и т. д.;
Что касается холодного мотора, тогда частой причиной детонационных стуков выступает заправка топливом низкого качества с октановым числом, которое ниже рекомендованного производителем для конкретного типа двигателя. Второй причиной детонации на холодную может быть повышение степени сжатия. Это происходит при установке более тонкой прокладки ГБЦ, а также в результате неудачного ремонта или вмешательств в конструкцию ДВС в целях повышения его мощности.

Детонация на прогретом двигателе возможна во всех случаях, описанных выше, а также если поршень или цилиндр перегревается. Причиной может быть степень сжатия, которая самостоятельно увеличилась по причине образования обильного слоя нагара на днище поршня.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое степень сжатия двигателя. Из этой статьи вы узнаете о том, что характеризуется этим параметром и как степень сжатия влияет на работу ДВС.

Еще нагар может тлеть, самопроизвольно воспламеняя топливную смесь в цилиндре. Детонация проявляется при сильной нагрузке на ДВС в тот момент, когда обороты не высокие (коленчатый вал вращается с низкой частотой). Дополнительной причиной детонационных стуков может оказаться установка свечей зажигания, которые не подходят для данного типа ДВС. Как известно, свечи бывают «холодными» или «горячими», то есть подбираются в соответствии с определенными тепловыми режимами работы того или иного двигателя.

Почему еще может стучать мотор

Стуки в подкапотном пространстве могут проявляться вследствие поломок навесного оборудования: привода ГРМ, помпы, генератора, гидроусилителя рулевого управления, других шкивов и т.п. В дизелях можно столкнуться со стуком плунжерных пар ТНВД.

Очень часто холодный пуск стук может сопровождаться металлическим стуком, который возникает в результате проблем с натяжителем цепи ГРМ. Не стоит исключать и то, что стучать может какая-либо наружная деталь, которая слабо затянута или крепление элемента ослабло.

Самостоятельное определение причины стуков двигателя

  1. Для проведения диагностики необходимо убедиться в том, что стук появился в двигателе, а не в других узлах и агрегатах. Первым делом нужно оценить характер звука и его тональность. Звонкие удары, нарастающие при повышении оборотов и локализованные в верхней части ГБЦ, укажут на проблемы с зазорами клапанов.
  2. Стук гидрокомпенсатора напоминает удары небольшого металлического шарика по клапанной крышке, который увеличивается по частоте вместе с повышением оборотов двигателя.  Шелестящие, свистящие и скрипящие звуки могут быть признаком проблем с цепью, ремнем ГРМ или ремнем генератора. Такие звуки могут быть постоянными и не зависеть от оборотов.
  3. Стуки ЦПГ обычно приглушенные, не имеют явного оттенка стучащего металла. Частота таких стуков обычно увеличивается с ростом оборотов. Детонационные стуки проявляются в виде высокочастотного звонкого постукивания. Опытные автолюбители характеризуют это явление как «пальцы звенят». Для быстрой проверки можно воспользоваться следующими рекомендациями:
  4. На автомобилях с МКПП нужно выжать сцепление, что означает разъединение трансмиссии и ДВС. Так можно определить, что стучит именно в моторе или других узлах, а не в коробке передач.

Следующим шагом станет проверка опор двигателя (так называемых подушек) и ходовой части автомобиля. Для точной диагностики нужно воспользоваться подъемником или смотровой ямой. В полевых условиях можно воспользоваться описанным ниже методом.

  • капот нужно открыть, после чего двигатель запускают;
  • далее необходимо пригласить помощника, который становится сбоку автомобиля;
  • затем машину раскачивают легкими «рывками» вперед и назад на первой и задней передаче;
  • во время таких раскачиваний помощник определяет тот факт, не являются ли подушки двигателя причиной стука;

Читайте также

Почему стучат гидрокомпенсаторы на холодную или на горячую

Стук гидрокомпенсаторов может проявиться в различных ситуациях: после запуска холодного ДВС или во время работы на холостом ходу, гидрокомпенсаторы начинают стучать на горячем моторе и т.д. Вполне очевидно, что для многих автолюбителей актуальным становится вопрос, как быть, если стучат гидрокомпенсаторы, что делать в таком случае.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое гидрокомпенсатор и какое устройство имеет данный элемент ГРМ. Из этой статьи вы узнаете о конструктивных особенностях, назначении и принципах работы данного устройства.

Начнем с того, что устранить стук гидрокомпенсаторов наиболее эффективно можно с учетом четкого понимания причин возникшей проблемы. Например, если на холодном двигателе стучат гидрокомпенсаторы, но такой стук пропадает через некоторое время после запуска, тогда во многих случаях это не является поводом для серьезного беспокойства. Если же по мере прогрева посторонний звук не уходит, то есть стучат гидрокомпенсаторы на горячую, тогда мотор нуждается в диагностике. Далее мы поговорим о том, почему  появляется стук ГК, можно ли ездить, если стучат гидрокомпенсаторы, а также как самому определить причину и какие меры можно принять.

Содержание статьи

Появился стук гидрокомпенсаторов: основные причины

Как известно, ГК представляет собой устройство, которое позволяет автоматически регулировать тепловой зазор клапанов. Подобное решение упрощает эксплуатацию двигателя, так как регулировка клапанов на моторах с гидрокомпенсаторами не нужна. Параллельно с этим наличие ГК позволяет говорить об увеличенном ресурсе ГРМ, так как тепловой зазор клапанов при условии исправных ГК постоянно поддерживается в оптимальном состоянии с учетом холодного или прогретого мотора.

Что касается стуков, для их появления есть три основные причины:

  • механический износ или дефект гидрокомпенсаторов;
  • неполадки в системе смазки двигателя;
  • неподходящее или потерявшее свойства моторное масло;

Теперь давайте рассмотрим все эти случи подробнее. Начнем с самих гидрокомпенасторов. Данное устройство является плунжерной парой, которое взаимодействует с рабочей жидкостью (моторное масло). В процессе эксплуатации на поверхности ГК возникают различные дефекты, появляется выработка и т.д. Также загрязнение гидрокомпенсатров  может приводить к зависанию клапана для подачи масла в ГК, то есть указанный клапан попросту не работает. Не следует также исключать и возможность заклинивания ГК, полной его поломки, попадания воздуха в результате нехватки масла в масляной системе.

Что касается неисправностей системы смазки двигателя, в этом случае возможно попадание воздуха в систему. Это приводит к завоздушиванию ГК и появлению стука. Дело в том, что воздух в масле влияет на степень сжатия рабочей жидкости (моторного масла). Воздух может оказаться в системе как в результате низкого уровня масла в двигателе, так и быть последствием перелива смазки. В последнем случае излишки масла могут вспениваться маслонасосом. Также не следует исключать и сбои в работе самого масляного насоса.

К стукам ГК нередко приводит и сильное загрязнение системы смазки, после чего грязь и отложения попадают в гидрокомпенсаторы. В этом случае причиной также может быть забитый масляный фильтр, в котором открыт перепускной клапан и масло не фильтруется. Также давайте ответим на вопрос, могут ли стучать гидрокомпенсаторы из-за масла. Частой причиной, по которой начинают стучать ГК, является сама рабочая жидкость. Если моторное масло подобрано не по сезону, не подходит по вязкости и не соответствует конкретному типу двигателя, потеряло свои свойства или изначально имеет ненадлежащее качество, тогда гидрокомпенсаторы могут стучать как на холодном, так и прогретом ДВС.

Отдельного внимания заслуживает и то, когда двигатель был перегрет, антифриз или тосол попадал в масло, в системе смазки наблюдается избыток картерных газов, в смазку попадает топливо и т.п. Другими словами, имеются неисправности ДВС, но масло по каким-либо причинам после их устранения не менялось. В результате происходит потеря свойств смазки, вязкость меняется, ГК начинают стучать.

Стучат гидрокомпенсаторы на холодную

Итак, с основным списком причин разобрались. Теперь можно рассмотреть практические ситуации. Как уже было сказано, ГК могут стучать постоянно или периодически. В том случае, если стучат гидрокомпенсаторы при запуске двигателя, причем мотор холодный, но после прогрева стуки исчезают, тогда посторонние звуки нельзя считать признаками поломки. Вполне естественно, что с пробегом ГК имеют определенную выработку и определенную степень загрязнений, непрогретое моторное масло сразу после запуска не имеет нужной вязкости. После прогрева двигателя зазоры приходят в норму, смазка разжижается и стук исчезает.

Добавим, что если ранее стуков ГК на холодную не было замечено и недавно менялось моторное масло, тогда стоит проверить его уровень или задуматься о правильности подбора смазочного материала, переходе на более дорогой и качественный продукт и т.д. Полный выход из строя или заклинивание ГК при стуках только на холодную можно исключить, так как при его поломке стучать будет постоянно. Параллельно с этим возможны следующие проблемы:

  1. Во время диагностики стоит обратить внимание на то, что возможно не держит клапан гидрокомпенсатора. В таком случае масло вытекает из данного элемента за время, пока двигатель не работает. Так происходит упомянутое выше завоздушивание ГК. После запуска двигателя масло вытесняет воздух и стук исчезает. Бывает, что для вытеснения требуется около 5 минут или даже возникает необходимость погазовать на холостых, так как подгазовка позволяет поднять обороты и, соответственно, давление в системе смазки. Отметим, что газовать на холодном моторе не рекомендуется. Данный способ больше подходит тогда, когда прогретый двигатель был остановлен на небольшой промежуток времени, а после повторного запуска ГК некоторое время стучит. Следует добавить, что если не держит клапан гидрокомпенсатора, можно попробовать сменить вязкость моторного масла. В тяжелых случаях рекомендуется сразу приступить к ремонту двигателя и замене ГК.
  2. Еще одной причиной стуков на холодную является забитый канал для подачи масла к ГК. С прогревом стук исчезает по той причине, что разжижается само масло и отложения в канале. В этом случае необходимо быть готовым к тому, что рано или поздно указанные загрязнения полностью забьют канал и гидрокомпенсатор начнет стучать постоянно. В подобной ситуации можно попробовать воспользоваться специальными составами, так называемыми очистителями-восстановителями. В отдельных случаях присадка от стука гидрокомпенсаторов известного производителя может дать заметный положительный эффект.
  3. При стуках ГК на холодном моторе также следует проверить масляный фильтр. Если его пропускная способность снижена, то до определенного прогрева или даже выхода на рабочие температуры (пока масло не станет разжижаться от нагрева) гидрокомпенсаторы могут стучать с большей или меньшей степенью интенсивности. Добавим, что прогрессирующие стуки по длительности и интенсивности на холодную можно считать поводом для диагностики системы смазки. В ряде случаев помогает промывка системы, переход на другой тип моторного масла и т.д.

Стук ГК не уходит или проявляется после прогрева

Намного более опасным является стук гидрокомпенсаторов, который появляется с прогревом или только усиливается по мере выхода силового агрегата на рабочие температуры. В таком случае постоянно стучат гидрокомпенсаторы на холостых оборотах прогретого мотора, стук может присутствовать под нагрузками и т.п. Список причин данной неисправности более широкий по сравнению со стуками на холодном ДВС.

Первое, нужно убедиться, что на горячую стучат именно гидрокомпенсаторы, так как причин для стука в двигателе достаточно много. Для этого необходимо знать, как определить стучащий гидрокомпенсатор. Также важно уметь определить, какой гидрокомпенсатор стучит, что поможет точнее локализовать неисправность.

Отметим, что стук компенсаторов имеет характерный призвук. Тональность высокая, стук звонкий, напоминает удары металлического шарика по другой металлической детали, локализуется под клапанной крышкой. Хорошо прослушивается стетоскопом. Если ГК стучит постоянно, то его в скором времени может окончательно заклинить или произойдут другие поломки. Двигателю в такой ситуации нужен ремонт, возможна замена гидрокомпенсаторов. В некоторых случаях также разбивается посадочное место гидрокомпенсатора. После нагрева мотора происходит температурное расширение деталей, ГК начинает условно «болтаться» в месте установки и стучать. Более точное определение стучащего ГК возможно после частичной разборки мотора и снятия крышки.

Необходимо знать, что не всегда постоянный стук связан только с неполадками, износом и другими дефектами самого ГК. Элемент может стучать постоянно по другим причинам: низкое качество или сильное несоответствие масла, потеря необходимых свойств смазки в результате загрязнения или других неисправностей ДВС. Также не стоит забывать и о каналах для подачи масла в гидрокомпенсатор.

Как уже говорилось, на холодном двигателе загрязнение каналов может быть причиной стука, после чего посторонний звук исчезает с прогревом. В случае с горячим ДВС бывает с точностью до наоборот, когда параллельно росту температуры отложения в канале размягчаются и смещаются, полностью перекрывая подачу смазки в ГК. В этом случае также рекомендуется промывка гидрокомпенсаторов и системы смазки, замена моторного масла или очистка двигателя после его разборки.

Следует проверять масляный фильтр, который может быть причиной недостаточного давления в системе смазки и, как следствие, стука ГК на горячую. При недостаточном давлении в гидрокомпенсаторах создается воздушная пробка. Отдельного внимания заслуживает и уровень масла в двигателе, который не должен быть ниже, а также и выше нормы (перелив масла в двигатель). Следует отметить, что на холодную при низких оборотах и проблемах с уровнем масла ГК может не стучать. После прогрева ДВС количество воздуха в масле растет и появляется стук гидрокомпенсаторов, так как масло с воздухом становиться сжимаемой смесью. Еще желательно в случае проявления проблем с ГК на горячем моторе проверять работу маслонасоса, замерить давление в системе смазки.

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации можно сделать вывод о том, что причин для стука гидрокомпенсаторов достаточно много. В некоторых случаях бывает даже так, что стучат новые гидрокомпенсаторы.  Это происходит тогда, когда параллельно было неправильно подобрано моторное масло, забит масляный фильтр, имеются проблемы с чистотой системы смазки или маслонасосом, присутствуют скрытые или явные неполадки двигателя, которые не были устранены.

Также не просто ответить на вопрос, если стучат гидрокомпенсаторы, какое масло лить в двигатель. Это зависит от интенсивности и характера стука, от общего состояния силового агрегата, допусков по маслу применительно к конкретному мотору и т.д. В ситуации, когда ГК стучат постоянно, однозначно лучше прекратить дальнейшую эксплуатацию машины и обратиться к специалистам. Если стук появляется и исчезает, тогда можно попробовать сменить вязкость масла в сторону увеличения, воспользоваться присадками для ГК.

Дополнительно не рекомендуется без надлежащего опыта сразу самому разбирать ДВС для диагоностики, замены или промывки гидроопор. Дело в том, что причину стука нужно точно установить. Достаточно распространены случаи, когда после промывки и очистки гидрокомпенсаторов, а также каналов смазочной системы стук все равно оставался. В подобной ситуации помочь избежать возможных последствий и незапланированных финансовых затрат способна только профессиональная диагностика двигателя.

Читайте также

Стук в двигателе | Причины шума мотора

Без двигателя и кузова нет автомобиля. Эта старая поговорка водителей не лишена смысла. Менять гнилой или мятый кузов всегда дорого, а без исправного мотора машина встанет. Самый главный признак скорой гибели двигателя — посторонний звук из-под капота.

В этой статье подробно расскажем про стук в двигателе и чем это грозит.

Чаще всего, характерный глухой звук под капотом возникает из-за появившегося зазора между деталями внутри мотора. Если вы услышали громкий стук, то допустимое расстояние между деталями превышено в 2 и более раза. Чем громче звук, тем сильнее «разросся» зазор и быстрее износ внутренностей агрегата.

Почему появился стук и какие изменения ждут двигатель зависит от качества деталей и условий эксплуатации. В любом случае последствия печальные:

  • чрезмерные нагрузки и повышенная детонация;
  • постоянный нагрев рабочей смеси и потеря ее качеств из-за чего детали двигателя изнашиваются быстрее.

Диагностика стука в двигателе

Проверка состояния мотора при появлении стука проводится по нескольким параметрам.

  • По характеру звука: постоянный, редкий или эпизодический — периодичность постукивания зависит от вида и степени неисправности.
  • По тональности звучания: определение тональности звучания — задача не из простых. Только опытный мастер в состоянии понять, что звонкий стук мотора в автомобиле корейской марки и приглушенный звук двигателя большей мощности немецкого авто означают по сути одно и тоже — неисправность подшипников коленчатого вала. Дело в том, что конструктивно разные двигатели могут звучат по-разному, независимо от состояния.
  • По месту локализации: для получения наиболее достоверных данных специалисты используют стетоскоп, но, если прибора под рукой не оказалось, можно сделать устройство для прослушивания из подручных материалов. Например, из консервной банки и проволоки из стали.

Стук в двигателе неразрывно связан с работой коленчатого вала, обеспечивающего обороты мотора. Соответственно, чем быстрее вращается коленвал, тем чаще раздается стук в моторе. В зависимости от режима эксплуатации ДВС звук может быть громче или тише. Важно точно установить зависимость между ростом количества оборотов ДВС и интенсивностью звука.

В процессе диагностики необходимо проверять в какой момент работы двигатель стучит громче. Часто бывает, что при высокой температуре в системе (в момент, когда моторное масло наиболее жидкое и увеличенное в объеме) силовая установка сильно стучит. В некоторых случаях стук слышен именно при холодном двигателе, а после прогрева шум полностью исчезает или становится почти незаметным.

Причины стука ДВС

Если срочно не принять меры стук в двигателе может усиливаться. В системах газораспределительного механизма, цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма стучать может:

  • поршень в цилиндре;
  • поршневые пальцы;
  • распределительный вал в головке блока;
  • непосредственно коленвал в блоке цилиндров;
  • так называемое коромысло, а также ось клапанного механизма;
  • клапан и направляющая клапана;
  • клапан и головка блока цилиндров (ГБЦ).

Если износились детали ГРМ (цепь или ремень), изготовленные из твердых и достаточно прочных материалов, стук может продолжаться долгое время. Разрушение более мягких элементов, функционирующих в тандеме с металлическими подшипниками и вкладышами, приведет к тому, что звук начнет усиливаться.

Наиболее опасные причины стука

1. Стучат поршни в цилиндрах

Стук поршня, отличающийся глуховатым тоном, хорошо слышен в блоке цилиндров и иногда сопровождается своего рода щелчками. Стучит и цокает двигатель в результате температурного расширения поршня обычно «на холодную», при небольших оборотах двигателя, а также при резком сбросе газа во время движения. Стук возникает, как только величина зазора становится больше 0,3 мм.

2. Стучат поршневые пальцы

Звук стучащих поршневых пальцев «металлический», высокий по тону и немного звенящий. Такой звук отчетливо слышен, если вы «перегазовали» или с усилием нажали на акселератор, чтобы ускориться. Местом возникновения звука считается блок цилиндров, зазор при этом составляет около 0,1 мм.

Неисправность можно также определить с помощью выкручивания свечи зажигания. Без свечи топливо в цилиндре не сгорает, а значит нагрузка на поршень отсутствует.

Детонация часто возникает по причине использования топлива, неподходящего данному типу двигателя, а также при экстремальных перегрузках (крутой подъем в гору, затяжной спуск).

3. Стучат коренные подшипники и вкладыши коленвала

Металлический стук двигателя, характерный для этого случая, бывает немного приглушенным и слышен со стороны картера. Стучащие элементы особенно слышны на низких оборотах «холодного» двигателя при разгоне и в момент сброса газа. Величина зазора между шейкой и вкладышем при этом равна минимальным 0,1-0,2 мм. Падение давления масла до критического уровня делают звук более звонким независимо от рабочего режима.

Зачастую стук клапанов обусловлен использованием моторного масла низкого качества, либо не соответствующего типу силового агрегата.

4. Стучат вкладыши шатунов

Звук неисправных шатунных вкладышей схож с признаками неполадок коренных подшипников, но отличается большей отчетливостью. Если интенсивность звучания возрастает, ремонт необходимо сделать в срочном порядке. Эксплуатация как бензинового, так и дизельного двигателя с непригодными вкладышами шатунов запрещена — мотор может «заклинить» в любой момент.

Советы по ремонту двигателя

При появлении отчетливого стука в двигателе обязательно проверьте уровень моторного масла, его падение в смазочной системе может привести к неправильной работе всей системы ДВС. Если уровень оптимален, определите место локализации звука. На этом этапе необходимо убедиться, что исправны:

  • топливная система;
  • приводы;
  • шкивы навесного оборудования.

Следующим шагом должно стать определение особенностей стука. Если «нагруженный» двигатель стучит сильнее, скорее всего, неполадки появились в кривошипно-шатунном механизме или в цилиндро-поршневой группе.

Если заметили, что частота стука не совпадает с частотой вращения коленчатого вала (отличается примерно в 2 раза), то вероятную проблему необходимо искать в системе ГРМ. Дело в том, частота вращения коленвала в 2 раза больше частоты вращения распределительного вала. При разогреве двигателя стук, как правило, усиливается, поскольку зазоры в клапанном механизме становятся больше при нагревании. Механизм газораспределения, напротив, не связан с режимом функционирования двигателя. В качестве исключения можно вспомнить случаи стука гидрокомпенсаторов под нагрузкой.    

Усиление стука также может возникать по причине нагревания и последующего расширения моторного масла, что свидетельствует о проблеме подшипников КШМ-механизма.

Устранить неисправности двигателя любой конструкции помогут мастера официального сервисного центра FAVORIT MOTORS. Опыт и знания профессионалов наших специалистов быстро и недорого вернуть вашему транспортному средству исправное состояние с помощью оригинальных запчастей, расходных материалов и современного оборудования. Все работы выполняются с гарантией и в соответствии с рекомендациями производителей.

Автомобильный двигатель перегревается? Чего делать и чего не делать

Беззаботная семья катается в машине, взволнованная перед выходными на пляже. Через несколько часов в дороге случается катастрофа. Двигатель начинает дымить, и семья должна остановиться. Что будет дальше ?!

Кажется, ни один летний фильм ужасов не обходится без этой культовой сцены, но это определенно не то, что вы хотите воспроизвести в следующей поездке! Убедитесь, что вы готовы к катастрофе, и научитесь делать (а не делать!), Когда двигатель вашего автомобиля перегревается.

Почему двигатели перегреваются?

Двигатели могут перегреваться по многим причинам. В общем, это потому, что что-то не так с системой охлаждения, и тепло не может выйти из моторного отсека. Источником проблемы может быть утечка в системе охлаждения, неисправный вентилятор радиатора, сломанный водяной насос или забитый шланг охлаждающей жидкости.

Независимо от источника проблемы, перегрев двигателя — это не то, о чем стоит забывать. Ваш двигатель может получить серьезные, если не постоянные, повреждения.

Признаки перегрева двигателя

Если вы можете принять меры для охлаждения двигателя до того, как он перегреется до точки отказа, вы можете снизить риск необратимого повреждения двигателя. Но сначала вы должны заметить симптомы перегрева, которые могут включать:

  • Пар (который может выглядеть как дым) выходит из-под капота автомобиля.
  • Указатель температуры двигателя на приборной панели с пиковой отметкой «H» или красным цветом. (Символы указателя температуры двигателя могут быть разными, поэтому обратитесь к руководству пользователя.)
  • Странный запах из моторного отсека. Например, вытекшая охлаждающая жидкость может иметь сладкий запах, а вытекшее масло может пахнуть еще сильнее.

Как только вы заметите перегрев двигателя, выполните следующие действия и обратитесь в ближайшую ремонтную мастерскую.

Что делать при перегреве двигателя

1. Выключите кондиционер и включите нагрев.

Немедленно выключите кондиционер, чтобы снизить нагрузку на двигатель. Затем поверните циферблат на максимальный огонь.Это поможет отвести тепло от двигателя, чтобы он не перегрелся, пока вы не остановитесь в безопасном месте. Вы можете немного нагреться, но несколько минут дискомфорта — это небольшая цена по сравнению с капитальным ремонтом двигателя.

2. Найдите безопасное место, где можно остановиться.

Остановитесь и заглушите автомобиль. Дайте двигателю остыть не менее 15 минут. Следите за указателем температуры, так как он должен вернуться в нормальный диапазон по мере охлаждения двигателя.

Пока вы ждете (и смотрите на прибор), составьте план проверки перегретого двигателя.Обратитесь за помощью к другу, в эвакуатор или в местную службу технической помощи Firestone Roadside Assistance. Мы отправим обученного представителя для буксировки вашего автомобиля в ближайший магазин Firestone Complete Auto Care или поможем выполнить третий шаг.

3. Проверить и долить охлаждающую жидкость (если она есть).

Если уровень охлаждающей жидкости низкий, быстрая доливка может помочь защитить ваш двигатель и предотвратить перегрев, пока вы не почините все. Однако этот шаг не принесет особой пользы, если шланг охлаждающей жидкости засорен или источником ваших проблем является сломанный вентилятор радиатора или водяной насос.Обратитесь к руководству по эксплуатации, чтобы определить местонахождение бачка для охлаждающей жидкости и узнать, как добавить охлаждающую жидкость в свой автомобиль.

4. Перезапустить двигатель.

Если ваш автомобиль не буксируют, сейчас самое время осторожно перезапустить двигатель и ехать в ближайшую автомастерскую. Следите за указателем температуры во время вождения. Если он снова поднимется, остановитесь и дайте системе остыть.

Чего НЕ делать при перегреве двигателя

1. Не паникуйте.

Ваш двигатель не охлаждается, но вы можете! Избегайте съезда с дороги и не нажимайте на тормоза при съезде с дороги.

2. Не продолжайте движение.

Если ваш двигатель перегревается, но все еще работает, вы никуда не годитесь, оставаясь на дороге. Конечно, вы можете добраться до места назначения до того, как он полностью откажет, но вы можете нанести значительный (и дорогостоящий) ущерб, слишком сильно толкнув двигатель.

3.Не открывайте капот сразу.

После того, как вы остановились, подождите, пока двигатель остынет, прежде чем открывать капот, чтобы все проверить. Немедленное открытие вытяжки может привести к ожогам или травмам из-за выброса пара или дыма. Терпение — ключ к успеху. Прежде чем открывать капот, дождитесь стабилизации показания указателя температуры двигателя.

4. Не позволяйте проблеме задерживаться.

Перегрев двигателя не исчезнет сам по себе, даже если кажется, что он устранен после добавления небольшого количества охлаждающей жидкости.Если не принять меры, станет только хуже. Разберитесь в корне проблемы, чтобы спасти ваш двигатель. Отнесите свой автомобиль в компанию Firestone Complete Auto Care для полного осмотра автомобиля, чтобы мы могли диагностировать проблему и дать рекомендации по ее решению.

Как предотвратить перегрев автомобильного двигателя

Позаботьтесь о своем автомобиле, и он позаботится о вас. Лучший способ предотвратить перегрев двигателя автомобиля — это регулярно промывать и заменять охлаждающую жидкость на вашем автомобиле, а также своевременно проводить техническое обслуживание радиатора в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля.Регулярные осмотры также могут помочь вам устранить любые потенциальные проблемы с радиатором или двигателем до того, как они ухудшатся.

Этим летом почувствуйте жару на пляже, а не в дороге. Сохраняйте хладнокровие и отправляйтесь в ближайший к вам сервисный центр Firestone Complete Auto Care за советами и услугами по ремонту автомобилей, проверенными в стране.

определение грохота The Free Dictionary

Швейная машина громко зазвенела в комнате; над аркой Мейбери поезд, вздымающийся в клубах белого, зажженного от костра дыма и длинная гусеница из освещенных окон, полетел на юг — грохот, грохот, хлопок, стук, и это ушел.Затем он вспомнил, что злиться не весело, если ему не на кого напугать и сделать несчастным, и бросился к своему большому гонгу и заставил его стукнуть так громко, как только мог. Стук копыт задушил его, но не смог заглушить звук удара. его ненормативная лексика. Ее груз ни в коем случае не уложен; он просто сбрасывается в нее через шесть люков, более или менее, с помощью двенадцати лебедок или около того, с грохотом, торопливостью, грохотом и жарой, в облаке пара и угольной пыли. стук и удары железного куска, летящего у него в ушах, он усилил хватку, чтобы доказать себе, что он надежно держал его в руке.В моем плавающем гробу было много вещей по очереди; железнодорожный вагон, прогулочный катер по Темзе, гамак под деревьями; Наконец, это была верхняя полка в не очень душной каюте, с грохотом ножей и вилок под рукой и очень сильным запахом лука в ирландском рагу. Наконец я услышал гудок охранника и звук цоканье копыт лошадей. Ее глаза смягчились на нем, и на ее губах прозвучал добрый ответ, когда хриплый крик с топотом рук и топотом коней раздался с нижнего двора.Грубый шум разнесся по этой тонкой ряби и шепоту, одновременно столь далеким и таким отчетливым: позитивный топот, топот, металлический лязг, который заглушил мягкое блуждание волн; как на картинке сплошная масса скалы или грубые стволы большого дуба, нарисованные темным и сильным цветом на переднем плане, стирают воздушное расстояние от лазурного холма, солнечного горизонта и смешанных облаков, где оттенок плавится в оттенок За ним шла толпа офицеров, стальные ножны которых стучали о камни, когда они спешили по двору.Его голова и тело были потрясены, его зубы болезненно стучали, и с ужасающей грубостью он был отброшен вниз по скользкому склону палубы.

грохот — Викисловарь

английский [править]

Этимология [править]

От среднеанглийского clatren («издавать дребезжащий звук»), от староанглийского * clatrian (засвидетельствовано как позднеанглийский герундий clatrung ) звукоподражательного происхождения.

Существительное, образованное от глагола, впервые засвидетельствовано в 14 -м веке.

Произношение [править]

Глагол [править]

грохот ( грохот в единственном числе от третьего лица, простое настоящее грохот , причастие в настоящем грохот , простое причастие прошедшего и прошедшего времени грохот )

  1. (непереходный) Чтобы издавать дребезжащий звук.
    • 1906 , Альфред Нойес, Разбойник :
      По булыжникам он грохотал и столкнулся в темном дворе гостиницы,
      И он постучал хлыстом по ставням, но все было заперто и заперто;
      Он присвистнул мелодию в окно, а кто там должен ждать
      А вот черноглазая дочь хозяина,
      Бесс, дочь домовладельца,
      Заплетает темно-красный узел любви в свои длинные черные волосы.
  2. (переходный) Вызвать дребезжащий звук.
    • 1728 , Джонатан Свифт, Диалог между Безумным Муллиниксом и Тимоти
      Вы стучите по-прежнему ваш медный чайник.
    • 1883 , Говард Пайл, Веселые приключения Робин Гуда , Глава V:
      Когда он приехал в Ноттингем, он вошел в ту часть рынка, где стояли мясники, и занял свою гостиницу (2) в лучшем месте, которое он мог найти.Затем он открыл стойло и разложил мясо на скамейке, затем, взяв свой тесак и сталь и стукнув их вместе, он громко троллил веселыми тонами: …
  3. (непереходный) Чтобы болтать шумно или быстро.
    • г. 1515–1516 , опубликовано в 1568 году, Джон Скелтон, Опять-таки ядовитые языки, окруженные «обвинениями» и ложными оскорблениями и т. Д. :
      Но если бы я знал, каково его имя,
      За грохочущих меня, я бы ему — один quight;
      За его ложную ложь, о которой я не берусь,
      Я мог бы заставить его вкратце раскаяться в нем навсегда: […]
    • 1579 , Иммерито [псевдоним; Эдмунд Спенсер], «Юлий.Aegloga Septima. », В Календарь Shepheardes: […] , Лондон: […] Хью Синглтон, […], OCLC 606515406 ; переиздано как The Shepheardes Calender […] , Лондон: […] Иоанн Вулф для Иоанна Харрисона младшего, […], 1586, OCLC 837880809 :
      Вижу, ты делаешь, но стук .
  4. (Северная Англия) Ударить; шлепать.
    • 1988 , Гарри Энфилд, Friday Night Live :
      «Я не могу это смотреть, потому что мне нужно выйти на улицу и стукнуть кто-то в орехи!»
    • 2010 , Джеральд Хансен, Hand in the Till :
      «Оранжевая сучка выбрасывала из нее семь оттенков дерьма», — нетерпеливо воскликнул Падрейг.
Производные термины [править]
Переводы [править]

Вызвать дребезжащий звук

Шумно или быстро болтать

Приведенные ниже переводы необходимо проверить и вставить выше в соответствующие таблицы переводов, удалив все цифры. Числа не обязательно совпадают с числами в определениях. См. Инструкции в Викисловаре: Макет статьи § Переводы.

Проверяемые переводы

Существительное [править]

грохот ( множественное число грохот )

  1. Дребезжащий шум; повторение резких, резких звуков.
    • 1907 , Гарольд Биндлосс, глава 7, в Пыль конфликта [1] :

      Стук ног и лязг ремешка и вертлюга превратились в ошеломляющий шум , но они почти достигли конторы fielato, где карретеры вошли в город, как тут же вспыхнула винтовка.

    • 2017 26 июня Алексис Петридис, «Вердикт Гластонбери 2017: Radiohead, Foo Fighters, Lorde, Stormzy и другие», в Guardian [2] :

      Было что-то явно сдержанное, даже умышленно отчужденный от выступления группы.Россыпь треков OK Computer перемежалась с более абстрактным современным материалом — грохотом из 15 Step и Myxamatosis.

  2. Громкое нарушение.
  3. Шумный разговор или болтовня.
Синонимы [править]
Производные термины [править]
Переводы [править]
Дополнительная литература [править]

Запуск холодного двигателя ▷ испанский перевод

Используется при запуске холодного двигателя .Ручка воздушной заслонки — используется при запуске холодного двигателя . Perilla del cebador- se usa para arrancar un motor frío .

Al arrancar un motor frío

Дроссель — используется при запуске холодного двигателя . Дроссель из США на двигателе от .Ручка воздушной заслонки — используется при запуске холодного двигателя . Palanca de choke- se le usa al arrancar un motor frío .

Другие примеры предложений

Ручка воздушной заслонки — используется при запуске холодного двигателя . Перилла регулятора жидкости использует для двигателя от .Положение закрытой заслонки обогащает топливную смесь для запуска холодного двигателя .

Жесткий запуск двигателя — холодный, горячий, оба или сразу после заправки

Жесткий запуск двигателя — холодный, горячий, оба или сразу после заправки

Если у вас возникли проблемы с запуском автомобиля; может быть трудно понять, что вызывает проблему с трудным запуском двигателя.

Точный момент в процессе запуска, в котором вы застряли; расскажет вам огромное количество того, что может происходить.

Если ваша машина не заводится; Важно отметить, что происходит, когда вы поворачиваете ключ.

К сожалению, не существует простого решения, подходящего для всех случаев тяжелого запуска двигателя. Но своевременное проявление внимания может направить вас на верный путь к легкому ремонту. Если двигатель запускается более 4 секунд, значит, проблема.

Есть ряд проблем, из-за которых автомобиль сложно завести. Все, от электрической системы до топливной системы и самого стартера, может быть проблемой. Но причиной номер один для этой проблемы является утечка вакуума.

Vacuum Leak

Я бы рекомендовал провести вакуумный тест перед тем, как продолжить.

До начала поиска и устранения неисправностей; мы должны знать, есть ли проверочный двигатель или сервисный двигатель скоро загорится «ВКЛ».

Всегда начинайте с поиска любого диагностического кода неисправности (DTC)

Блок управления двигателем вашего автомобиля контролирует важные системы контроля выбросов через несколько; датчики и исполнительные механизмы для выполнения необходимых настроек. Когда любой из этих датчиков отклоняется от своих нормальных параметров; Диагностический код неисправности сохраняется в его памяти.

Проверка кодов неисправностей двигателя

Это означает, что загорится индикатор проверки двигателя (CEL). Однако ошибка может приходить и уходить.Подобная периодическая неисправность может привести к появлению ожидающего (DTC), но при этом ваш (CEL) не загорится. Тем не менее, вы можете сканировать свой компьютер на наличие ожидающих кодов.

Вот список наиболее распространенных неисправностей, на которые следует обратить внимание;

Всегда проверяйте датчики, фильтры и герметичность вакуума.

Автомобильные датчики

Датчик массового расхода воздуха (MAF)

  • Со временем грязь или посторонние предметы могут покрыть чувствительный элемент; препятствует правильной работе датчика.
  • Проверьте датчик, при необходимости очистите и убедитесь, что узел очистки воздуха установлен правильно.
  • Чтобы предотвратить попадание неизмеренного воздуха в двигатель.
Датчик положения дроссельной заслонки (TPS)
  • Обычно неисправный или неисправный датчик (TPS) вызывает срабатывание контрольной лампы двигателя (CEL). Поэтому просканируйте память компьютера на наличие диагностических кодов неисправностей (DTC).
Клапан принудительной вентиляции картера (PCV) и соединительные шланги
  • Застрявший открытый клапан (PCV) может отрицательно повлиять на запуск двигателя.
Воздушный фильтр
  • Если бумажный элемент кажется покрытым грязью или забитым; установить новый. Если вы не заменяли его более двух лет, замените его.
Утечки вакуума
  • Утечка вакуума помешает компьютеру определить правильную топливно-воздушную смесь. Проследите каждый вакуумный шланг на предмет шероховатости; мягкие, твердые или неровные пятна, которые могут указывать на повреждение шланга.
Дроссельная заслонка (дроссельная заслонка) и отверстие
  • Отложения нагара в клапане или корпусе могут мешать работе клапана.Используйте очиститель карбюратора и тряпку для удаления отложений. ПРИМЕЧАНИЕ: Некоторые производители транспортных средств наносят защитное покрытие на отверстие дроссельной заслонки, которое затрудняет накопление шлама. Это покрытие может быть удалено при очистке отверстия с помощью химикатов, продаваемых после продажи.
Соленоид регулятора холостого хода (IAC)
  • Соленоид позволяет дополнительному воздуху попадать в двигатель на холостом ходу; в зависимости от условий эксплуатации. Со временем каналы клапана могут заполняться нагаром, который может мешать его работе.Снимите соленоид и осмотрите каналы. Его можно найти возле корпуса дроссельной заслонки. При необходимости проверьте соленоид на правильность работы.
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)
  • Датчик отвечает за отображение температуры охлаждающей жидкости в любой момент времени. Компьютер использует эту информацию; вместе с информацией от других датчиков.
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)
  • Добавление топлива в смесь при холодном двигателе; и обеднение смеси по мере прогрева двигателя.Более того, компьютер использует информацию от (ECT) и других датчиков; при необходимости отрегулировать угол опережения зажигания.

Жесткий запуск двигателя в холодном состоянии

Жесткий запуск холодного двигателя; обычно связано с определенными компонентами, когда они начинают выходить из строя или изнашиваться. Хотя не только для этого условия; Стоит проверить следующие компоненты;

Проверить компоненты зажигания
  • Плохие свечи зажигания являются причиной многих проблем с производительностью.Плохая экономия топлива; низкая мощность, пропуски зажигания и, да, жесткий запуск двигателя на холоде.
Проверить компоненты топливной системы
  • Отсутствие необходимого давления в топливной системе затруднит запуск двигателя.
Регулятор давления топлива
  • Это может произойти на холодном двигателе; если давление медленно снижается или не создается должным образом.

Жесткий запуск двигателя при горячем

Некоторые компоненты или системы, вызывающие проблемы с запуском в холодном состоянии; может также вызвать проблемы в горячем состоянии.Также не забудьте просканировать свой компьютер на наличие (DTC) s. Даже если (CEL) не загорелся; вы можете найти некоторые ожидающие обработки коды, которые помогут вам в диагностике.

Проверить компоненты топливной системы
Автомобильная топливная система Иллюстрация
  • Найдите препятствие для потока топлива или неисправный компонент; предотвращение попадания топлива в двигатель.
Проверить заземление двигателя
  • Плохое заземление двигателя может работать как нежелательное сопротивление в цепи.Как только двигатель достиг рабочей температуры; тепло добавит нежелательному сопротивлению любому проводу. Такой же эффект может иметь коррозия; грязь или жир вокруг электрического соединения. Разорванный, поврежденный или загрязненный маслом ремень может мешать прохождению тока.

Жесткий запуск двигателя в холодном или горячем состоянии

Существуют разные причины, по которым у вас могут возникнуть трудности с запуском двигателя; когда холодно или жарко;

Система запуска и аккумулятор
  • Это, пожалуй, самая частая неисправность, возникающая в этом состоянии.Вы можете заметить, что стартер работает не так, как обычно, или работает слабо. Сначала проверьте аккумулятор. Затем, при необходимости, проверьте стартер. Большинство магазинов автозапчастей проверит стартер и аккумулятор за вас.
Утечки вакуума
  • Количество вакуумных шлангов отличается от одной модели двигателя к другой. Но у большинства есть табличка с диаграммой выбросов в передней части моторного отсека. Проверьте правильность подключения каждого из этих шлангов; повреждения, износ и неровности.Чтобы было проще; Обведите рукой каждый шланг. Возможно, вам понадобится зеркало, которое поможет осмотреть некоторые шланги в труднодоступных местах.
Система зажигания;
  • Нагар вокруг электродов свечей.
  • Свечи зажигания изношены.
Изношенные свечи зажигания
  • Проверить сопротивление проводов свечи зажигания.
  • Углеродные следы вокруг крышки распределителя и ротора; если есть.
Топливная система
  • Проверить топливную форсунку на засорение или утечку; неисправный топливный фильтр, регулятор давления топлива или неисправный топливный насос.
Механические проблемы
  • Накопление углерода вокруг впускных клапанов также может вызвать проблемы при запуске двигателя.
Сравнение двух клапанов — один с отложениями углерода, а другой — нет.
  • При необходимости выполните обслуживание клапанов обезуглероживающим химическим средством.

Жесткий запуск двигателя после заправки

Все системы (EVAP) имеют канистру с древесным углем, на которую она рассчитана. Канистра имеет огромную площадь поверхности, которая эффективно удерживает пары топлива.Если канистра с древесным углем куда деваться; возникнет множество проблем. Вдобавок к снижению мощности, появлению запаха топлива, увеличению шума, снижению расхода топлива и затоплению.

Система контроля за выбросом паров топлива (EVAP)

Итак, наиболее распространенные проблемы с системой (EVAP) включают неисправности клапана продувки. Клапан продувки адсорбера; также обычно называют продувочным клапаном; является важным компонентом вашей системы (EVAP). Итак, эта система ограничивает образование паров топлива в вашем топливном баке; от побега в атмосферу, поймав их в ловушку.Когда ваш двигатель работает на обычных оборотах; система (EVAP) медленно позволяет этим парам попадать в двигатель.

Плохая или неисправная газовая крышка
  • Крышка бензобака, также известная как крышка топливного бака; это простой, но важный компонент. Их цель проста; для предотвращения попадания грязи, мусора и пыли в бензобак; а также обеспечение надежной пломбы. Колпачок также играет важную роль в работе выхлопной системы автомобиля (EVAP). (EVAP) предназначен для улавливания и повторного использования паров топлива из бензобака.Потому что крышка часто снимается; каждый раз при добавлении топлива оно может изнашиваться.
Клапан продувки
  • Поток этих паров регулируется клапаном продувки адсорбера. Клапан регулирует, когда и сколько этих паров попадает в двигатель. Клапан продувки адсорбера имеет электрическое управление; и также обычно называют соленоидом. Наиболее частые проблемы с продувочным клапаном возникают, когда продувочный клапан застревает в открытом или закрытом положении. Кроме того, он может просто не открыться в нужное время.Ниже перечислены симптомы, которые могут указывать на неисправность клапана продувки адсорбера.
Проверьте, горит ли свет двигателя
  • Первым признаком неисправности клапана продувки адсорбера является загорание контрольной лампы двигателя. Следовательно, ваш клапан продувки адсорбера управляется компьютером вашего автомобиля; что позволяет контролировать его работу.
Контрольная лампа двигателя
  • Если компьютер вашего автомобиля обнаруживает более высокую или более низкую, чем ожидалось, продувку; он загорится контрольной лампой двигателя.К общим кодам ошибок относятся P0441 и P0446, а также другие коды (EVAP).
Клапан продувки застрял в закрытом положении
  • Кроме того, если клапан продувки адсорбера не открывается должным образом; это может отрицательно сказаться на расходе топлива. Наконец, вы потеряете часть топлива, которое регулярно используется при сжигании.
Клапан продувки заедает в открытом положении
  • Если клапан продувки адсорбера застрял в открытом положении, это создает утечку вакуума. Проще говоря, воздух может попасть в двигатель в количестве, которое не прогнозируется вашим компьютером.Это изменит соотношение воздуха и топлива в автомобиле; и может вызвать резкий холостой ход; а также трудности с запуском. Следовательно, если пережили вместе; высока вероятность выхода из строя клапана канистры. В результате это обогащает топливную смесь и, вероятно, приведет к загрязнению свечей зажигания.

Заключение

Когда внезапно появляется затрудненный запуск двигателя; первое, что мы делаем, это паника. Но помните, что для правильной работы двигателя и компьютера вашего автомобиля используются датчики, исполнительные механизмы, шланги, жидкости и электрические системы.И однажды компонент, нуждающийся во внимании, начинает выходить из строя; это может привести к отказу других компонентов или систем.

Поделитесь новостями портала DannysEngine

Стук двигателя | Что делать со стуком в стержне двигателя


Какой звук от ударов штанги или двигателя?

Ваша машина работает на холостом ходу, а вы с нетерпением ждете, прислушиваясь к шуму двигателя. Тебе есть где быть, а время уходит. Похоже, кто-то продолжает стучать молотком по твоему масляному поддону, ритмично постукивая рэп-рэп.Если у вашего автомобиля сломался двигатель, вы можете продать его через Интернет или прочитать о детонации в стержне двигателя.

Но под твоей машиной никого нет, и никто не стучит тебе в двигатель. Шум исходит из глубины вашего мотора. Когда вы увеличиваете обороты двигателя, высота и частота меняются. В какой-то момент это звучит так, как будто стук почти исчезает. Когда вы отпускаете газ, он продолжается и, возможно, даже становится громче.

Так звучит стук удочки. Само по себе это никогда не станет лучше, хотя, когда ваш двигатель холодный, шум может быть меньше.Эти звуки двигателя автомобиля также широко известны как стук двигателя, искровой разряд и стук двигателя.

Получите мгновенное онлайн-предложение для своего автомобиля!

Введите свой почтовый индекс ниже, чтобы БЕСПЛАТНО получить оценку и узнать, сколько стоит ваша машина.
Получите реальную стоимость автомобиля в течение 24-48 часов!

Знаете ли вы,

В среднем стоимость ремонта стержня двигателя может составлять от 2500 долларов и более в зависимости от автомобиля. Потенциально вы можете потратить больше, чем стоит машина.Если вы хотите избежать перерасхода средств на ремонт двигателя. тогда ваш следующий лучший вариант — продать эту машину КАК ЕСТЬ. С CarBrain вы можете получить онлайн-предложение на свой неидеальный автомобиль всего за 90 секунд! Доставим оплату и отбуксируем машину БЕСПЛАТНО! Всего за 1-2 рабочих дня.

Что такое стук в двигателе?

Технически это состояние возникает из-за чрезмерного люфта. Поршни вашего двигателя движутся вверх и вниз от зажигания за счет свечи зажигания с силой, достаточной для вращения коленчатого вала.Соединяет поршень и коленчатый вал шатун. И ваши шатуны прикреплены болтами с нижней стороны вокруг коленчатого вала с гладкими тонкими металлическими подшипниками между поверхностями.

Во время вращения двигателя все эти металлические компоненты перегреваются и заедают вместе, если бы не моторное масло. Он смазывает движущиеся части, позволяя им скользить друг по другу без трения. Он также заполняет мельчайший зазор между подшипниками и коленчатым валом.

Как я могу мгновенно узнать цену на мою машину с детонацией двигателя?

Это просто, а занимает менее 90 секунд… нажмите кнопку ниже, чтобы начать и узнать, сколько стоит ваш автомобиль!

Доставка автомобиля БЕСПЛАТНА по всей стране. Не торгуйтесь. Комиссия не взимается. Наша компания имеет рейтинг A + на уровне BBB.

Что вызывает стук в двигателе?

Стук по штоку происходит, когда подшипник частично или полностью разрушен. Обычно это происходит из-за масляного голодания, хотя износ подшипников может произойти естественным образом на расстояниях в сотни тысяч миль.

На оборотной стороне (буквально) находится булавка на запястье. Это полый штифт, который удерживает поршень в верхней части шатуна. Когда на запястье изнашивается палец, возникает состояние, известное как удар поршня. Поршень немного болтается и качается в цилиндре, создавая дополнительный шум.

Имейте в виду, что стук штока и удар поршня вызваны невероятно малыми изменениями допусков. Мы не говорим о четверти дюйма — мы говорим о тысячных долях дюйма! Этот, казалось бы, незначительный зазор позволяет совершить достаточное движение, чтобы вызвать шум подшипника штока, потому что теперь металлические части могут удариться друг о друга.

Что происходит, если звуки двигателя игнорируются

Ваш двигатель никогда не будет прежним, детонация штанги со временем превратится в гораздо более серьезную проблему. Этот раздражающий звук стука двигателя переходит в стук по мере того, как поверхность подшипника разрушается все больше и больше. Когда подшипник разрушен, что не занимает много времени, подшипник приваривается к коленчатому валу, и шатун болтается вокруг коленчатого вала. Если шатун заедает или заклинивает, он может оторваться от коленчатого вала, что называется брошенным штоком.Он действительно перемалывает нижнюю часть вашего двигателя, возможно, даже пробивает дыру прямо в блоке двигателя.

Стучит ли шток двигателя?

Что такое фиксатор шатуна?

Стоимость ремонта детонации стержня имеет ряд переменных:

  • Как долго длится шум?

  • Насколько сильно поврежден двигатель?

  • В двигателе циркулирует металлическая стружка?

  • Двигатель высокопроизводительный или специализированный?

  • Можно ли восстановить двигатель?

Если вы обнаружите проблему достаточно рано, капитальный ремонт двигателя может помочь вам всем починить.Двигатель должен быть полностью разобран до оголенного блока цилиндров для проверки. Если стенки цилиндра сильно поцарапаны, возможно, вам придется полностью заменить двигатель. Иногда можно отточить минимальные задиры и использовать поршневые кольца увеличенного размера. Таким образом, вы можете столкнуться с решением: отремонтировать машину или продать ее как есть.

Как исправить стук штанги

Затраты на замену подшипников шатуна также должны учитывать все дополнительные детали. Вам понадобятся новые уплотнения и прокладки двигателя, болты головки блока цилиндров, шатунные подшипники и много денег, чтобы промыть двигатель и трубопроводы радиатора.В зависимости от объема ремонта вам могут потребоваться новые поршни и шатуны, подшипники распределительного вала, цепи привода ГРМ и, возможно, новый коленчатый вал. Если вам нужны все дополнительные детали, лучше заменить весь двигатель в сборе.

Средний ремонт шатуна будет стоить от 2500 долларов и выше . На некоторых автомобилях, таких как Subaru Forester, , который может стоить 5000 долларов между запчастями и работами для восстановления двигателя или более 6000 долларов на замену полностью нового двигателя .

Лучший вариант позволяет избежать простоев и расходов на ремонт без дополнительных средств. Вы можете продать свой автомобиль CarBrain по справедливой цене, как есть. Вам не нужно беспокоиться о текущем состоянии вашего автомобиля — мы сделаем вам гарантированное предложение с учетом его текущего состояния. Как только вы примете наше предложение, мы пришлем кого-нибудь забрать вашу машину, и вам заплатят на месте. Это быстрое решение дорогостоящей и затяжной проблемы.

Получите гарантированное предложение

.
28Июн

Устройство двигателя внутреннего сгорания с картинками: Устройство двигателя внутреннего сгорания — видео, схемы, картинки

28 Июн 2018 alexxlab Комментировать

Устройство двигателя внутреннего сгорания — видео, схемы, картинки

Двигатель внутреннего сгорания – это одно из тех изобретений, которые в корне перевернули нашу жизнь – с лошадиных повозок люди смогли пересесть на быстрые и мощные автомобили.

Первые ДВС обладали малой мощностью, а коэффициент полезного действия не доходил даже до десяти процентов, но неутомимые изобретатели – Ленуар, Отто, Даймлер, Майбах, Дизель, Бенц и множество других – привносили что-то новое, благодаря чему имена многих увековечены в названиях известных автомобильных компаний.

ДВС прошли длительный путь развития от коптящих и часто ломающихся примитивных моторов, до сверхсовременных битурбированных двигателей, но принцип их работы остался все тот же – теплота сгорания топлива преобразуется в механическую энергию.

Название “двигатель внутреннего сгорания” используется потому, что топливо сгорает в середине двигателя, а не снаружи, как в двигателях внешнего сгорания – паровых турбинах и паровых машинах.

Благодаря этому ДВС получили множество положительных характеристик:

  • они стали намного легче и экономичнее;
  • стало возможным избавиться от дополнительных агрегатов для передачи энергии сгорания топлива или пара к рабочим частям двигателя;
  • топливо для ДВС обладает заданными параметрами и позволяет получать значительно больше энергии, которую можно преобразовать в полезную работу.

Устройство ДВС

Вне зависимости от того, на каком топливе работает двигатель – бензин, дизель, пропан-бутан или экотопливо на основе растительных масел – главным действующим элементом является поршень, который находится внутри цилиндра. Поршень похож на металлический перевернутый стакан (скорее подойдет сравнение с бокалом для виски – с плоским толстым дном и прямыми стенками), а цилиндр – на небольшой кусок трубы, внутри которой и ходит поршень.

В верхней плоской части поршня имеется камера сгорания – углубление круглой формы, именно в нее попадает топливно воздушная смесь и здесь же детонирует, приводя поршень в движение. Это движение передается на коленчатый вал с помощью шатунов. Шатуны верхней своей частью прикреплены к поршню с помощью поршневого пальца, который просовывается в два отверстия по бокам поршня, а нижней – к шатунной шейке коленчатого вала.

Первые ДВС имели всего один поршень, но и этого было достаточно, чтобы развить мощность в несколько десятков лошадиных сил.

В наше время тоже применяются двигатели с одним поршнем, например пусковые двигатели для тракторов, которые выполняют роль стартера. Однако больше всего распространены 2-х, 3-х, 4-х, 6-и и 8-цилиндровые двигатели, хотя выпускаются двигатели на 16 цилиндров и более.

Поршни и цилиндры находятся в блоке цилиндров. От того, как расположены цилиндры по отношению к друг другу и к другим элементам двигателя, выделяют несколько видов ДВС:

  • рядные – цилиндры расположены в один ряд;
  • V-образные – цилиндры расположены друг против друга под углом, в разрезе напоминают букву “V”;
  • U-образные – два объединенных между собой рядных двигателя;
  • X-образные – ДВС со сдвоенными V-образными блоками;
  • оппозитные – угол между блоками цилиндров составляет 180 градусов;
  • W-образные 12-цилиндровые – три или четыре ряда цилиндров установленные в форме буквы “W”;
  • звездообразные двигатели – применяются в авиации, поршни расположены радиальными лучами вокруг коленчатого вала.

Важным элементом двигателя является коленчатый вал, на который передается возвратно-поступательное движение поршня, коленвал преобразует его во вращение.

Когда на тахометре отображаются обороты двигателя, то это как раз и есть количество вращений коленвала в минуту, то есть он даже на самых низких оборотах вращается со скоростью 2000 оборотов в минуту. С одной стороны коленвал соединен с маховиком, от которого вращение через сцепление подается на коробку передач, с другой стороны – шкив коленвала, связанный с генератором и газораспределительным механизмом через ременную передачу. В более современных авто шкив коленвала связан также со шкивами кондиционера и гидроусилителя руля.

Топливо подается в двигатель через карбюратор или инжектор. Карбюраторные ДВС уже отживают свое из-за несовершенства конструкции. В таких ДВС идет сплошной поток бензина через карбюратор, затем топливо смешивается во впускном коллекторе и подается в камеры сгорания поршней, где детонирует под действием искры зажигания.

В инжекторных двигателях непосредственного впрыска топливо смешивается с воздухом в блоке цилиндров, куда подается искра от свечи зажигания.

Газораспределительный механизм отвечает за согласованную работу системы клапанов. Впускные клапаны обеспечивают своевременное поступление топливновоздушной смеси, а выпускные отвечают за выведение продуктов сгорания. Как мы уже писали раньше, такая система используется в четырехтактных двигателях, тогда как в двухтактных необходимость в клапанах отпадает.

На данном видео показано как устроен двигатель внутреннего сгорания, какие функции выполняет и как он это делает.

Устройство четырехтактного ДВС

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Oдноцилиндровый ДВС

Описание устройства простейшего двигателя

Чтобы сразу не смущать сложными терминами и громоздкими определениями, сначала рассмотрим простейший одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания (ДВС), работающий на бензине, устройство которого представлено на рисунке 4. 1.

Состоит этот двигатель из блока с цилиндрическим отверстием внутри – гильзой цилиндра. В гильзе находится поршень, соединенный через шатун с коленчатым валом. Коленчатый вал, в свою очередь, связан с распределительным валом через цепь (эта связь постоянна и передаточное отношение (О том, что такое «передаточное отношение», будет рассказано в главе 5 «Трансмиссия») составляет 1 к 2, то есть распределительный вал делает один оборот за два оборота коленчатого вала).


Рисунок 4.1 Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.


Рисунок 4.2 Разрез бензинового двигателя внутреннего сгорания.


Рисунок 4.4 Двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.

Распределительный вал вместе с клапанами расположен в головке блока цилиндров, которая установлена соответственно на блок цилиндров.

Теперь разложим все по частям.

Блок цилиндра — литая деталь из чугуна или из алюминиевого сплава. Блок цилиндров образует картер. По сути, это корпус, внутри которого находятся основные элементы кривошипно-шатунного механизма (о котором речь пойдет ниже). Этот корпус имеет двойные стенки (именуемые рубашкой блока). В полостях между стенками течет охлаждающая жидкость, если двигатель с жидкостным охлаждением. Если двигатель с воздушным охлаждением, то блок имеет одну стенку с многочисленными ребрами для отвода тепла, как показано на рисунке 4.3.

В блоке имеются гильза и масляные каналы для подвода смазки к трущимся деталям. Рабочая поверхность гильзы, с которой соприкасается поршень, называется зеркалом цилиндра.

Поршень имеет вид перевернутого стакана, обычно отлит из алюминиевого сплава. В цилиндр поршень устанавливается с очень небольшим зазором (обычно сотые доли миллиметра). Чтобы газы, образовавшиеся при сгорании топлива, через этот зазор не прорвались в картер блока цилиндров, поршень уплотнен кольцами. Обычно устанавливают два компрессионных кольца (они воспринимают основную нагрузку при перемещении поршня) и одно маслосъемное (оно состоит из нескольких элементов), необходимое для снятия со стенок цилиндра моторного масла. Поршень, шарнирно, то есть через палец соединен с верхней головкой шатуна, а шатун, в свою очередь, шарнирно соединен с коленчатым валом. Шатун вместе с коленчатым валом и называют кривошипно-шатунным механизмом. Благодаря шатуну поступательное движение поршня вверх и вниз преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

Примечание
Уважаемый читатель может подумать, что пропустил целый раздел, ведь на рисунке 4.1 отсутствует и палец, и верхняя головка шатуна, но это не так — вышеприведенное описание дано для общего представления о двигателе внутреннего сгорания, а вот устройство каждого из элементов подробно рассмотрено в разделе 4.7 «Блок цилиндров и кривошипно-шатунный механизм».

Головка блока цилиндра — по сути, это корпус (обычно из алюминиевого сплава), в котором, в зависимости от конструкции (Слова «в зависимости от конструкции» означают, что не всегда распределительный вал или валы располагают в головке блока. Об этом подробнее будет рассказано в главе 4. 6 «Головка блока цилиндров»), находится распределительный вал (или валы), а также клапаны – впускной и выпускной. Распределительный вал и клапаны называют газораспределительным механизмом (ГРМ). Распределительный вал необходим для своевременного открытия впускных и выпускных клапанов. Клапаны плотно прилегают к головке блока цилиндра и прижимаются с помощью клапанных пружин.

Вот и весь четырехтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Сложного ничего нет.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Четырехтактным двигатель называется потому, что полный рабочий процесс разбит на четыре промежутка – такта. Из этих тактов только один рабочий, то есть тот, во время которого происходит перемещение поршня под действием газов, выделяющихся при сгорании топливовоздушной смеси. Каждый такт приходится (приблизительно) на один полуоборот коленчатого вала.

Примечание
Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее положение поршня в верхней части цилиндра.
Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее положение поршня в нижней части цилиндра.
Расстояние от ВМТ до НМТ называется ходом поршня.

Наверняка, у каждого в детстве был велосипед. И, если спускала шина, то ее необходимо было подкачать насосом. Так вот, хотя и отдаленно, но этот насос для накачивания шин напоминает нам наш одноцилиндровый двигатель. Внутри цилиндрического корпуса насоса тоже есть клапаны и так же двигается поршень. Когда вы тяните ручку поршня на себя, через клапан в корпусе всасывается воздух, когда двигаете поршень вниз — клапан на впуске закрывается и воздух выходит через клапан на выпуске в трубку, попадая в шину колеса велосипеда. Теперь мысленно представим перевернутый насос, у которого мы начали перемещать поршень вниз, набирая при этом внутрь корпуса воздух, так же мысленно закрываем выпускное отверстие, например, пальцем, и начинаем перемещать поршень насоса вверх – воздух при этом начнет сжиматься, так как деваться ему некуда. Доведя поршень насоса до упора, мы возьми и подожги засыпанный до начала этого действа порох в корпусе. Сгорая, этот порох будет выделять большое количество газа, который, в свою очередь, повысит давление внутри корпуса и начнет перемещать поршень, только уже без нашего участия – самостоятельно. Когда порох полностью выгорит, а поршень дойдет до самой нижней точки, мы откроем выпускное отверстие, и начнем снова перемещать поршень вверх, выталкивая из корпуса насоса уже отработавшие свое газы. Вытолкнув продукты горения наружу, мы снова закрываем пальцем выпускное отверстие насоса и начинаем повторять все вышеперечисленное в той же последовательности. Вот так же приблизительно работает любой четырехтактный бензиновый двигатель. Поместите корпус насоса в блок, клапаны установите в головку, которую в свою очередь смонтируйте на блок, а поршень соедините через шатун с коленвалом и получите наш простейший одноцилиндровый двигатель.

Есть такое понятие, как «рабочий цикл». Это совокупность процессов, происходящих последовательно в цилиндре двигателя при вращении коленчатого вала на два полных оборота (720o). Рабочий цикл состоит из тактов.

Примечание
Читая далее описание процессов, вспомните о насосе, который был описан перед этим.

Собственно, ничего сложного. Практически все четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, использующие в качестве топлива бензин, работают по такому принципу.

Первый такт. Впуск воздуха, смешанного с топливом

Коленвал, вращаясь, перемещает поршень вниз из ВМТ. В этот момент открыт впускной клапан, через него в цилиндр всасывается воздух вперемешку с распыленным топливом (в виде очень мелких капелек). Далее поршень достигает НМТ, впускной клапан закрывается

Второй такт. Сжатие

Коленвал продолжает вращаться, а поршень начинает от НМТ перемещаться вверх, сжимая при этом топливовоздушную смесь, дополнительно более тщательно смешивая топливо с воздухом, чтобы смесь была максимально однородная. Оба клапана закрыты

Третий такт. Рабочий ход

Поршень в ВМТ, в камере сгорания сжатая и нагретая до высокой температуры смесь, в этот момент возникает разряд между электродами свечи, который поджигает топливо. Сгорая, топливовоздушная смесь выделяет газы, которые, к слову, разогреты до 800 градусов Цельсия, создается высокое давление, под действием которого поршень перемещается вниз, толкая коленчатый вал. Весь процесс протекает до НМТ

Четвертый такт. Выпуск

Газы свое дело сделали, теперь от них необходимо избавиться, чтобы подготовить цилиндр для следующей порции топливовоздушной смеси. После НМТ, открывается выпускной клапан, поршень под действием силы инерции поднимается вверх, выталкивая отработанные газы. После того, как поршень достигнет ВМТ и будут удалены все отработанные газы, весь процесс повторится заново.

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания (18

Для того, чтобы понять принцип работы двигателя, нужно иметь некоторые представления о самом двигателе и его строении. Давайте разберемся со всем более подробно:
Смотрите также: Вся правда о полном приводе

В устройстве двигателя поршень является ключевым элементом рабочего процесса. Поршень выполнен в виде металлического пустотелого стакана, расположенного сферическим дном (головка поршня) вверх. Направляющая часть поршня, иначе называемая юбкой, имеет неглубокие канавки, предназначенные для фиксации в них поршневых колец. Назначение поршневых колец – обеспечивать, во-первых, герметичность надпоршневого пространства, где при работе двигателя происходит мгновенное сгорание бензиново-воздушной смеси и образующийся расширяющийся газ не мог, обогнув юбку, устремиться под поршень. Во-вторых, кольца предотвращают попадание масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство. Таким образом, кольца в поршне выполняют функцию уплотнителей. Нижнее (нижние) поршневое кольцо называется маслосъемным, а верхнее (верхние) – компрессионным, то есть обеспечивающим высокую степень сжатия смеси.




Когда из карбюратора или инжектора внутрь цилиндра попадает топливно-воздушная или топливная смесь, она сжимается поршнем при его движении вверх и поджигается электрическим разрядом от свечи системы зажигания (в дизеле происходит самовоспламенение смеси за счет резкого сжатия). Образующиеся газы сгорания имеют значительно больший объем, чем исходная топливная смесь, и, расширяясь, резко толкают поршень вниз. Таким образом тепловая энергия топлива преобразуется в возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршня в цилиндре.



Далее необходимо преобразовать это движение во вращение вала. Происходит это следующим образом: внутри юбки поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, последний шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. Коленвал свободно вращается на опорных подшипниках, что расположены в картере двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня шатун начинает вращать коленвал, с которого крутящий момент передается на трансмиссию и – далее через систему шестерен – на ведущие колеса.


Технические характеристики двигателя.Характеристики двигателя При движении вверх-вниз у поршня есть два положения, которые называются мертвыми точками. Верхняя мертвая точка (ВМТ) – это момент максимального подъема головки и всего поршня вверх, после чего он начинает движение вниз; нижняя мертвая точка (НМТ) – самое нижнее положение поршня, после которого вектор направления меняется и поршень устремляется вверх. Расстояние между ВМТ и НМТ названо ходом поршня, объем верхней части цилиндра при положении поршня в ВМТ образует камеру сгорания, а максимальный объем цилиндра при положении поршня в НМТ принято называть полным объемом цилиндра. Разница между полным объемом и объемом камеры сгорания получила наименование рабочего объема цилиндра.
Суммарный рабочий объем всех цилиндров двигателя внутреннего сгорания указывается в технических характеристиках двигателя, выражается в литрах, поэтому в обиходе именуется литражом двигателя. Второй важнейшей характеристикой любого ДВС является степень сжатия (СС), определяемая как частное от деления полного объема на объем камеры сгорания. У карбюраторных двигателей СС варьирует в интервале от 6 до 14, у дизелей – от 16 до 30. Именно этот показатель, наряду с объемом двигателя, определяет его мощность, экономичность и полноту сгорания топливо-воздушной смеси, что влияет на токсичность выбросов при работе ДВС.
Мощность двигателя имеет бинарное обозначение – в лошадиных силах (л. с.) и в киловаттах (кВт). Для перевода единиц одна в другую применяется коэффициент 0,735, то есть 1 л.с. = 0,735 кВт.
Рабочий цикл четырехтактного ДВС определяется двумя оборотами коленчатого вала – по пол-оборота на такт, соответствующий одному ходу поршня. Если двигатель одноцилиндровый, то в его работе наблюдается неравномерность: резкое ускорение хода поршня при взрывном сгорании смеси и замедление его по мере приближения к НМТ и далее. Для того, чтобы эту неравномерность купировать, на валу за пределами корпуса мотора устанавливается массивный диск-маховик с большой инерционностью, благодаря чему момент вращения вала во времени становится более стабильным.


Принцип работы двигателя внутреннего сгорания
Современный автомобиль, чаше всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.
Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.
Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).
Первый такт — такт впуска


Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень, всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.


Второй такт — такт сжатия


Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.


Третий такт — рабочий ход


Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.
После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.


Четвертый такт — такт выпуска


Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.


После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.

Газораспределительный механизм


Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания. Сам механизм газораспределения делится на нижнеклапанный, когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, и верхнеклапанный. Верхнеклапанный механизм подразумевает нахождение распредвала в головке блока цилиндров (ГБЦ). Существуют и альтернативные механизмы газораспределения, такие как гильзовая система ГРМ, десмодромная система и механизм с изменяемыми фазами.
Для двухтактных двигателей механизм газораспределения осуществляется при помощи впускных и выпускных окон в цилиндре. Для четырехтактных двигателей самая распространенная система верхнеклапанная, о ней и пойдет речь ниже.


Устройство ГРМ
В верхней части блока цилиндров находится ГБЦ (головка блока цилиндров) с расположенными на ней распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами. Шкив привода распредвала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку распредвала устанавливается сальник. Сама клапанная крышка устанавливается на масло- бензо- стойкую прокладку. Ремень ГРМ или цепь одевается на шкив распредвала и приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используются натяжные ролики, для цепи натяжные «башмаки». Обычно ремнем ГРМ приводится в действие помпа водяной системы охлаждения, промежуточный вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных вариантов).
С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.


Распредвал представляет собой ось с проточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по валу так, что в процессе вращения, соприкасаясь с толкателями клапанов, нажимают на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.
Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.
Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей. Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.


Принцип работы ГРМ

Весь процесс газораспределения сводится к синхронному вращению коленчатого вала и распределительного вала. А так же открыванию впускных и выпускных клапанов в определенном месте положения поршней.
Для точного расположения распредвала относительно коленвала используются установочные метки. Перед одеванием ремня газораспределительного механизма совмещаются и фиксируются метки. Затем одевается ремень, «освобождаются» шкивы, после чего ремень натягивается натяжным(и) роликами.
При открывании клапана коромыслом происходит следующее: распредвал кулачком «наезжает» на коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае располагаются v-образно.
Если в двигателе применены толкатели, то распредвал находится непосредственно над толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимущество такого ГРМ малые шумы, небольшая цена, ремонтопригодность.
В цепном двигателе весь процесс газораспределения тот же, только при сборке механизма, цепь одевается на вал совместно со шкивом.

Кривошипно-шатунный механизм


Кривошипно-шатунный механизм (далее сокращенно – КШМ) – механизм двигателя. Основным назначением КШМ является преобразование возвратно-поступательных движений поршня цилиндрической формы во вращательные движения коленчатого вала в двигателе внутреннего сгорания и, наоборот.




Устройство КШМ
Поршень


Поршень имеет вид цилиндра, изготовленного из сплавов алюминия. Основная функция этой детали заключается в превращении в механическую работу изменение давления газа, или наоборот, – нагнетание давления за счет возвратно-поступательного движения.
Поршень представляет собой сложенные воедино днище, головку и юбку, которые выполняют совершенно разные функции. Днище поршня плоской, вогнутой или выпуклой формы содержит в себе камеру сгорания. Головка имеет нарезанные канавки, где размещаются поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные). Компрессионные кольца исключают прорыв газов в картер двигателя, а поршневые маслосъемные кольца способствуют удалению излишков масла на внутренних стенках цилиндра. В юбке расположены две бобышки, обеспечивающие размещение соединяющего поршень с шатуном поршневого пальца.


Шатун


Изготовленный штамповкой или кованый стальной (реже – титановый) шатун имеет шарнирные соединения. Основная роль шатуна состоит в передаче поршневого усилия к коленчатому валу. Конструкция шатуна предполагает наличие верхней и нижней головки, а также стержня с двутавровым сечением. В верхней головке и бобышках находится вращающийся («плавающий») поршневой палец, а нижняя головка – разборная, позволяя, тем самым, обеспечить тесное соединение с шейкой вала. Современная технология контролируемого раскалывания нижней головки позволяет обеспечить высокую точность соединения ее частей.


Коленчатый вал


Изготовленный из стали или чугуна высокой прочности коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками и вращающихся в подшипниках скольжения. Щеки создают противовес шатунным шейкам. Основная функция коленчатого вала состоит в получении усилия от шатуна для преобразования его в крутящий момент. Внутри щек и шеек вала предусмотрены отверстия для подачи под давлением масла системой смазки двигателя.


Маховик


Маховик устанавливается на конце коленчатого вала. На сегодняшний день находят широкое применение двухмассовые маховики, имеющие вид двух, упруго соединенных между собой, дисков. Зубчатый венец маховика принимает непосредственное участие в запуске двигателя через стартер.


Блок и головка цилиндров


Блок цилиндров и головка блока цилиндров отливаются из чугуна (реже – сплавов алюминия). В блоке цилиндров предусмотрены рубашки охлаждения, постели для подшипников коленчатого и распределительного валов, а также точки крепления приборов и узлов. Сам цилиндр выполняет функцию направляющей для поршней. Головка блока цилиндра располагает в себе камеру сгорания, впускные-выпускные каналы, специальные резьбовые отверстия для свечей системы зажигания, втулки и запрессованные седла. Герметичность соединения блока цилиндров с головкой обеспечены прокладкой. Кроме того, головка цилиндра закрыта штампованной крышкой, а между ними, как правило, устанавливается прокладка из маслостойкой резины.


В целом, поршень, гильза цилиндров и шатун формируют цилиндр или цилиндропоршневую группу кривошипно-шатунного механизма. Современные двигатели могут иметь до 16 и более цилиндров.
Источник: autoustroistvo.ru

устройство — АВТОШКОЛА ФАВОРИТ

Устройство двигателя.

Наверное, вам просто любопытно, что же происходит внутри него. Или может бы вы, покупая новую машину, хотите понять, что же на самом деле значит «3-х литровый V6» или «двойной распредвал DOHC» или «фазированный впрыск». Что же это всё значит?

В этой статье мы раскроем основные принципы строения двигателя и работы его основных частей. Также расскажем, что может сломаться и что можно прокачать.

Основное назначение бензинового двигателя — это преобразовывать энергию сгорания бензина в движение так, чтобы автомобиль мог двигаться.

 Большое развитие получили двигатели, в которых бензин сгорает внутри самого двигателя. Именно поэтому они и называются двигателями внутреннего сгорания — процесс сгорания происходит внутри двигателя.

И так, для общего развития: Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания. Дизельные двигатели, газотурбинные двигатели. Есть ещё роторные, двухтактные и HEMI-двигатели. У каждого вида есть свои преимущества и недостатки.

Бывают ещё и двигатели внешнего сгорания. Яркий пример таких двигателей — это паровые двигатели старых паровозов. Топливо (уголь, дерево, мазут и т. д.) в паровом двигателе сгорает вне двигателя для того чтобы произвести пар, а пар в свою очередь приводит двигатель в движение изнутри.

Двигатели внутреннего сгорания более эффективны (меньше расход топлива) чем двигатели внешнего сгорания, а кроме того двигатель внутреннего сгорания намного меньше аналогичного двигателя внешнего сгорания. Именно поэтому Mercedes и BMW не ставят на свои машины паровые двигатели. Внутреннее сгорание

Если вы поместите совсем небольшое количество горючего (бензина, например) и подожжете его в закрытом пространстве, скажем внутри стянутого сапога, то сапог просто разорвется.

Это происходит, потому что очень большое количество газа выделяется при сгорании топлива. Вот так энергию сгорания бензина можно превратить в разорванный сапог. А можно её пустить на благие цели — отвезти вас с семьёй на дачу.

Например, если вы сможете зациклить процесс сгорания так, чтобы сгораемый газ приводил в движение механизмы с частотой в несколько сотен раз в минуту, то считайте, что основа двигателя у вас уже есть.

Схема работы двигателя внутреннего сгорания

Почти все двигатели в автомобилях работают в четырехтактном цикле сгорания. Четырехтактный цикл известен также как цилк Отто.

Он был назван так в честь своего изобретателя Николаса Отто, который в 1867 году придумал этот цикл. Эти четыре цикла представлены на схеме.

Эти циклы, или по другому, такты называются впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

На картинке вы можете увидеть, что в двигателе поршень движется под действием сгорания топлива — как будто снаряд выстреливает из пушки.

Поршень соединяется с коленчатым валом с помощью шатуна. Так как коленвал продолжает вращение, он перезаряжает «пушку» и она снова стреляет.

А теперь, чтобы вы лучше разобрались, мы внимательнее посмотрим на этот цикл.

Поршень начинает своё движение с верхней точки. Впускной клапан открывается, а поршень, двигаясь вниз, всасывает в цилиндр топливо и свежий воздух.

Эти действия называются тактом впуска. Причем в цилиндр закачивается всего несколько капель топлива — этого вполне достаточно.

Затем поршень поднимается вверх и сжимает смесь воздуха с топливом. Чем больше сжать смесь, тем с большей силой она выстрелит.

Когда поршень достигает своей верхней точки, свеча даёт искру, которая подрывает горючую смесь. Взрыв приводит поршень к движению.

После того как поршень придет к своему нижнему положению, откроется выпускной клапан, и выхлоп вытолкнется наружу к выхлопной трубе.

И вот двигатель уже готов к новому циклу — снова засосать горючую смесь, выстелить и освободить цилиндр от выхлопа.

Заметьте что движение на выходе двигателя — крутящее, хотя движение поршня при взрыве — прямолинейное. Линейное движение поршней преобразовывается в крутящее движение двигателя с помощью коленчатого вала. Нам как раз и нужно крутящее движение: ведь нам надо крутить колеса автомобиля.

Вот и посмотрим, как это получается, что движение, начавшись в цилиндре двигателя, переходит на колеса автомобиля. Компоновка двигателя

Основа двигателя — это цилиндр и поршень. Поршень двигается внутри цилиндра, создавая движение. Двигатель, описанный нами выше, имел только один цилиндр. Такие двигатели обычно ставятся на бензопилы, а на машинах обычно стоят четырех-, шести- и восьмицилиндровые двигатели внутреннего сгорания.

В многоцилиндровом двигателе цилиндры могут быть расположены тремя разными способами: «в ряд», «V-образно», «оппозитно». Рядная компоновка  двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Все цилиндры расположены в ряд в одном блоке. V-образная компоновка двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цилиндры расположены в двух блоках, установленных под определенным углом. Оппозитная компоновка двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цилиндры расположены в двух блоках, установленных один напротив другого.

Разные формы имеют различные преимущества и недостатки в плане плавности хода, стоимости производства, размеров и формы. В зависимости от типа проектируемого автомобиля на него ставят наиболее подходящий ему двигатель.

Мотор в будущее – Огонек № 31 (5527) от 20.08.2018

У двигателя внутреннего сгорания, без которого невозможно представить современный транспорт, юбилей — 195 лет. Однако полноценной замены имениннику так и не изобрели

Современный автомобиль, каким мы его знаем, рождался, наверное, целый век, и каждый из его дней рождения — исторический. Судите сами: 125 лет назад двумя венгерскими учеными, Донатом Банки и Яношем Чонка, запатентован карбюратор — устройство, где готовится горючая смесь для автомобильного двигателя. Долгое время его изобретателем вообще-то считался немец Вильгельм Майбах, запатентовавший карбюратор раньше венгерских коллег, и лишь после специальной экспертизы выяснилось — Банки и Чонка опередили его с публикацией. Счет шел на месяцы!

Но, пожалуй, еще важнее другая дата: в 1823 году, то есть 195 лет назад, другой инженер, британец Сэмуэль Браун, запатентовал первый получивший успех и коммерческое приложение двигатель внутреннего сгорания (ДВС)! Оговоримся: и на этот почетный титул — изобретателя ДВС — также претендует множество инженеров, выбирай любого. Вот, к примеру, один из претендентов — француз Жозеф Нисефор Ньепс больше известный как один из изобретателей фотографии. Он еще в 1807 году вместе с братом создал прототип ДВС, названный пирэолофором. Пирэолофор был установлен на корабль и успешно испытан, после чего братьям выдали патент, подписанный самим Наполеоном. Был в истории ДВС и русский след: бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием — разработка российского конструктора сербского происхождения Огнеслава Костовича, известного проектами дирижабля, вертолета и даже рыбы-лодки.

Парадокс в другом: ни один из изобретателей этого чуда техники не был уверен, что его усилия пригодятся. Сегодня об этом уже не помнят, но с ДВС тогда конкурировали паровой и… электрический двигатель, изобретенный еще в 1828 году!

— Период, когда люди выбирали тип двигателя для безлошадных повозок (так называемое осевое время автомобилизма), пришелся как раз на конец XIX века,— говорит шеф-редактор журнала «Авторевю» Леонид Голованов.— Так вот, вплоть до середины 1900-х параллельно выпускались машины со всеми тремя типами силовых установок: ДВС, электроприводом и паровым двигателем. В результате победил двигатель внутреннего сгорания, причем заслуженно — он оказался эффективнее, проще в эксплуатации и более пригоден для массового производства. Но главное — сочетание энергоемкости, цены и скорости заправки, которое обеспечивало моторное топливо. Альтернативы этому не было!

О «нефтяном факторе» в успехе двигателя внутреннего сгорания говорит и декан транспортного факультета Московского политехнического университета Пабло Итурралде. По его словам, выпуск машин на ДВС в начале ХХ века получил поддержку у нефтяной отрасли — ей нужен был мощный потребитель производимой продукции, и автомобили, работающие на бензине, идеально подошли для этого.

Парадокс нынешнего момента, впрочем, в другом: топливо, которое когда-то помогло двигателю внутреннего сгорания победить конкурентов, сегодня может… его похоронить.

Разберемся.

«Топливо-изгой», «Европа отказывается от двигателей внутреннего сгорания», «Объявлена война дизелю»… Европейские СМИ предупреждают: в Старом Свете решили всерьез взяться за ДВС. Повод нашелся в 2015-м, когда в результате так называемого Дизельгейта выяснилось: крупнейший европейский производитель дизельных моторов занижал количество вредных выбросов во время тестов. И вот время перемен: к примеру, в Великобритании запретить продажи новых автомобилей на бензиновых или дизельных ДВС собираются уже к 2040 году. А Норвегия ставит дедлайн еще раньше — на 2025 год… Чем собираются заменить ДВС? Конечно же, старым добрым электромотором, но и тут все не однозначно.

— Конец ДВС приближают сразу несколько факторов: ужесточившиеся требования к токсичности отработавших газов, истерика по поводу антропогенной природы глобального потепления и, безусловно, электромобили,— уверен Леонид Голованов. — Впрочем, до массового распространения электромобилей еще далеко, и сдерживает его отсутствие аккумуляторных батарей с достаточной энергоемкостью.

Иными словами, современные литий-ионные батареи не способны обеспечить переход на массовую электромобилизацию — нужен качественный скачок, батареи нового типа, например на основе графена. Вот только когда их изобретут… Как открыт и вопрос о перспективах так называемых гибридов — автомобилей, где электродвигатель совмещен с ДВС.

Приговор специалистов: человечество на перепутье. Жить с ДВС больше не хочется, а переходить на электромобили не получается, да и последствия такого перехода никто толком не просчитал.

— Вся инфраструктура наших городов рассчитана под двигатели внутреннего сгорания, и перемены идут с большим трудом: посмотрите на Европу — станции для подзарядки встречаются там гораздо реже, чем автозаправки,— говорит Пабло Итурралде из Московского политеха.— Прибавьте к этому скорость самого процесса — чтобы заправить обычный автомобиль, у вас уйдет пять минут. А для зарядки электромобиля понадобится минимум часа два. Так что переход на новую инфраструктуру в перспективе довольно трудозатратен: всегда есть соблазн потратить эти деньги на что-то другое, например на развитие общественного транспорта.

Леонид Голованов, в свою очередь, уверен, что переход на электромобили неизбежен. Но и он соглашается: последствия такого перехода будут столь масштабны, что сравнить их можно разве что с появлением беспилотных электрических робомобилей. Попробуем представить этот транспорт будущего: никаких дилерских сетей, автозаправочных станций, водителей и даже автослесарей — «умные» машины будут сами «сообщать» в специализированные сервисы о поломках тех или иных систем. Есть и более радикальный взгляд: мол, двигатели будущих робомобилей почти не будут ломаться, а на старомодные ДВС, которые мог разобрать любой мальчишка, мы станем любоваться разве что в музеях. Впрочем, до этого еще надо дожить — или доехать.

Кирилл Журенков


Экспертиза

Преждевременный энтузиазм


Игорь Моржаретто, партнер аналитического агентства «Автостат», автоэксперт

Появление двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — это новый этап промышленной революции, перевернувший всю мировую экономику. До этого она пребывала в полусредневековом состоянии, а с появлением двигателя внутреннего сгорания и дешевого автомобиля, который мог доставить товары и грузы по всему миру на дальние расстояния, изменилась коренным образом. Изменилась и жизнь людей. Специалисты называют это транспортной доступностью «по Форду»: появилась возможность купить автомобиль и поехать на нем куда-то.

Так вот, с моей точки зрения, КПД двигателя внутреннего сгорания далеко не исчерпан. За последние 10–20 лет его параметры очень сильно изменились: он стал более экономичным, мощным, экологичным. К сожалению, сейчас сворачиваются дальнейшие разработки по ДВС, особенно по дизелю. Все кричат, что наше светлое будущее — это электродвигатели. Но перспективы есть и в других отраслях, например в нескольких странах работают над водородными топливными элементами. Возможно, какие-то прорывы будут и с двигателем на ядерном топливе…

А вот что касается электромобилей, то с ними еще очень много нерешенных вопросов.

Ключевой из этих вопросов: на сегодняшний день так и не создан аккумулятор, который позволил бы электромобилю на одном заряде проехать большое расстояние в любую погоду.

Сегодня максимум, который он может преодолеть,— это 300 км при теплой погоде и ровной дороге без пробок. Это много, но, к примеру, в условиях России явно недостаточно.

К тому же современные аккумуляторы чудовищно дороги. Если не будет государственной поддержки, электромобиль просто никто не купит: сегодня он стоит в 2,5—3 раза дороже, чем автомобиль с ДВС того же класса. И соответственно, все те продажи, которые идут в мире, происходят при поддержке разных государственных программ. Когда будет создан дешевый и мощный аккумулятор? Никто не знает. Его обещали создать и год, и пять лет назад…

Еще одна принципиальная проблема, связанная с электромобилями, заключается в том, что при выработке электроэнергии все равно расходуется топливо, просто другое. 60 процентов электростанций (а это они вырабатывают электроэнергию, которая используется для зарядки электромобилей. — «О») в мире сегодня, напомню, работает на угле и, соответственно, загрязняют окружающую среду.

Нельзя не упомянуть и об отсутствии программы утилизации аккумуляторов. Одна компания — мировой лидер по производству электромобилей — после 7 лет эксплуатации забирает эти аккумуляторы и предлагает их владельцам частных домов в качестве аварийного источника энергии. То есть утилизировать их не умеют… В общем, как мне кажется, энтузиазм стран и правительств по поводу электромобилей несколько преждевременен: без госпрограмм поддержки все это долго не продержится. А вот прощаться с ДВС я бы не торопился…

Брифинг

Торстен Мюллер-Отвос, гендиректор английской компании, выпускающей автомобили класса люкс

Мы представим электрическую модель в следующем десятилетии, однако не будем спешить убирать ДВС из портфолио. Переход к электрокарам будет постепенным, и какое-то время они пойдут параллельно… Беспилотники станут для нас интересны тогда, когда они будут функциональными, удобными в использовании, не требующими усилий и полностью автономными, то есть тогда, когда они смогут полностью заменить водителя. Вот тогда мы скажем: «Давайте сделаем это».

Источник: «Автопилот Онлайн»

Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково»

Те горизонты, которые сегодня нарисованы в Европе по поводу отказа от двигателя внутреннего сгорания, наводят на мысль, что это серьезный технологический рывок. А главное, что создается огромный рынок.  Новые виды аккумуляторов постоянно разрабатываются, эта тема одна из самых инвестируемых, если не говорить об IT-секторе. И это не только сама батарея, это и система управления. Здесь, кстати, у России действительно есть интересные проекты. Важно не только то, как вам отдает энергию батарея, но и то, как вы управляете ячейками, чтобы ячейки разряжались одновременно, равномерно.

Источник: «Эхо Москвы»

Коджи Нагано, автодизайнер

— Каким будет автомобиль лет через 30?

— Думаю, внешний вид автомобилей будет сильно зависеть от типа двигателя. Но, как и раньше, автомобилю нужен будет кузов, внутреннее пространство, колеса. Если говорить об автомобиле будущего, то есть такая жутко интересная вещь, как 3D-принтер. И я могу себе представить, что скоро каждый человек сможет создать автомобиль у себя дома, просто напечатать именно тот, который нужен ему. Возможно, он нарисует этот автомобиль сам или использует готовый дизайн.

Источник: Autonews

Роторный двигатель. Устройство, принцип работы. Плюсы и минусы ротора.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания дало толчок к производству автомобилей, передвигающихся на жидком виде топлива. Двигатели эти на протяжении всей истории автомобилестроения эволюционировали: появлялись различные конструкции моторов. Одной из прогрессивных, но так и не получивших распространение конструкций двигателей стал роторно-поршневой агрегат. Об особенностях этого типа двигателя, его достоинствах и недостатках мы поговорим в сегодняшнем материале.

История

Разработчиком роторно-поршневого двигателя стал дуэт инженеров компании NSU – Феликс Ванкель и Вальтер Фройде. И хотя основная роль в создании роторного двигателя принадлежит именно Фройде (второй участник проекта в это время работал над конструкцией иного двигателя), в автомобильной среде силовой агрегат известен как мотор Ванкеля.

Феликс Ванкель и роторный двигатель

Эта силовая установка была собрана и испытана в 1957 году. Первым автомобилем, на который установили роторно-поршневой двигатель, стал спорткар NSU Spider, который развивал скорость 150 км/час при мощности мотора 57 лошадиных сил. Производилась эта модель на протяжении трех лет (1964-1967 годы).

NSU Spider

По настоящему массовым автомобилем с роторным двигателем стало второе детище компании NSU – седан Ro-80.

NSU Ro-80

В названии автомобиля указывалось, что модель оснащается роторным агрегатом. Впоследствии роторные двигатели устанавливались на автомобили Citroen (GS Birotor), Mercedes-Benz (С111), Chevrolet (Corvette), ВАЗ (21018) и так далее. Но самый массовый выпуск моделей с роторным двигателем был налажен японской компанией Mazda. Начиная с 1964 года, компания произвела несколько автомобилей с подобным типом силовой установки, а пионером в этом деле стала модель Cosmo Sport. Самая известная модель с роторно-поршневым двигателем, которая выпускалась этим производителем – RX (Rotor-eXperiment). Производство последней модели из этого семейства, Mazda RX8 в специальной версии Spirit R, было свернуто в середине 2012 года. Впрочем, не все экземпляры роторной «восьмерки» еще распроданы – официальный дилер Mazda в Индонезии еще продает эти автомобили.

Mazda RX-8

Устройство

Особенностью роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания стало присутствие в его конструкции трехгранного ротора – поршня. Он вращается в цилиндре, который имеет специальную форму. Ротор насажен на вал, и соединен с зубчатым колесом, которое, в свою очередь, имеет сцепление со статором – шестерней. Ротор вращается вокруг статора по так называемой эпитрохоидальной кривой, его лопасти попеременно перекрывают камеры цилиндра, в которых происходит сгорание топлива.

Роторный двигатель

В конструкции роторного двигателя отсутствует газораспределительный механизм – его функцию выполняет сам ротор, который при помощи своих лопастей распределяет поступающую горючую смесь и выпускает отработанные в цилиндре газы. Подобная конструкция двигателя позволяет обойтись без множества узлов, крайне необходимых для простого поршневого двигателя (например, коленчатый вал, шатуны), что, во-первых, позволяет уменьшить размер и массу силового агрегата, а во-вторых – уменьшить стоимость его производства.

Достоинства и недостатки

Роторно-поршневой двигатель не зря привлек внимание многих именитых автомобильных компаний. Его конструкция и принцип действия позволяли получить несколько довольно весомых преимуществ перед обычными двигателями.

Во-первых, роторно-поршневой мотор в силу своей конструкции обладал лучшей среди остальных типов силовых установок сбалансированностью, и был подвержен минимальным вибрациям.

Во-вторых, у этой силовой установки отмечались отменные динамические характеристики: без существенной нагрузки на двигатель, авто с роторно-поршневым мотором легко можно разогнать до 100 км/час и более на низкой передаче при высоких оборотах двигателя.

роторный двигатель Мазда RX-8

В-третьих, роторный двигатель компактнее и легче, чем стандартный поршневой силовой агрегат. Эта особенность позволяла конструкторам добиться практически идеальной развесовки по осям, что влияло на устойчивость автомобиля на дороге.

В-четвертых, в нем используется намного меньшее количество узлов и агрегатов, чем в обычном двигателе.

Наконец, в-пятых, роторный двигатель обладает высокой удельной мощностью.

Недостатки

К минусам роторно-поршневого двигателя, из-за которых он так и не смог получить массового применения и не используется сегодня в автомобилях всех брендов, относится, во-первых, большой расход топлива на низких оборотах. На некоторых моделях он достигает 20 литров на 100 км пробега, что, согласитесь, совсем не экономично и бьет по карману владельца авто с роторным двигателем.

Во-вторых, недостатком этого типа двигателей является сложность изготовления его деталей: чтобы ротор правильно прошел эпитрохоидальную кривую, необходима высокая геометрическая точность при создании как самого ротора, так и цилиндра. Для этого производители роторных двигателей используют высокоточное и дорогостоящее оборудование, а стоимость производства закладывают в цену автомобиля.

В-третьих, роторный двигатель склонен к перегреву из-за особенности конструкции камеры сгорания: она имеет линзовидную форму, а не сферическую, как у обычных поршневых моторов. Топливная смесь, сгорая в такой камере, превращается в тепловую энергию, которая расходуется в большей части неэффективно – ее избыток нагревает цилиндр, что в конечном итоге приводит к износу и выходу его из строя.

В-четвертых, высокий износ уплотнителей между форсунками ротора из-за перепадов давления в камерах сгорания двигателя. Именно поэтому ресурс таких двигателей составляет 100-150 тысяч км, после чего, как правило, требуется капитальный ремонт силового агрегата.

В-пятых, роторно-поршневой двигатель нуждается в своевременной и четко соблюдаемой процедуре смены моторного масла: мотор потребляет примерно 600 мл моторного масла на 1000 км, так что менять его приходится раз в 5000 км пробега. Если его вовремя не заменить, это чревато выходом из строя узлов и агрегатов мотора, что повлечет за собой дорогостоящий ремонт. То есть, к эксплуатации и обслуживанию роторно-поршневых двигателей следует подходить более ответственно, чем к обслуживанию обычных моторов, вовремя проводя их техническое обслуживание и капитальный ремонт.

Форсунка двигателя внутреннего сгорания: виды форсунок и принцип работы

Форсунка или инжектор – важный механизм топливной системы, предназначенный для своевременной и дозированной подачи и впрыска топливной смеси в камеру сгорания ДВС. Топливными форсунками оснащаются современные инжекторные системы в большинстве дизельных и бензиновых двигателей.

Фото: clauretano (flickr.com/photos/clauretano/)

Виды форсунок

По методу впрыска современные топливные форсунки делятся на три вида – электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические.

Электромагнитные форсунки

Такой вид форсунок зачастую устанавливают в бензиновые двигатели. Подобные форсунки имеют простое и понятное устройство, состоящее, собственного говоря, из клапана электромагнитного типа, распылительной иглы и сопла.

Принцип работы электромагнитных форсунок также довольно прост. Подача напряжения на обмотку возбуждения клапана происходит строго в установленное время, в соответствии с заложенной программой.

Напряжение создает определенное магнитное поле, которое затягивает грузик с иглой из клапана, тем самым высвобождая сопло. Результатом всех действий является впрыск нужного количества топлива. По мере снижения напряжения, игла принимает исходное положение.

Электрогидравлические форсунки

Следующий вид форсунок применяется в дизелях, а также в двигателях с топливной системой Common Rail. Электрогидравлические форсунки в отличие от предыдущего вида имеют более сложное устройство, основными элементами которого являются дроссели (впускной и сливной), электромагнитный клапан и камера управления.

В основе работы такого типа форсунок лежит использование высокого давления топливной смеси как в момент впрыска, так и при его остановке. На начальном этапе электромагнитный клапан закрыт, а игла форсунки максимально прижата к своему седлу в камере управления. Прижимной силой является сила давления топлива, которая направлена на поршень, расположенный в камере управления.

Одновременно с этим с другой стороны топливо давит и на иглу, но поскольку площадь поршня заметно больше, чем площадь иглы, то в виду этой разницы сила давления на поршень больше, чем сила давления на иглу, которая плотно прижимается к седлу, перекрывая доступ топливу. В это время подача топлива не осуществляется.

Полученный сигнал от блока управления запускает клапан с одновременным открытием сливного дросселя. Происходит вытекание топлива из камеры управления в сливную магистраль. Дроссель впуска в это время препятствует тому, чтобы давление в камере сгорания и во впускной магистрали быстро выровнялось.

При этом, по мере снижения давления на поршень ослабевает его прижимное усилие, а поскольку давление на иглу не изменяется, то она поднимается, и в этот момент происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрические форсунки

Последний вид форсунок принято считать наиболее совершенным и перспективным среди всех описанных видов. Пьезофорсунки используются на дизельных ДВС с системой подачи топлива Common Rail. Конструктивно такие форсунки состоят из пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана, а также иглы.

Пьезофорсунки работают по принципу гидравлического механизма. Изначально игла размещается в седле при воздействии на нее высокого давления ТС. При поступлении электрического сигнала на пьезоэлемент, происходит его изменение в размере (его длина увеличивается), за счет чего пьезоэлемент буквально толкает поршень толкателя, который в свою очередь давит на поршень переключающего клапана.

Это приводит к открытию переключающего клапана, через него топливо устремляется в сливную магистраль, давление в верхней части иглы снижается и за счет не изменившегося давления снизу, игла поднимается. При подъеме иглы происходит впрыск топлива.

Основным преимуществом такого вида форсунок является их скорость срабатывания (до 4 раз быстрее, чем в клапанной системе), что позволяет обеспечить многократный впрыск за один рабочий цикл двигателя. При этом объем подаваемого топлива зависит от двух параметров – от продолжительности воздействия на пьезоэлемент, и от давления топлива в рампе.

Преимущества и недостатки форсунок

И в завершении хотелось бы сказать несколько слов о том, какие же преимущества и недостатки имеются у топливных форсунок, если сравнивать их с карбюраторами.

Преимущества топливных форсунок:

  • Экономия при расходе топлива благодаря точной системе дозирования;
  • Минимальный уровень токсичности двигателей, оснащенных топливными форсунками;
  • Возможность увеличения мощности силового механизма до 10%;
  • Простота и легкость при запуске в любую погоду;
  • Возможность улучшения динамических показателей любого автомобиля;
  • Отсутствие необходимости в частой замене и чистке

Недостатки форсунок:

  • Возможные сбои в работе или серьезные поломки в результате использования топлива низкого качества, которое губительно сказывается на чувствительном механизме форсунок.
  • Высокая стоимость ремонта и замены форсунки в целом и отдельных ее элементов.

Схемы подготовлены по материалам Volkswagenag.com

Устройство двигателя внутреннего сгорания — видео, схемы, картинки

Двигатель внутреннего сгорания — это одно из тех изобретений, которые в корне перевернули нашу жизнь — лошадиных повозок люди смогли пересесть на быстрые и мощные автомобили.

Первые ДВС обладали малой мощностью, коэффициент полезного действия не увеличил даже до десяти процентов, но неутоматели — Ленуар, Отто, Даймлер, Майбах, Дизель, Бенц и множество других — привносили что-то новое, чему имена увековечены в названиях известных автомобильных компаний.

ДВС прошли длительный путь развития от коптящих и часто используемых примитивных моторов, до сверхсовременных битурбированных двигателей, но принцип их работы остался тот же — теплота сгорания топлива преобразуется в механическую энергию.

Название «двигатель внутреннего сгорания» используется потому, что топливо сгорает в середине двигателя, а не снаружи, как в двигателе внешнего сгорания — паровых турбинах и паровых машинах.

. Благодаря этому ДВС получили множество положительных характеристик:

  • они стали легче и экономичнее;
  • стало возможным избавиться от дополнительных агрегатов для передачи энергии сгорания топлива или пара к рабочим частям двигателя;
  • топливо для ДВС обладает заданной мощностью и позволяет значительно больше, которую можно преобразовать в полезную работу.

Устройство ДВС

Вне зависимости от того, на каком топливе работает двигатель — бензин, дизель, пропан-бутан или экотопливо на основе растительных масел — главный главный поршень, который находится внутри цилиндра. Поршень похож на металлический перевернутый стакан (скорее подойдет сравнение с бокалом для виски), а цилиндр — на небольшой кусок трубы, внутри которой и ходит поршень.

В верхней плоской части поршня имеется камера сгорания — углубление круглой формы, именно в нее попадает топливно-воздушная смесь и здесь же детонирует, приводя поршень в движение. Это движение передается на коленчатый вал с помощью шатунов. Шатуны верхней части своей прикреплены к поршню с помощью поршневого пальца, который просовывается в два отверстия по бокам поршня, нижнюю — к шатунной шейке коленчатого вала.

Первые ДВС имели всего один поршень, но этого было достаточно, чтобы развить мощность в несколько десятковных сил.

В наше время тоже применяются двигатели с одним поршнем, например пусковые двигатели для тракторов, которые выполняют роль стартера.Однако больше всего распространены 2-х, 3-х, 4-х, 6-и и 8-цилиндровые двигатели, хотя выпускаются двигатели на 16 цилиндров и более.

Поршни и цилиндры находятся в блоке цилиндров. От того, как расположены цилиндры по отношению к друг другу и к другим элементам двигателя, выделяют несколько видов ДВС:

  • рядные — цилиндры расположены в один ряд;
  • V-образные — цилиндры расположены друг против друга под углом, в разрезе напоминают букву “V”;
  • U-образные — два объединенных между собой рядных двигателя;
  • X-образные — ДВС со сдвоенными V-образными блоками;
  • оппозитные — угол между блоками цилиндров составляет 180 градусов;
  • W-образные 12-цилиндровые — три или четыре ряда цилиндров, установленные в форме буквы «W»;
  • звездообразные двигатели — применяются в авиации, поршни установлены радиально лучами вокруг коленчатого вала.

Важным элементом двигателя является коленчатый вал, на который передается возвратно-поступательное движение поршня, коленвал преобразует его во вращение.

Когда на тахометре скорости обороты двигателя, это как раз и есть количество вращений коленвала в минуту, то есть он на самых низких оборотах вращается со скоростью даже 2000 оборотов в минуту. С одной стороны коленвал соединен с маховиком, от которого вращается через сцепление на коробку передач, с другой стороны — шкив коленвала, связанный с генератором и газораспределительным механизмом через ременную передачу.В более современных авто шкив коленвала связан также со шкивами кондиционера и гидроусилителя руля.

Топливо подается в двигатель через карбюратор или инжектор. Карбюраторные ДВС уже отживают свое из-за обозначения конструкции. В таких ДВС идет сплошной поток бензина через карбюратор, затем топливо смешивается во впускном коллекторе и подается в камеру сгорания поршней, где детонирует под действием искры зажигания.

В инжекторных двигателях непосредственного впрыска топливо смешивается с воздухом в блоке цилиндров, куда подается искра от свечи зажигания.

Газораспределительный механизм отвечает за согласованную работу системы клапанов. Впускные клапаны обеспечивают своевременное поступление топливновоздушной смеси. Как мы уже писали раньше, такая система используется в четырехтактных двигателях, тогда как в двухтактных клапанах отпадает.

На данном видео показано, как устроен двигатель внутреннего сгорания, какие функции и как он это делает.

Устройство четырехтактного ДВС

Загрузка …

Поделиться в социальных сетях

Одноцилиндровый ДВС

Описание устройства простейшего двигателя

Чтобы сразу не смущать сложными терминами и громоздкими определениями, сначала рассмотрим простейший одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания (ДВС), работающий на бензине, устройство которого представлено на рисунке 4. 1.

Состоит этот двигатель из блока с цилиндрическим отверстием внутри — гильзой цилиндра. В гильзе находится поршень, соединенный через шатун с коленчатым валом. Коленчатый вал, в свою очередь, связан с распределительным валом через цепь (эта связь постоянна и передаточное отношение (О том, что такое «передаточное отношение», будет рассказано в главе 5 «Трансмиссия») составляет 1 к 2, то есть распределительный вал делает один оборот за два оборота коленчатого вала).


Рисунок 4.1 Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.


Рисунок 4.2 Разрез бензинового двигателя внутреннего сгорания.


Рисунок 4.4 Двигатель внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.

Распределительный вал вместе с клапанами расположен в головке блока цилиндров, которая установлена ​​соответственно на блок цилиндров.

Теперь разложим все по частям.

Блок цилиндра — литая деталь из чугуна или из алюминиевого сплава.Блок цилиндров образует картер. По сути, это корпус, внутри которого находятся основные элементы кривошипно-шатунного механизма (о котором речь пойдет ниже). Этот корпус имеет двойные стенки (именуемой рубашкой блока). В полостях между стенками течет охлаждающая жидкость, если двигатель с жидкостным охлаждением. Если двигатель с воздушным охлаждением, то блок имеет одну стенку с многочисленными ребрами для отвода тепла, как показано на рисунке 4.3.

В блоке имеются гильза и масляные каналы для подвода смазки к трущимся деталям.Рабочая поверхность гильзы, с которой соприкасается поршень, называется зеркалом цилиндра.

Поршень имеет вид перевернутого стакана, обычно отлит из алюминиевого сплава. В цилиндр поршень устанавливается очень небольшой зазором (обычно сотые доли миллиметра). Чтобы газы, образовавшиеся при сгорании топлива, через этот зазор не прорвались в картер блока цилиндров, поршень уплотнен кольцами. Обычно устанавливают два компрессионных кольца (они воспринимают основную нагрузку при перемещении поршня) и одно маслосъемное (оно состоит из нескольких элементов), необходимое для снятия со стенок цилиндра моторного масла. Поршень, шарнирно, то есть через палец соединен с верхней головкой шатуна, а шатун, в свою очередь, шарнирно соединен с коленчатым валом. Шатун вместе с коленчатым валом называют кривошипно-шатунным механизмом. Благодаря шатуну поступательное движение поршня вверх и вниз преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

Примечание
Уважаемый читатель может подумать, что пропустил целый раздел, ведь на рисунке 4.1 отсутствует и палец, и верхняя головка шатуна, но это не так — вышеприведенное описание дано для общего представления двигателя внутреннего сгорания, а вот устройство каждого из подробных элементов рассмотрено в раздел 4.7 «Блок цилиндров и кривошипно-шатунный механизм».

Головка блока цилиндра — по сути, это корпус (обычно из алюминиевого сплава), в котором, в зависимости от конструкции (Слова «в зависимости от конструкции» означают, что не всегда распределительный вал или валы этой конструкции в головке блока. в главе 4.6 «Головка блока цилиндров»), находится распределительный вал (или валы), а также клапаны — впускной и выпускной. Распределительный вал и клапаны называют газораспределительным механизмом (ГРМ).Распределительный вал необходим для своевременного открытия впускных и выпускных клапанов. Клапаны плотно прилегают к головке блока цилиндра и прижимаются с помощью клапанных пружин.

Вот и весь четырехтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Сложного ничего нет.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Четырехтактным двигатель называется, потому что полный рабочий процесс разбит на четыре промежутка — такта. Из этих тактов только один рабочий, во время которого происходит перемещение поршня под действием газов, выделяющихся при сгорании топливовоздушной смеси.Каждый такт приходится (приблизительно) на один полуоборот коленчатого вала.

Примечание
Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее положение поршня в верхней части цилиндра.
Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее положение поршня в нижней части цилиндра.
Расстояние от ВМТ до НМТ называется ходом поршня.

Наверняка, у каждого в детстве был велосипед. И, если спускала шина, то ее необходимо было подкачать насосом. Так вот, хотя и отдаленно, но этот насос для накачивания шин напоминает нам наш одноцилиндровый двигатель.Внутри цилиндрического корпуса насоса тоже есть клапаны и так же двигается поршень. Когда вы тяните ручку поршня на себя, через клапан в корпусе всасывается воздух, когда двигаете поршень вниз — клапан на впуске закрывается и воздух выходит через клапан на выпуске в трубку, попадая в шину колеса велосипеда. Теперь мысленно представим перевернутый насос, у которого мы начали перемещать поршень вниз, так же мысленно закрываем выпускное отверстие, например, пальцем, и начинаем перемещать поршень вверх — воздух при этом начать сжиматься, так как деваться ему некуда .Доведя поршень насоса до упора, мы возьми и подожги засыпанный до начала этого действа порох в корпусе. Сгорая, этот порох будет выделять большое количество газа, которое, в свою очередь, повысило давление внутри корпуса и перемещать поршень, только уже без нашего участия — самостоятельно. Когда порох полностью выгорит, а поршень дойдет до самой нижней точки, мы откроем выпускное отверстие, и начнем снова перемещать поршень вверх, выталкивая из корпуса насоса уже отработавшие свое газы. Вытолкнув продукты горения наружу, мы снова закрываем пальцем выпускное отверстие насоса и начинаем повторять все вышеперечисленное в той же последовательности.Вот так же приблизительно работает любой четырехтактный бензиновый двигатель. Поместите корпус насоса в блок, клапаны установки в головку, в свою очередь смонтируйте блок, а поршень соедините через шатун с коленвалом и получите наш простейший одноцилиндровый двигатель.

Есть такое понятие, как «рабочий цикл». Это совокупность процессов, происходящих последовательно в цилиндре двигателя при вращении коленчатого вала на два полных оборота (720, o ). Рабочий цикл состоит из тактов.

Примечание
Читая подробное описание процессов, вспомните о насосе, который был описан перед этим.

Собственно, ничего сложного. Практически все четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, использующие в качестве топлива бензин, работают по такому принципу.

Первый такт. Впуск воздуха, смешанного с топливом

Коленвал, вращаясь, перемещает поршень вниз из ВМТ. В этот момент впускной клапан, через него в цилиндр всасывается воздух, вперемешку с распыленным топливом (в виде очень мелких капелек).Далее поршень наступает НМТ, впускной клапан закрывается

Второй такт. Сжатие

Коленвал продолжает вращаться, а поршень начинает от НМТ перемещаться вверх, сжимая при этом топливовоздушную смесь, более тщательно смешивая топливо с воздухом, чтобы смесь была максимально однородной. Оба клапана закрыты

Третий такт. Рабочий ход

Поршень в ВМТ, происходит разряд между электродами свечи, который поджигает топливо.Сгорая, топливовоздушная смесь газы, которые, к слову, разогреты до 800 градусов Цельсия, создается высокое давление, под которым поршень перемещается вниз, толкая коленчатый вал. Весь процесс протекает до НМТ

Четвертый такт. Выпуск

Газы свое дело сделали, теперь от них необходимо избавиться, чтобы подготовить цилиндр для следующей порции топливовоздушной смеси. После НМТ, открывается выпускной клапан, поршень под действием силы инерции поднимается вверх, выталкивая отработанные газы.После того, как поршеньнет ВМТ и будут удалены все отработанные газы, весь процесс повторится заново.

устройство — АВТОШКОЛА ФАВОРИТ

Устройство двигателя.

Наверное, вам просто любопытно, что же происходит внутри него. «3-х литровый V6» или «двойной распредвал DOHC» или «фазированный впрыск». Что же это всё значит?

В этой статье мы раскроем основные принципы строения двигателя и работы его основных частей.Также расскажем, что может сломаться и что можно прокачать.

Основное назначение бензинового двигателя — это преобразовывать энергию сгорания бензина в движение так, чтобы автомобиль мог двигаться.

Большое развитие получили двигатели, в которых бензин сгорает внутри самого двигателя. Именно поэтому они и называются двигателями внутреннего сгорания — процесс сгорания происходит внутри двигателя.

И так для общего развития: Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания.Дизельные двигатели, газотурбинные двигатели. Есть ещё роторные, двухтактные и HEMI-двигатели. У каждого вида есть свои преимущества и недостатки.

Бывают ещё и двигатели внешнего сгорания. Яркий пример таких двигателей — это паровые двигатели старых паровозов. Топливо (уголь, дерево, мазут и т. Д.) В паровом двигателе сгорает вне двигателя для того, чтобы произвести пар, а пар в свою очередь приводит двигатель в движение изнутри.

Двигатели внутреннего сгорания более эффективны (меньше расход топлива), чем двигатели внешнего сгорания, а кроме того, двигатели внутреннего сгорания намного меньше аналогичного внешнего сгорания двигателя.Именно поэтому Mercedes и BMW не ставят на свои машины паровые двигатели. Внутреннее сгорание

Если вы поместите совсем небольшое количество горючего (бензина, например) и подожжете его в закрытом пространстве, скажем внутри стянутого сапога, то сапог просто разорвется.

Это происходит, потому что очень большое количество газа выделяется при сгорании топлива. Вот так энергию сгорания бензина можно превратить в разорванный сапог. А можно её пустить на благие цели — отвезти вас с семьёй на дачу.

Например, если вы сможете зациклить процесс сгорания так, чтобы сгораемый газ приводил в движении, механизм с движением в несколько сотен раз в минуту, тоайте, что основа двигателя у вас уже есть.

Схема работы двигателя внутреннего сгорания

Почти все двигатели в автомобилех работают в четырехтактном цикле сгорания. Четырехтактный известен также как цилк Отто.

Он был назван так в честь своего изобретателя Николаса Отто, который в 1867 году придумал этот цикл.Эти четыре цикла представлены на схеме.

Эти циклы, или по другому, такты называются впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

На картинке вы увидите, что в двигателе поршень движется под сгорания топлива — как снаряд выстреливает из пушки.

Поршень соединяется с коленчатым валом с помощью шатуна. Так как коленвал продолжает вращение, он перезаряжает «пушку» и она снова стреляет.

А теперь, чтобы вы лучше разобрались, мы внимательнее посмотрим на этот цикл.

Поршень начинает своё движение с верхней точки. Впускной клапан открывается, а поршень, двигаясь вниз, всасывает в цилиндр топливо и свежий воздух.

Эти действия называются тактом впуска. Причем в цилиндр закачивается всего несколько капель топлива — этого вполне достаточно.

Затем поршень поднимается вверх и сжимает смесь воздуха с топливом. Чем больше сжать смесь, тем с большей силой она выстрелит.

Когда поршень достигает своей верхней точки, свеча даёт искру, которая подрывает горючую смесь.Взрыв приводит поршень к движению.

После того, как поршень придет к своему нижнему положению, откроется выпускной клапан, и выхлоп вытолкнется наружу к выхлопной трубе.

И вот двигатель уже готов к новому циклу — снова засосать горючую смесь, выстелить и освободить цилиндр от выхлопа.

Заметьте что движение на выходе двигателя — крутящее, хотя движение поршня при взрыве — прямолинейное. Линейное движение поршней преобразовывается в крутящее движение двигателя с помощью коленчатого вала.Нам как раз и нужно крутящее движение: ведь нам надо крутить колеса автомобиля.

Вот и посмотрим, как это получается, движение, начавшись в цилиндре двигателя, переходит на колеса автомобиля. Компоновка двигателя

Основа двигателя — это цилиндр и поршень. Поршень двигается внутри цилиндра, создавая движение. Двигатель, описанный нами выше, имел только один цилиндр. Такие двигатели обычно ставятся на бензопилы, а на машинах обычно стоят четырех, шести- и восьмицилиндровые двигатели внутреннего сгорания.

В многоцилиндровом двигателе цилиндры могут быть установлены разными способами: «в ряд», «V-образно», «оппозитно». Рядная компоновка двигателя.

Все цилиндры расположены в ряд в одном блоке. V-образная компоновка двигателя.

Цилиндры расположены в двух блоках, установленных под определенным углом.Оппозитная компоновка двигателя.

Цилиндры расположены в двух блоках, одна напротив другого.

Разные формы имеют различные преимущества и недостатки в плане плавности хода, стоимости производства, размеров и формы. В зависимости от типа проектируемого автомобиля на него ставят наиболее подходящий ему двигатель.

Роторный двигатель. Устройство, принцип работы. Плюсы и минусы ротора.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания дало толчок к производству автомобилей, передвигающегося на жидком виде топлива. Двигатели на протяжении всей истории автомобилестроения эволюционировали: появлялись различные конструкции моторов. Одной из прогрессивных, но так и не получивших распространение конструкций двигателей стал роторно-поршневой агрегат. Об особенностях этого типа двигателя, его достоинствах и недостатках мы поговорим в сегодняшнем материале.

История

Разработчиком роторно-поршневого двигателя стал дуэт инженеров компании НСУ — Феликс Ванкель и Вальтер Фройде. И хотя основная роль в создании роторного двигателя принадлежит Фройде (второй участник проекта в это время работал над конструкцией иного двигателя), в автомобильной среде силовой агрегат известен как мотор Ванкеля.

Феликс Ванкель и роторный двигатель

Эта силовая установка была собрана и испытана в 1957 году. Первым автомобилем, на который установили роторно-поршневой двигатель, стал спорткар NSU Spider, который развивал скорость 150 км / час при мощности мотора 57 лошадиных сил.Производилась эта модель на протяжении трех лет (1964-1967 годы).

NSU Spider

По настоящему массовым автомобилем с роторным двигателем стало второе детище компании NSU — седан Ro-80.

NSU Ro-80

В названии автомобиля указывалось, что модель оснащается роторным агрегатом. Вперед роторные двигатели устанавливаются на автомобили Citroen (GS Birotor), Mercedes-Benz (С111), Chevrolet (Corvette), ВАЗ (21018) и так далее. Но самый массовый выпуск моделей с роторным двигателем был налажен японской компанией Mazda.Начиная с 1964 года, компания произвела несколько автомобилей с подобным типом силовой установки, а пионером в этом деле стала модель Cosmo Sport. Самая известная модель с роторно-поршневым двигателем, которая выпускалась этим вариантом — RX (Rotor-eXperiment). Производство последней модели из этого семейства, Mazda RX8 в специальной версии Spirit R, было свернуто в середине 2012 года. Впрочем, не все экземпляры роторной «восьмерки» еще распроданы — официальный дилер Mazda в Индонезии еще продает эти автомобили.

Mazda RX-8

Устройство

Особенностью роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания стало присутствие в его конструкции трехгранного ротора — поршня. Он вращается в цилиндре, который имеет специальную форму. Ротор насажен на вал, и соединен с зубчатым колесом, которое, в свою очередь, имеет сцепление со статором — шестерней. Ротор вращается вокруг статора по так называемой эпитрохоидальной кривой, его лопасти поперечно перекрывают камеру цилиндра, происходит сгорание топлива.

Роторный двигатель

В конструкции роторного двигателя отсутствует газораспределительный механизм — его функция сам ротор, который при помощи лопастей распределяет поступающую горючую смесь и выпускаемые в цилиндре газы. Подобная конструкция двигателя позволяет обойтись без множества узлов, крайне необходимых для простого поршневого двигателя (например, коленчатый вал, шатуны), что, во-первых, позволяет уменьшить размер и массу силового агрегата, а во-второй — уменьшить стоимость его производства.

Достоинства и недостатки

Роторно-поршневой двигатель не зря привлек внимание многих именитых автомобильных компаний. Его конструкция и принцип действия позволяют получить несколько весомых преимуществ перед обычными двигателями.

Во-первых, роторно-поршневой мотор в силу своей конструкции обладал лучшим среди других силовых установок, и был подвержен минимальным вибрациям.

Во-вторых, у этой силовой установки отмечаются отменные динамические характеристики: без существенной нагрузки на двигатель, авто с роторно-поршневым мотором легко можно разогнать до 100 км / час и более низкой передачей при высоких оборотах двигателя.

роторный двигатель Мазда RX-8

Третий, роторный двигатель компактнее и легче, чем стандартный поршневой силовой агрегат. Эта особенность позволяет конструкторам добиться практически идеальной развесовки по осям, что оказываетло на устойчивость автомобиля на дороге.

В-четвертых, используется намного меньшее количество узлов и агрегатов, чем в обычном двигателе.

Наконец, в-пятых, роторный двигатель обладает высокой удельной мощностью.

Недостатки

К минусам роторно-поршневого двигателя, из которых он так и не смог получить массового применения и не используется сегодня в автомобилях всех брендов, относится, во-первых, большой расход топлива на низких оборотах. На некоторых моделях он достигает 20 литров на 100 км пробега, что, согласитесь, совсем не экономично и бьет по карману владельца авто с роторным двигателем.

Во-вторых, недостатком этого двигателя является сложность его деталей: чтобы ротор правильно прошел эпитрохоидальную кривую, необходима высокая точность геометрического при создании как самого ротора, так и цилиндра. Для этого роторных двигателей используют высокоточное и дорогостоящее оборудование, а стоимость производства производители закладывают в цену автомобиля.

В-третьих, роторный двигатель склонен к перегреву из-за особенностей конструкции камеры сгорания: она имеет линзовидную форму, а не сферическую, как у обычных поршневых моторов. Топливная смесь, сгорая в такой камере, превращается в тепловую энергию, которая расходуется в большей части неэффективно — ее избыток нагревает цилиндр, что в конечном итоге приводит к износу и выходу его из строя.

В-четвертых, высокие износ уплотнителей между форсунками ротора из-за перепадов давления в камерах сгорания двигателя. Именно поэтому ресурс таких двигателей составляет 100-150 тысяч км, после чего, как правило, требуется капитальный ремонт силового агрегата.

В-пятых, роторно-поршневой двигатель нуждается в своевременной и четко соблюдаемой процедуре смены моторного масла: мотор потребляет примерно 600 мл моторного масла на 1000 км, так что менять его приходится раз в 5000 км пробега. Если его вовремя не заменить, это чревато выходом из узлов неисправности и агрегатов мотора, что повлечет за собой дорогостоящий ремонт.То есть, к эксплуатации и обслуживанию роторно-поршневых двигателей подходить более ответственно, чем к обслуживанию обычных моторов, вовремя проводя их техническое обслуживание и капитальный ремонт.

Мотор в будущее — Огонек № 31 (5527) от 20.08.2018

У двигателя внутреннего сгорания, без которого невозможно современный транспорт, юбилей — 195 лет. Настоящей замены имениннику так и не изобрели

Современный автомобиль, каким мы его знаем, наверное, целый век, и каждый из его дней рождения — исторический. Судите сами: 125 лет назад двумя венгерскими учеными, Донатом Банки и Яношем Чонка, запатентован карбюратор — устройство, где готовится горючая смесь для автомобильного двигателя. Долгое время его изобретателем вообще-то считался немец Вильгельм Майбах, запатентовавший карбюратор раньше венгерских коллег, и лишь специальный после экспертизы мамнилось — Банки и Чонка опередили его с публикацией. Счет шел на месяцы!

Но, пожалуй, еще важнее другая дата: в 1823 году, то есть 195 лет назад, другой инженер, британец Сэмуэль Браун, запатентовал первый получивший успех и коммерческое приложение двигатель внутреннего сгорания (ДВС)! Оговоримся: и на этот почетный титул — изобретателя ДВС — также претендует множество инженеров, выбирай любого.Вот, к примеру, один из претендентов — француз Жозеф Нисефор Ньепс больше известный как один из изобретателей фотографии. Он еще в 1807 году вместе с братом создал прототип ДВС, названный пирэолофором. Пирэолофор был установлен на корабль и успешно испытан, после чего братьям выдали патент, подписанный самим Наполеоном. Был в истории ДВС и след: бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием — разработка российского конструктора сербского происхождения Огнеслава Костовича, известного проектами дирижабля, вертолета и даже рыбы-лодки.

Парадокс в другом: ни один из изобретателей этого чуда техники не был уверен, что его усилия пригодятся. Сегодня об этом уже не помнят, но с ДВС тогда конкурировали паровой и… электрический двигатель, изобретенный еще в 1828 году!

— Период, когда люди выбирали тип двигателя для безлошадных повозок, пришелся как раз на конец XIX века, — говорит шеф-редактор журнала «Авторевю» Леонид Голованов.— Так вот, вплоть до середины 1900-х параллельно выпускались машины со всеми тремя типами силовых установок: ДВС, электроприводом и паровым двигателем.В результате победил двигатель внутреннего сгорания, причем заслуженно — он оказался эффективнее, проще в эксплуатации и более пригоден для массового производства. Но главное — сочетание энергоемкости, цены и скорости заправки, которое обеспечивало моторное топливо. Альтернативы этому не было!

О «нефтяном факторе» в успехе двигателя внутреннего сгорания говорит и декан транспортного факультета Московского политехнического университета Пабло Итурралде. По его словам, выпуск машин на ДВС в начале ХХ века получил поддержку у нефтяной отрасли — ей нужен мощный потребитель производимой продукции, и автомобили, работающие на бензине, идеально подошли для этого.

Парадокс нынешнего, впрочем, в: топливо, которое когда-то помогло двигателю внутреннего сгорания победить конкурентов, сегодня может… его похоронить.

Разберемся.

«Топливо-изгой», «Европа отказывается от двигателей внутреннего сгорания», «Объявлена ​​дизелю»… Европейские СМИ предупреждают: в Старом Свете решили всерьез взяться за ДВС. Повод нашелся в 2015-м, когда в результате так называемого Дизельгейта выяснилось: крупнейший европейский производитель дизельных моторов занижал количество вредных выбросов во время тестов.И вот время перемен: к примеру, в Великобритании запретить продажи новых автомобилей на бензиновых или дизельных ДВС собираются уже к 2040 году. А Норвегия ставит дедлайн еще раньше — на 2025 год… Чем собираются заменить ДВС? Конечно же, старым добрым электромотором, но и тут все не однозначно.

— Конец ДВС приближают сразу несколько факторов: ужесточившиеся требования к токсичности отработавших газов, истерика по поводу антропогенной природы глобального потепления, безусловно, электромобили, — уверен Леонид Голованов.- Впрочем, до массового распространения электромобилей еще далеко, и сдерживает его отсутствие аккумуляторных с достаточной энергоемкостью.

Иными словами, современные литий-ионные батареи не способны обеспечить переход на массовую электромобилизацию — нужен качественный скачок, батареи нового типа, например на основе графена. Вот только когда их изобретут … Как открыт и вопрос о перспективе так называемых гибридов — автомобилей, где электродвигатель совмещен с ДВС.

Приговор специалистов: человечество на перепутье.Жить с ДВС больше не хочется, а переходить на электромобили не получается, да и последствия такого перехода толком не просчитал.

— Посмотрите на Европу — станции для подзарядки встречаются гораздо там реже, чем автозаправки, — говорит Пабло Итурралде из Московского политеха. чтобы заправить обычный автомобиль, у вас уйдет пять минут.А для зарядки электромобиля понадобится минимум часа два. Так что переход на новую инфраструктуру в перспективе довольно трудозатратен: всегда есть соблазн потратить эти деньги на что-то другое, например на развитие общественного транспорта.

Леонид Голованов, в свою очередь, уверен, что переход на электромобили неизбежен. Сравнить их можно разве что с появлением беспилотных электрических робомобилей. Попробуем представить этот транспорт будущего: никаких электронных сетей, автозаправочных станций, водителей и автослесарей — «умные» машины будут сами «сообщать» в специализированные сервисы о поломках тех или других систем.Есть и более радикальный взгляд: мол, двигатели будущих робомобилей почти не будут ломаться, а на старомодные ДВС, которые могут разобрать любой мальчишка, мы станем любоваться разве что в музеях. Впрочем, до этого еще надо дожить — или доехать.

Кирилл Журенков


Экспертиза

Преждевременный энтузиазм


Игорь Моржаретто, партнер аналитического агентства «Автостат», автоэксперт

Появление двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — это новый этап промышленной революции, перевернувший всю мировую экономику.До этого она пребывала в полусредневековом состоянии, появлением двигателя внутреннего сгорания и дешевого автомобиля, который мог доставить товары и грузы по всему дальнему расстоянию, изменилась миру коренным образом. Изменилась и жизнь людей. Специалисты называют это транспортной доступностью «по Форду»: появилась возможность купить автомобиль и поехать на нем куда-то.

Так вот, с моей точки зрения, КПД двигателя внутреннего сгорания далеко не исчерпан. За последние 10–20 лет его параметры очень сильно изменились: он стал более экономичным, мощным, экологичным.К сожалению, сейчас сворачиваются дальнейшие разработки по ДВС, особенно по дизелю. Все кричат, что наше светлое будущее — это электродвигатели. Но перспективы есть и в других отраслях, например, в нескольких странах работают над водородными топливными элементами. Возможно, какие-то прорывы будут и с двигателем на ядерном топливе…

А вот что касается электромобилей, то с ними еще очень много нерешенных вопросов.

Ключевой из этих вопросов: на сегодняшний день так и не создан аккумулятор, который позволил бы электромобилю на одном заряде проехать большое расстояние в любую погоду.

Сегодня максимум, который он может преодолеть, — это 300 км при теплой погоде и ровной дороге без пробок. Это много, но, к примеру, в условиях России явно недостаточно.

К тому же современные аккумуляторы чудовищно дороги. Если не будет государственной поддержки, электромобиль просто никто не купит: сегодня он стоит в 2,5–3 раза дороже, чем автомобиль с ДВС того же класса. И соответственно, все те продажи при поддержке разных государственных.Когда будет создан дешевый и мощный аккумулятор? Никто не знает. Его обещали создать и год, и пять лет назад…

Еще одна принципиальная проблема, связанная с электромобилями, заключается в том, что при выработке электроэнергии все равно расходуется топливо, просто другое. 60 процентов электростанций (которая используется для зарядки электромобилей) в мире сегодня, напомню, работает на угле и, соответственно, загрязняют среду среду.

Нельзя исключить и обойти программу утилизации аккумуляторов. Одна компания — мировой лидер по производству электромобилей — после 7 лет эксплуатации забирает эти аккумуляторы и предлагает их владельцам частных домов в качестве аварийного источника энергии. То есть утилизировать их не умеют… В общем, как мне кажется, энтузиазм стран и правительств по поводу электромобилей несколько преждевременен: без госпрограмм поддержки все это долго не продержится. А вот прощаться с ДВС я бы не торопился…

Брифинг

Торстен Мюллер-Отвос , гендиректор английской компании, выпускающая автомобили класса люкс

Мы представим электрическую модель в следующем десятилетии, однако не будем спешить убирать ДВС из портфолио. Переход к электрокарам будет безопасным, и они будут полностью заменены водителем, когда они будут полностью автономными, когда они будут полностью заменить водителя . Вот тогда мы скажем: «Давайте сделаем это».

Источник: «Автопилот Онлайн»

Александр Фертман , директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково»

Те горизонты, которые сегодня нарисованы в Европе по поводу отказа от двигателя внутреннего сгорания, наводят на мысль, что это серьезный технологический рывок.А главное, что создается огромный рынок. Новые виды аккумуляторов постоянно развиваются, эта тема из самых инвестируемых секторов, если не говорить об ИТ-секторе. И это не только сама батарея, это и система управления. Здесь, кстати, у России действительно есть интересные проекты. Как вы управляете ячейками, батареи разряжались одновременно, равномерно.

Источник: «Эхо Москвы»

Коджи Нагано , автодизайнер

— Каким будет автомобиль лет через 30?

— Думаю, внешний вид автомобилей будет сильно зависеть от типа двигателя. Но, как раньше, автомобилю нужен будет кузов, внутреннее пространство, колеса. Если говорить об автомобиле будущего, то есть такая жутко интересная вещь, как 3D-принтер. И я могу себе представить, что скоро каждый человек сможет создать автомобиль у себя дома, просто напечатать именно тот, который ему нужен. Возможно, он нарисует этот автомобиль сам или использует готовый дизайн.

Источник: Autonews

Форсунка двигателя внутреннего сгорания: виды форсунка и принцип работы

Форсунка или инжектор — важный механизм топливной системы, предназначенный для своевременной и дозированной подачи и впрыска топливной смеси в камеру сгорания ДВС.Топливными форсунками оснащаются современные инжекторные системы в большинстве дизельных и бензиновых двигателей.

Фото: clauretano (flickr.com/photos/clauretano/)

Виды форсунок

По методу впрыска современные топливные форсунки делятся на три вида — электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические.

Электромагнитные форсунки

Такой вид форсунок устанавливаетют в бензиновые двигатели. Подобные форсунки имеют простое и понятное устройство, состоящее из собственного клапана электромагнитного типа, распылительной иглы и сопла.

Принцип работы электромагнитных форсунок также довольно прост. Подача напряжения на обмотку возбуждения клапана происходит в установленное время, в соответствии с заложенной программой.

Напряжение определенное магнитное поле, которое затягивает грузик с иглой из клапана, тем самым высвобождая сопло. Результатом всех действий является впрыск нужного количества топлива. По мере снижения напряжения, игла принимает исходное положение.

Электрогидравлические форсунки

Следующий вид форсунок используемых в дизелях, а также в двигателях с топливной системой Common Rail.Электрогидравлические форсунки в отличие от предыдущего вида имеют более сложное устройство, элементы которого являются дроссели (впускной и сливной), электромагнитный клапан и камера управления.

В основе работы типа форсунок лежит использование топливной смеси высокого давления как в момент впрыска, так и при его остановке. На начальном уровне электромагнитный клапан закрыт, а игла форсунки максимально прижата к своему седлу в камере управления. Прижимной силой давления топлива, которая направлена ​​на поршень, расположенный в камере управления.

. . В это время подача топлива не осуществляется.

Полученный сигнал от блока управления запускает клапан с одновременным открытием сливного дросселя. Происходит вытекание топлива из камеры управления в сливную магистраль.Дроссель впуска в это время препятствует тому, чтобы давление в камере сгорания и во впускной магистрали быстро выровнялось.

При этом, по мере снижения давления на поршень ослабевает его прижимное усилие, поскольку давление на иглу не изменяется, то он поднимается, и в этот момент происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрические форсунки

Последний вид форсунок принят наиболее совершенным и перспективным среди всех описанных видов. Пьезофорсунки используются на дизельных ДВС с системой подачи топлива Common Rail.Конструктивно такие форсунки состоят из пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана, а также иглы.

Пьезофорсунки работают по принципу гидравлического механизма. Изначально игла размещается в седле при воздействии на нее высокого давления ТС. При поступлении электрического сигнала на пьезоэлемент, происходит его изменение в размере (его длина увеличивается), за счет чего пьезоэлемент настоящий толкает поршень толкателя, который в свою очередь давит на поршень переключающего клапана.

Это приводит к открытию переключающего клапана, через которое топливо устремляется в сливную магистраль, давление в верхней части иглы снижается и за счет не изменившегося давления снизу, игла поднимается. При подъеме иглы происходит впрыск топлива.

Основным преимуществом такого вида форсунок является их скорость срабатывания (до 4 раз быстрее, чем в клапанной системе), что позволяет обеспечить многократный впрыск за один рабочий цикл двигателя. При этом ожидаемого топлива зависит от двух параметров — от продолжительности воздействия на пьезоэлемент, и от давления топлива в рампе.

Преимущества и недостатки форсунок

И в завершении хотелось бы сказать несколько слов о том, какие же преимущества и недостатки имеются у топливных форсунок, если сравнивать их с карбюраторами.

Преимущества топливных форсунок:

  • Экономия при расходе топлива благодаря точной системе дозирования;
  • Минимальный уровень токсичности двигателей, оснащенных топливными форсунками;
  • Возможность увеличения мощности силового механизма до 10%;
  • Простота и легкость при запуске в любую погоду;
  • Возможность улучшения динамических показателей автомобиля;
  • Отсутствие необходимости в частой замене и чистке

Недостатки форсунок:

  • Возможные сбои в работе или серьезные поломки в результате использования топлива низкого качества, губительно сказывается на чувствительном механизме форсунок.
  • Высокая стоимость ремонта и замены форсунки в целом и отдельных ее элементов.

Схемы подготовлены по материалам Volkswagenag.com

Классификация внутреннего сгорания. — Автомастер

Классификация двигателя внутреннего сгорания.

Подробности

Двигатели можно классифицировать по следующим признакам :

  1. по смесеобразованию и виду топлива:
    • с внутренним смесеобразованием (дизельный двигатель) приготовление смеси происходит уже в самом цилиндре.Воспламенение горючего происходит от соприкосновения с нагретым до высокой температуры воздухом, за счет его сжатия сжатия. В качестве топлива используется дизтопливо.
    • с смесеобразованием (бензиновые двигатели, также они могут работать и на газу). Смесеобразование происходит за пределами цилиндра. В цилиндр попадает уже готовая смесь, воспламенение происходит от искры свечи зажигания. В качестве топлива используется бензин или газ.
  2. по выполнению рабочего цикла существуют:
    • двухтактные.Рабочий цикл совершается за два такта. Такт — это процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня.
    • четырехтактные. Рабочий цикл совершается за четыре такта.
  3. по числу цилиндров различают:
    • одноцилиндровые.
    • двухцилиндровые.
    • многоцилиндровые
  4. по расположению цилиндров:
    • рядные (цилиндры расположены в ряд).
    • V — образные (цилиндры расположены под углом 90 градусов).
    • (цилиндры расположены под углом 180 градусов).
  5. По способу охлаждения:
    • с воздушным охлаждением (обдувается встречным потоком воздуха или используются вентиляторы для принудительного обдува).
    • с водяным охлаждением (для охлаждения используется жидкость, которая циркулирует по каналу в головке блока цилиндров и не посредственно в самом блоке, отводя излишки тепла).
23Июн

Двигатель троит на холостых: Троит двигатель на холостых и низких оборотах: причины

23 Июн 2018 alexxlab Комментировать

Троит двигатель на холостых и низких оборотах: причины

Достаточно частой неисправностью является неустойчивая работа двигателя в режиме холостого хода, в моменты так называемых перегазовок, а также когда обороты во время езды низкие. Водитель в этом случае начинает ощущать усиление вибраций на руле, рычаге КПП и по кузову.

Другими словами, машину немного трясет, так как двигатель «троит». Фактически под понятием «троит мотор» следует понимать, что один или несколько цилиндров не работают, то есть топливно-воздушная смесь в них не воспламеняется, воспламеняется несвоевременно или сгорание заряда происходит не в полном объеме.

При этом если обороты увеличить на ХХ или тогда, когда двигатель находится под нагрузками (при езде), работа силового агрегата нормализуется, подергивания ДВС исчезают, мотор работает ровно и стабильно. Далее мы рассмотрим, почему троит двигатель на холостых и что делать водителю в такой ситуации.

Содержание статьи

Мотор троит на холостых оборотах: распространенные причины и быстрая диагностика

Вполне очевидно, что с подобной неисправностью эксплуатировать ТС становится затруднительно, так как приходится постоянно повышать обороты для поддержания нормальной работы ДВС. В результате заметно увеличивается расход топлива, холодный пуск мотора также может быть сильно затруднен и т.д.

В самом начале нужно определить, какой из цилиндров не работает. Для этого следует завести ДВС, после чего по очереди отключать высоковольтные провода от свечей.  Если после отсоединения питания работа двигателя меняется, это значит, что цилиндр рабочий. Отключение питания от нерабочего цилиндра, напротив, не приведет к изменению звука и характера работы силового агрегата.

В ряде случаев замена свечи зажигания или ее чистка позволяет нормализовать работу двигателя и избавиться от «троения». Следует помнить, что хотя свечи могут быть рассчитаны на 30-80 или даже 100 тыс. км. пробега, в условиях езды на отечественном горючем часто приходится менять данные элементы уже на 20-25 тыс.

Еще важно учитывать, что проверяя высоковольтное оборудование, нужно соблюдать  технику безопасности.  Если опыта нет, тогда желательно под ноги положить деревянный брусок, коврик из резины и т.п.  Также отсоединяя провода от свечи, нельзя держаться за колпачок. Нужно браться за высоковольтный провод. При этом нужно стараться не касаться двигателя и  кузова авто.

Параллельно следует понимать, что бронепровода также могут быть повреждены и пробивать. Кстати, если искра куда-то «уходит», в темное время суток бывает достаточно заглянуть под капот, чтобы обнаружить пробой.

Добавим, что на моторах с прямым впрыском топлива не нужно отключать провода, так как будет достаточно отсоединять фишки управления подачей топлива с форсунки, определяя проблемный цилиндр по изменениям в работе ДВС.

Отметим, что когда троит дизель, для проверки нужно выполнять поочередное отключение подачи дизтоплива на форсунки. Для этого производится откручивания штуцеров на магистралях высокого давления.

А теперь давайте представим, что нужный цилиндр найден, при этом свеча дает искру, бронепровод в полном порядке, а мотор все равно троит. В этом случае нужно еще раз выкрутить свечу и осмотреть наконечник, определяя, влажный он или сухой. Как правило, это укажет на проблемы со  смесеобразованием.

Если свеча мокрая, тогда топливно-воздушная смесь может оказаться слишком обогащенной. Сухая свеча указывает на излишнее переобеднение смеси. Как в первом, так и во втором случае цилиндр на такой смеси работать не будет даже при условии исправной системы зажигания. Причиной может стать загрязнение или повреждение форсунок, а также подсос лишнего воздуха.

В рамках диагностики можно выполнить быструю проверку форсунок, отсоединив от них фишки  питания. Если при отключении питания от какой-либо форсунки работа двигателя не меняется, тогда это и есть неисправный элемент. Для подтверждения или опровержения следует поменять эту форсунку местами с той, которая стоит в соседнем цилиндре. Если цилиндр будет работать нормально, тогда дело не в форсунке.

Еще хотелось бы отметить, что троение может быть вызвано и более серьезной причиной — снижение компрессии двигателя. Другими словами, речь идет о проблемах с клапанами и/или ЦПГ. При этом низкая компрессия часто возникает только в одном цилиндре. Чтобы это определить, нужно знать, как правильно измерить компрессию в двигателе.

Напоследок следует помнить, что инжекторный двигатель также троит во многих случаях по причине повреждения или выхода из строя катушек, коммутаторов, датчиков ЭСУД,  неправильно выставленных меток ГРМ и т.д. В одних случаях искры может не быть, в других искра есть и с топливоподачей все нормально, но троение все равно присутствует.

В  подобных ситуациях самому решить проблему, особенно в дороге, будет крайне сложно. Лучше сразу отправляться на компьютерную диагностику. Например, выход из строя или неверный сигнал от ДМРВ (датчик массового расхода воздуха)  часто является причиной того, что двигатель неровно работает и троит на холостых.

Советы и рекомендации

Как видно, если двигатель троит на холостых оборотах или при низкой частоте вращения коленвала, причины могут быть разными. При этом важно понимать, что сбои в работе трамблера или бензонасоса также могут быть приводить к нарушениям во время работы ДВС, однако в этом случае мотор зачастую будет троить по всем цилиндрам поочередно.

Также важно понимать, что обычно двигатель редко начинает сильно троить без других симптомов, которые этому предшествовали. Обычно среди распространенных признаков выделяют проблемы с холодным запуском, потерю мощности, дымный выхлоп, перерасход горючего, провалы при разгоне и т.д.

В одних случаях для решения проблемы достаточно заправиться качественным топливом, хорошо прогреть мотор, после чего проехать 15-20 минут на высоких оборотах. В других нужно просто почистить свечи или заменить бронепровода. Однако, к сожалению, эти простые методы срабатывают далеко не всегда.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему троит дизельный двигатель. Из этой статьи вы узнаете о распространенных причинах троения и усиления вибраций дизеля, а также как проводить диагностику на моторах данного типа.

Зачастую отклонения в работе двигателя уже являются поводом для замены не только свечей и фильтров, но и чистки системы питания, проверки бензонасоса и давления топлива, а также проведения компьютерной диагностики. Если проблему не устранить своевременно, неисправность будет прогрессировать, что в дальнейшем часто приводит к дорогостоящему и сложному ремонту двигателя.

Читайте также

  • Троит двигатель: что это такое?

    Троение двигателя: симптомы. Почему возникает троение и как найти причину, по которой мотор начинает троить. Проверка питания, зажигания, компрессии и т.д.

Троит двигатель:  что это такое?

Двигатель троит (троение двигателя) — определение, под которым следует понимать сбой в работе ДВС, когда один или несколько цилиндров не работают частично или полностью. Если сказать иначе, процесс сгорания топливно-воздушной смеси в отдельных цилиндрах нарушается, что вызывает нестабильную работу мотора на холостом ходу, под нагрузкой и на переходных режимах.

Троение двигателя проявляется в виде усиленных вибраций силового агрегата, двигатель заметно теряет мощность. Могут наблюдаться пропуски зажигания, которые сопровождаются сильными хлопками в выпускной системе. Мотор может троить как изредка, так и постоянно, только на холостых или под нагрузкой, на холодную, на горячую и т.п. Далее мы намерены ответить на вопрос, что такое троение двигателя, а также рассмотреть основные причины, по которым мотор начинает троить.

Содержание статьи

Почему мотор начинает троить

Начнем с того, что троение двигателя является нарушением сгорания смеси в цилиндрах, которое сопровождается явным усилением вибрации. Обратите внимание, появление вибраций ДВС не обязательно является троением, так как существует целый ряд других причин, по которым двигатель сильно вибрирует.

В списке основных неисправностей, в результате чего двигатель троит, отмечены:

  • подача недостаточного или избыточного количества топлива в цилиндр;
  • подача недостаточного или избыточного количества воздуха;
  • неисправности системы зажигания, раннее или позднее зажигание;
  • износ или поломка мотора, которая сопровождается снижением компрессии;

Другими словами, мотор начинает троить в результате несоответствующего состава топливно-воздушной смеси, несвоевременного поджига смеси или отсутствия возможности поджечь заряд,  а также нарушения условий нормального сгорания смеси в результате механического износа или поломок самого двигателя.

На основании этих данных можно сузить круг поиска и количество систем для диагностики. Начинать проверку следует с топливной системы и инжектора, затем проверяется подача воздуха на впуске и система зажигания. В отдельных случаях троение двигателя может быть также результатом сбоя одного из датчиков ЭСУД.

Двигатель троит: нарушено зажигание топливно-воздушной смеси

Наиболее частой причиной, которая заставляет мотор троить, является позднее или раннее зажигание, а также слабая искра свечи зажигания. На начальном этапе следует выкрутить свечи зажигания для детального осмотра. Если заметны повреждения изолятора или другие дефекты, тогда свечу следует заменить.

В случае с поврежденным изолятором хорошо видно место повреждения, так как данный участок чернеет. Также следует обратить внимание на состояние центрального электрода и оценить зазор бокового электрода.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как самому оценить состояние свечей зажигания, а также определить качество работы двигателя. Из этой статьи вы узнаете об основных признаках, которые указывают на выход из строя свечей зажигания или на поломки ДВС, ухудшающие работу указанного элемента.

Далее необходимо проверять свечные провода. Косвенным признаком, указывающим на данный элемент, является эпизодическое троение мотора в условиях повышенной влажности (дождь, сырость и т.д.). После прогрева и выхода мотора на рабочую температуру симптомы могут полностью исчезать.

Начинать следует с осмотра колпачка свечи и самого высоковольтного провода. Данные элементы имеют изоляцию из резины, которая имеет свойство со временем пересыхать и растрескиваться, в результате чего провод начинает пробивать.

Также высоковольтный провод или колпачок часто повреждается во время выполнения сервисных или ремонтных работ в подкапотном пространстве. Добавим, что место пробоя визуально можно не обнаружить. В этом случае лучше проверить данный элемент системы зажигания одним из доступных способов.

Если со свечами и проводами все в порядке, тогда виновником того, что двигатель троит, может быть катушка зажигания. На моторах с отдельными катушками на каждую свечку данное явление особенно сильно распространено. Чтобы проверить катушку зажигания необходимо выкрутить свечу, приложить к массе и запустить двигатель. Обратите внимание, резьба свечи должна плотно касаться массы, колпачок должен быть плотно надет на свечу. Игнорирование этих правил может привести к выгоранию катушки или коммутатора. Хорошая искра с характерным треском будет являться свидетельством исправности катушки, отсутствие искры укажет на необходимость замены катушки.

Что касается электронного распределителя зажигания (коммутатора), данный элемент ломается не часто. Для проверки свечи надежно крепят на массу, затем к ним подключают колпачки, после чего один человек крутит мотор стартером, а другой оценивает силу искры на свечах.

Троение мотора: неполадки с подачей воздуха

Недостаточная подача воздуха на впуске или избыточное его количество также может вызывать троение по цилиндрам. Система подачи воздуха может потерять герметичность и двигатель начинает подсасывать лишний воздух. ЭБУ не учитывает этот подсос, в результате стабильность работы нарушается.

Проверить воздушную систему достаточно просто. Необходимо плотно перекрыть впускную трубку рядом с воздушным фильтром, после чего накачать воздух для создания давления около ½ атмосферы, после чего искать место утечки. В случае если давление не падает, тогда система герметична. Появление шипящего звука выходящего воздуха позволяет определить проблемный участок, через который мотор подсасывает лишнее.

Нехватка воздуха зачастую возникает по причине загрязненного воздушного фильтра, который потерял пропускную способность. Фильтр необходимо снять и оценить работу двигателя после снятия. Также воздуха может быть недостаточно в том случае, если дроссельная заслонка забита или возникли неполадки в данном узле. Указанный элемент требует обязательной очистки и проверки. Делать это желательно на каждом плановом ТО параллельно замене моторного масла, фильтров и т.д.

Еще одной причиной троения двигателя может оказаться ДПДЗ, ДМРВ или другой датчик, который подает неверный сигнал в ЭБУ. Блок управления в такой ситуации не знает, на какой градус реально открыта заслонка, сколько воздуха фактически поступило в двигатель и т.д. На основе неправильных данных «мозги» не могут точно рассчитать оптимальный состав топливно-воздушной смеси применительно к динамично изменяющимся режимам работы ДВС.

В этом случае следует просмотреть показания датчиков и считать ошибки сканером, который подключается в диагностический разъем автомобиля. Затем значения нужно сравнить с номинальными. Отклонения от нормы в показаниях воздухорасходомера или датчика положения дроссельной заслонки приводят к тому, что двигатель начинает троить.

Троение по цилиндрам: неисправна система питания

Во время проверки системы питания следует обратить внимание на следующие нюансы:

  • давление топлива;
  • подсос воздуха;

Давление горючего напрямую зависит от исправности электрического бензонасоса, который на современных инжекторных авто находится в топливном баке. В устройстве может быть забита сеточка-фильтр бензонасоса, могут возникать проблемы с электромотором топливного насоса или подачей питания на насос.  Также стоит проверить клапан-регулятор давления в топливной рампе. Низкое давление в системе топливоподачи нередко является причиной троения.

Следующим шагом будет являться проверка инжекторных форсунок. Данный элемент имеет свойство забиваться, в результате чего снижается пропускная способность, нарушается форма факела распыла и т.д. Также не следует исключать выход самой форсунки из строя. Для очистки и проверки форсунок можно воспользоваться промывочным стендом, на котором через устройство прокачивается специальная промывочная жидкость и подается питание. В таких условиях имитируется работа форсунки на двигателе, оценивается производительность и т.д.

Также можно проверить и почистить форсунки самому. Для этого через устройство также прокачивается жидкость (например, очиститель карбюратора). Электропитание подается через простую схему с лампочкой от клеммы АКБ.

Исправная форсунка не должна течь в закрытом состоянии. Также инжектор должен своевременно открываться при подаче электрического импульса. Не допускается, чтобы форсунка лила топливо, так как от качества распыла зависит эффективность последующего сгорания заряда в цилиндре.

Если давление топлива и сам инжектор в порядке, тогда следует проверить ЭБУ. Блок управления сам по себе выходит из строя редко, но такое возможно. Чаще это происходит в тех случаях, когда менялась заводская прошивка при установке ГБО или мотору делали программный чип-тюнинг. Непрофессиональные манипуляции с топливными картами могут приводить к тому, что ЭБУ переливает горючее и заливает свечи зажигания.

Снижение компрессии в цилиндрах

Падение компрессии указывает на неисправность двигателя или его износ. Один или несколько цилиндров частично или полностью не работают, так топливо и воздух подаются, но смесь не сжимается должным образом. В этом случае нормального сгорания не происходит. Падение компрессии возникает по причине прогара поршней или клапанов, сильного износа поршневых колец и других дефектов БЦ, ГБЦ или элементов ГРМ.

В этом случае необходимо промерить компрессию в двигателе, после чего агрегат разбирается для детальной диагностики и ремонта. В завершении хотелось бы добавить, что эксплуатация мотора с неработающим цилиндром запрещена, так как езда с такой неисправностью приводит к возникновению целого ряда дополнительных проблем, что значительно усложняет и делает дороже последующий ремонт.

Читайте также

  • Двигатель не тянет: возможные причины

    Что делать, если машина стала хуже разгоняться, не набирает скорость, есть провалы при разгоне. Почему мотор не тянет, как найти причину снижения мощности.

признаки и причины троения мотора

Как известно, двигатель внутреннего сгорания является сложным агрегатом, который нуждается в регулярном техническом обслуживании и ремонте. В противном случае при эксплуатации могут возникать определенные сбои и неполадки во время работы ДВС. Зачастую водители отмечают затрудненный запуск, снижение мощности, увеличение расхода топлива, появляются посторонние звуки, шумы и вибрации, двигатель начинает работать менее стабильно и т.д.

Сразу отметим, одной из самых частых проблем в списке различных неисправностей двигателя является троение.  Данная неисправность возникает на различных типах ДВС (бензин, дизель) независимо от пробега, состояния и других особенностей того или иного силового агрегата.

При этом важно понимать, что если двигатель троит, это является достаточно серьезной проблемой. Другими словами, такую неполадку нужно своевременно устранить, чтобы избежать других нежелательных последствий. Далее мы поговорим о том, как понять, троит двигатель или нет, какие признаки  четко указывают на троение мотора, а также почему троит двигатель автомобиля.

Содержание статьи

Троит двигатель: признаки

Прежде всего, важно своевременно диагностировать неисправность, после чего проблема локализуется для выполнения ремонта. Что касается троения мотора, нужно знать основные признаки данной неполадки, а также почему троит двигатель (причины, по которым мотор троит).

Итак, начнем с того, что троение фактически означает сбои в работе одного или нескольких цилиндров. Другими словами, рабочая смесь топлива и воздуха по той или иной причине не воспламеняется в камере сгорания, воспламеняется с задержкой, сгорает не полностью и т.д.

Основные симптомы и признаки троения следующие:

  • Во время работы ДВС в режиме холостого хода появляются сбои в виде потряхивания и подергивания мотора. В некоторых случаях вибрации могут быть достаточно сильными и передаются на кузов, рулевое колесо, рычаг КПП. Если в первом случае проблема может проявляться только периодически, во втором уже можно говорить о полном отказе одного или нескольких цилиндров.
  • Двигатель при езде заметно теряет мощность, могут возникать провалы при нажатии на газ, разгон сопровождается рывками, увеличивается расход топлива. В некоторых случаях на приборной панели загорается «чек» двигателя. Отметим, что данные симптомы могут возникнуть и по другим причинам, однако троение также проявляется подобным образом.
  • Обороты двигателя «скачут» или плавают на ХХ, под нагрузкой. Колебания могут быть как незначительными (850-1000 об/мин), так и сильными (с 850 до 1500 оборотов).
  • При осмотре свечей зажигания можно наблюдать, что электроды свечи покрыты черным нагаром. В этом случае не следует на 100% быть уверенным, что виновником проблемы является именно свеча. Дело в том, что даже после замены комплекта свечей зажигания через небольшой промежуток времени нагар снова появится, так как основные причины троения не были устранены.
  • Если оценить звук выхлопа на моторе, который начал троить, вместо ритмичной работы выхлопной системы отчетливо прослушиваются звуковые «рывки», которые также сопровождаются повышенными вибрациями по кузову.

Вполне очевидно, что при появлении даже одного из перечисленных симптомов, необходимо как можно быстрее  определить, троит двигатель по причине неполадок ДВС, сбоев в работе оборудования и т.д. Дело в том, что зачастую игнорирование даже незначительного троения  за достаточно короткий промежуток времени может стать причиной более серьезных поломок двигателя, для устранения которых потребуется дорогостоящий и сложный ремонт.

Причины, по которым троит двигатель

Ели возникло подозрение, что двигатель троит, тогда необходимо провести диагностику силового агрегата. В списке наиболее частых причин троения специалисты и опытные автолюбители выделяют следующие:

Сразу отметим, что причин много, при этом без надлежащего опыта в рамках проведения диагностики далеко не всегда удается быстро и точно определить проблему. По этой причине ниже остановимся на самых частых неисправностях, которые большинство водителей могут устранить своими руками, а также  характерных признаках, указывающих на ту или иную проблему.

Мотор троит: неполадки системы зажигания

Одной из самых частых причин троения ДВС являются проблемы в системе зажигания или неправильные настройки зажигания. Если прислушаться к работе мотора, в этом случае можно определить пропуски одного из тактов, возможно появление хлопков, которые сопровождаются подергиванием двигателя.

Если такая работа отмечена на холостых оборотах, однако после раскручивания коленвала мотор начинает работать ровно, причиной может быть раннее зажигания. Это указывает на необходимость регулировки и настройки зажигания на многих авто.

Идем далее. Если с настройками все в порядке, тогда нужно переходить к проверке свечей зажигания. Отметим, что около 50% всех случаев, когда мотор троит, связаны со свечами. Оптимальным вариантом будет полная замена всех свечей на новые или заведомо исправные.

При этом следует подбирать свечи зажигания правильно, то есть для конкретного двигателя (по калильному числу и ряду других важных параметров). Если же возможности заменить свечи нет, тогда следует почистить уже имеющиеся, а также проверить зазор между электродами и провести выставление зазора на свече при такой необходимости.

Также не следует забывать, что параллельно свечам из строя часто выходят высоковольтные свечные бронепровода. Результатом становится то, что искра может пробивать и не доходить до свечи. Высоковольтные провода нужно проверять, а также своевременно менять при такой необходимости.

Если двигатель троит после мойки авто или во влажную погоду, это часто бывает признаком проблем с ВВ. Для проверки можно запустить мотор в темное время суток, после чего внимательно осматриваются высоковольтные провода.

Появление искры четко укажет на пробой изоляции провода или другие проблемы. Для временного решения можно обмотать поврежденный участок изолентой, после чего один провод или весь комплект следует заменить при первой возможности.

Еще отметим, что на разных автомобилях внимания может потребовать трамблер или катушки зажигания. Кстати, во втором случае двигатель может троить только на горячую, при этом до прогрева работать нормально. Дело в том, что катушки могут давать сбой уже тогда, когда ДВС выходит на рабочие температуры, при этом все равно возникают пропуски зажигания.

Нарушение смесеобразования и подачи горючего

Теперь давайте представим, что искра на свечах есть, при этом мотор все равно троит. Это значит, что горючее в цилиндры не подается или же смесь топлива и воздуха не вспламеняется. Как известно, горюче должно быть перемешано с воздухом в строго определенных пропорциях. Увеличение количества топлива приводит к обогащению смеси, тогда как увеличение количества воздуха означает обеднение.

Как слишком «бедная», так и сильно «богатая» смесь теряет способность к воспламенению от искры. В подобной ситуации двигатель  зачастую троит как на холодную, так и на горячую, на ХХ и под нагрузкой. Причиной троения в этом случае может оказаться загрязненный воздушный фильтр. Если просто, двигателю недостаточно воздуха, смесь сильно обогащается, свечи заливает бензином.

Если говорить о проблемах топливной системы, топливо может или не поступать в нужном количестве, или же подаваться в избытке. Например, в тех случаях, когда форсунки инжекторного двигателя сильно «переливают». В такой ситуации необходимо отдельно проверять инжектор.

Еще отметим, что часто мотор троит в том случае, если возникает подсос воздуха в системе топливоподачи или на впуске. В любом случае, лишний воздух приводит к тому, что смесь становится обедненной. Также на многих авто возникают проблемы с вакуумным усилителем тормозов, при этом подобные неполадки также «завоздушивают» систему.

Следует добавить, что качество смеси в зависимости от режима работы двигателя на современных авто напрямую зависит от ЭСУД. Данная система устанавливается на моторы с электронным впрыском и включает в себя блок управления (ЭБУ), к которому подключены различные датчики (ДМРВ, ДПДЗ, ДПКВ и т. д.)

Также контроллер осуществляет управление исполнительными устройствами (например, РХХ), что позволяет регулировать смесеобразование, автоматически контролировать и динамично корректировать работу мотора.

Вполне очевидно, что выход из строя отдельных датчиков или компонентов системы приведет к сбоям. Частым результатом становится то, что двигатель в этом случае плохо заводится, неустойчиво работает, троит, дымит, перерасходует топливо, не тянет и т.п. Для точного определения проблемы рекомендуется начать с компьютерной диагностики двигателя и считывания ошибок из памяти ЭБУ.

Троение и проблемы с самим двигателем

Для нормальной работы мотора и максимально эффективного сжигания смеси топлива и воздуха, цилиндр в нужные моменты (такты) должен быть герметично закрыт. Если же внутри двигателя возникли определенные повреждения ЦПГ и ГРМ, происходят сбои в работе механизма газораспределения и т.п., тогда закономерно следует ожидать нарушения герметичности.

Простыми словами, поршень не сможет нормально сжать смесь в цилиндре для последующего воспламенения. Как правило, к потере герметичности приводит залегание или разрушение поршневых колец, повреждения поршня, глубокие задиры на зеркале цилиндров или трещины, прогар клапанов ГРМ и т.д.

Чтобы определить проблему, на начальном этапе необходимо замерить компрессию в цилиндрах двигателя. В том случае, если только в одном цилиндре показатель упал ниже нормы, тогда нужно залить в этот цилиндр немного моторного масла через шприц. Затем точные замеры компрессии повторяются. Если компрессия поднялась, это укажет на то, что неполадки, вероятнее всего, связаны с поршневой. В том случае, если никаких изменений после добавки масла не выявлено, тогда высока вероятность прогара клапана.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему троит дизельный двигатель. Из этой статьи вы узнаете об основных причинах троения дизельного мотора, а также о способах диагностики в рамках поиска проблемы и устранения неисправности.

Еще отметим, что к снижению компрессии и потере герметичности в цилиндрах  также могут привести неправильно отрегулированные клапана (регулировка теплового зазора клапанов), а также износ рокера (толкателя) или проблемы с гидрокомпенсаторами. Результат таких неполадок — неплотное прилегание клапана к седлу. Также следует помнить, что в некоторых случаях не стоит забывать об общих регулировках ГРМ, так как фазы газораспределения должны быть выставлены правильно.

Что в итоге

Как видно, список потенциальных причин троения мотора достаточно широкий. При этом следует отдельно учитывать тип двигателя (инжектор, карбюратор), особенности ГРМ на конкретном моторе, общее состояние ДВС и т.д. В случае с карбюраторным агрегатом может быть достаточно прочистить и настроить карбюратор, тогда как для инжектора может понадобиться углубленная компьютерная диагностика, замена датчиков ЭСУД, чистка инжекторных форсунок и т.д.

Если же говорить о проблемах, которые непосредственно связаны с самим двигателем, автовладельцам всегда следует быть готовыми к тому, что мотор потребуется разбирать для предварительной дефектовки и последующего ремонта.

Напоследок еще раз отметим, если троит двигатель автомобиля, тогда это важный признак того, что в работе силового агрегата возникли сбои. В такой ситуации  главной задачей владельца является быстрое обнаружение и устранение неисправности для предотвращения других возможных последствий и нормализации работы силового агрегата.

Читайте также

Троит двигатель на холостых оборотах: причины троения машины

Автомобилисты часто сталкиваются с различными неприятностями, которые подкидывает мотор. Особенно неприятная ситуация, когда троит двигатель и проявляется это на холостых оборотах. Сразу же менять свечи и высоковольтные провода не имеет под собой основания, так как в основном причина не в этом. Давайте разбираться где же кроется загвоздка. Едет хорошо, встанешь трясет…

Проявление троения на холостых оборотах

Первым признаком является тряска на низких оборотах, которая передаётся в руль, ручку кпп, педали сцепления и тормоза. Главная фишка в том, что троит движок именно на оборотах холостого хода, а не под нагрузкой. То есть, когда вы нажимаете на педаль газа, машина едет ровно без сбоев, хорошо разгоняется. Стоит только встать на светофоре как появляется вибрация мотора.

Вторым признаком является плавание оборотов. Стрелка на панели приборов раскачивается туда-сюда. Обороты не могут стать на 800 об/мин.

Третий частый признак — это зависание оборотов. Двигатель гудит, жужжит на 1200 об/мин и выше.

Возможные причины

Может быть огромное количество причин. Разберемся как диагностировать данную неисправность, какие действия нужно предпринять, что знать, чтобы не покупать ненужные запчасти, не платить всем диагностам города за слова: «у вас все хорошо» или наоборот: «давайте поменяем это, и вот это».

Поломка механической части двигателя

Прежде всего требуется замерить давление в цилиндрах компрессометром. Величина компрессии стандартного двигателя должна быть в пределах 13 атм. Отклонения допустимы в 1 атм, но не более. При такой не существенной разнице, проверить тепловые зазоры клапанов, гидрокомпенсаторы, в зависимости от того, какой типа регулировки установлен на моторе. Гидрокомпенсаторы представляют собой механизм из плунжеров и каналов масла. За счет давления масла гидротолкатель компенсирует тепловой зазор между кулачком распредвала и стержнем клапана. Если механизм нарушен, изношен, либо не поступает масло, зазор не будет выбираться и двигатель будет троить именно на холостых оборотах. Под нагрузкой не проявляется, то есть на высоких оборотах.

АвтоВАЗ выпустив автомобиль Гранта, заменил седла головки блока цилиндров на металлокерамические. До этого на головках 21083 и 1118 Калиновских стояли чугунные седла. В связи с этой не хитрой заменой одного на другого, тепловые зазоры нужно устанавливать на 0,05 мм больше. В мануале и письмах завода так и написано. Многие этого не знают и делают как раньше, заведомо зажимая клапана. Последствия от такой регулировки дают о себе знать через некоторое время, в виде прогара клапана и троения двигателя на малых оборотах.

В практике встречаются случаи, когда клапан трескается, но при этом компрессию показывает хорошую. Такие нюансы редкие, однако встречаются. Как проверить? Для этого есть пневмотестер, принцип действия которого, очень прост. В двигатель закачивается воздух под определенным давлением и смотрится разность показаний по двум манометрам на тестере. Также на слух можно определить откуда выходит воздух. Через впускные, выпускные клапана, картер двигателя или расширительный бачок охлаждающей жидкости. Таким профессиональным способом определяют наличие, либо отсутствие герметичности в месте контакта седла клапана, поршневых колец, прокладки головки блока.

На автомобилях марки Газель с мотором 405 очень часто устанавливают бракованные коммерческие распредвалы. Кулачки впускных клапанов на 3 цилиндре (встречались именно такие) имеют не стандартную фазу, или по-другому угол наклона. А совсем проще, они просто неправильно отлиты, видимо кустарным способом, на мини заводе. В связи с тем, что фаза не стандартная, один из цилиндров отказывается работать и троит. Найти такую неисправность очень тяжело, потому что даже при проверке меток все будет стоять на своих местах, а при снятии характеристики давления по 1-му цилиндру (что и делают в основном диагносты) тоже будет показывать норму.

Даже если распредвалы стоят заводские, метка может изначально быть установлена неправильно, или перескочить цепь, ремень грм, в зависимости от того, какой тип мотора установлен.

Осциллограмма давления на автомобиле газель с 405 двигателем.

Видно, что вторая визирная линия стоит на перекрытии клапанов и показывает 396 градусов относительно коленчатого вала. Допустимое значение до 370 градусов на этом моторе. Двигатель при этом троит на холостом ходу, а едет не так уж хорошо, но пойдет. Классика жанра.

Не герметичность впускного тракта

Данный вид неисправности называют подсосом воздуха. Проявляется он как раз-таки на холостом ходу, а при перегазовке исчезает. Связано все это с приростом объема зашедшего кислорода через дроссельное пространство. На бензиновых моторах обороты увеличиваются за счет воздуха, даже говорят, что двигатель работает на воздухе. Конечно же имеется ввиду, что топливная смесь горит за счет кислорода, и с его увеличением горение увеличивается, энергия передается поршням пропорционально больше, соответственно обороты коленчатого вала растут. Все это говорит о том, что двигатель троит под нагрузкой не из-за подсосов. Так как количество воздуха через трещину в коллекторе, сальники форсунок ничтожно мало по сравнению с пришедшем через дроссельную заслонку. Соответственно трясет двигатель исключительно на холостом ходу.

Система зажигания

Поломки связанные с системой зажигания редко влияют на троение двигателя именно на холостых оборотах. Объясняется это также, как и при подсосе характером горения смеси в зависимости от ускоренного вхождения потока воздуха в камеру сгорания. И объем воздуха здесь играет противоположную роль. Он как известно состоит из молекул кислорода. Для того чтобы его пробить искре нужно достаточное количество энергии. При нажатии на педаль газа в дроссельном узле приоткрывается заслонка пускающая большой поток в ресивер, а затем и в камеру сгорания. Если существует проблема в свечах, к примеру трещина на изоляторе, катушке зажигания или высоковольтном проводе, пробить такую смесь с большим содержанием молекул кислорода сложно. Горения не происходит и цилиндр не работает. Напомню, что все это происходит именно под нагрузкой, когда резко нажимаем на педаль газа, хотим ускорить машину. На холостых же оборотах дроссельная заслонка полностью закрыта, воздух попадает через байпасный канал регулятора холостого хода для поддержания оборотов. Количество молекул кислорода не такое большое и искра спокойно поджигает смесь, цилиндр работает, машина не троит.

Неисправность трамблера относится к карбюраторным типам двигателей. Он имеет контакт между бегунком и электродами крышки, который при износе пропадает. Искре не хватает силы дойти до свечей зажигания, а тем более поджечь топливно-воздушную смесь в камере сгорания. На карбюраторных моторах влияние искры на троение в режиме холостого хода сильнее. Скорее всего это можно объяснить выходным напряжением вторичной цепи катушки. Она намного слабее и ниже, чем на инжекторе. В районе 7 кВ, а на системе DIS 40 кВ, при пробое воздушного промежутка вне камеры сгорания.

Давление бензонасоса

Топливный насос в инжекторном двигателе может иметь прямое влияние на то, что машина троит на холостом. Показания давления в рампе при включении зажигания должны быть в пределах 3-4 атм. Зависит от типа двигателя, установленного на автомобиле. Если регулятор давления топлива (рдт) находится на рампе форсунок, то 3 атм, если в баке в погружном насосе 4 атм. При отклонениях в меньшую сторону смесь становится бедной, система управления двигателем увеличивает время открытия форсунок, и она начинает поливать. Поджечь такую смесь невозможно. При такой неисправности двигатель будет троить на холостом ходу, но и машина при нажатии на педаль газа будет плохо ехать. Мощность падает. Найти причину можно только манометром, подцепив к рампе, если есть специальный штуцер, либо к самому электрическому насосу расположенному в баке, также под рамой у грузовых бензиновых газелей.

Манометр МП — 100

Вторая топливная неприятность — это форсунки. Информации по ним в интернете очень много. Все есть в мануалах и инструкциях, но большинство не стремятся делать профилактику. На самом деле техническое обслуживание форсунок, да и всей топливной системы в целом, является таким же действом, как и замена масла. К примеру, на банке с промывочной жидкостью Wynn’s написано, что промывать форсунки нужно каждые 20-30000 км пробега.

В заключение

Первым делом проверить компрессию, если двигатель троит на холостом ходу, а при подгазовке нет провалов и рывков. Механика мотора самая дорогостоящая. Поэтому ее нужно исключить в первую очередь. Затем смотреть подсосы воздуха и только потом проверять систему зажигания и топливо.

Троит двигатель: причины, почему машина троит

Многие владельцы автомобилей сталкиваются с ситуацией, когда троит двигатель и узнать причину сразу же не представляется возможным. Как быть в такой ситуации и методы поиска рассмотрим в данной статье.

Если такая неисправность существует, нужно в кратчайшие сроки найти причину. Иначе она может отразиться на других деталях и узлах двигателя. За счет дисбаланса происходит износ механических частей. Если же проблема в системе зажигания, может пострадать электронный блок управления, цена которого не маленькая.

Важно подчеркнуть, что троение мотора является наиболее частой поломкой автомобиля.  

Понятие «троит двигатель» означает неровную работу мотора, когда один или более цилиндров не работают.

Признаки троения двигателя

Неисправность может проявляться как на холостом ходу, так и во время движения. Мотор работает, машина троит, появляется вибрация по кузову и ручке переключения коробки передач.

Явными признаками троящего двигателя во время движения являются:

  • потеря тяги;
  • рывки
  • повышенный расход топлива;
  • потеря мощности;
  • нестабильные обороты, стрелка плавает на панели приборов;
  • изменение звука выхлопа, периодичные хлопки;
  • нагар на свечах.

Почему троит бензиновый двигатель

Основные причины троения:

  • свечи, высоковольтные провода, катушка или модуль;
  • топливная форсунка: грязь, замыкание, отсутствие питания;
  • подсос воздуха во впускном коллекторе после дроссельного узла;
  • компрессия: низкая или отсутствие;
  • проблемы электронного блока управления двигателем;
  • повреждение в моторном жгуте от эбу;
  • не правильно установленные фазы газораспределения;
  • неисправность датчиков электронного управления двигателем.

Неисправности в механике двигателя

Работа каждого цилиндра в двигателе осуществляется за счет воспламенения топливо – воздушной смеси. Для того чтобы смесь воспламенилась ее нужно поджечь, а перед этим хорошенько сжать. Сжатие происходит за счет поршня движущегося в сторону камеры сгорания, в которой расположены герметично закрытые впускные и выпускные клапана. При нарушении герметичности в работе цилиндров происходит потеря компрессии, смесь не сжимается и соответственно не воспламеняется. Это может происходить из-за зажатых тепловых зазоров клапанов, прогара клапана, седла в головке блока цилиндров, износа в самом шорт блоке.

Особенно подвержены риску потери герметичности машины, работающие на газе. У них прогар клапанов, просадка седел и ремонт ГБЦ неизбежны.

Неисправности в системе зажигания

Далее, как было сказано выше сжатую топливо – воздушную смесь нужно поджечь. Если существует проблема с искрообразованием этого не произойдет и цилиндр потеряет рабочий ход и будет троить. Как правило это распространенное явление. На отечественных авто пробивают высоковольтные провода, катушки и свечи. На иномарках или 16 клапанных двигателях ВАЗ —индивидуальные катушки. Бывают и более глобальные проблемы с электронной системой управления. К примеру, пропадает управляющий импульс на катушке. Это дорогостоящая проблема и вливается в цену ремонта ЭБУ: замены транзистора или полной замены «мозгов».

Нарушения системы зажигания и компрессии проверяют осциллографом на специализированных станциях диагностами. По электрическим сигналам видно где происходит пробой по высоковольтной части. Если подлежит замене модуль или катушка, то менять лучше и провода со свечами. Иначе это чревато поломкой новых деталей. Дело в том, что искра через пробитый провод или изолятор свечи бьет на массу двигателя, первичная цепь нагревается и со временем происходит замыкание обмоток. Это может плачевно сказаться на ЭБУ.

Андрей Шульгин изобрел уникальный тест, названный в честь него. Он позволяет в считанные секунды определить неисправность системы зажигания, форсунок, компрессии.

Нужно взять сигнал с датчика коленчатого вала и первого цилиндра. Запустить тест и прочитать осциллограмму. На осциллограмме ниже видно, как троит 4 цилиндр на холостом ходу. Под нагрузкой, то есть при наборе оборотов, он также не поднимается. В конце участок показывает на компрессию. Все цилиндры взлетели вверх, что означает относительно хорошую герметичность в камере сгорания, а соответственно компрессию. Соответственно в четвертый попадает мало топлива. В этом виновата загрязненная форсунка. Тестируемым автомобилем была Газель с двигателем УМЗ 4216.  

При отсутствии осциллографа, свечи и провода можно подменить на заведомо исправные, а герметичность в камере сгорания проверить компрессометром. Как правило компрессия в моторе должна быть не ниже 12 АТМ. Если и здесь все хорошо, а движок троит, проверить тепловые зазоры клапанов при ручной регулировке ГРМ, и работу гидрокомпенсаторов при автоматической.  

Нарушения герметичности впускной системы

На троение мотора также влияют неучтенные подсосы воздуха во впускном коллекторе. Выявляется проблема с помощью запуска дыма во впускную систему с помощью дымогенератора. Основные места для подсоса в атмосферном бензиновом моторе это: сальники форсунок, прокладка впускного коллектора, клапан адсорбера, вакуумный усилитель тормозов.  

Подсос воздуха по характеру проявления похож на сгоревший клапан. ДВС троит на холостых оборотах, а при увеличении оборотов выравнивается. Но это не всегда показатель.

Проблемы в топливной системе  

Выявить неисправность форсунки легче всего с помощью теста Шульгина. Но бывают случаи, когда есть сомнения и приходиться их снимать, проверяя на стенде. Это более длительная операция, все зависит от конструкции двигателя. Частым виновником бывает вода в баке. Она проникает к нам через заправочный шланг, а туда с грунтовых вод и после дождя. Для профилактики нужно чистить форсунки и заливать спирт в бак для уничтожения воды. Если же проблема не миновала заменить форсунку, либо же промыть на стенде.

Бензонасос легко проверяется манометром. Давление в рампе варьируется от 3-4 АТМ в зависимости от типа и марки мотора.  

На инжекторных двигателях выявить причину своими руками не всегда возможно. Так как кроме системы зажигания, которая может влиять на троение, существует еще ряд других узлов. К примеру неисправная форсунка или пропадание питания на нее. Для проверки всех составляющих нужен осциллограф и сканер, а также дымогенератор для выявления подсоса воздуха.

Поиск троения своими руками

Но что, если поехать на диагностику не представляется возможным. Движок затроил, а машина нужна для передвижения. Как определить троение двигателя самому. Рассмотрим по порядку и простым языком не сложный и стандартный принцип выявления причин несбалансированной работы ДВС.

  • Определяем при каких обстоятельствах двигатель троит. На холостых оборотах или при нажатии педали газа. 
  • Если трясет на ХХ, то проверяем компрессию и подсосы воздуха.
  • Если выпадает цилиндр под нагрузкой, при резком поднятии оборотов, то скорее всего дело в системе зажигания. Искре тяжело пробить то количество ускоренно вошедшего воздуха, и она начинает проявлять себя. Можно проверить искру с помощью свечки, не в камере сгорания, предварительно посадив корпус свечи на массу.
  • Определяем какой цилиндр неисправен. Для этого лучше вытаскивать поочерёдно разъем с форсунок. Делать то же самое с высоковольтными проводами опасно как для автовладельца, так и для ЭБУ двигателя. Катушка может перегреться по первичной цепи и дать обратный ток на транзисторы.
  • Определившись с номером троящего цилиндра и самим характером неисправности можно найти причину, хотя бы косвенно, но за неимением ничего, уже что-то.

Метод не является научным, но при этом имеет место быть. Легче всего применяется на автомобилях отечественного производства, так как запчасти есть в наличии и стоят значительно дешевле.  

Заключение

Если меньшими потерями выявить причину почему машина троит не удалось, следует обратиться к специалистам, занимающимися диагностикой и поиском неисправностей. Это будет дешевле, чем покупать кучу дорогостоящих запчастей, которые в магазине не вернут. На станции быстро определят проблему и устранят неисправность. Очень важно, чтобы автосервис специализировался на данной конкретной марке.  

причины троения двигателя при прогреве

Одна из каверзных неисправностей в автомобиле, когда двигатель троит на горячую, то есть когда холодный работает ровно, а по мере нагрева начинается тряска. Какие могут причины такого поведения машины. При этом она начинает глохнуть, что совсем не удобно, особенно в городском цикле езды. Разберем основные нюансы и секреты диагностики данной неисправности.

Основные причины

Существует тонкая грань на моторах любой марки автомобиля между плаванием оборотов и троением. Эти два случая могут быть объединены в одну неисправность, а также и быть совершенно различными. Но в большинстве случаем обороты начинают прыгать именно из-за того, что один из цилиндров теряет свою эффективность. Система управления двигателем в основе имеет только одну функцию это поддержание холостых оборотов и защита окружающей среды от выброса токсичных газов от автомобиля. Холостой ход регулируется за счет байпасного канала дроссельного узла, на пути которого установлен регулятор холостого хода. Когда двигатель троит, система управления пытается выровнить эффективность работы плохого цилиндра за счет открытия байпасного канала, добавляя тем самым воздуха, и увеличивая время открытия форсунок. Делается это для того чтобы облегчить процесс горения топливно-воздушной смеси. Ведь если топливо будет выбрасывать наружу в холостую, нормы экологии соблюдаться не будут. В итоге мозг автомобиля критично добавляет воздуха и обороты плавают, двигатель троит.

Почему мотор троит именно на горячую:

  • Тепловое расширение трещин в головке блока цилиндров.
  • Трещины в самом шорт блоке.
  • Нарушение работы электронной системы управления двигателем.
  • Неисправность системы зажигания.
  • Проворачивание ротора электрического бензонасоса.
  • Просадка седел в головке.
  • Залипание поршневых колец.
  • Избыток масла в двигателе.
  • Загрязненность форсунок или поломка игольчатого клапана.
  • Износ шеек коленчатого и распределительного валов.
  • Зажатые клапана.

Трещины

Трещины головке или блоке цилиндров являются одной из самых распространенных причин троения на горячую. Металл, как известно расширяется с повышением температуры, соответственно мелкие щели могут увеличиться и пропускать охлаждающую жидкость, мало в камеру сгорания. Это будет мешать нормальному горению смеси в цилиндре, двигатель будет троить при прогреве. Такой же эффект происходит при расширении трещины в прокладке под головкой блок, при ее прогаре.

Особое внимание надо уделить моторам с ручной регулировкой клапанов. Зазоры должны быть установлены по мануалу к данному типу двигателя, нельзя это игнорировать. Если клапан зажат, он не будет закрываться до конца, теряется герметичность в камере сгорания и при нагреве цилиндр не работает. При неправильной установке зазоров, прогорает сам клапан и седло, оно просаживается в головку и процесс становится необратимым.

Ватные поршневые кольца также являются причиной несбалансированной работой двигателя на горячую. Здесь играет роль все тоже тепловое изменение металла, неравномерный износ, перегревы мотора. Биение шеек распределительного вала приводит к разбалансировке двигателя. Мотор греется и трясет, глохнет периодически, появляются характерные стуки.

Нарушение ЭСУД

В электронике автомобиля существует та же самая проблема с расширением материалов. Платы, контакты, разъемы все это подвержено температурным изменениям. Здесь большую роль играет качество самих материалов. Даже банально расширенный контакт на одной из катушек или разъеме форсунок может стать причиной троения двигателя на прогретой машине. Или плохой контакт на датчике массового расхода воздуха может стать причиной того, что машина глохнет.

Все дело в контактах. Вот еще один пример. Частым явлением бывает троение восьми клапанного двигателя ваз на горячую из-за замыкания катушки зажигания. Первичная цепь перегревается и не выдаёт искру на один из каналов.

На автомобиле калина электронный блок расположен под печкой, а точнее под шлангом отопителя. Хомут с пробегом расслабляется и начинает капать антифриз, попадая на блок. Не сразу проявляясь, а при нагреве машина начинает троить из-за нарушения целостности дорожек на плате.

Бензонасос и его секреты

Неисправность связанная с этой чудо деталью не всегда легко отыскать. Приходится подключать манометр к рампе форсунок, ставить его на лобовое стекло и кататься, на ходу проверяя давление топлива. Связана такая сложность с плавающем троением на горячую, если она проявляется не всегда или только во время движения. По мере нагрева, ротор в топливном насосе начинает проворачивать, давление падает и двигатель троит. Банально и просто.

Износ игольчатого клапана, наличие шлака в форсунках может стать причиной троения на прогретый мотор при запуске. Неисправность быстро находится с помощью осциллографа. К примеру, с помощью скрипта Андрея Шульгина на мотор тестере Постоловского, легко можно определить вклад каждого отдельного цилиндра в работу двигателя. Буквально за считанные секунды определить не рабочую форсунку, либо сгоревший клапан.

Итог

Если инжекторный двигатель троит или глохнет при нагревании, причин может быть великое множество. Нужно последовательно разбираться с каждой их них, взаимно исключая одну за другой. Пользуясь данной статьей, записав для себя основные моменты, можно легко руководствоваться ими самому или в автосервисе при диагностике. Главное сразу же не покупать дорогостоящие запчасти, наслушавшись советов и меняя все подряд. Доверяйте профессионалам, зная минимальную теорию поиска причин не ровной работы мотора.

Двигатель

Троит. Что делать?

Но факт — эта проблема встречается не так часто, но в некоторых случаях ее сложно диагностировать. Это явление в кругу технических специалистов называют «пропавшим без вести». Если какой-либо цилиндр не работает, двигатель автомобиля начинает быстро изнашиваться по нескольким причинам. Так, например. газ попадает в неработающий баллон, не выгорает и скапливается на стенках. Затем оно смешивается с моторным маслом и попадает в картер. Из-за этого масло постепенно «разжижается», качество намного хуже — и через некоторое время уже в рабочий цилиндр поступает некачественное масло.Следовательно, пониженная компрессия двигателя создает благоприятные условия для образования задиров на поршнях, стенках цилиндров, точных плоскостях и других деталях, контактирующих с маслом. Если не заняться исправностью, двигатель начнет работать в другом температурном диапазоне, начнет перегреваться.

Почему троит двигатель? Как запустить диагностику?

1. Диагностика должна начинаться с проверки искры. Для начала нужно открутить свечу и изучить ее.При нормальной работе двигателя цвет изолятора электрода должен быть немного коричневым и ярким. Если есть закопченный изолятор и электрод, то с этим следует быть осторожным, так как это явный признак того, что есть «-в» моторное масло или «обогащенное» топливо. Эта свеча может либо вообще не работать, либо работать плохо или нерегулярно (из-за того, но факт). Причины нагара:

Рекомендуем

Как работает сайлентблок задний переднего рычага и сколько он служит?

Сайлентблок задний переднего рычага — один из составных элементов ходовой части автомобиля.Он относится к направляющим элементам подвески, вместе с рычагами выдерживает колоссальные нагрузки колесами. Однако с этим товаром их много …

Расход масла в двигателе. Шесть причин

Вряд ли можно найти автомобилиста, которого бы не волновал повышенный расход масла. Особенно раздражает, когда это происходит с другим новым мотором. Вот наиболее частые причины, которые приводят к расходу масла в двигателе …

Как работает выхлопная система?

Выхлопная система предназначена для удаления продуктов сгорания из двигателя и вывода их в окружающую среду.Также необходимо обеспечить снижение шумового загрязнения до приемлемых пределов. Как и любые другие сложные устройства, эта система состоит из нескольких …

— длительная работа двигателя в горячем режиме или на холостом ходу, если закрученная свеча накаляется неправильным числом;

— в цилиндре низкая компрессия.

— неисправен обратный клапан;

— обрыв или смещение фаз газораспределения;

— нарушение работы форсунок;

нарушена работа кислородного датчика.

Тело свечи должно быть белым, на нем не должно быть черных точек или полос. Их наличие указывает на повреждение свечи и необходимость ее замены. Если визуальный осмотр результатов не принес, можно проверить наличие искры запуском стартера.

2. Провода высокого напряжения — их необходимо снять и внимательно изучить. Кончик проволоки, входящей в свечу, должен быть однотонным.

3. Крышка распределителя зажигания — необходимо внимательно осмотреть как изнутри, так и снаружи.Часто троит двигатель из-за той же проблемы — поломки крышки, которая может произойти из-за слишком высокого напряжения, генерируемого высоковольтным проводом или неисправной искры.

4. Бывают ситуации когда троит двигатель из-за инжектора. Бывает в следующих случаях:

— неисправность форсунки;

— использование топлива низкого качества или из-за использования определенных очистителей форсунок.

— схема цепей питания.

5. Если троит двигатель на холостом ходу или на передаче, владелец транспортного средства должен как можно скорее обратиться в сервисный центр.Возможно, это связано с тем, что перепутались высоковольтные провода. На это мастер должен обратить внимание в первую очередь.

Как работает двигатель на холостом ходу?

Многие из нас, заправщики, любят просто стоять в стороне и слушать, как наши машины тикают на холостом ходу, но как двигатель продолжает работать без какого-либо давления на дроссель?

Поддержание работы двигателя внутреннего сгорания — одно из величайших инженерных достижений всех времен.Обеспечить взаимодействие более 10 000 компонентов друг с другом в чрезвычайно точной и частой последовательности — это действительно то, что никогда не следует воспринимать как должное.

Поскольку связь, сформированная между потоком воздуха и впрыском топлива, является основой возвратно-поступательного движения двигателя внутреннего сгорания, необходим способ поддержания двигателя в удобном рабочем состоянии, когда нет необходимости в продвижении. К счастью, умные засорения инженерного мира придумали двигатель на холостом ходу, который позволяет двигателю IC стабильно работать на низких оборотах без какого-либо воздействия на дроссельную заслонку, избегая любой формы остановки.

Возможно, величайшее праздное времяпрепровождение?

Холостой ход двигателя сначала устанавливается с помощью простого упора дросселя, известного как винт холостого хода. Этот винт занимает свое положение сбоку от корпуса дроссельной заслонки и не дает рычагу дроссельной заслонки полностью закрывать дроссельную заслонку, которая позволяет воздуху попадать во впускной коллектор.

Ограничитель дроссельной заслонки позволяет дроссельной заслонке оставаться приоткрытой, что позволяет минимальному потоку воздуха достигать камеры сгорания. Этого отверстия достаточно, чтобы пропустить определенный поток воздуха, чтобы двигатель работал, когда педаль газа не дросселирует.

Винт холостого хода можно отрегулировать с помощью простой отвертки.

Далее идет регулирующий клапан холостого хода или клапан IAC.Поскольку дроссельная заслонка является довольно элементарной формой создания холостого хода, клапан IAC использует датчики, которые взаимодействуют с ЭБУ, чтобы регулировать поток воздуха в двигатель для достижения желаемой скорости двигателя на холостом ходу.

Воздух проходит через дроссельную заслонку и вместо этого всасывается через вакуум во впускном коллекторе, чтобы поддерживать холостой ход как можно более стабильным в различных условиях. Датчики используются для измерения таких факторов, как температура окружающей среды и электрическая нагрузка на автомобиль, чтобы затем влиять на процент открытия или закрытия клапана IAC для определения желаемой скорости вращения двигателя на холостом ходу.

Воздух проходит через дроссельную заслонку через клапан IAC, чтобы в двигатель поступало достаточно воздуха.

Один из основных примеров, показывающий важность клапана IAC, — это автомобили с кондиционером.Из-за относительно большой нагрузки на автомобиль от переменного тока, холостой ход немного снизится, поскольку двигатель работает, чтобы запустить такой вспомогательный компонент. Таким образом, клапан IAC срабатывает, открываясь, пропуская больше воздуха во впускной коллектор, тем самым повышая холостой ход до заданной скорости двигателя.

В карте двигателя есть определенные соотношения воздух / топливо, установленные для оборотов двигателя на холостом ходу, и поэтому управление холостым ходом двигателя в наши дни может стать чрезвычайно техническим и сложным процессом точной настройки.Как правило, рекомендуется не возиться с позиционированием винта холостого хода, поскольку он был настроен на заводе на определенную резьбу по всей его длине, чтобы обеспечить разумную возможную работу двигателя на холостом ходу. Если вмешаться — скажем, удлиниться до более высокого процента открытия дроссельной заслонки — может возникнуть небольшая задержка в реакции дроссельной заслонки, если кабель Морзе, соединяющий педаль дроссельной заслонки с корпусом дроссельной заслонки, также не отрегулирован, поскольку он будет ослаблен по сравнению со стандартным расположением винта холостого хода .

Корпус дроссельной заслонки двигателя BMW M52, на котором четко видны возвратные пружины, используемые для закрытия дроссельной заслонки при закрытии дроссельной заслонки.

Всю эту механическую сложность уже начали преодолевать с помощью электричества, так как на рынок начинают проникать системы дроссельной заслонки.Используя датчик положения на педали дроссельной заслонки, ЭБУ может сообщить бабочке, на сколько нужно открыть, а также установит собственное положение холостого хода с помощью простой системы управления с обратной связью. Хотя это будет казаться оторванным от механических процессов, происходящих в вашем автомобиле, способность ECU самостоятельно настраивать холостой ход будет обеспечивать более стабильные скорости холостого хода.

IAC можно увидеть здесь на корпусе дроссельной заслонки.

Как и практически в любом другом автомобиле, проблемы с холостым ходом могут возникнуть.Плохая работа машины на холостом ходу — не редкость; будь он слишком высоким, слишком низким, колеблющимся или даже недостаточно эффективным, чтобы двигатель продолжал работать, вызывая остановку. Хотя может быть много потенциальных причин нестабильной работы на холостом ходу, утечки вакуума на сегодняшний день являются наиболее частой причиной колебаний холостого хода двигателя.

Утечка вакуума возникает вокруг системы впуска, где в прокладках появляются небольшие отверстия или зазоры, которые позволяют всасывать дополнительный воздух в воздухозаборник поверх воздуха, поступающего в систему должным образом через корпус дроссельной заслонки.Нежелательный приток воздуха может быть нестабильным и колебаться, что дестабилизирует обороты холостого хода двигателя, поскольку блок управления двигателем пытается определить правильную топливно-воздушную смесь для приготовления.

Другая основная причина нестабильного холостого хода, как ни странно, связана с системой охлаждения. Если в системе охлаждения есть пузырьки воздуха или уровень охлаждающей жидкости в целом низкий, датчик температуры будет неустойчиво колебаться и приведет ЭБУ в безумие, поскольку он пытается отрегулировать соотношение воздух / топливо, чтобы попытаться стабилизировать ситуацию, тем самым вызывая двигатель скорость увеличиваться и уменьшаться.

Решения этих проблем можно легко найти, заменив старые прокладки, убедившись, что все соединения с вакуумными линиями должным образом герметизированы, и просто заправляя охлаждающую жидкость и удаляя любые нежелательные пузырьки воздуха. Кроме того, поддержание в чистоте вашей впускной системы также является идеальным для создания оптимальных условий для плавного холостого хода.

Накопление нагара на корпусе дроссельной заслонки и клапане IAC также может вызвать плохой холостой ход

Есть ли у вас немного 1.6-литровая карманная ракета с частотой вращения 750 об / мин или мощная трансмиссия гоночного происхождения с дурацко ​​высокими настройками холостого хода — все описанные выше системы объединяются, чтобы сделать сидение на светофоре немного проще. Позволяя вам сидеть и слушать, как двигатель урчит на минимальных оборотах, работа на холостом ходу становится одним из простых удовольствий жизни с бензиновым двигателем, которое, надеюсь, вызовет улыбку на лицах автолюбителей на долгие десятилетия!

Симптомы клапана регулировки холостого хода — Полное техническое руководство

.bs-pinning-wrapper> .bs-pinning-block, body.page-layout-1-col .boxed.site-header.header-style-6 .content-wrap> .bs-pinning-wrapper> .bs-pinning -block, body.page-layout-1-col .boxed.site-header.header-style-8 .content-wrap> .bs-pinning-wrapper> .bs-pinning-block, body.page-layout-1 -col.boxed .main-wrap, .page-layout-2-col-right .container, .page-layout-2-col-right .content-wrap, body.page-layout-2-col-right.boxed .main-wrap, .page-layout-2-col-left .container, .page-layout-2-col-left .content-wrap, body.page-layout-2-col-left.в коробке .main-wrap, .page-layout-1-col .bs-vc-content> .vc_row, .page-layout-1-col .bs-vc-content> .vc_vc_row, .page-layout-1-col .bs-vc-content .vc_row [data-vc-full-width = true]>. bs-vc-wrapper, .footer-instagram.boxed, .site-footer.boxed, .page-layout-1-col. bs-vc-content> .vc_row.vc_row-has-fill .upb-background-text.vc_row {max-width: 1180px} @media (min-width: 768px) {. layout-2-col .content-column { width: 67%}} @ media (min-width: 768px) {. layout-2-col .sidebar-column {width: 33%}} @ media (min-width: 768px) {. layout-2-col. layout-2-col-2.content-column {left: 33%}} @ media (min-width: 768px) {. rtl .layout-2-col.layout-2-col-2 .content-column {left: inherit; right: 33%} } @media (min-width: 768px) {. layout-2-col.layout-2-col-2 .sidebar-column {right: 67%}} @ media (min-width: 768px) {. rtl .layout -2-col.layout-2-col-2 .sidebar-column {right: inherit; left: 67%}} @ media (max-width: 1270px) {. Page-layout-1-col .bs-sks. bs-sksitem, .page-layout-2-col-right .bs-sks .bs-sksitem, .page-layout-2-col-left .bs-sks .bs-sksitem {display: none! important}}. макет страницы-3-col-0.контейнер, .page-layout-3-col-0 .content-wrap, body.page-layout-3-col-0.boxed .main-wrap, .page-layout-3-col-1 .container, .page -layout-3-col-1 .content-wrap, body.page-layout-3-col-1.boxed .main-wrap, .page-layout-3-col-2 .container, .page-layout-3 -col-2 .content-wrap, body.page-layout-3-col-2.boxed .main-wrap, .page-layout-3-col-3 .container, .page-layout-3-col-3 .content-wrap, body.page-layout-3-col-3.boxed .main-wrap, .page-layout-3-col-4 .container, .page-layout-3-col-4 .content-wrap , body.page-layout-3-col-4.в коробке .main-wrap, .page-layout-3-col-5 .container, .page-layout-3-col-5 .content-wrap, body.page-layout-3-col-5.boxed .main- wrap, .page-layout-3-col-6 .container, .page-layout-3-col-6 .content-wrap, body.page-layout-3-col-6.boxed .main-wrap, body. boxed.page-layout-3-col .site-header.header-style-5 .content-wrap> .bs-pinning-wrapper> .bs-pinning-block, body.boxed.page-layout-3-col. site-header.header-style-6 .content-wrap> .bs-pinning-wrapper> .bs-pinning-block, body.boxed.page-layout-3-col .site-header.header-style-8.content-wrap> .bs-pinning-wrapper> .bs-pinning-block, .layout-3-col-0 .bs-vc-content> .vc_row, .layout-3-col-0 .bs-vc-content > .vc_vc_row, .layout-3-col-0 .bs-vc-content .vc_row [data-vc-full-width = true]>. bs-vc-wrapper, .layout-3-col-0 .bs- vc-content> .vc_row.vc_row-has-fill .upb-background-text.vc_row {max-width: 1300px} @media (min-width: 1000px) {. layout-3-col .content-column {width: 58%}} @ media (min-width: 1000px) {. Layout-3-col .sidebar-column-primary {width: 25%}} @ media (min-width: 1000px) {. Layout-3-col. sidebar-column-secondary {width: 17%}} @ media (max-width: 1000px) и (min-width: 768px) {.layout-3-col .content-column {width: 67%}} @ media (max-width: 1000px) и (min-width: 768px) {. layout-3-col .sidebar-column-primary {width: 33 %}} @ media (max-width: 768px) и (min-width: 500px) {. layout-3-col .sidebar-column-primary {width: 54%}} @ media (max-width: 1390px) { .page-layout-3-col-0 .bs-sks .bs-sksitem, .page-layout-3-col-1 .bs-sks .bs-sksitem, .page-layout-3-col-2 .bs -sks .bs-sksitem, .page-layout-3-col-3 .bs-sks .bs-sksitem, .page-layout-3-col-4 .bs-sks .bs-sksitem, .page-layout- 3-col-5 .bs-sks .bs-sksitem, .page-layout-3-col-6.bs-sks .bs-sksitem {display: none! important}} @ media (min-width: 1000px) {. layout-3-col-2 .sidebar-column-primary {left: 17%}} @ media (min -width: 1000px) {. rtl .layout-3-col-2 .sidebar-column-primary {left: inherit; right: 17%}} @ media (min-width: 1000px) {. layout-3-col- 2 .sidebar-column-secondary {right: 25%}} @ media (min-width: 1000px) {. Rtl .layout-3-col-2 .sidebar-column-secondary {right: inherit; left: 25%} } @media (min-width: 1000px) {. layout-3-col-3 .content-column {left: 25%}} @ media (min-width: 1000px) {. rtl .layout-3-col-3 .content-column {left: inherit; right: 25%}} @ media (min-width: 1000px) {. layout-3-col-3 .sidebar-column-primary {right: 58%}} @ media (min- width: 1000px) {. rtl .layout-3-col-3 .sidebar-column-primary {right: inherit; left: 58%}} @ media (min-width: 1000px) {. layout-3-col-4 .content-column {left: 17%}} @ media (min-width: 1000px) {. rtl .layout-3-col-4 .content-column {left: inherit; right: 17%}} @ media (min -width: 1000px) {. layout-3-col-4 .sidebar-column-primary {left: 17%}} @ media (min-width: 1000px) {. rtl .layout-3-col-4 .sidebar- первичный столбец {слева: наследовать; справа: 17%}} @ media (min-width: 1000px) {.layout-3-col-4 .sidebar-column-secondary {right: 83%}} @ media (min-width: 1000px) {. rtl .layout-3-col-4 .sidebar-column-secondary {right: наследовать ; left: 83%}} @ media (min-width: 1000px) {. layout-3-col-5 .content-column {left: 42%}} @ media (min-width: 1000px) {. rtl .layout -3-col-5 .content-column {left: inherit; right: 42%}} @ media (min-width: 1000px) {. Layout-3-col-5 .sidebar-column-primary {right: 58% }} @ media (min-width: 1000px) {. rtl .layout-3-col-5 .sidebar-column-primary {right: inherit; left: 58%}} @ media (min-width: 1000px) {. макет-3-col-5.sidebar-column-secondary {right: 58%}} @ media (min-width: 1000px) {. rtl .layout-3-col-5 .sidebar-column-secondary {right: inherit; left: 58%}} @ media (min-width: 1000px) {. layout-3-col-6 .content-column {left: 42%}} @ media (min-width: 1000px) {. rtl .layout-3-col-6 .content -column {left: inherit; right: 42%}} @ media (min-width: 1000px) {. layout-3-col-6 .sidebar-column-primary {right: 41%}} @ media (min-width : 1000px) {. Rtl .layout-3-col-6 .sidebar-column-primary {right: inherit; left: 41%}} @ media (min-width: 1000px) {. Layout-3-col-6. sidebar-column-secondary {right: 83%}} @ media (min-width: 1000 пикселей) {.rtl .layout-3-col-6 .sidebar-column-secondary {right: inherit; left: 83%}} @ media (max-width: 1000px) и (min-width: 768px) {. layout-3-col -3 .content-column, .layout-3-col-5 .content-column, .layout-3-col-6 .content-column {left: 33%}} @ media (max-width: 1000px) и ( min-width: 768px) {. rtl .layout-3-col-3 .content-column, .rtl .layout-3-col-5 .content-column, .rtl .layout-3-col-6 .content- столбец {left: inherit; right: 33%}} @ media (max-width: 1000px) и (min-width: 768px) {. layout-3-col-3 .sidebar-column-primary, .layout-3- col-5.sidebar-column-primary, .layout-3-col-6 .sidebar-column-primary {right: 67%}} @ media (max-width: 1000px) и (min-width: 768px) {. rtl .layout- 3-col-3 .sidebar-column-primary, .rtl .layout-3-col-5 .sidebar-column-primary, .rtl .layout-3-col-6 .sidebar-column-primary {right: наследовать; left: 67%}}. col-xs-1, .col-sm-1, .col-md-1, .col-lg-1, .col-xs-2, .col-sm-2, .col -md-2, .col-lg-2, .col-xs-3, .col-sm-3, .col-md-3, .col-lg-3, .col-xs-4, .col- см-4, .col-md-4, .col-lg-4, .col-xs-5, .col-sm-5, .col-md-5, .col-lg-5, .col-xs -6, .col-sm-6, .col-md-6 ,.col-lg-6, .col-xs-7, .col-sm-7, .col-md-7, .col-lg-7, .col-xs-8, .col-sm-8, .col -md-8, .col-lg-8, .col-xs-9, .col-sm-9, .col-md-9, .col-lg-9, .col-xs-10, .col- см-10, .col-md-10, .col-lg-10, .col-xs-11, .col-sm-11, .col-md-11, .col-lg-11, .col-xs -12, .col-sm-12, .col-md-12, .col-lg-12, .vc_row .vc_column_container> .vc_column-inner, .container, .vc_column_container.vc_column_container {padding-left: 24px; padding- right: 24px} .vc_row.wpb_row, .row, .bs-vc-content .vc_row.vc_row-no-padding [data-vc-stretch-content = «true»] {margin-left: -24px; margin-right : -24px}.vc_row.vc_inner {margin-left: -24px! important; margin-right: -24px! important} .widget, .entry-content .better-studio-shortcode, .better-studio-shortcode, .bs-shortcode, .bs -listing, .bsac, .content-column> div: last-child, .slider-style-18-container, .slider-style-16-container, .slider-style-8-container, .slider-style-2 -container, .slider-style-4-container, .bsp-wrapper, .single-container, .content-column> div: last-child, .vc_row .vc_column-inner .wpb_content_element, .wc-account-content-wrap , .order-customer-detail, .order-detail-wrap {margin-bottom: 48px}.заголовок-архива {margin-bottom: 32px} .layout-1-col, .layout-2-col, .layout-3-col {margin-top: 35px} .layout-1-col.layout-bc-before, .layout-2-col.layout-bc-before, .layout-3-col.layout-bc-before {margin-top: 24px} .bs-vc-content> .vc_row.vc_row-fluid.vc_row-has- fill: first-child, .bs -isting.bs -isting-products .bs-slider-controls, .bs -isting.bs -isting-products .bs-pagination {margin-top: -35px! important} .vc_col- has-fill> .bs-vc-wrapper, .vc_row-has-fill + .vc_row-full-width + .vc_row> .bs-vc-wrapper> .wrapper-sticky> .bs-vc-column>.bs-vc-wrapper, .vc_row-has-fill + .vc_row-full-width + .vc_row> .bs-vc-wrapper> .bs-vc-column> .bs-vc-wrapper, .vc_row-has-fill + .vc_row > .bs-vc-wrapper> .bs-vc-column> .bs-vc-wrapper, .vc_row-has-fill + .vc_row> .bs-vc-wrapper> .wrapper-sticky> .bs-vc-column> .bs-vc-wrapper, .vc_row-has-fill + .vc_row> .wpb_column> .bs-vc-wrapper, .vc_row-has-fill> .bs-vc-wrapper> .vc_column_container> .bs-vc-wrapper, .vc_row-has-fill> .wpb_column> .bs-vc-wrapper {padding-top: 40px! important} .vc_row-has-fill .wpb_wrapper> .bsp-wrapper: last-child ,.vc_col-has-fill .wpb_wrapper> .bsp-wrapper: last-child, .vc_row-has-fill .wpb_wrapper> .bs -isting: last-child, .vc_col-has-fill .wpb_wrapper> .bs -isting: last -child, .main-section, # bbpress-forum # bbp-search-form, .vc_row-has-fill .wpb_wrapper> .bsac: last-child, .vc_col-has-fill .wpb_wrapper> .bsac: last-child , .vc_row-has-fill .wpb_wrapper> .bs-shortcode: last-child, .vc_col-has-fill .wpb_wrapper> .bs-shortcode: last-child, .vc_row-has-fill .wpb_wrapper> .better-studio -shortcode: last-child, .vc_col-has-fill .wpb_wrapper>.better-studio-shortcode: last-child {margin-bottom: 40px} .bs-листинг-modern-grid -isting-3.bs -isting {margin-bottom: 24px! important} .vc_row-has-fill .wpb_wrapper> .bs -isting-modern-grid -isting-3.bs -isting: last-child {margin-bottom: 20px! important} .single-container> .post-author, .post-related, .post-related + .comments -template, .post-related + .single-container, .post-related + .ajax-post-content, .comments-template, .comment-response.comments-template, .bsac.adloc-post-before-author, .woocommerce -страница div.product.woocommerce-tabs, .woocommerce-page div.product .related.products, .woocommerce .cart-collaterals .cart_totals, .woocommerce .cart-collaterals .cross-sells, .woocommerce-checkout-review-order-wrap, .woocommerce +. woocommerce, .woocommerce + .bs-shortcode, .up-sells.products, .single-container> .bs-newsletter-pack, body.single .content-column> .bs-newsletter-pack {margin-top: 48px}. better-gcs-wrapper {margin-top: -48px} .slider-style-21-container, .slider-style-20-container, .slider-style-19-container, .slider-style-17-container ,.slider-style-15-container, .slider-style-13-container, .slider-style-11-container, .slider-style-9-container, .slider-style-7-container, .slider-style-4 -container.slider-container-1col, .slider-style-3-container, .slider-style-5-container, .slider-style-2-container.slider-container-1col, .slider-style-1-container , .slider-container + .bs-sks {padding-top: 40px; padding-bottom: 48px; margin-bottom: -40px} .slider-style-21-container.slider-bc-before, .slider-style-20 -container.slider-bc-before, .slider-style-19-container.slider-bc-before, .slider-style-17-container.slider-bc-before, .slider-style-15-container.slider-bc-before, .slider-style-13-container.slider-bc-before , .slider-style-11-container.slider-bc-before, .slider-style-9-container.slider-bc-before, .slider-style-7-container.slider-bc-before, .slider-style -3-container.slider-bc-before, .slider-style-5-container.slider-bc-before, .slider-style-1-container.slider-bc-before, .slider-container.slider-bc- перед + .bs-sks {padding-top: 24px; padding-bottom: 24px; margin-bottom: 24px}.section-heading {margin-bottom: 28px} @media only screen и (max-width: 678px) {. footer-widgets> .content-wrap> .container> .row> * {margin-bottom: 40px}}. main -bg-color, .btn, html input [type = «button»], input [type = «reset»], input [type = «submit»], input [type = «button»] ,. btn: focus, .btn: hover, button: focus, button: hover, html input [type = «button»]: focus, html input [type = «button»]: hover, input [type = «reset»]: фокус, input [ type = «reset»]: hover, input [type = «submit»]: focus, input [type = «submit»]: hover, input [type = «button»]: focus, input [type = «button»] : hover ,.main-menu.menu .sub-menu li.current-menu-item: hover> a: hover, .main-menu.menu .better-custom-badge, .off-canvas-menu .menu .better-custom-badge , ul.sub-menu.bs-pretty-tabs-elements .mega-menu.mega-type-link .mega-links> li: hover> a, .widget.widget_nav_menu .menu .better-custom-badge, .widget .widget_nav_menu ul.menu li> a: hover, .widget.widget_nav_menu ul.menu li.current-menu-item> a, .rh-header .menu-container .resp-menu .better-custom-badge, .bs- популярные категории .bs-Popular-term-item: hover .term-count, .widget.widget_tag_cloud .tagcloud a: hover, span.dropcap.dropcap-square, span.dropcap.dropcap-circle, .better-control-nav li a.better-active, .better-control-nav li: hover a, .main- menu.menu> li: hover> a: before, .main-menu.menu> li.current-menu-parent> a: before, .main-menu.menu> li.current-menu-item> a: before, .main-slider .better-control-nav li a.better-active, .main-slider .better-control-nav li: hover a, .site-footer.color-scheme-dark .footer-widgets .widget.widget_tag_cloud .tagcloud a: hover, .site-footer.color-scheme-dark.footer-widgets .widget.widget_nav_menu ul.menu li a: hover, .entry-terms. через a: hover, .entry-terms.source a: hover, .entry-terms.post-tags a: hover, .comment- response # cancel-comment-reply-link, .better-newsticker .heading, .better-newsticker .control-nav span: hover, .listing-item-text-1: hover .term-badges.floated .term-badge a , .term-badges.floated a, .archive-title .term-badges span.term-badge a: hover, .post-tp-1-header .term-badges a: hover, .archive-title .term-badges a: hover, .listing-item-tb-2: hover .term-badges.плавающий .term-badge a, .btn-bs-pagination: hover, .btn-bs-pagination.hover, .btn-bs-pagination.bs-pagination-in-loading, .bs-slider-dots .bs-slider -active> .bts-bs-dots-btn, .listing-item-classic: hover a.read-more, .bs-loading> div, .pagination.bs-links-pagination a: hover, .footer-widgets. bs-Popular-Categories .bs-popular-term-item: hover .term-count, .footer-widgets .widget .better-control-nav li a: hover, .footer-widgets .widget .better-control-nav li a.better-active, .bs-slider-2-item .content-container a.read-more: hover ,.bs-slider-3-item .content-container a.read-more: hover, .main-menu.menu .sub-menu li.current-menu-item: hover> a, .main-menu.menu .sub- menu> li: hover> a, .bs-slider-2-item .term-badges.floated .term-badge a, .bs-slider-3-item .term-badges.floated .term-badge a, .listing -item-blog: наведите указатель мыши на. read-more, .back-top, .site-header .shop-cart-container .cart-handler .cart-count, .site-header .shop-cart-container .cart-box : после,. single-attachment-content .return-to: hover .fa, .topbar .topbar-date, .ajax-search-results: after ,.лучше-галерея .gallery-title .prev: hover, .better-gallery .gallery-title .next: hover, .comments-template-multiple .nav-tabs .active a: after, .comments-template-multiple .active. количество комментариев, .off-canvas-inner: after, .more-stories: before {background-color: # 0080ce! important} button {background-color: # 0080ce} .main-color, .screen-reader-text: hover, .screen-reader-text: active, .screen-reader-text: focus, .widget.widget_nav_menu .menu .better-custom-badge, .widget.widget_recent_comments a: hover, .bs-Popular-Categories.bs-popular-term-item, .main-menu.menu .sub-menu li.current-menu-item> a, .bs-about .about-link a, .comment-list .comment-footer .comment-reply -link: hover, .comment-list li.bypostauthor> article> .comment-meta .comment-author a, .comment-list li.bypostauthor> article> .comment-meta .comment-author, .comment-list .comment -footer .comment-edit-link: hover, .comment-response # cancel-comment-reply-link, span.dropcap.dropcap-square-outline, span.dropcap.dropcap-circle-outline, ul.bs-shortcode- list li: before, a: hover, .post-meta, a: hover ,.заголовок сайта .top-menu.menu> li: hover> a, .site-header .top-menu.menu .sub-menu> li: hover> a, .mega-menu.mega-type-link-list. мега-ссылки> li> a: hover, .mega-menu.mega-type-link-list .mega-links> li: hover> a, .listing-item .post-footer .post-share: hover .share- обработчик, .listing-item-classic .title a: hover, .single-post-content> .post-author .pre-head a: hover, .single-post-content a,. single-page-simple-content a , .site-header .search-container.open .search-handler, .site-header .search-container: hover .search-handler ,.site-header .shop-cart-container.open .cart-handler, .site-header .shop-cart-container: hover .cart-handler, .site-footer .copy-2 a: hover, .site-footer. copy-1 a: hover, ul.menu.footer-menu li> a: hover, .rh-header .menu-container .resp-menu li: hover> a, .listing-item-thumbnail: hover .title a, .listing-item-grid: hover .title a, .listing-item-blog: hover .title a, .listing-item-classic: hover .title a, .post-meta a: hover, .pagination.bs-numbered -pagination> span, .pagination.bs-numbered-pagination .wp-pagenavi a: hover ,.pagination.bs-numbered-pagination .page-numbers: hover, .pagination.bs-numbered-pagination .wp-pagenavi .current, .pagination.bs-numbered-pagination .current, .listing-item-text-1: hover .title a, .listing-item-text-2: hover .title a, .listing-item-text-3: hover .title a, .listing-item-text-4: hover .title a, .bs-popular -categories .bs-popular-term-item: hover, .main-menu.menu> li: hover> a, .listing-mg-5-item: hover .title, .listing-item-tall: hover> .title , .bs-text a, .bf-breadcrumb .bf-breadcrumb-item a: диапазон наведения ,.off-canvas-menu li.current-menu-item> a, .entry-content.off_canvas_footer-info a, .comment-list .comment-content em.needs-Approve, .better-newsticker ul.news-list li a : hover {color: # 0080ce} .footer-widgets .widget a: hover, .bs -isting-modern-grid -isting-5 .listing-mg-5-item: hover .title a: hover, .bs -isting -modern-grid -isting-5 .listing-mg-5-item: hover .title a, .tabbed-grid-posts .tabs-section .active a {color: # 0080ce! important} textarea: focus, input [type = «url»]: фокус, ввод [type = «search»]: фокус, ввод [type = «пароль»]: фокус, ввод [type = «email»]: фокус, ввод [type = «number»]: focus, input [type = «week»]: focus, input [type = «month»]: focus, input [type = «time»]: focus, input [type = «datetime-local»]: focus, input [ type = «date»]: фокус, ввод [type = «color»]: фокус, ввод [type = «text»]: фокус ,.widget.widget_nav_menu .menu .better-custom-badge: after, .better-gallery .fotorama__thumb-border, span.dropcap.dropcap-square-outline, span.dropcap.dropcap-circle-outline, .comment-response textarea: focus , .archive-title .term-badges a: hover, .listing-item-text-2: hover .item-inner, .btn-bs-pagination: hover, .btn-bs-pagination.hover, .btn-bs -pagination.bs-pagination-in-loading, .bs-slider-2-item .content-container a.read-more, .bs-slider-3-item .content-container a.read-more, .pagination. bs-links-pagination a: hover, body.active-top-line {border-color: # 0080ce} .main-menu.menu .better-custom-badge: after, .off-canvas-menu .menu .better-custom-badge: after {border-top-color : # 0080ce} .better-newsticker .heading: after {border-left-color: # 0080ce} :: selection {background: # 0080ce} :: — moz-selection {background: # 0080ce} .term-badges.text- значки .term-badge a {color: # 0080ce! important; background-color: transparent! important} .active-top-line .header-style-1.full-width .bs-pinning-block.pinned.main-menu -wrapper, .active-top-line .header-style-1.в коробке .bs-pinning-block.pinned .main-menu-container, .active-top-line .header-style-2.full-width .bs-pinning-block.pinned.main-menu-wrapper, .active- top-line .header-style-2.boxed .bs-pinning-block.pinned .main-menu-container, .active-top-line .header-style-3.full-width .bs-pinning-block.pinned .main-menu-wrapper, .active-top-line .header-style-3.boxed .bs-pinning-block.pinned .main-menu-container, .active-top-line .header-style-4.full. -width .bs-pinning-block.pinned.main-menu-wrapper, .active-top-line.header-style-4.boxed .bs-pinning-block.pinned .main-menu-container, .active-top-line .header-style-5.full-width .bspw-header-style-5 .bs-pinning -block.pinned, .active-top-line .header-style-5.boxed .bspw-header-style-5 .bs-pinning-block.pinned .header-inner, .active-top-line .header-style -6.full-width .bspw-header-style-6 .bs-pinning-block.pinned, .active-top-line .header-style-6.boxed .bspw-header-style-6 .bs-pinning- block.pinned .header-inner, .active-top-line .header-style-7.full-width .bs-pinning-block.pinned.main-menu-wrapper, .active-top-line .header-style-7.boxed .bs-pinning-block.pinned .main-menu-container, .active-top-line .header-style-8. полная ширина .bspw-header-style-8 .bs-pinning-block.pinned, .active-top-line .header-style-8.boxed .bspw-header-style-8 .bs-pinning-block.pinned .header-inner {border-top: 3px solid # 0080ce} .better-gcs-wrapper .gsc-result .gs-title * ,. better-gcs-wrapper .gsc-result .gs-title: hover * ,. better -gcs-wrapper .gsc-results .gsc-cursor-box .gsc-cursor-current-page, .better-gcs-wrapper.gsc-results .gsc-cursor-box .gsc-cursor-page: hover {color: # 0080ce! important} .better-gcs-wrapper input.gsc-search-button-v2 {background-color: # 0080ce! important} .betterstudio-review .verdict .overall, .rating-bar span {background-color: # 0080ce} .rating-stars span: before, .betterstudio-review .verdict .page-heading {color: # 0080ce} body, body. в коробке {background-color: # f7f7f7} @media (max-width: 767px) {. main-wrap {background-color: # f7f7f7}}. site-header .top-menu.menu> li> a, .topbar. topbar-sign-in {color: # 707070}. заголовок-сайта..topbar полной ширины, .site-header.boxed .topbar .topbar-inner {background-color: #ffffff} .site-header.full-width .topbar, .site-header.boxed .topbar .topbar-inner { border-color: # e6e6e6} .topbar .better-social-counter.style-button .social-item .item-icon {color: # 444444} .topbar .better-social-counter.style-button .social-item: hover .item-icon {color: # 0080ce} .site-header.boxed .main-menu-wrapper .main-menu-container, .site-header.full-width .main-menu-wrapper {border-top-color : #dedede} .site-header.header-style-1.упакованный .main-menu-wrapper .main-menu-container, .site-header.header-style-1.full-width .main-menu-wrapper, .site-header.header-style-1 .better-pinning- block.pinned.main-menu-wrapper .main-menu-container {border-bottom-color: #dedede! important} .site-header.header-style-2.boxed .main-menu-wrapper .main-menu- контейнер, .site-header.header-style-2.full-width .main-menu-wrapper, .site-header.header-style-2 .better-pinning-block.pinned.main-menu-wrapper .main- контейнер-меню {граница-нижний-цвет: #dedede! важно}.site-header.header-style-3.boxed .main-menu-container, .site-header.full-width.header-style-3 .main-menu-wrapper {border-bottom-color: #dedede! important} .site-header.header-style-4.boxed .main-menu-container, .site-header.full-width.header-style-4 .main-menu-wrapper {border-bottom-color: #dedede! important } .site-header.header-style-5.boxed .header-inner, .site-header.header-style-5.full-width, .site-header.header-style-5.full-width> .bs -pinning-wrapper> .content-wrap.pinned {border-bottom-color: #dedede}. заголовок сайта.header-style-6.boxed .header-inner, .site-header.header-style-6.full-width, .site-header.header-style-6.full-width> .bs-pinning-wrapper>. content-wrap.pinned {border-bottom-color: #dedede} .site-header.header-style-7.boxed .main-menu-container, .site-header.full-width.header-style-7 .main -menu-wrapper {border-bottom-color: #dedede! important} .site-header.header-style-8.boxed .header-inner, .site-header.header-style-8.full-width, .site -header.header-style-8.full-width> .bs-pinning-wrapper> .content-wrap.pinned {border-bottom-color: #dedede}.заголовок сайта .shop-cart-container .cart-handler, .site-header .search-container .search-handler, .site-header .main-menu> li> a, .site-header .search-container .search -box .search-form .search-field {color: # 444444} .site-header .off-canvas-menu-icon .off-canvas-menu-icon-el, .site-header .off-canvas-menu- значок .off-canvas-menu-icon-el: after, .site-header .off-canvas-menu-icon .off-canvas-menu-icon-el: before {background-color: # 444444} .site-header .search-container .search-box .search-form .search-field :: — webkit-input-placeholder {color: # 444444}.заголовок сайта .search-container .search-box .search-form .search-field :: — moz-placeholder {color: # 444444} .site-header .search-container .search-box .search-form .search- field: -ms-input-placeholder {color: # 444444} .site-header .search-container .search-box .search-form .search-field: -moz-placeholder {color: # 444444} .site-header. заголовок-стиль-1, .site-header.header-style-2, .site-header.header-style-3, .site-header.header-style-4, .site-header.header-style-5. полная ширина, .site-header.header-style-5.boxed> .content-wrap>.контейнер, .site-header.header-style-5 .bs-pinning-wrapper.bspw-header-style-5> .bs-pinning-block, .site-header.header-style-6.full-width ,. site-header.header-style-6.boxed> .content-wrap> .container, .site-header.header-style-6 .bs-pinning-wrapper.bspw-header-style-6> .bs-pinning- блок, .site-header.header-style-7, .site-header.header-style-8.full-width, .site-header.header-style-8.boxed> .content-wrap> .container ,. site-header.header-style-8 .bs-pinning-wrapper.bspw-header-style-8> .bs-pinning-block {background-color: #ffffff} ul.menu.footer-menu li> a, .site-footer .copy-2 a, .site-footer .copy-2, .site-footer .copy-1 a, .site-footer .copy-1 {color: # 282e28} .site-footer .copy-footer {background-color: #ffffff} .site-footer .footer-social-icons {background-color: #ffffff} .site-footer {background-color: #ffffff} .section -heading.sh-t2: после {background-color: # 444444} .section-heading.sh-t2 a.active, .section-heading.sh-t2 .main-link: first-child: last-child .h -text, .section-heading.sh-t2> .h-text {color: # 444444} .section-heading.sh-t2 a: hover .h-text ,.section-heading.sh-t2 a.active .h-text {color: # 444444! important} .entry-content a.read-more, a.read-more, .listing-item-classic: hover a.read- подробнее, .listing-item-blog: hover a.read-more {background-color: # 434343! important} .bs-slider-2-item .content-container a.read-more, .bs-slider-3- item .content-container a.read-more {border-color: # 434343} body, .btn-bs-pagination {font-family: ‘Open Sans’; font-weight: 400; font-size: 13px; text- выравнивание: наследование; преобразование текста: наследование; цвет: # 7b7b7b} .post-meta, .post-meta a {font-family: ‘Open Sans’; font-weight: 400; font-size: 12px; text-transform : none; цвет: # adb5bd}.list-mg-item.listing-mg-5-item .post-meta.post-meta .views.views.views {font-family: ‘Open Sans’; font-weight: 400! important; font-size: 12 пикселей ; text-transform: none; color: # adb5bd! important} .post-meta .post-author {font-family: ‘Open Sans’; font-weight: 600; font-size: 12px; text-transform: uppercase} .term-badges .format-badge, .term-badges .term-badge, .main-menu .term-badges a {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 400; font-size: 12px; text- transform: uppercase} .heading-typo, h2, h3, h4, h5, h5, h6, .h2, .h3, .h4, .h5, .h5, .h6, .heading-1 ,.заголовок-2, .heading-3, .heading-4, .heading-5, .heading-6, .header .site-branding .logo, .search-form input [type = «submit»],. widget.widget_categories ul li, .widget.widget_archive ul li, .widget.widget_nav_menu ul.menu, .widget.widget_pages ul li, .widget.widget_recent_entries li a, .widget .tagcloud a, .widget.widget_calendar заголовок таблицы, .widget.widget_rss li a .rsswidget, .listing-widget .listing-item .title, button, html input [type = «button»], input [type = «reset»], input [type = «submit»], input [type = «button «],. нумерация страниц ,.site-footer .footer-social-icons .better-social-counter.style-name .social-item, .section-header .h-text, .entry-terms a,. single-container .post-share a ,. список-комментариев .comment-meta .comment-author, .comments-wrap .comments-nav, .main-slider .content-container .read-more, a.read-more,. single-page-content> .post- share li, .single-container> .post-share li, .better-newsticker .heading, .better-newsticker ul.news-list li a {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; text-transform : inherit} h2, .h2, .heading-1 {font-size: 20px} h3 ,.h3, .heading-2 {font-size: 20px} h4, .h4, .heading-3 {font-size: 20px} h5, .h5, .heading-4 {font-size: 14px} h5, .h5, .heading-5 {font-size: 14px} h6, .h6, .heading-6 {font-size: 15px} .single-post-title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; text- transform: capitalize} .post-template-1 .single-post-title {font-size: 24px} .post-tp-2-header .single-post-title {font-size: 28px} .post-tp-3 -header. single-post-title {font-size: 26px} .post-tp-4-header .single-post-title {font-size: 26px} .post-tp-5-header .single-post-title {font-size: 26px}.шаблон сообщения-6. single-post-title {font-size: 24px} .post-tp-7-header .single-post-title {font-size: 24px} .post-template-8 .single-post- title {font-size: 24px} .post-template-9 .single-post-title {font-size: 24px} .post-template-10 .single-post-title, .ajax-post-content .single-post -title.single-post-title {font-size: 24 px} .post-tp-11-header .single-post-title {font-size: 25px} .post-tp-12-header .single-post- title {font-size: 22px} .post-template-13 .single-post-title {font-size: 22px} .post-subtitle {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 400; font-size: 18px; преобразование текста: наследование}.entry-content {font-family: ‘Open Sans’; font-weight: 400; line-height: 24px; font-size: 15px; text-align: inherit; text-transform: initial; color: # 222222} .post -summary {font-family: ‘Open Sans’; font-weight: 400; line-height: 20px; font-size: 13px; text-align: inherit; text-transform: initial; color: # 888888}. single- пост-отрывок {font-family: ‘Open Sans’; font-weight: 400; line-height: 22px; font-size: 15px; text-align: inherit; text-transform: initial} .main-menu li> a , .main-menu li, .off-canvas-menu> ul> li> a {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; font-size: 15px; text-align: inherit; text-transform: верхний регистр}.main-menu.menu .sub-menu> li> a, .main-menu.menu .sub-menu> li, .rh-header .menu-container .resp-menu li> a, .rh-header .menu- контейнер .resp-menu li, .mega-menu.mega-type-link-list .mega-links li> a, ul.sub-menu.bs-pretty-tabs-elements .mega-menu.mega-type-link .mega-links> li> a, .off-canvas-menu li> a {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 400; font-size: 14px; text-align: inherit; text-transform: none } .top-menu.menu> li> a, .top-menu.menu> li> a: hover, .top-menu.menu> li, .topbar .topbar-sign-in {font-family: ‘Open Sans ‘; font-weight: 400; font-size: 13px; text-align: inherit; text-transform: capitalize}.top-menu.menu .sub-menu> li> a, .top-menu.menu .sub-menu> li {font-family: ‘Open Sans’; font-weight: 400; font-size: 13px; text- выравнивание: наследование; преобразование текста: нет} .topbar .topbar-date {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; font-size: 12px; text-transform: uppercase} .archive-title .pre- title {font-family: ‘Open Sans’; font-weight: 400; font-size: 13px; text-align: inherit; text-transform: capitalize} .archive-title .page-heading {font-family: ‘Roboto ‘; вес шрифта: 500; размер шрифта: 32 пикселя; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: заглавная буква; цвет: # 383838}.элемент-листинг. post-subtitle {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 400; font-style: italic; line-height: 18px; text-align: inherit; text-transform: inherit; color: # 565656 } .listing-item-classic-1 .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 27px; font-size: 21px; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: нет; цвет: # 383838} .listing-item-classic-1 .post-subtitle {font-size: 17px} .listing-item-classic-2 .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line -высота: 27 пикселей; размер шрифта: 21 пикселей; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: нет; цвет: # 383838}.листинг-элемент-классический-2. пост-субтитр {размер-шрифта: 17 пикселей}. листинг-элемент-классический-3. заголовок h3 {семейство шрифтов: ‘Робото’; вес шрифта: 500; высота строки: 26 пикселей; размер шрифта: 20 пикселей; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: нет; цвет: # 383838} .listing-item-classic-3 .post-subtitle {font-size: 17px} .listing-mg-1-item .content-container, .listing-mg-1-item .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; font-size: 21px; text-align: inherit; text-transform: capitalize; цвет: #ffffff} .listing-mg-1-item .post-subtitle {font-size: 16px} .listing-mg-2-item.контейнер содержимого, .listing-mg-2-item .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; font-size: 21px; text-align: inherit; text-transform: capitalize; color: # ffffff} .listing-mg-2-item .post-subtitle {font-size: 16px} .listing-mg-3-item .content-container, .listing-mg-3-item .title {font-family: ‘ Roboto ‘; font-weight: 500; font-size: 18px; text-align: inherit; text-transform: capitalize; color: #ffffff} .listing-mg-4-item .content-container, .listing-mg- 4 элемента .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; font-size: 18px; text-align: inherit; text-transform: capitalize}.list-mg-4-item .post-subtitle {font-size: 16px} .listing-mg-5-item-big .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; font-size: 23px ; text-align: center; text-transform: capitalize} .listing-mg-5-item-small .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; font-size: 15px; text-align: center; text-transform: capitalize} .listing-mg-5-item .post-subtitle {font-size: 16px} .listing-mg-6-item .content-container, .listing-mg-6-item .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; font-size: 21px; text-align: inherit; text-transform: capitalize; color: #ffffff}.листинг-мг-6-элемент. пост-подзаголовок {размер-шрифта: 16 пикселей}. листинг-мг-7-элемент. контент-контейнер,. листинг-мг-7-элемент. заголовок {семейство шрифтов: ‘Робото’; font-weight: 500; font-size: 21px; text-align: inherit; text-transform: capitalize; color: #ffffff} .listing-mg-7-item .post-subtitle {font-size: 16px} .listing -mg-8-item .content-container, .listing-mg-8-item .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; font-size: 21px; text-align: inherit; text- преобразовать: заглавные буквы; цвет: #ffffff} .listing-mg-8-item .post-subtitle {font-size: 16px} .listing-mg-9-item.контент-контейнер, .listing-mg-9-item .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; font-size: 21px; text-align: inherit; text-transform: capitalize; color: # ffffff} .listing-mg-9-item .post-subtitle {font-size: 15px} .listing-mg-10-item .content-container, .listing-mg-10-item .title {font-family: ‘ Roboto ‘; font-weight: 500; font-size: 21px; text-align: inherit; text-transform: capitalize; color: #ffffff} .listing-mg-10-item .post-subtitle {font-size: 16px } .listing-item-grid-1 .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 22px; font-size: 17px; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: нет; цвет: # 383838}.list-item-grid-1 .post-subtitle {font-size: 15px} .listing-item-grid-2 .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 22px; шрифт -size: 17px; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: none; цвет: # 383838} .listing-item-grid-2 .post-subtitle {font-size: 15px} .listing-item-tall-1. title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 20px; font-size: 16px; text-align: inherit; text-transform: none; color: # 383838} .listing-item- Tall-1 .post-subtitle {font-size: 14px} .listing-item-tall-2 .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 20px; font-size: 16px ; выравнивание текста: центр; преобразование текста: нет; цвет: # 383838}.list-item-tall-2 .post-subtitle {font-size: 14px} .bs-slider-1-item .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 30px; font -size: 26px; text-align: inherit; text-transform: none} .bs-slider-1-item .post-subtitle {font-size: 15px} .bs-slider-2-item .title {font-family : ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 28px; font-size: 21px; text-align: inherit; text-transform: none; color: # 383838} .bs-slider-2-item .post -subtitle {font-size: 15px} .bs-slider-3-item .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 28px; font-size: 21px; text-align: наследование; преобразование текста: нет; цвет: # 383838}.bs-slider-3-item .post-subtitle {font-size: 15px} .bs-box-1 .box-title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 25px; font -size: 18px; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: none} .bs-box-2 .box-title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 18px; font- размер: 14 пикселей; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: верхний регистр} .bs-box-3 .box-title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 20px; font-size : 17px; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: верхний регистр} .bs-box-4 .box-title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 20px; font-size: 17px; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: верхний регистр}.list-item-blog-1> .item-inner> .title, .listing-item-blog-2> .item-inner> .title, .listing-item-blog-3> .item-inner> .title { font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 23px; font-size: 18px; text-align: inherit; text-transform: none; color: # 383838} .listing-item-blog- 1> .item-inner> .post-subtitle, .listing-item-blog-2> .item-inner> .post-subtitle, .listing-item-blog-3> .item-inner> .post-subtitle { font-size: 15px} .listing-item-blog-5> .item-inner> .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 24px; font-size: 19px; text -align: наследовать; преобразование текста: нет; цвет: # 383838}.list-item-blog-5 .post-subtitle {font-size: 17px} .listing-item-tb-3 .title, .listing-item-tb-1 .title {font-family: ‘Roboto’; font- вес: 500; высота строки: 18 пикселей; размер шрифта: 14 пикселей; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: нет; цвет: # 383838} .listing-item-tb-3 .post-subtitle, .listing-item -tb-1 .post-subtitle {font-size: 13px} .listing-item-tb-2 .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 17px; font-size: 14px; выравнивание текста: наследование; преобразование текста: нет; цвет: # 383838} .listing-item-tb-2 .post-subtitle {font-size: 13px}.list-item-text-1 .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 22px; font-size: 15px; text-align: center; text-transform: capitalize; цвет: # 383838} .listing-item-text-1 .post-subtitle {font-size: 14px} .listing-item-text-2 .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height : 19px; font-size: 14px; text-align: inherit; text-transform: capitalize; color: # 383838} .listing-item-text-2 .post-subtitle {font-size: 14px} .listing-item- text-3 .title, .listing-item-text-4 .title {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height: 19px; font-size: 14px; text-align: inherit; text -transform: capitalize; color: # 383838}.list-item-text-3 .post-subtitle, .listing-item-text-4 .post-subtitle {font-size: 14px} .section-heading .h-text {font-family: ‘Roboto’; font- weight: 500; line-height: 32px; font-size: 16px; text-transform: uppercase} .site-footer .copy-footer .menu {font-family: ‘Roboto’; font-weight: 500; line-height : 28px; font-size: 14px; text-transform: capitalize; color: #ffffff} .site-footer .copy-footer .container {font-family: ‘Open Sans’; font-weight: 400; line-height: 18px; font-size: 12px} .post-meta .views.rank-500, .single-post-share.post-share-btn.post-share-btn-views.rank-500 {color: # edaa02! important} .post-meta .views.rank-1000, .single-post-share .post-share-btn.post -share-btn-views.rank-1000 {color: # d88531! important} .post-meta .views.rank-2000, .single-post-share .post-share-btn.post-share-btn-views. rank-2000 {color: # c44b2d! important} .post-meta .views.rank-3500, .single-post-share .post-share-btn.post-share-btn-views.rank-3500 {color: # d40808! important} .post-meta .share.rank-50, .single-post-share .post-share-btn.rank-50 {color: # edaa02! important}.post-meta .share.rank-100, .single-post-share .post-share-btn.rank-100 {color: # d88531! important} .post-meta .share.rank-200, .single-post- share .post-share-btn.rank-200 {color: # c44b2d! important} .post-meta .share.rank-300, .single-post-share .post-share-btn.rank-300 {color: # d40808! important} .better-social-counter .item-title {font-family: «Helvetica Neue», Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: 400; font-size: 12px; text-transform: initial} .better-social-counter .item-count {font-family: «Helvetica Neue», Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: 700; font-size: 14px; text-transform: initial}.better-social-counter .item-name {font-family: «Helvetica Neue», Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: 400; font-size: 14px; text-transform: initial} .better-social- counter .item-title-join {font-family: «Helvetica Neue», Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: 400; font-size: 13px; text-transform: initial} .better-social-banner. элемент-баннера .item-count {семейство шрифтов: «Helvetica Neue», Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: 300; font-size: 22px; text-transform: uppercase} .better-social-banner. элемент-баннера .item-title {font-family: «Helvetica Neue», Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: 700; font-size: 12px; text-transform: uppercase}.better-social-banner .banner-item .item-button {font-family: «Helvetica Neue», Helvetica, Arial, sans-serif; font-weight: 700; font-size: 13px; text-transform: uppercase}. page-layout-1-col .container, .page-layout-1-col .content-wrap, body.page-layout-1-col .boxed.site-header .main-menu-wrapper, body.page-layout -1-col .boxed.site-header.header-style-5 .content-wrap> .bs-pinning-wrapper> .bs-pinning-block, body.page-layout-1-col .boxed.site-header .header-style-6 .content-wrap> .bs-pinning-wrapper> .bs-pinning-block, body.page-layout-1-col .boxed.site-header.header-style-8 .content-wrap> .bs-pinning-wrapper> .bs-pinning-block, body.page-layout-1-col.boxed. main-wrap, .page-layout-2-col-right .container, .page-layout-2-col-right .content-wrap, body.page-layout-2-col-right.boxed .main-wrap, .page-layout-2-col-left .container, .page-layout-2-col-left .content-wrap, body.page-layout-2-col-left.boxed .main-wrap, .page-layout -1-col .bs-vc-content> .vc_row, .page-layout-1-col .bs-vc-content> .vc_vc_row, .page-layout-1-col .bs-vc-content.vc_row [data-vc-full-width = true]>. bs-vc-wrapper, .footer-instagram.boxed, .site-footer.boxed, .page-layout-1-col .bs-vc-content>. vc_row.vc_row-has-fill .upb-background-text.vc_row {max-width: 1180px} @media (min-width: 768px) {. layout-2-col .content-column {width: 67%}} @ media (min-width: 768px) {. layout-2-col .sidebar-column {width: 33%}} @ media (min-width: 768px) {. layout-2-col.layout-2-col-2 .content-column {left: 33%}} @ media (min-width: 768px) {. rtl .layout-2-col.layout-2-col-2 .content-column {left: inherit; right: 33% }} @ media (min-width: 768 пикселей) {.layout-2-col.layout-2-col-2 .sidebar-column {right: 67%}} @ media (min-width: 768px) {. rtl .layout-2-col.layout-2-col-2 .sidebar-column {справа: наследование; слева: 67%}} @ media (max-width: 1270px) {. page-layout-1-col .bs-sks .bs-sksitem, .page-layout-2-col -right .bs-sks .bs-sksitem, .page-layout-2-col-left .bs-sks .bs-sksitem {display: none! important}}. page-layout-3-col-0 .container, .page-layout-3-col-0 .content-wrap, body.page-layout-3-col-0.boxed .main-wrap, .page-layout-3-col-1 .container, .page-layout. -3-col-1. Упаковка-содержимое, тело.page-layout-3-col-1.boxed .main-wrap, .page-layout-3-col-2 .container, .page-layout-3-col-2 .content-wrap, body.page-layout- 3-col-2.boxed .main-wrap, .page-layout-3-col-3 .container, .page-layout-3-col-3 .content-wrap, body.page-layout-3-col- 3. в коробке .main-wrap, .page-layout-3-col-4 .container, .page-layout-3-col-4 .content-wrap, body.page-layout-3-col-4.boxed. main-wrap, .page-layout-3-col-5 .container, .page-layout-3-col-5 .content-wrap, body.page-layout-3-col-5.boxed .main-wrap, .page-layout-3-col-6 .container ,.page-layout-3-col-6 .content-wrap, body.page-layout-3-col-6.boxed .main-wrap, body.boxed.page-layout-3-col .site-header.header- style-5 .content-wrap> .bs-pinning-wrapper> .bs-pinning-block, body.boxed.page-layout-3-col .site-header.heade]]>

Почему мой движок тикает? Щелчок двигателя

Двигатели могут издавать всевозможные забавные звуки, и, честно говоря, мы не должны удивляться, когда они это делают. В движении находятся самые разные объекты, от деталей двигателя, вращающихся валов до поршней и клапанов, не говоря уже о взрывах, поэтому удивительно, что ваш двигатель не громче.Двигатели могут издавать всевозможные шумы, от гудения до визга, а также грохот и щелчки при повороте. В этой статье мы поговорим о том, почему двигатель вашего автомобиля издает тикающий или щелкающий звук, в чем может быть проблема и как ее исправить.

Почему моя машина издает щелкающий или тикающий звук?

Первое, что нужно понять, если у вас есть галочка в двигателе, это то, что это, скорее всего, связано с одним из компонентов, совершающих возвратно-поступательное движение, а не с вращающимся компонентом.Такие вещи, как неисправные подшипники или изношенные аксессуары, обычно издают жужжащие или завывающие звуки при вращении, в то время как компоненты, совершающие возвратно-поступательное движение, такие как поршни, штоки, клапаны и толкатели, обычно издают щелчки, лязг или звуки храпового типа.

Возможные причины остановки двигателя:

  • Нормальный износ и рабочий шум
  • Клапаны не регулируются
  • Удар штанги или шум подъемника
  • Низкий уровень масла

Нормальный износ и рабочий шум

Тик в вашем двигателе может быть нормальным в зависимости от конструкции вашего двигателя или может быть просто следствием нормального износа от работающего двигателя.Во-первых, давайте поговорим о некоторых тиках, которые могут быть у вашего мотора, и это не проблема. Если у вас есть автомобиль с впрыском топлива, одним из звуковых сигналов, который вы могли бы слышать, может быть срабатывание форсунок. Ваши топливные форсунки представляют собой небольшие электрические клапаны, которые открываются и закрываются очень быстро, позволяя впрыскивать определенное количество топлива с воздухом, который втягивается вашим двигателем. Некоторые автомобили, как и многие Subaru, имеют форсунки, которые вы можете слышать, открывая и закрываясь на холостом ходу. . Это должно звучать как постукивание острым карандашом по столу и быть очень ритмичным.Тикающие форсунки не проблема, и вы можете уверенно водить машину. Другой клещ мог быть из-за течи выпускного коллектора. Когда выхлоп под высоким давлением выходит из трещины в коллекторе или утечки в прокладке, он будет звучать как тиканье или щелчок, особенно на холостом ходу или низких оборотах двигателя. Этот клещ также не опасен для вашего двигателя, но его следует исправить как можно скорее, чтобы выхлопные газы оставались там, где они должны быть.

Клапаны не отрегулированы

Самая частая причина тикания двигателя — это шумный клапанный механизм.Ваши клапаны должны открываться и закрываться один раз на каждые 2 оборотов двигателя. В двигателе с верхним расположением кулачка выступы распредвала сами сжимают клапан, в то время как в двигателях с одним кулачком кулачок приводит в действие толкатели, которые открывают клапаны, перемещая рычаг, называемый коромыслом. Поскольку ваши клапаны перемещаются очень быстро и перемещаются только на небольшое расстояние, расстояние от кулачка или толкателя до клапана должно быть очень точным. Эти расстояния контролируются с помощью прокладок или других регулировок, и при нормальном износе эти расстояния могут выйти за пределы допуска.Если в этих компонентах наблюдается чрезмерный люфт, вы обычно можете услышать, как они «тикают», когда они перемещаются при работающем двигателе. Этот зазор иногда можно удалить путем регулировки коромысел, а иногда требуется установка новых регулировочных шайб. Если у вас двигатель типа толкателя с твердыми подъемниками, возможно, стоит убедиться, что подъемники чистые, поскольку на них могут образовываться масляные отложения, которые также могут вызывать шум. Это наименее затратное решение, так как обычно вы можете заменить моторное масло в машине, и тик от подъемника исчезнет.

Тик подъемника или стук штанги?

Если ваш двигатель тикает вместе с частотой вращения двигателя, и тиканье звучит медленнее, скажем, один раз при каждом обороте двигателя это может указывать на стук штанги. Стук в штоке происходит из-за плохого подшипника в шатуне. Когда подшипник изнашивается, он позволяет двигаться, и этот люфт будет звучать как постукивание или лязг, в зависимости от того, насколько он плох. При ударе штанги звук будет меняться в зависимости от оборотов двигателя и не изменится в зависимости от температуры или нагрузки двигателя.К сожалению, если у вас стукнет шток, единственный выход — восстановить двигатель.

Низкий уровень масла

Низкий уровень масла может вызвать тикание двигателя, поскольку компоненты клапанного механизма не получают надлежащей смазки и начинают издавать шум. Если вы слышите тиканье мотора, немедленно проверьте уровень масла. Если вы обнаружите, что у вас низкий уровень масла, подумайте о добавлении масляной присадки, такой как BlueDevil Oil Stop Leak, во время доливки моторного масла. BlueDevil Oil Stop Leak специально разработан для восстановления уплотнений и прокладок в вашем двигателе, чтобы остановить как большие, так и небольшие утечки масла.Убедившись, что у вас двигатель без утечек, вы убедитесь, что в нем достаточно масла, устраняя клещей и все, что написано смазано и безопасно.

Вы можете получить утечку BlueDevil Oil Stop в любом из наших партнерских местных магазинов автозапчастей, например:

  • AutoZone
  • Advance Auto Parts
  • Bennett Auto Supply
  • CarQuest Автозапчасти
  • НАПА Автозапчасти
  • Автозапчасти O’Reilly
  • Пеп Мальчики
  • Fast Track
  • Бампер к специалистам по автозапчастям бампера
  • Дистрибьютор S&E Quick Lube
  • DYK Automotive
  • Магазины автозапчастей Fisher
  • Auto Plus Магазины автозапчастей
  • Hovis Автомагазины и магазины грузовых автомобилей
  • Salvo Автозапчасти
  • Автосалоны Advantage
  • Магазины оригинальных автозапчастей
  • Магазины автозапчастей Bond
  • Снабжение флота Tidewater
  • Бампер для автозапчастей бампера
  • Автозапчасти любой части
  • Бытовые автозапчасти

Фотографии предоставлены:

engine_ticking.jpg — от Simazoran — По лицензии Getty Images — Оригинальная ссылка

Почему мой двигатель быстро работает на холостом ходу?

Если вы заметили, что ваш автомобиль постоянно работает на холостом ходу с аномально высокой скоростью, это может быть признаком того, что что-то не работает должным образом в двигателе вашего автомобиля. Но во-первых, более высокие обороты холостого хода не всегда указывают на проблему. Иногда в более новых автомобилях бортовой компьютер, который контролирует обороты двигателя, может намеренно повышать скорость холостого хода, чтобы приспособиться к дополнительной мощности, необходимой для работы дополнительных устройств, таких как кондиционер или обогреватель, когда это необходимо.Компьютеры некоторых автомобилей автоматически увеличивают обороты холостого хода, если двигатель холодный, но после прогрева двигателя они должны вернуться в нормальное состояние. Однако, если вы заметили, что увеличение оборотов значительно выше, чем обычно, или сохраняется даже после того, как двигатель прогрелся без каких-либо дополнительных устройств, потребляющих мощность, может быть другая основная причина проблемы. Давайте рассмотрим несколько проблем, которые могут привести к такому ненормальному поведению двигателя.

Вот некоторые вещи, которые могут быть корнем проблемы …

Карбюратор:

Некоторые двигатели серийных автомобилей, выпущенных до 1995 года, работают с карбюратором для регулирования смеси воздуха и газа внутри двигателя. .Карбюратор забирает воздух и смешивает его с топливом перед тем, как отправить его в цилиндры. Эта смесь имеет решающее значение для обеспечения оптимальных характеристик, топливной экономичности и напрямую определяет, насколько быстро двигатель будет работать на холостом ходу. Если добавлено слишком много воздуха, смесь считается слишком «бедной» и может вызвать ненормально высокий холостой ход из-за более высокой горючести смеси. Некоторые альтернативные проблемы с карбюратором, которые могут вызвать высокие обороты холостого хода, — это неисправные ускорительные насосы или силовая цепь.Если вы не знакомы с карбюраторными двигателями, все эти проблемы должны быть проверены профессионалом.

ЭБУ (блок управления двигателем):

Этот блок управления присутствует на автомобилях с системой впрыска топлива, а не с карбюратором, как любой автомобиль, выпущенный после 1995 года. Система впрыска топлива заменяет функцию карбюратора и полагается на о более точной системе регулирования смеси с компьютерным управлением. Если вы испытываете симптомы, аналогичные симптомам, связанным с проблемами карбюратора, но у вас есть автомобиль с системой впрыска топлива, проблема может заключаться в ЭБУ, вызывающем ненормальное поведение двигателя, связанное с частотой вращения холостого хода и числом оборотов в минуту.

Система охлаждения:

Если кажется, что ваш двигатель перегревается в дополнение к более высоким оборотам холостого хода, возможно, проблема связана с системой охлаждения вашего двигателя и / или системой управления быстрым холостым ходом. Как упоминалось во вступлении, многие автомобили автоматически увеличивают обороты холостого хода двигателя до тех пор, пока двигатель не прогреется. Это работает путем измерения температуры охлаждающей жидкости двигателя, отключения быстрого холостого хода, когда охлаждающая жидкость достигает желаемой рабочей температуры. Если эта система не работает должным образом, быстрый холостой ход может оставаться включенным даже после прогрева двигателя, вызывая его перегрев.Это может быть вызвано проблемой с системой охлаждающей жидкости, термостатом, измеряющим температуру охлаждающей жидкости, или самой автоматической системой быстрого холостого хода.

Вакуумные линии:

Ваш двигатель работает как герметичная система с регулируемым давлением, потоком воздуха и несколькими различными жидкостными системами для правильного функционирования. Давление внутри двигателя поддерживается с помощью вакуумной системы, и утечка в этой системе может вызвать некоторые проблемы с работой двигателя, в частности, ненормально высокие обороты холостого хода.Вы можете проверить наличие более очевидных утечек в системе, таких как отсоединенный шланг или сломанная прокладка.

Воздухозаборник:

Вашему двигателю для правильной работы требуется свежий воздух, поэтому существует целая система впуска воздуха, предназначенная для регулирования и фильтрации потока воздуха в двигатель. Если есть проблема с этой системой, такая как утечка на впуске или неисправный клапан IAC (Idle Air Control), возможно, слишком много воздуха попадает в ваш двигатель, вызывая колебания скорости холостого хода.Это основано на том же принципе, что и система EAC, потому что клапан IAC работает вместе с этой системой для получения оптимальной смеси воздух-топливо. Как я уже говорил ранее, слишком много воздуха может привести к слишком большому холостому ходу!

Это лишь некоторые из наиболее вероятных проблем, которые могут вызвать увеличение скорости холостого хода, и их не следует рассматривать как полный список диагностики. Однако, если вы испытываете аномально высокую скорость холостого хода, некоторые из этих проблем могут быть корнем вашей проблемы и могут быть устранены дома при наличии необходимого уровня навыков и терпения для устранения точной проблемы.

19Июн

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

19 Июн 2018 alexxlab Комментировать

Как работает гибридный двигатель: принцип работы

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

История гибридных двигателей

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

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

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

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

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

Полная конструкция гибрида

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

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

Интересно знать!

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

Функционирование двигателя-гибрида

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

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

Важно! В процессе работы ДВС происходит зарядка электрического мотора.

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

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

Последовательная схема

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

Параллельная схема

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

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

Последовательно-параллельная схема

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

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

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

Преимущества и недостатки гибридных авто

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

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

К недостаткам моделей с гибридными установками относятся:

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

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

Типы гибридных агрегатов

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

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

Интересно знать!

Микрогибридные силовые агрегаты впервые сконструировал и выпустил бренд Тойота.

Классификация по степени электрификации

В зависимости от электрификации существует несколько видов гибридных машин.

Микрогибрид

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

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

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

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

Мягкий гибрид

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

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

Полный гибрид

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

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

Гибриды-плагины

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

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

Привод дополнительных аксессуаров в автомобилях с полным гибридным приводом

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

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

Важно!

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

Перспективы автомобилей-гибридов

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

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

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

Гибридный двигатель

Автор admin На чтение 7 мин. Просмотров 276

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

Решить эту проблему можно двумя способами: установить вместо ДВС электромотор или гибридный двигатель. К последнему прибегают многие автомобильные марки.

Как видно из названия, подобный силовой агрегат представляет из себя классический двигатель внутреннего сгорания и одновременно электродвигатель, объединенные в одно целое. По многим причинам такое решение предпочтительнее одной только электрической тяги.

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

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

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

Электрический двигатель, в отличие от работающего на нефтепродуктах, не нуждается в постоянной подаче топлива. Он может находиться в выключенном состоянии сколь угодно долго, пока на него не будет подано напряжение. При подаче электричества он практически моментально передает колесам максимальную тягу.

Гибридный двигатель совместил преимущества обоих моторов, благодаря чему достигается экономичность, экологичность и неплохие динамические характеристики.

Принцип работы гибридных двигателей

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

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

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


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

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

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

Схемы взаимодействия электромотора и ДВС

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

Последовательная схема

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

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

Плюсы такой конструкции заключаются в следующем:

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

Однако есть у последовательной схемы и свои минусы:

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

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

Параллельная схема

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

В зависимости от режима езды блок управления распределяет крутящий момент, поступающий от обоих элементов гибрида. Основную работу выполняет двигатель внутреннего сгорания, электромотор же подключается когда нужна дополнительная мощность (при трогании, ускорении), при торможении и замедлении он работает как генератор.

Плюсы подобной компоновки в том, что нет необходимости устанавливать аккумуляторную батарею большой емкости, потери энергии намного меньше, чем при последовательной схеме, поскольку ДВС напрямую связан с ведущими колесами, а кроме того, сама по себе конструкция довольно проста, а значит, дешева.

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

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

Последовательно-параллельная схема

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

На высоких скоростях крутящий момент на ведущие колеса передается и от двигателя внутреннего сгорания. При повышенных нагрузках (например, при подъеме в гору), когда генератор не в силах обеспечить требуемый ток, электромотор получает дополнительное питание от аккумулятора (параллельная схема).

Поскольку в системе имеется отдельный генератор, заряжающий аккумуляторную батарею, электромотор используется только для привода ведущих колес и во время рекуперативного торможения. Через планетарный механизм (он же делитель мощности), часть крутящего момента от ДВС частично передается на колеса и частично отбирается для работы генератора, который питает либо электромотор, либо аккумуляторную батарею. Электронный блок управления все время регулирует подачу мощности из обоих источников.

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

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

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

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

Как работает гибридный двигатель – простыми словами о новых технологиях

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

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

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

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

Устройство гибридного двигателя – описание схемы

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

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

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

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

Авто с гибридным двигателем – плюсы и минусы

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

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

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

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

принцип работы, что значит, схема мотора

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

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

История гибридных двигателей

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

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

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

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

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

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

Принцип работы и устройство гибридных двигателей

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

Полная конструкция

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

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

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

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

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

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

Общий принцип работы гибридного автомобиля рассмотрим далее.

Функционирование двигателя

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

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

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

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

Типы гибридных агрегатов

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

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

Схемы взаимодействия мотора и ДВС

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

Последовательная схема

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

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

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

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

Параллельная схема

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

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

Последовательно-параллельная схема

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

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

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

Классификация по степени электрификации

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

Микрогибрид

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

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

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

Мягкий гибрид

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

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

Полный гибрид

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

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

Гибриды плагины

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

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

Преимущества и недостатки гибридных авто

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

Преимущества

Недостатки

1.   Высокий КПД за счёт использования крутящего момента от ДВС при любых нагрузках1. Мало специалистов по ремонту и обслуживанию гибридов
2.   Экономия бензина в городе 10 — 30% 2. Высокая стоимость аккумуляторных батарей. При выходе из строя одного элемента приходится менять весь блок в сборе. Проблема с утилизацией
3.   Энергия торможения рекупируется в электрическую энергию3. Наличие большого количества электроники. Сложность с запчастями. Дорогой ремонт.
4.   Использование ДВС меньшей мощности и габаритов. Возможность отказаться от сцепления и КПП4. Недостаточное количество станций для подзарядки аккумуляторов. Малый пробег на одной электротяге
5.   Надёжный запуск зимой5. Плохая маневренность
6.   Снижение токсичных выхлопов6. Из-за холодов батареи быстрее выходят из строя
7.   Тихая работа7. Бесшумная работа приводит к авариям

Заключение

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

принцип работы, устройство и схемы электромотора

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

Содержание статьи:

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

Какой автомобиль называют «гибридом»

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

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

Все многочисленные схемы практической реализации идеи получили название гибридов.

Читайте также: Что такое тормозной суппорт и как он работает

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

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

Принцип работы гибридных двигателей

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

Устройство

В состав любого гибрида входят:

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

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

Схемы работы

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

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

Последовательная

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

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

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

Тебе на заметку: Причины быстрого износа деталей тормозной системы

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

Параллельная

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

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

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

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

Смешанная

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

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

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

Это интересно: Что такое Адсорбер, устройство и принцип работы

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

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

Как работает гибридный мотор на примере Тойота Приус

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

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

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

К сведению: Как проверить форсунки дизельного двигателя

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

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

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

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

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

Достоинства и недостатки гибридов

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

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

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

Все недостатки связаны с усложнением техники:

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

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

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

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

Устройство и принцип действия гибридного двигателя

Как работает гибридный двигатель?

 

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

Что означает понятие «техника гибридного привода»?

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

 

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

 

«Микрогибридный» силовой агрегат

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

«Среднегибридный» привод

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

 

«Полногибридный» силовой агрегат

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

 

Основы гибридной техники

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

Параллельный гибридный силовой агрегат

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

Раздельный гибридный привод

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

Последовательный гибридный силовой агрегат

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

 

Раздельный последовательный гибридный силовой агрегат

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

 

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

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

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

 

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

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

Электродвигатель-генератор (электромашина)

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

 

Электрический ускоритель (E-boost)

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

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

Функция Старт-стоп

 

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

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

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

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

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

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

Аргументы в пользу гибридной техники

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

Почему применяется полный гибридный силовой агрегат (привод)?

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

Электродвигатель-генератор

 

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

Высоковольтная батарея

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

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

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

Гибридный двигатель на автомобиле — устройство и принципы работы

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

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

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

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

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

Что такое гибридный двигатель. Принцип работы энергоустановки

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

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

Таким образом достигается оптимальный режим движения и создаётся добавочное усилие. Кроме того сглаживются пиковые нагрузки и колебания, в следствии чего растёт производительность и КПД.

Гибридный двигатель. Устройство

Существует несколько вариантов гибридного двигателя:

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

Плюсы и минусы гибридного двигателя автомобиля

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

До новых встреч.

Как работают гибридные автомобили? Внутренняя структура и базовый принцип

Обновлено

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

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

Читайте также: Средний срок службы аккумуляторной батареи гибридного автомобиля

Шесть основных характеристик внутренней структуры гибридного автомобиля

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

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

Дополнительная информация

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

Гибридный шаговый двигатель

— его рабочие преимущества и недостатки — Circuit Globe

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Преимущества гибридного шагового двигателя

Преимущества гибридного шагового двигателя следующие: —

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

Недостатки гибридного шагового двигателя

Гибридный шаговый двигатель имеет следующие недостатки.

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

Типы шаговых двигателей — их конструкция, работа и применение

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

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

Что такое шаговый двигатель?

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция шагового двигателя

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

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

Типы шаговых двигателей

Существует три основных категории шаговых двигателей , а именно

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

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

Шаговый двигатель с переменным сопротивлением

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

Шаговый двигатель с регулируемым сопротивлением
Конструкция шагового двигателя с регулируемым сопротивлением

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

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

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

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

Конструкция шагового двигателя с переменным сопротивлением
Работа шагового двигателя с переменным сопротивлением

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

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

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

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

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

Работа шагового двигателя с переменным сопротивлением

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

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

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

Шаговый двигатель с постоянным магнитом

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

Шаговый двигатель с постоянным магнитом
Конструкция Шаговый двигатель с постоянным магнитом

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

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

Конструкция Шаговый двигатель с постоянным магнитом

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

Работа шагового двигателя с постоянным магнитом

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

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

Работа шагового двигателя с постоянным магнитом:

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

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

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

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

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

Гибридный шаговый двигатель

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

Гибридный шаговый двигатель
Конструкция гибридного шагового двигателя

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

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

Работа гибридного шагового двигателя

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

Работа гибридного шагового двигателя

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

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

Униполярные и биполярные шаговые двигатели

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

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

Работа 2-фазного униполярного шагового двигателя

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

2-фазный биполярный шаговый двигатель

Тактовые режимы шагового двигателя

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

  1. Шаг волны
  2. Полный шаг
  3. Полушаг
  4. Микрошаговый
Волновой шаговый режим

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

В этом режиме двигатель обеспечивает максимальный угол шага по сравнению со всеми другими режимами. Это самый простой и наиболее часто используемый режим для пошагового выполнения; однако создаваемый крутящий момент меньше, поскольку он использует некоторую часть всей обмотки в данный момент.

Режим полного шага

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

Полушаговый режим

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

Режим микрошага

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

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

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

Преимущества шагового двигателя

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

Применение шаговых двигателей

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

Вы также можете прочитать:

.Гибридный реактивный электродвигатель
и приводы, применяемые в гибридном электромобиле

1. Введение

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

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

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

2. Силовой агрегат и стратегия управления гибридного электромобиля

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

Рисунок 1.

Схема силовой сборки гибридного электромобиля

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

Рис. 2.

Рабочие режимы и маршрут потока мощности гибридного электромобиля

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

3.Моделирование рабочих точек электрической машины

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

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

Основные параметры автомобиля приведены в таблице 1.

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

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

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

Таблица 1.

Основные параметры автомобиля

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

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

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

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

Таблица 3.

Параметры основного электрического оборудования

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

Рисунок 4.

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

4. Архитектура и принцип новой электрической машины

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

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

Рисунок 5.

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

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

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

5. Определение положения ротора

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

Рисунок 6.

Эквивалентная схема пути потока на стороне 1-1

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

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

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

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

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

Игнорировать эффект насыщения, поток Φ связующей осевой катушки

Φ = Φ0 + Φ1 + Φ2 + Φ3E3

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

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

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

ЭДС E в осевой катушке

E = −NddtΦE5

Подставляя (5) на (4), получаем

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

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

6. Моторные приводы

6.1. Метод управления регулировкой магнитного потока

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

Уравнение фазных напряжений трехфазного двигателя:

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

i A , i 8 B , i C ток фаз A, B, C,

R сопротивление катушки,

L самоиндуктивность катушки,

M взаимная индуктивность катушки катушка,

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

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

Игнорируя влияние сопротивления катушки, одно уравнение фазного напряжения:

u = (L − M) didt + ddt (ψm + ψz) E8

Векторное уравнение:

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

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

U = ω (L − M) 2I2 + (ψm + ψm) 2E10

I = 1L − MU2ω2− (ψm + ψz) 2E11

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

n = 30π⋅ZrUψm + ψzE12

Магнитный поток индуцированный осевым током катушки возбуждения

ψz = LzsIzE13

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

n = 30π⋅ZrUψm + LzsIzE14

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

Tem = 32Zr (Ψm + Ψz) I + 34L2I2E15

Из (11) и (15) мы получаем

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

где, Z r количество зубьев на роторе;

Ψ м потокосцепление на постоянном магните;

U напряжение на якоре;

Ом скорость вращения ротора;

L 2 приращение индуктивности.

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

Рисунок 7.

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

При моделировании параметры двигателя показаны в таблице 4.

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

Таблица 4.

Параметры типа двигателя

Λ м эквивалентная проницаемость постоянного магнита,

Λ z эквивалентная проницаемость выходных осевых катушек,

Λ 0 постоянное значение проницаемости основного воздушного зазора ,

Λ 1 основное значение проницаемости основного воздушного зазора

D Диаметр двигателя,

л длина двигателя тор,

N Z витков осевых катушек возбуждения,

I Z 0 ток осевой катушки,

6.2. Принцип гибридных вентильных реактивных электродвигателей

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

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

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

  2. Трехфазный ток подается одновременно в каждый момент времени.

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

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

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

Рисунок 8.

Схема текущего управления

Рисунок 9.

Блок-схема управления моторным приводом

7. Обоснование эксперимента

7.1. Схема эксперимента

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

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

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

Рисунок 10.

Блок-схема тестовой системы

7.2. Результаты

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

Рисунок 11.

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

Рисунок 12.

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

Рисунок 13.

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

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

Рисунок 14.

Карта эффективности моторных приводов

8. Заключение

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

Выражение признательности

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

.

17Июн

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

17 Июн 2018 alexxlab Комментировать
Подача топлива в инжекторных двигателях, описание отличий типов систем впрыска

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

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

Отличия работы инжекторных двигателей

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

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

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

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

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

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

Описание преимуществ инжекторных систем

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

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

Недостатки инжекторных двигателей:

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

Корректировка функций двигателя контроллером ЭБУ

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

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

Данные, используемые ЭБУ:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Управляющий механизм также корректирует функционирование рабочих узлов:

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

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

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

Описание видов систем питания

Системы впрыска имеют несколько разновидностей:

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

Схема системы питания одноточечного типа:

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

Схема питания многоточечного впрыска:

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

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

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

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

Проведение техобслуживания систем питания инжекторных двигателей

Мероприятия по техническому обслуживанию систем питания обладают особенностями:

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

Инжекторная система питания

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

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

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

Устройство ДВС

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

Устройство системы

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

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

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

Датчики системы инжектора

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

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

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

Простая инжекторная система подачи топлива

Как все работает

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

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

Первый инжекторный двигатель Toyota 1973 года

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды и типы инжекторов

Инжекторы бывают двух видов:

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

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

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

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

Обратная связь с датчиками

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

Эволюция датчика лямбда-зонд от Bosch

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

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

На разных режимах обратная связь работает так:

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

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

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

Инжекторная система подачи топлива и ее работа

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

Инжекторная система подачи топлива

Чем хороша инжекторная система подачи топлива?

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

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

Как работает инжектор?

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

Обычно он состоит из:

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

Схема устройства инжекторной системы подачи топлива

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

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

Какими бывают инжекторы?

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

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

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

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

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

Особенности устройства инжекторного двигателя

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

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

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

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

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

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

Устройство электромагнитной форсунки бензинового двигателя

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

Основные системы

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

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

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

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

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

Зачем нужны датчики?

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

Так, эти приборы различного назначения подают информацию:

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

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

Устройство инжектора и принцип работы инжектора на автомобилях

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

Содержание статьи:

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

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

Виды инжекторных систем

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

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

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

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

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

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

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

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

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

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

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

Система непосредственного впрыска

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

Виды электронных форсунок

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

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

Принцип работы инжектора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

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

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

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

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

Преимущества инжектора и его недостатки

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


Далее, рассмотрим параметры А и B,  которые приходят с датчиков. Давайте предположим, что параметр А это температура охлаждающей жидкости, а параметр В это показания датчика кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100 и уровень кислорода равен 3, из справочных таблиц находим что коэффициент А равен 0,8 а коэффициент В равен 1.

Теперь по известным данным рассчитаем длительность импульса:
Длительность импульса = 8 х 0,8 х 1,0 = 6,4 мс
Из этого примера,  видно, как ЭБУ регулирует длительность импульса.
Системы реального контроля может иметь более 100 параметров, каждому параметру соответствует собственная таблица. И в зависимости от оборотов двигателя, ЭБУ, приходится производить расчёты более ста раз в минуту.
 
Производительность чипов.
Теперь когда мы понимаем как работает ЭБУ, можем поговорить о том как увеличить мощность двигателя. В ЭБУ есть чип в котором располагаются все справочные таблицы. Этот чип можно заменить на аналогичный, с другими таблицами. Эти таблицы будут содержать в себе значения, которые будут увеличивать подачу топлива на определённых этапах езды.
Например, можно увеличить количество топлива поступающего в двигатель как на полном газу, так и на любых оборотах. Поскольку производители таких прошивок для чипов, не озабочены количеством вредных выбросов, они используют более агрессивные настройки подачи топлива, при написании прошивки.

Принцип работы инжектора

Устройство и принцип работы инжектора

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

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

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

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

Виды инжекторных систем

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

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

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

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

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

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

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

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

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

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

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

Система непосредственного впрыска

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

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

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

Принцип работы инжектора

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

К механической части инжектора относится:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция и принцип работы инжектора

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

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

. Электронная же часть обеспечивает контроль и управление системой.

Механическая составляющая инжектора

К механической части инжектора относится:

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

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

Видео: Инжектор

Принцип работы инжектора

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

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

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

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

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

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

Электронная составляющая

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

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

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

Принцип работы инжектора на автомобилях

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

Это необходимо для нормального функционирования двигателя.

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

Электронный блок управления

Для работы любого инжекторного мотора необходим блок управления микроконтроллерного типа.

К нему подключаются:

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

Питание осуществляется от бортовой сети.

Электронный блок состоит из:

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

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

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

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

Устройство системы питания инжекторного двигателя

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

Устройство инжектора

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

Устройство системы питания инжектора:

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

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

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

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

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

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

Как работает система питания инжекторного двигателя?

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

Как работает система впрыска топлива

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

Система впрыска топлива

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

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

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

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

Впрыск дизельного топлива

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

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

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

Базовая инъекция

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

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

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

Форсунки

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

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

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

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

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

Типы топливных форсунок

Форсунка механическая

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

Электронный инжектор

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

Механический впрыск топлива

Lucas система механического впрыска топлива

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

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

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

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

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

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

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

,

Объяснение: Карбюратор VS Впрыск топлива

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

Карбюратор

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

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

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

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

Впрыск топлива

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

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

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

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

Преимущества карбюраторов

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

Недостатки карбюраторов

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

Преимущества впрыска топлива

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

Недостатки впрыска топлива

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

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

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

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

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

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

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


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

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


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

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


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

8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 миллисекунды


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

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

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

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

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

Более низкий спрос на выбросы Улучшенный электронный впрыск топлива

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

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

SPC572L64F2, GTM для EFI… Боже мой!

SPC572L-DISP

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

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

L9177A, модуль управления двигателем с 2-канальными драйверами форсунок

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

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

Эталонный дизайн SPC5-L9177A-K02

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

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

Маленькая система EFI с SPC572L64F2 и L9177A

Что дальше?

Связанные

.
16Июн

Крутящий момент электродвигателя формула: Как рассчитать крутящий момент электродвигателя

16 Июн 2018 alexxlab Комментировать
Мощность и вращающий момент электродвигателя. Что это такое?

Мощность и вращающий момент электродвигателя

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

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



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



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



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




Работа и мощность

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

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



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



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

Приведем единицы измерения к общему виду.



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



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



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

Как образуется вращающий момент и частота вращения?

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

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



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

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



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




Потребляемая мощность электродвигателя

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



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

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

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


Момент электродвигателя

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

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



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

Графическое представление вращающего момента электродвигателя изображено на рисунке.



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

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

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

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

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


Нагрузка насосов и типы нагрузки электродвигателя

Выделяют следующие типы нагрузок:

Постоянная мощность

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



Постоянный вращающий момент

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



Переменный вращающий момент и мощность

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

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

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



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

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

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

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

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



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



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

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



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

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


Соответствие электродвигателя нагрузке

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

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



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



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

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

Потребляемая мощность пропорциональна диаметру рабочего колеса насоса в четвертой степени.



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


Время пуска электрдвигателя

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



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



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

n = частота вращения электродвигателя при полной нагрузке

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

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



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

Мизб можно рассчитать по следующим формулам:







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


Число пусков электродвигателя в час

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

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


Мощность и КПД (eta) электродвигателя

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

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



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

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

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

Р4 (кВт) Гидравлическая мощность насоса.

формула, правила расчета, виды и классификация электродвигателей

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

Что такое электродвигатель?

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

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

P = U х I,

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

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

Конструкция электрического двигателя

Привод включает в себя:

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

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

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

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

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

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

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

Принцип действия

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

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

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

nпр = nобр = f1 × 60 ÷ p = n1

где:

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

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

f1 — частота пульсации электрического тока, Гц;

p — количество полюсов;

n1 — общее число оборотов в минуту.

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

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

S = P ÷ cos (alpha), где:

S — полная мощность, измеряемая в Вольт-Амперах.

P — активная мощность, указываемая в Ваттах.

alpha — сдвиг фаз.

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

Виды электродвигателей

По источнику питания приводы разделяют на работающие от:

  • Постоянного тока.
  • Переменного тока.

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

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

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

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

  • Трехфазные.
  • Двухфазные.
  • Однофазные.

Теоретическая формула мощности трехфазного электродвигателя при соединении в звезду или треугольником

P = 3 * Uф * Iф * cos(alpha).

Однако для линейных значений напряжения и тока она выглядит как

P = 1,73 × Uф × Iф × cos(alpha).

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

Синхронные подразделяются на:

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

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

Общие характеристики двигателей

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

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

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

Вращательный момент

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

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

Рассчитывается он как

M = F × r, где:

M — крутящий момент, Нм;

F — прикладываемая сила, H;

r — радиус, м.

Для расчета номинального вращающего момента привода используют формулу

Мном = 30Рном ÷ pi × нном, где:

Рном — номинальная мощность электрического двигателя, Вт;

нном — номинальное число оборотов, мин-1.

Соответственно, формула номинальной мощности электродвигателя бедует выглядеть следующим образом:

Рном = Мном * pi*нном / 30.

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

Мощность двигателя

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

P = dA ÷ dt, где:

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

t — затраченное время, сек.

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

dA = F × ds, где:

s — пройденное расстояние, м.

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

ds = r × d(teta), где:

teta — угол оборота, рад.

Таким образом можно вычислить угловую частоту вращения ротора:

omega = d(teta) ÷ dt.

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

Коэффициент полезного действия электромотора

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

eta = P2 ÷ P1, где:

P1 — электрическая (подаваемая) мощность, Вт;

P2 — полезная (механическая) мощность, Вт;

Также он может быть выражен как:

eta = A ÷ Q × 100 %, где:

A — полезная работа, Дж;

Q — затраченная энергия, Дж.

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

Снижение эффективности работы электродвигателя происходит по причине:

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

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

Номинальное количество оборотов

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

Расчетная формула частоты оборотов:

n = 30 × omega ÷ pi, где:

n — частота вращения двигателя, об/мин.

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

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

t = 60 секунд.

Момент инерции

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

J = ∑ r2 × dm, где

J — момент инерции, кг·м2 ;

m — масса объекта, кг.

Моменты инерции и силы связаны между собой соотношением:

M — J × epsilon, где

epsilon — угловое ускорение, с-2.

Показатель рассчитывается как:

epsilon = d(omega) × dt.

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

Расчетное напряжение

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

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

P = U × I.

Электрическая константа времени

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

te = L ÷ R.

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

M = Mст + J × (d(omega) ÷ dt), где

Mст = 0.

Отсюда получаем формулу:

M = J × (d(omega) ÷ dt).

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

M = Mп × (1 — omega ÷ omega0), где

omega0 — скорость на холостом ходу.

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

Основные формулы расчета мощности двигателей

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

Pэл = U × I, где

I — сила тока, А;

U — напряжение, В;

Pэл — подведенная электрическая мощность. Вт.

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

Pэл = U × I × cos(alpha).

Кроме активной (подведенной) мощности существует также:

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

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

Pэл = Pмех + Ртеп +Ринд + Ртр, где

Рмех — полезная вырабатываемая мощность, Вт;

Ртеп — потери на образование тепла, ВТ;

Ринд — затраты на заряд в индукционной катушке, Вт;

Рт — потери в результате трения, Вт.

Заключение

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

Расчет мощности и вращающего момента на валу двигателя

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

вращательное движение
;
;

подъем груза

;

привод вентилятора

,

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

Полученные значения следует увеличить до ближайшего каталожного значения.

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

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

Подробнее, о номинальных данных электрических машин, здесь.

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

Помощь студентам

Крутящий момент и зависимость крутящего момента

Как рассчитать крутящий момент, зная обороты и мощность двигателя?

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

 

M = P х 9550 / N

 

Где P — это мощность двигателя в киловаттах (кВт)

N — обороты вала в минуту

 

 

Как рассчитать мощность двигателя, зная крутящий момент и обороты?

Для такого расчета существует формула:

 

P = M х N / 9550

 

Где M — это крутящий момент двигателя

N — это обороты двигателя

 

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

 

Калькулятор крутящего момента

Вращающий момент электродвигателя — Знаешь как

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

М ≡ ФI2 cos Ψ2.

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

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

Рис 10-20. Схема включения короткозамкнутого асинхронного двигателя.

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

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

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

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

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

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

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

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

Максимальная скоростьn вращения будет при холостом ходе двигателя и тогда n2 ≈ n1 , a s ≈ 0. Зависимость вращающего момента от скольжения М = f (s) представлена на рис. 10-23.

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

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

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

I2 cos Ψ2 ≡ E2s ≡ Ф ≡ U1

Отсюда можно сделать очень важный для асинхронных двигателей вывод

M ≡ U1U1 ≡U21

т. е. вращающий момент пропорционален квадрату подведенного к статору напряжения. Таким образом, падение напряжения в сети, например до 0,9 U1н, вызовет уменьшение момента до 0,9 • 0,9 Мн = 0,81 Мни нагруженный двигатель может остановиться. Указанным обстоятельством и объясняется, частично, нормирование падения напряжения в распределительных сетях, питающих асинхронные двигатели.

В практике потребителя часто интересует механическая характеристика двигателя

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

Рис. 10-24. Механическая характеристика двигателя.

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

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

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

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

п2 + п3 = п2 +(f2 • 60)/p = n2 + (f1s • 60)/p = n2 + n1s = n2 + n1((n1 — n2)/n1) = n1

Таким образом, обе н. с. F1 и F2 вращаются с одной скоростью n1, друг относительно друга неподвижны и создают сообща вращающийся магнитный поток Ф. Следовательно, все приведенное на рис. 9-8 и 9-9 справедливо и для асинхронного двигателя.

Следует отметить, что благодаря воздушному зазору между ротором и статором ток холостого хода (рис. 9-7) двигателя очень велик (20—40)% I1Н. Поэтому для улучшения cos φ1 сети двигатель необходимо нагружать полностью.

 

Статья на тему Вращающий момент электродвигателя

Что такое крутящий момент электродвигателя

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

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


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

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

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

Выбираем электродвигатель по крутящему моменту

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

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

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

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

Выбор электродвигателя

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

Вид электромеханизма Тип двигателя в комплектации
ATL 10, BSA 10

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

с тормозом и без

ATL 20-25-30-40

BSA 20-25-30-40

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

с тормозом и без

ATL 50-63-80

BSA 50-63-80

АС 3-х фазный

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

UAL 1-2-3-4

UBA 1-2-3-4

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

с тормозом и без

Основные технических характеристики

Перед выбором электродвигателя важно понимать следующие физические характеристики:

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

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

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

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

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

Номинальный крутящий момент рассчитывается по формуле:

Pn — номинальная мощность, кВт

n- номинальное количество оборотов, об/мин

Синхронная частота вращения, вычисляется по след. формуле:

f — подача частоты, Гц
р — количество пар полюсов

Диаграмма крутящих моментов

Условия эксплуатации

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

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

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

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

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

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

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

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

В/Гц: 230/400/50 +/- 10%В

В/Гц: 266/460/60 +/- 10%В

Об/мин.: 3000/1500/1000/750

Габарит, мм: 50-160

Мощность, кВт: 0,02-18,7

Размеры 71-160 адаптированы для использования

с регулятором частоты. Вентилятор на валу, класс защиты IP 55F
DP   Асинхронные трехфазные многоскоростные электродвигатели

В/Гц: 400/50 +/- 10%В

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

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

Габарит, мм: 63-160

Мощность, кВт: 0,06-18,7

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

В/Гц: 230/400/50 +/- 10%В

В/Гц: 266/460/60 +/- 10%В

Об./мин.:1500

Габарит, мм: 63-90

Мощность, кВт: 0,18-1,5

Размеры 80-90 адаптированны для использования с регулятором частоты.

Вентилятор на валу, класс защиты IP55F
MM    Асинхронные однофазные электродвигатели с встроенным конденсатором

 В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об/мин.: 3000/1500/1000

Габарит, мм: 50-100

Мощность, кВт: 0,045 — 2,2

Вентилятор на валу. Класс защиты IP55F. Поставка с встроенным

или пристыкованным конденсатором.

MDC

MDV

  

 Асинхронные однофазные электродвигатели с центробежным выключателем

с реле выключения подачи напряжения

 В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об./мин.:3000/1500/1000

Габарит, мм: 63-100

Мощность, кВт: 0,187 — 2,2

Принудительная вентиляция. Класс защиты IP55F. Поставка с встроенным или

пристыкованным конденсатором. Центробежный выключатель. Встроенное реле подачи/отключения напряжения
MDE   Асинхронные однофазные электродвигатели с встроенным электронным реле

 В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об/мин: 3000/1500/1000

Габарит, мм: 63-100

Мощность, кВт: 0,187 — 2,2

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

Снабжены электронным пусковым реле.
 МА   Асинхронные трехфазные электродвигатели с тормозом

В/Гц: 230/400/50 +/- 10%В

В/Гц: 266/460/60 +/- 10%В

Об/мин.: 3000/1500/1000/750

Габарит, мм: 55-160

Мощность, кВт: 0,02 — 18,7

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

поставка с двойным тормозом и с ручным растормаживанием.
 MADP   Асинхронные трехфазные многоскоростные электродвигатели с тормозом

В/Гц: 400/50 +/- 10%В

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

3000/1000, 3000/750, 1000/750, 3000/500

Габарит, мм: 63-160

Мощность, кВт: 0,06 — 18,7

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

поставка с двойным тормозом и с ручным растормаживанием.
 MMA   Асинхронные однофазные электродвигатели с тормозом

 В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об/мин.: 3000/1500/1000

Габарит, мм: 50-100

Мощность, кВт: 0,09 — 2,2

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

поставка с двойным тормозом и с ручным растормаживанием.

MADV

MADC

  

Асинхронные однофазные электродвигатели с центробежным выключателем

с реле выключения подачи напряжения с тормозом

В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об/мин.: 3000/1500/1000

Габарит, мм: 63-100

Мощность, кВт: 0,187 — 2,2

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

поставка с двойным тормозом и с ручным растормаживанием.

MADE

  

Ассинхронные однофазные электродвигатели с встроенным электронным реле

с тормозом

В/Гц: 230/50 +/- 5%В

Об/мин.: 3000/1500/1000

Габарит, мм: 63-122

Мощность, кВт: 0,187 — 2,2

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

поставка с двойным тормозом и с ручным растормаживанием.

MV

  

Электродвигатели с векторным управлением (Серводвигатели)

Однофазная сеть:

В/Гц: 230/50-60 +/-10% В

Трехфазная сеть:

В/Гц: 400/50-60 +/-10% В

Об/мин.: 3000

Габарит, мм: 63 — 160

Момент, Н*м: 2,6 — 42

Сохранение момента при частоте вращения от 0 до максимальной. Высокая точность позиционирования.

Программирование через пульт или компьютер

MVC

MVS

  

Электродвигатели с встроенными энкодерами

Однофазная сеть:

В/Гц: 230/50-60 +/-10% В

Трехфазная сеть:

В/Гц: 400/50-60 +/-10% В

Об/мин.: 3000

  

Габарит, мм: 63 — 160

Момент, Н*м: 2,6 — 160

Сохранение момента при частоте вращения  от 0 до максимальной. Высокая точность позиционирования.

Принудительная вентиляция

MII

  

Электродвигатели с встроенными регуляторами частоты вращения

Однофазная сеть:

В/Гц: 230/50-60 +/- 10% В

Трехфазная сеть:

В/Гц: 400/50-60 +/-10% В

Количество полюсов: 2/4/6

Габарит, мм: 71 — 112

Момент, кВт: 0,12 — 4

Недорогой вариант электродвигателя с частотным управлением. Принудительная вентиляция Встроенный тормоз,

устройство тепловой защиты. Дистанционное управление.

 

 

 

Просмотров: 15580 | Дата публикации: Четверг, 13 июня 2013 05:41 |

Электродвигатели
— мощность и крутящий момент в зависимости от скорости

Движущая сила электродвигателя составляет крутящий момент — не мощность.

Крутящий момент — это крутящая сила, которая заставляет двигатель работать, а крутящий момент активен от 0% до 100% рабочей скорости.

Мощность, производимая двигателем, зависит от скорости двигателя и составляет

  • ноль при 0% скорости и
  • обычно на максимуме при рабочей скорости

Примечание ! — полный крутящий момент с нулевой скорости является большим преимуществом для электромобилей.

Для полного стола — поворот экрана!

900 1,5 126 945 9017 9017 9017 9017 90 175 2521
    6
901 75300 14405 1603 1444 109176
Мощность Скорость двигателя (об / мин)
3450 2000 1750 1000 500
Крутящий момент
л.с. кВт (фунт f дюйм)
(фунт f фут)
(Нм) (фунт f дюйм) (фунт) f фут) (Нм) (фунт f дюйм) (фунт f фут) (Нм) (фунт на дюймов) (фунт на футов) (Нм) (фунт на дюймов) 9001 1 (фунт на футов) (Нм)
1 0.75 18 1,5 2,1 32 2,6 3,6 36 3,0 4,1 63 5,3 7,1 126 175 1,1 27 2,3 3,1 47 3,9 5,3 54 4,5 6,1 95 7.9 10,7 189 15,8 21,4
2 1,5 37 3,0 4,1 63 5,3 5,3 7,1 10,5 14,2 252 21,0 28,5
3 2,2 55 4,6 6,2 95 7.9 10,7108 9,0 12 189 15,8 21,4 378 31,5 42,7
158 13,1 18 180 15 20315 26,3 36 630 52,5 71
7.5 5,6137 11 15 236 20 27 270 23 31 473 39 79176
10 7,5 183 15 21315 26 36 360 30 41 630 142
15 11 274 23 31 473 39 53 540 45 61 158214
20 15 365 30 41 630 53 71 720 60 81 1260 105 142 2521 210 457 38 52 788 66 89 900 75 102 1576 131 178 3151 263 263 263 548 46 62 945 79 107 1080 90 122 1891 158 214 900 30731 61 83 1260105 142 1441 120 163 2521 210 285 5042 420 570
50 76 131 178 1801 150 204 3151 263 356 6302 525 712
1891 158 214 2161 180 244 3781 315 427 7563 630 145 2206 184 249 210 285 4412 368 499 8823 735 997
80 60 1461 165 1461 165 1461 165 285 2881 240 326 5042 420 570 10084 840 1140
67176 236 321 3241 270 366 5672 473 641 11344 945 1282
3151 263 356 3601 407 6302 525 712 12605 1050 1425
125 93 2283 4502 375 509 7878 657 891 15756 1313 1781
150 112 534 5402 450611 9454 788 1069 18907 1576 2137
131 460 623 6302 525 901 76 712 11029 919 1247 22058 1838 2494
200 149 3654 304 600 814 12605 1050 1425 25210 2101 2850
225 168 4110 8103 675916 14180 1182 1603 28361 2363 3206
250
250 891 9003 750 1018 15756 1313 1781 31512 2626 3562
275 205 5024 825 1120 17332 1444 1959 34663 2889 3918
300 224 5480 10804 900 1221 18907 1576 2137 37814 3151 4275
350 1247 12605 10 50 1425 22058 1838 2494 44117 3676 4987
400 298 7307 1200 1628 25210 2101 2850 50419 4202 5699
450 336 16206 1351 1832 28361 2363 3206 56722 4727 6412
550 1959 198 08 1651 2239 34663 2889 3918 69326 5777 7837
600 448 2137 21608 1801 2443 37814 3151 4275 75629 6302 8549
Мощность двигателя

9129 можно рассчитать как

T дюйм фунт = P л.с. 63025 / n (1)

где

T дюйм фунт = крутящий момент (фунт фунт-дюйм )

P л.с. = мощность электродвигателя (л.с.)

n = оборот в минуту (об / мин)

Альтернативно

T фут-фунт = P л.с. 5252 / n (1b)

где

5 фут-фунт = крутящий момент (фунт f футов)

Крутящий момент в единицах СИ можно рассчитать как

T Нм = P W 9.549 / n (2)

где

T Нм = крутящий момент (Нм)

P W = мощность (Вт)

n = число оборотов в минуту (об / мин)

Электродвигатель — зависимость крутящего момента от мощности и скорости

мощность (кВт)

скорость (об / мин)

Электродвигатель — мощность от крутящего момента и скорости

крутящий момент (Нм)

скорость (об / мин)

Электродвигатель — Зависимость скоростиМощность и крутящий момент

мощность (кВт)

крутящий момент (Нм)

Пример — крутящий момент электродвигателя

крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 0,75 кВт (750 Вт) при скорость 2000 об / мин можно рассчитать как

T = ( 750 Вт ) 9,549 / (2000 об / мин)

= 3,6 (Нм)

Пример — Крутящий момент электродвигателя

Крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 100 л.с. при частоте вращения 1000 об / мин можно рассчитать как

T = (100 л.с.) 63025 / (1000 об / мин)

= 6303 (фунт на дюймов)

Для преобразования в фунт-сила-фут — разделите крутящий момент на 12 9 1306.

.
Уравнение крутящего момента асинхронного двигателя — пусковой момент

Разрабатываемый крутящий момент или Уравнение индуцированного крутящего момента в машине определяется как крутящий момент, генерируемый преобразованием электрической энергии в механическую. Крутящий момент также известен как электромагнитный момент . Этот развиваемый крутящий момент в двигателе отличается от фактического крутящего момента на выводах двигателя, который почти равен моментам трения и сопротивления воздуха в машине.

Уравнение развиваемого крутящего момента составляет

Приведенное выше уравнение выражает развиваемый крутящий момент непосредственно через мощность воздушного зазора P g и синхронную скорость ω s . Поскольку ω s постоянна и не зависит от условий нагрузки. Если значение P g известно, то развиваемый крутящий момент можно определить напрямую. Мощность воздушного зазора P g также называется крутящим моментом в синхронных ваттах.

Синхронный ватт — это крутящий момент, который развивает мощность в 1 Вт, когда машина работает с синхронной скоростью.

Теперь электрическая мощность, генерируемая в роторе, определяется уравнением, показанным ниже.

Эти электрические мощности рассеиваются в виде потерь I 2 R или потерь меди в цепи ротора.

Мощность на входе ротора равна

.

Где,

Пусковой момент асинхронного двигателя

В начальном условии значение s = 1. Следовательно, запуск получается путем помещения значения s = 1 в уравнение (6), мы получаем

Пусковой крутящий момент также известен как Момент покоя.

Уравнение крутящего момента при синхронной скорости

При синхронной скорости s = 0 и, следовательно, развиваемый крутящий момент Ʈd = 0. При синхронной скорости развиваемый крутящий момент равен нулю.

Поскольку E 1 почти равно V 1 , уравнение (12) принимает вид

Пусковой крутящий момент получается положением s = 1 в уравнение (13)

Следовательно, из приведенного выше уравнения ясно, что пусковой крутящий момент пропорционален квадрату приложенного напряжения статора.

См. Также: Максимальный крутящий момент асинхронного двигателя

,

Расчет размеров двигателя

Правильный размер и выбор двигателя для вашего оборудования являются ключом к обеспечению производительности, надежности и стоимости оборудования. В дополнение к приведенной ниже информации по правильному подбору двигателя Oriental Motor предлагает онлайн-инструменты для выбора двигателя, а также помощь сотрудников нашей службы технической поддержки.

Наша служба технической поддержки готова помочь вам правильно определить размер и выбрать двигатель в зависимости от вашего индивидуального применения.Просто позвоните 1-800-GO-VEXTA (468-3982) (с понедельника по пятницу с 7:30 до 17:00 по тихоокеанскому стандартному времени).

Процедура выбора

Первый шаг — определить приводной механизм для вашего оборудования. Некоторые примеры — прямое вращение, шариковая винтовая пара, ремень и шкив или рейка и шестерня. Наряду с типом приводного механизма необходимо также определить размеры, массу, коэффициент трения и т. Д., Необходимые для расчета нагрузки:

  • Размеры и масса (или плотность) груза
  • Размеры и масса (или плотность) каждой детали
  • Коэффициент трения скользящей поверхности каждой подвижной части

Далее вам необходимо будет определить требуемые характеристики оборудования:

  • Скорость перемещения и время работы
  • Расстояние позиционирования и время позиционирования
  • Разрешение
  • Точность остановки
  • Удержание позиции
  • Электропитание и напряжение
  • Операционная среда
  • Особенности и требования, такие как; Разомкнутый цикл, замкнутый цикл, программируемый, обратная связь, рейтинг IP, утверждения агентов и т. Д.

Чтобы определить требуемую мощность двигателя, необходимо вычислить три фактора; Момент инерции, крутящий момент и скорость. (См. Расчеты для каждого из следующих разделов.)

После того, как вы рассчитали инерцию, крутящий момент и скорость двигателя, вы выберете тип двигателя на основе требуемых характеристик. Oriental Motor предлагает широкий ассортимент шаговых двигателей, серводвигателей, двигателей переменного тока и бесщеточных двигателей для удовлетворения конкретных потребностей вашего оборудования.

Наконец, после выбора типа двигателя вы сделаете окончательное определение двигателя, подтвердив, что спецификации выбранного двигателя (и редуктора, если применимо) удовлетворяют всем требованиям, таким как механическая прочность, время ускорения и момент ускорения.

Расчет размеров двигателя

При выборе двигателя необходимо учитывать три фактора; Момент инерции, крутящий момент и скорость.

Момент инерции

Момент инерции — это мера сопротивления объекта изменениям скорости его вращения.

Когда объект просто сидит без движения, момент инерции равен 0.

Когда вы пытаетесь заставить его двигаться, что означает, что вы хотите изменить скорость объекта с 0 на любую, возникнет эффект момента инерции.

Основная инерция (Дж) Уравнение :

Расчет момента инерции вращающегося объекта

Расчет момента инерции цилиндра

Расчет момента инерции полого цилиндра

Расчет момента инерции для смещенной оси

Расчет момента инерции для прямоугольной опоры

Расчет момента инерции для объекта, движущегося линейно

Единицы измерения момента инерции

Единицы инерции обычно используются двумя способами: унций в секунду и унций в секунду .Первое включает в себя гравитацию, второе — только массу.

Теоретически инерция — это фактор массы, поэтому он не должен включать гравитацию, однако практически мы не можем легко измерить массу на Земле.

Oriental Motor обычно обеспечивает инерцию в унциях на дюйм². Затем, когда мы вычисляем момент ускорения при расчете момента, мы делим общую инерцию на силу тяжести.

Плотность = 386 дюйм / сек²

  • унций-дюйм² = инерция в зависимости от веса
  • унций в секунду² = инерция в зависимости от массы

Расчет для унций-дюймов² в унций-дюймов²

Момент

Крутящий момент — это стремление силы вращать объект вокруг оси.Крутящий момент состоит из двух компонентов; компонент нагрузки (постоянный) и компонент ускорения.

Составляющая момента нагрузки обычно возникает из-за трения и / или силы тяжести и всегда действует на двигатель. Этот компонент обычно можно определить путем расчета или путем наложения динамометрического ключа на систему и считывания значения крутящего момента. Когда его невозможно измерить, мы используем некоторые уравнения для расчета приблизительного значения.

Однако ускоряющий момент действует на двигатель только тогда, когда он ускоряется или замедляется.Когда двигатель работает с постоянной скоростью, этот компонент уходит. Измерять составляющую ускорения сложно, не говоря уже об опасности. Если вы хотите, чтобы нагрузка набирала скорость за 50 миллисекунд, вполне вероятно, что динамометрический ключ слетит. Поэтому рассчитываем составляющую ускорения. Этот компонент является функцией инерции системы и скорости ускорения. Итак, как только мы определим эти значения, мы сможем вычислить момент ускорения.

Момент нагрузки ( T )

Нагрузка крутящего момента очень проста.

Как видите, крутящий момент в этом уравнении является произведением силы и расстояния между силой и центром вращения. Например, если вы хотите удержать силу, действующую на конец шкива, T = F x r . Таким образом, вычисление момента нагрузки определяет силу в системе и логическое расстояние между валом двигателя и местом действия силы.

Когда механика усложняется, нам нужно преобразовать F и r, чтобы они соответствовали механике.

Момент нагрузки — фактическое измерение

Если вы можете измерить силу, это наиболее точный способ ее определения, поскольку он учитывает всю эффективность и коэффициент трения каждой детали.

FB = Усилие, когда главный вал начинает вращаться

Силы

Есть три типа сил; вертикальный, горизонтальный и наклонный.Сила меняется в зависимости от того, как она действует.

Расчет вертикальной силы

Расчет горизонтальной силы

Расчет силы наклона

Расчет момента нагрузки — шарико-винтовая передача

Расчет момента нагрузки — шкив

Расчет крутящего момента нагрузки — тросовый или ременной привод, реечный и шестеренный привод

Момент ускорения

Как упоминалось ранее, момент ускорения состоит из инерции и скорости ускорения.Если нам известны эти два значения, мы можем рассчитать момент ускорения.

Рассчитать момент ускорения ( Ta )

Если скорость двигателя изменяется, всегда необходимо устанавливать момент ускорения или момент замедления.

Основная формула одинакова для всех двигателей. Однако используйте приведенные ниже формулы при вычислении момента ускорения для шаговых или серводвигателей на основе скорости импульса.

Общая формула для всех двигателей

При расчете момента ускорения для шаговых или серводвигателей на основе скорости импульса

Есть два основных профиля движения.Операция разгона / замедления является наиболее распространенной. Когда рабочая скорость низкая, а инерция нагрузки мала, можно использовать режим пуска / останова.

Расчет необходимого крутящего момента ( TM )

Требуемый крутящий момент рассчитывается путем умножения суммы крутящего момента нагрузки и момента ускорения на коэффициент безопасности.

Расчет эффективного крутящего момента нагрузки ( Trms ) для серводвигателей и бесщеточных двигателей серии BX

Когда требуемый крутящий момент двигателя изменяется со временем, определите, можно ли использовать двигатель, вычислив эффективный момент нагрузки.Эффективный момент нагрузки становится особенно важным для режимов работы, таких как операции с быстрым циклом, когда ускорение / замедление является частым. Рассчитайте эффективный момент нагрузки при выборе серводвигателей или бесщеточных двигателей серии BX.

Скорость

Скорость определяется путем вычисления расстояния, разделенного на время. Для шаговых или серводвигателей необходимо также учитывать время разгона.

Расчет стандартной скорости

Скорость = Расстояние / Время

Для шаговых или серводвигателей

Скорость = Расстояние / (Время — Время разгона ( t1 )

Хотите узнать больше?

Команда технической поддержки и инженеры компании

Oriental Motor будут работать с вами, чтобы определить лучшее решение для вашего приложения.Опытные члены команды ORIENTAL MOTOR знают эту технологию от и до. Мы найдем подходящее решение в соответствии с вашими потребностями и объясним альтернативы. Позвоните по телефону 1-800-GO-VEXTA (468-3982), чтобы поговорить с членом группы технической поддержки Oriental Motor.

,
Уравнение крутящего момента двигателя постоянного тока — его вывод

Когда машина постоянного тока загружается как двигатель или как генератор, по проводникам ротора проходит ток. Эти проводники лежат в магнитном поле воздушного зазора.

Таким образом, на каждый проводник действует сила. Проводники лежат у поверхности ротора на общем радиусе от его центра. Следовательно, крутящий момент создается по окружности ротора, и ротор начинает вращаться.

Когда машина работает как генератор с постоянной скоростью, этот крутящий момент равен крутящему моменту первичного двигателя и противоположен ему.

Когда машина работает как двигатель, крутящий момент передается на вал ротора и приводит в движение механическую нагрузку. Выражение то же самое для генератора и двигателя.

Когда токопроводящий ток помещается в магнитное поле, возникает сила, создающая крутящий момент или крутящий момент F x r. Этот крутящий момент создается из-за электромагнитного эффекта, поэтому он называется электромагнитным крутящим моментом .

Крутящий момент, который создается в якоре, не полностью используется на валу для выполнения полезной работы.Часть его теряется из-за механических потерь. Крутящий момент, который используется для выполнения полезной работы, известен как крутящий момент на валу .

С,

Умножая уравнение (1) на I a , получаем

Где,

VI a — электрическая мощность, подводимая к якорю.

I 2 a R a — потери в меди в якоре.

Мы знаем,

Общая электрическая мощность, подаваемая на якорь = Механическая мощность, развиваемая якорем + потери из-за сопротивления якоря

Теперь механическая мощность, развиваемая якорем, равна Pm,

Кроме того, механическая мощность, которая вращает якорь, может быть задана относительно крутящего момента T и скорости n.

Где n — оборот в секунду (об / с), а T — в Ньютон-метре.

Следовательно,

Но,

Где N — скорость в оборотах в минуту (об / мин), а

Где n — скорость в (об / с).

Следовательно,

Итак, уравнение крутящего момента имеет вид:

Для конкретного двигателя постоянного тока количество полюсов (P) и количество проводников на параллельном пути (Z / A) постоянны.

Где

Таким образом, из приведенного выше уравнения (5) ясно, что крутящий момент, создаваемый в якоре, прямо пропорционален магнитному потоку на полюс и току якоря.

Кроме того, направление электромагнитного момента, развиваемого в якоре, зависит от тока в проводниках якоря. Если любой из двух реверсируется, направление создаваемого крутящего момента меняется на противоположное, а следовательно, и направление вращения. Но когда оба меняются местами, и направление крутящего момента не меняется.

,
18Май

Причина детонации двигателя: 7 Причин Почему Идет Детонации Двигателя их Последствие и Как их убрать

18 Май 2018 alexxlab Комментировать

Детонация двигателя. Чем опасна и как этого избежать

Детонация и ее последствия

Многим автовладельцам неизвестно что такое детонация и из-за чего она возникает. В этой статье мы постараемся приоткрыть завесу неизвестности и простыми словами рассказать, что же из себя представляет эта самая детонация.

Начнем с того, что разберемся, что же это за зверь.

Детонация двигателя — это процесс, при котором происходит возгорание воздушно-топливной смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Допустимая волна возгорания двигается со скоростью в 30-45 метров в секунду, а детонации граница пламени может двигаться до 2000 метров в секунду. Ударная волна, возникающая в процессе отрицательно воздействует на все, с чем сталкивается. По большей части страдает кривошипно-шатунный механизм, стенки блока цилиндров, головки блока и клапана.

Читайте также: Как срочно и дорого продать авто в Минске

Процесс детонации, как показывает практика, присущ бензиновым моторам, работа дизельного двигателя происходит по другой схеме.

Допустимая работа двигателя и детонация

При соответствующих условиях работы бензинового двигателя в точке сжатия воздушно-топливной смеси, а именно в максимально допустимой точке, топливо возгорается от искры свечи зажигания.

Выражаясь точнее, угол опережения составляет 2-3 градуса до верхней мертвой точки, а это значит, что поршень еще не достиг своей максимальной высшей точки, а воспламенение уже произошло. Максимальный фронт воспламенения достигается тогда, когда поршень уже начинает движение вниз. Эта воспламенившаяся смесь фактически подталкивает поршень в нужном направлении. Благодаря постоянно повторяющимся данным манипуляциям и происходит работа ДВС.

Такая работа, когда происходит сжатие, затем возгорается смесь, затем начинается движение поршня вниз (благодаря увеличению фронта пламени) — считается нормой для двигателя.

Но есть и другой вариант развития событий, при котором поршень, не успев дойти до верхней мертвой точки, из-за преждевременного возгорания воздушно-топливной смеси, вынужден резко двигаться вниз. Из-за этого процесса поршень подвергается достаточно значительным нагрузкам и если это будет происходить постоянно, то произойдет его прогорание.

Когда возгорание топлива происходит от давления, а не от искры свечи — это не является правильной работой двигателя. ДВС из-за таких сюрпризов может выйти из строя не предупредив.

По каким же причинам возникает детонация

Рассмотрим наиболее часто встречаемые причины, которые могут привести к гибели мотора нашего «железного коня».

На сегодняшний день все двигателя имеют некоторую степень сжатия и рассчитаны на определенный вид топлива. При заливке бензина с октановым числом, не подходящим по тех. документам, есть неплохая вероятность возникновения детонации. Марка бензина 92, 95, 98 — это не что иное, как показатель стойкости бензина к детонационным процессам. Говоря доступнее, если в двигатель с большой степенью сжатия залить бензин с низким октановым числом, то воспламенение смеси произойдет от самого сжатия, а не от искры свечи зажигания, как предусмотрено изготовителем. Так что не стоит проводить эксперименты и пытаться сэкономить на более дешевом виде топлива, а заливать бензин именно той марки, которая предусмотрена заводом-изготовителем. Заливая «правильный» бензин, вы сможете избежать этого неприятного процесса.

1. Различное качество бензина

Приобретая бензин на автозаправочных станциях вы минимизируете вариант покупки низкокачественного топлива или топлива не той марки. Ведь при покупке бензина с рук вам могут подсунуть 92 вместо 95, что опять же может вызвать детонацию двигателя.

2. Процесс уменьшения камеры сгорания

На протяжении «жизни» двигателя камера сгорания по различным причинам, будь то неправильная эксплуатация или некачественное топливо, может начать обрастать различными отложениями. Этому же процессу подвержены и поршни. В результате чего она постепенно уменьшается в объемах, а это означает, что увеличивается степень сжатия. А это значит, что риск появления детонации становится больше. Вы можете определить это по периодическому появлению четкого металлического звука.

3. Система зажигания

При неправильной настройке системы зажигания (сейчас это явление встречается все реже, так как оно было характерно для карбюраторных двигателей, которые сейчас выпускают в очень малом количестве) процесс детонации не заставит себя долго ждать.

Разумеется, если рассматривать причины возникновения детонации, то следует брать во внимание и конструкцию двигателя, форму поршней, камеру сгорания, наличие или отсутствие наддува и тому подобное. Но наиболее часто встречаемые причины перечислены выше.

Почему же детонации следует опасаться

Как было сказано выше, детонационные процессы образуют взрывную волну до 2000 метров в секунду, при норме 30-45 метров в секунду. В результате такого процесса температура может подняться до 3700 градусов.

А это все означает, что стенки блока цилиндров, стенки клапана, головка блока, прокладка и прочее подвержены огромному риску повреждения. Кроме того вырастает давление на поршень. Эти части двигателя не рассчитаны на работу в таких условиях.

Если процесс детонации будет продолжать длительный период, то поршни и клапана могут прогореть, бывали случаи, когда оплавлялась и головка блока.

В первую очередь от детонации страдает прокладка головки блока цилиндров. Она просто-напросто сгорает от такого высокого давления и температуры.

Утверждение, что детонация является одним из самых разрушительных для двигателя процессов можно считать достоверным.

Во время распознать и предотвратить

Признаки появления детонации:

  • нестабильная работа двигателя. Двигатель работает с перепадами, как будто «троит»;
  • четко слышен металлический звук, гораздо сильнее, чем стук цепи;
  • становится меньше тяга — на газ давите, а она не хочет разгоняться.

Избежать этого пагубного процесса достаточно просто. Необходимо соблюдать некоторые не сложные правила:

  • никогда не пренебрегайте заправлять ваше авто только подходящей маркой бензина. Не нужно экспериментов;
  • заправляйтесь только на проверенных заправках, у них есть хоть какой-то контроль за качеством бензина. Никакой покупки топлива «с рук»;
  • не забывайте периодически «поддать вашему мотору газку». Это позволяет избавиться от налета в камере сгорания;
  • не забывайте своевременно менять антифриз и тосол;
  • держите в чистоте радиатор;
  • следите за температурой, перегрев пагубен для двигателя.

Выполняя эти нехитрые действия вы, тем самым, обеспечите долгую и счастливую жизнь двигателю вашего авто и себе!

Понравилась статья?

Расскажи друзьям

Читайте также
Быстро или дорого-как продать авто

Вариантов продажи автомобиля много, все зависит от того, что для вас важнее- срочность или выгодность сделки. Конечно хочется продать авто максимально дорого и, при этом, не тратя много времени, которого обычно не хватает.

Подробнее…

Продавать ли новое авто через три года